青岛即墨市窑头节制闸拆除重建工程初步设计报告(河道治理).docx

青岛即墨市窑头节制闸拆除重建工程初步设计报告证书：水利乙级 编号：a137017397 青岛市水利勘测设计研究院有限公司二一一年六月青岛即墨市窑头节制闸拆除重建工程初步设计报告青岛市水利勘测设计研究院有限公司工程咨询资格证书：工咨甲11920070007工程设计证书：a137017397批 准：于诰方核 定：毛赞庆审 查：潘树新校 核：刘红军工程主持：佟 涛参加人员：佟 涛 邓颖莉 孙 琳 秦玉忠张宗刚 刘延栋目 录1 综合说明11.1 绪言11.2 水文31.3 工程地质41.4 工程任务和规模51.5 工程总体布置和主要建筑物61.6 金属结构101.7 劳动安全与工业卫生101.8 消防设计111.9 施工组织设计111.10 工程淹没及占地121.11 环境保护设计121.12 水土保持设计131.13 节能设计131.14 工程管理141.15 投资概算151.16 经济评价152 水文162.1 流域概况162.2 设计洪水计算182.3 设计洪水成果选定342.4 窑头节制闸处设计洪水342.5 分期设计洪水343 工程地质353.1 工程概况353.2 地质条件353.3 工程区岩土层及其物理力学性质373.4 工程地质条件评价393.5 结论与建议414 工程任务和规模424.1 工程现状424.2 工程存在的主要问题424.3 工程险情434.4 工程建设的必要性434.5 工程任务444.6 工程规模444.7 正常蓄水位455 工程总布置及主要建筑物465.1 设计依据465.2 主要设计方案比选及确定485.3 工程布置及主要建筑物505.4 设计计算545.5 观测设计716 机电及金属结构746.1 金属结构746.2 电气777 劳动安全与工业卫生797.1 设计依据797.2 总体说明797.3 劳动安全797.4 工业卫生817.5 应急措施827.6 检测、检验设施837.7 预期效果及评价837.8 安全与卫生机构设置838 消防设计848.1 工程消防设计原则848.2 工程消防设计依据848.3 电气设备消防设计848.4 管理房858.5 电缆消防858.6 消防工程量859 施工组织设计869.1 施工条件869.2 施工导流889.3 主体工程施工899.4 施工总布置959.5 施工总进度9510 工程淹没及占地9910.1 工程淹没占地9910.2 工程占地9910.3 占地补偿标准9910.4 工程占地补偿投资10011 环境保护设计10111.1 设计依据及采用标准10111.2 主要环境影响10211.3 环境保护措施10312 水土保持设计10912.1 编制依据10912.2 工程区水土流失及水土保持现状10912.3 水土流失预测11012.4 水土流失危害分析11012.5 水土流失防治方案11112.6 方案实施的保证措施11213 节能设计11313.1 节能设计依据和原则11313.2 工程节能设计11414 工程管理11714.1 管理机构11714.2 管理范围和保护范围11714.3 管理设施11815 工程量及投资概算11915.1 编制说明11915.2 投资概算12016 经济评价121附：青岛即墨市窑头节制闸拆除重建工程概算青岛即墨市窑头节制闸拆除重建工程初步设计附图1 综合说明1.1 绪言1.1.1 工程地理位置墨水河属山东沿海诸小河系，发源于崂山北麓，即现在的城阳区惜福镇三标山。流经即墨市辖区的龙山街道办事处、即墨市通济街道办事处、城阳区的城阳街道办事处、棘洪滩街道办事处，于棘洪滩街道办事处的前海西村南注入胶州湾。全长42.2km，流域面积392.9km2（含洪江河），平均干流坡降0.002m/m。墨水河流域多年平均年降水量为689.8mm，最大年降水量为1964年1446.3mm，最小年降水量为1981年323.0mm，相差1123.3mm，多年平均69月降水量占年降水量的73%。墨水河在即墨境内主要支流有4条：留村河、龙泉河、土桥头河、西流峰河。窑头节制闸位于即墨市通济街道办事处墨河公园西。现状墨水河已按照50年一遇防洪标准治理完成。窑头节制闸闸建成于1980年，主要功能为蓄水、景观和补充地下水，闸址以上控制流域面积190.0km2。1.1.2 工程现况窑头节制闸于1980年9月建成投入使用。原闸总宽度124.8m，采用18孔5.83.5m（宽高）的直升式平面钢闸门，设18台卷扬式启闭机。水闸分闸前铺盖、闸室、闸后消力段3部分。闸前铺盖采用c15混凝土结构，长5.0m，厚0.3m。闸室底板顺水流方向长14.0m。闸底板厚度0.5m，采用m7.5水泥砂浆砌石结构，底板上下游设齿坎，深1.2m；闸墩采用浆砌乱石结构，方块石镶面，厚度1.2米，中墩进、出口段采用弧形。机架桥采用c20钢筋混凝土结构，设于交通桥的上游，为双肢t型梁结构，桥面总宽3.8m，机架桥桥墩采用钢筋砼排架柱结构。闸后消力池采用挖深式消力池形式。消力池底板采用m7.5浆砌石结构，长16.0m，厚度0.5m。消力池分陡坡段及水平段。消力池下游无海漫。原闸下游交通桥为6孔双曲拱桥，桥面总宽9.0m，桥墩采用浆砌石结构，表面采用浆砌方块石镶面。现状交通桥表层为花岗岩板路面，桥两侧分别设木质人行道板及栏杆。窑头节制闸于1980年建成，水闸没有进行档案管理，目前没有设计、施工以及验收等相关资料。窑头节制闸由于施工质量较差，运行时间较长，工程安全隐患较多。每年汛前和汛中即墨市水利局进行防汛检查工作，对发现的小的安全隐患问题由镇政府负责出资维修。对于较大的安全隐患问题，因缺少经费，无法对水闸进行维修，导致水闸加剧老化，破损较重。1.1.3 初设报告编制的过程对窑头节制闸存在的问题，有关部门非常重视。2009年，青岛市水利勘测设计研究院会同即墨市水利局、青岛市水利工程质量检测中心、青岛市水建建设工程有限公司等单位，在做了大量现场调查、勘探和分析、计算、论证的基础上，于2009年2月完成了窑头节制闸安全鉴定综合报告。根据水闸安全鉴定管理办法水建管【2008】214号、水闸安全鉴定规定（sl214-98）及相关规范，青岛市水利局组织水闸安全鉴定专家组通过现场检查和听取、审查各项报告，专家组认为该闸存在严重的安全隐患，已成为一座危闸，安全类别定为四类。安全鉴定结论是：1、 闸底板纵向开裂，漏水严重，闸室稳定及抗渗不满足规范要求。2、 水闸交通桥为双曲拱桥，多处拱波断裂，为危桥。3、 闸下消能防冲设施不健全。4、 启闭机房结构简易，锚固骨架锈蚀严重、断裂，无抗风能力。5、 钢闸门配重不足，无法关严。根据窑头节制闸安全鉴定专家组的鉴定意见，青岛市水利勘测设计研究院设计人员先后多次踏勘现场，进行了大量调查、研究并征求建设单位意见，2011年5月开始进行墨水河窑头节制闸拆除重建工程初步设计报告的编制工作。1.2 水文墨水河全长42.2km，流域面积392.9km2（含洪江河），平均干流坡降0.002m/m。在即墨境内主要支流有4条：留村河、龙泉河、土桥头河、西流峰河。墨水河流域多年平均年降水量为689.8mm，最大年降水量为1964年1446.3mm，最小年降水量为1981年323.0mm，相差1123.3mm，多年平均69月降水量占年降水量的73%。水文部门在墨水河流域内及周围，设有多处雨量站，雨量资料丰富，可由暴雨资料推求设计洪水。即墨水文站位于墨水河干流即墨城区东部的西障村。在流域内和邻近区域还设有团彪、书院、棉花、窑上、段村、挪城、山角底、石棚等8处雨量站。这些站的雨量及流量资料可以作为墨水河流域设计洪水的依据。根据墨水河河道现状，窑头节制闸位于文化路桥上游300m，本次计算对文化路桥以上断面进行设计洪水计算，各计算断面的情况见表 11。表 11 计算断面基本情况表序号断面位置规划桩号集水面积（km2）干流长度（km）干流平均坡（m/m）1即墨站25+00089.018.60.0042文化路桥20+760190.024.10.003采用两种方法推求设计洪水，分别为实测流量法和实测暴雨资料法。二种方法推求的二种成果存在差别，并对成果进行合理性分析。本次窑头节制闸处设计洪水采用实测暴雨资料推求设计洪水的各频率设计洪水成果，见表 12。表 12 窑头节制闸的各频率洪峰流量表时段p=2%p=5%p=20%洪峰流量（m3/s）9988104391.3 工程地质1.3.1 地形地貌依据区域地质资料，勘察区位于华北地台鲁东隆起胶莱坳断级构造单元上，自上元古代以来，一直处于长期、缓慢、稳定上升的隆起状态。中生代燕山晚期，构造活动强烈，伴随大规模岩浆岩侵入。新生代以来仍以继承性、间歇性整体上升为主，局部存在小幅沉降。根据区域地质资料，结合本次勘察资料综合分析，基底地质构造简单，场地内及其附近未发现活动性断裂及明显不良地质作用。根据中国地震动峰值加速度区划图和中国地震动反应谱特征周期区划图，该区抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.45s。1.3.2 结论1、 勘察区地质构造简单，各岩土层分布较为连续、清晰，无不良地质作用，工程地质条件良好。2、 勘察区抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.05g。3、 青岛市季节性冻土标准冻深为0.49m。4、 勘察区地下水类型主要为hco3-cl型，属中性水。综合评定地下水对混凝土结构为无腐蚀；对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水条件下无腐蚀，在干湿交替条件下具弱腐蚀，对钢结构具弱腐蚀。5、 勘察区地下水位随季节性变化明显，水位埋深3.54.5m，年变幅1.5m左右。在进行建筑物基础施工时，应注意基坑排水及边坡稳定核算1.4 工程任务和规模本工程任务是：对窑头节制闸拆除后于原址新建蓄水构筑物一座以消除安全隐患，保障河道的行洪安全，同时发挥景观蓄水功能，促进当地社会、经济的发展。经方案比较，新建蓄水构筑物采用底横轴翻转门水闸（以下简称钢坝），c30钢筋混凝土结构。根据本次水文复核成果，闸址处5年一遇洪峰流量为439m3/s，20年一遇洪峰流量为810m3/s，50年一遇洪峰流量为998m3/s。由于墨水河穿过即墨及城阳城区，防洪标准为50年一遇，且窑头节制闸位于即墨市通济街道办事处墨河公园西，为即墨城区重要的景观地段，因此结合上述情况并根据水利水电工程等级划分及洪水标准、水闸设计规范，确定本工程的等别为等，工程规模为中型，洪水标准采用50年一遇设计。1.5 工程总体布置和主要建筑物1.5.1 建筑物级别及标准根据水利水电工程等级划分及洪水标准、水闸设计规范，确定本工程等别为等，其永久性主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，临时性建筑物级别为5级。根据中国地震动峰值加速度区划图和中国地震动反应谱特征周期区划图，该区抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.45s。依据水工建筑物抗震设计规范，本工程不需进行抗震计算。1.5.2 总体布置本工程对现状水闸在原位置拆除重建，重建的节制闸轴线与原水闸一致。根据景观设计，在紧靠重建节制闸闸室的上游新建观光交通桥一座，通过台阶将交通桥与水闸启闭机室有机衔接起来，让启闭机室兼做景观平台，既达到了亲水要求，又解决了启闭机室检修问题。本次工程只包括水闸的改建，不含交通桥。重建的窑头节制闸由闸室、防渗排水设施、消能防冲设施及两岸连接段等部分组成，顺水流方向总长94.5m，垂直水流方向总宽129.6m。该闸蓄水量为65.3万m3。管理区布置在节制闸上游左岸空地上，占地1500m2，管理房及防汛仓库建筑面积为500m2。1.5.3 闸室段水闸共3孔，边孔净宽为29m，中孔净宽46m，则总净宽104m。水闸用启闭机室兼做中墩及边墩，边孔闸门的两侧启闭机室净宽2.9m，中孔闸门的两侧启闭机室净宽3.0m，启闭机室墙厚0.8m，则中墩厚8.3m，边墩厚4.5m，水闸总宽129.6m。水闸中墩顶高程17.4m，边墩顶高程17.4m。闸门采用底横轴翻转式钢闸门，上游闸底板顶高程12.8m，下游闸底板顶高程11.65m，闸门设计顶高程16.2m，设计挡水高度3.4m，设计正常蓄水位16.2mm。上游闸底板厚1.0m，下游闸底板厚0.95m，上、下游设齿坎，深0.5m，底宽1.0m。闸室段顺水流向长17.5m，闸底板及启闭机室（即中墩和边墩）均采用c30钢筋混凝土结构，抗冻标号不小于f150，抗渗标号不小于w6。1.5.4 闸前段闸室段上游布置c30钢筋混凝土铺盖，厚0.4m，顺水流长10m，铺盖上、下游端均设深0.6m齿坎，底宽0.5m。铺盖两侧为c30钢筋混凝土悬臂式挡墙，墙顶高程17.40m。挡墙立板厚0.6m，底板厚0.6m，墙趾悬挑长度为0.5m，墙踵悬挑长度为3.0m，立板背水侧与底板相交处做0.80.8m腋角。铺盖上游两侧采用浆砌石重力式挡墙与两岸连接。挡墙顶宽0.6m，顶高程17.40m，采用c25素混凝土压顶厚0.2m。挡墙采用m10浆砌乱石砌筑，迎水面直立，背水面坡比1：0.5，迎水面采用方块石镶面。挡墙采用m10浆砌乱石基础厚1.0m，墙趾、墙踵均宽0.5m，于基础迎水侧做深0.5m齿坎，底宽1.0m。挡墙在距基础顶面0.5m、1.5m及2.5m处各设一排100pvc排水管，水平间距2.0m，相邻两排排水管交错布置。排水管设3%的坡，坡向迎水侧，其后管口绑扎200g/m2土工布一层（300300mm）。挡墙基础下做碎石垫层厚0.2m，墙后均回填砾石及石渣。1.5.5 闸出口段闸室下游接c30钢筋混凝土消力池，顺水流向长10m。消力池上游端5m底板厚0.9m，下游端4.6m底板厚0.5m，之间0.4m按1：1.0的坡比衔接，底板顶高程为11.65m，池深0.85m。消力池末端设齿墙，深0.55m，底宽0.5m。消力池下游端设100pvc竖向排水管2排，纵横间距均为2.0m，相邻两排排水管交错布置。消力池下游端5.0m范围内的底板下设反滤层，做法为依次铺设砾石一层（粒径520mm）厚200mm，碎石一层（粒径15mm）厚200mm，土工布一层（200g/m2）。消力池出口设海漫，顺水流向长24m。海漫为格宾海漫，厚0.4m，海漫顶高程12.5m。格宾具有扬压力消散快，防冲刷效果好，能自动适应基础变形等优点，适宜作为河道防冲的材料。格宾采用定制格宾石笼绑扎而成，单个石笼顺水流长3.0m、宽3.0m，厚0.4m。格宾线材采用热镀锌网线，网孔尺寸为100120mm。格宾海漫底部铺设碎石垫层厚0.4m，分两层，下层厚0.2m，粒径d15mm，上层厚0.2m，粒径d520mm。海漫末端做抛石防冲槽，深度2.0m，顺水流方向长8m，上、下游以1：2.0的坡比衔接。消力池两侧挡墙采用c30钢筋混凝土悬臂式挡墙，墙顶高程17.40m。挡墙立板厚0.6m，底板厚0.6m，墙趾悬挑长度为0.50m，墙踵悬挑长度为3.0m，立板背水侧与底板相交处做0.80.8m腋角。上游铺盖、消力池的悬臂式挡墙及闸室边墩后设2排100透水软管，纵向坡度0.01m/m，竖向间距1.5m。排水管于消力池边墙末端穿出，将水排入下游河道。海漫两侧做m10浆砌乱石重力式挡墙，墙顶高程17.40m。两侧挡墙均与现状护岸挡墙衔接，做法同铺盖上游两侧挡墙。1.5.6 下河台阶于节制闸左岸的铺盖上游段及海漫段分别设下河台阶一处。台阶宽3.4m，台阶踏步宽0.4m，高0.2m，采用m10浆砌细料石台阶，其下做c20素混凝土垫层厚0.2m，再下为碎石垫层厚0.25m。台阶设休息平台，采用花岗岩石板面层厚0.03m，其下分别为1：3水泥砂浆找平层厚0.02m、c20素混凝土垫层厚0.2m，碎石垫层厚0.2m。1.5.7 地基处理根据工程地质勘察报告，闸址底板下层为含卵砾粉质粘土及强风化砂岩，地基承载力标准值分别为160kpa、400kpa，渗透系数分别为110-6cm/s、510-6cm/s。地基承载力及防渗均满足要求，可不予处理。但窑头闸左岸地层自上而下为素填土、中粗砂、粗砾砂及强风化砂岩，中粗砂及粗砾砂层渗透系数分别为110-2cm/s、510-2cm/s，需对其进行截渗处理，拟自左岸边墩背水侧向左50m范围内采用固结灌浆进行防渗。灌浆顶高程17.4m，孔距1.0m。灌浆分两序进行，一序孔距2.0m，二序加密至1.0m，孔深至弱风化层以下0.5m，孔径108mm，浆液采用水泥浆，灌浆压力初拟为0.2mpa，施工时应根据现场情况调整。水灰比为由稀至浓，依次按5：1、2：1、1.5：1、0.8：1的比例进行调整，直至吃浆量小于0.4l/min，压力达0.2mpa时持续灌浆60min即可结束灌浆。1.6 金属结构底横轴翻转门采用电液一体式液压启闭机进行控制，本启闭机是机、电、液、仪一体化的闸门启闭设备，采用电机正反转来控制闸门的启闭。本工程操作条件为动水启闭，29m闸门启闭机型号为qrwy-21000kn-5.05m液压启闭机，46m闸门启闭机型号为qrwy-21600kn-6.45m液压启闭机。本工程共三孔，所用工作闸门均为底横轴翻转门，非汛期闸门立门挡水以满足蓄水及景观要求，汛期来临时闸门放倒，以满足行洪要求。闸门采用平面钢闸门，门叶主体结构的钢板采用q235b，型材和非主体结构的钢板采用q235a，驱动支臂选用q345（16mn）。两个边孔的闸门尺寸为293.4m（宽高），中孔闸门尺寸为463.4m（宽高），设计最大启闭水头差为3.4m，设计最高挡水位为3.7m。采用电缆架空敷设方式引至水闸，架空电缆长度约为500m。在工程管理区设置变电所一座，内设变电箱一台。动力电缆可采用vv型全塑电缆，控制电缆可采用kvv型全塑电缆。双侧启闭的启闭机电缆通过两根预埋在闸门底板内的穿线钢管（管内布设拉线钢丝）将两台启闭机连接起来。1.7 劳动安全与工业卫生窑头节制闸在运行过程中，易发生安全事故的部位较少，只要搞好施工和运行过程中的各项安全监督和检查，按照规范规定的要求采取防范措施，可以在运行过程中避免出现安全事故，因此本工程不专门设置独立的安全卫生管理机构，应对管理所人员进行劳动安全与工业卫生方面的宣传教育工作，保证工程运行中劳动安全与工业卫生。1.8 消防设计为保证工程的安全，在管理区及建筑物的设计中贯彻“预防为主、防消结合”的消防工作方针，遵循国家的有关方针政策和国家现行的有关设计标准、规范，积极采用行之有效的先进防火技术，做到保障安全、使用方便、经济合理。本次消防设计分别在在低压配电室内配置2只手提式卤代烷灭火器，在中央控制室配置2只手提式卤代烷灭火器；在管理房及防汛仓库配置7只磷酸铵盐灭火器。1.9 施工组织设计本次窑头节制闸改建段位于青岛即墨市区境内，对外交通方便，窑头节制闸右岸交通道路及下游300m文化路桥，施工对外交通条件较好。大量施工物资直接由汽车运输以满足工程需要。工程所需细骨料由当地市场购买。工程需混凝土粗骨料、块石料可当地市场购买。水泥由青岛水泥厂、即墨水泥厂供应。钢筋、钢材及油料可从当地建材市场采购。施工平面布置应遵循有利生产、方便生活、相互协调、少占农田、减少干扰的原则进行布置。由于窑头节制闸担负着防洪、灌溉等任务，因此要求工期合理、次序明确、进度得当。为缩短工期、节约投资可进行平行施工，穿插流水作业，初步拟定施工总工期为8个月，从2012年10月份开始，2013年5月底结束。1.10 工程淹没及占地窑头节制闸改建工程为原位置拆除重建，新建节制闸的正常蓄水位为16.20m，虽然比原水闸正常蓄水位15.50m提高了0.7m，但水面仍被约束在河道主槽之内，因此改建后窑头节制闸不会增加新的淹没占地。1.11 环境保护设计针对工程施工期所产生的不利影响，采取的环境保护措施主要有：（1）施工期污、废水处理；（2）施工期空气质量保护；（3）噪声防护；（4）固体废弃物处理；（5）生态保护措施；（6）人群健康保护。1.11.1 主要保护对象表 13 主要环境保护对象环境要素水环境大气环境声环境生态环境人群健康保护对象墨水河施工人员和施工所在地周围居住点沿河村庄农田工程施工人员和周围居民1.11.2 环境保护的目标1、 大气环境：施工场地大气环境以不危害施工人员身体健康为目标；外环境以周边居住点为保护目标。2、 声环境：施工场地噪声以不危害施工人员身体健康为目标；外环境以不危害周围村庄、企业为保护目标。3、 生态环境：保证水库及下游河道水生态环境不受破坏；保护工程占地外的陆生植被不受破坏。1.12 水土保持设计1、 治理目标根据开发建设项目水土保持方案技术规范（sl204-98）总则中提出的水土流失防治要求，结合工程实际，以预防和治理工程建设施工导致的新增水土流失为重点，同时治理原有水土流失，改善区域生态环境。2、 水土保持防治措施（1） 河道防护为确保河道岸坡稳定，防止两岸土壤流失，对河道两岸进行护砌。（2） 临时占地防护在施工期间，会堆置大量土石料，遇大雨冲蚀，将产生流失，可在在其周围建临时围土场，并开挖简单的排水沟引走场地上的积水等。施工结束后，要进行清理整治，拆除临时建筑物，重新疏松被碾压后密实的土壤。对于临时占用的农田进行土地平整后返还当地农民耕作。1.13 节能设计本工程节能措施分三部分：1、 工程勘察设计中要优化设计方案，根据勘探资料选取最优方案，降低能源的使用量。2、 施工期只有一些施工机械需要使用柴油，施工中根据工程量的多少、负荷的大小分别使用功率不同的施工机械，避免空载，空负荷运转等情况，减少能源的浪费。3、 工程运行期能源的利用有闸门开启、照明电器、发电机及变压器运行等。持久利用能源的有泵站、照明电器及变压器运行等。照明尽量利用日光，且荧光灯采用了电子镇流器以降低其功率因数，变压器及发电机设备选用的都是国家推荐使用的节能产品，合理选择其容量和太熟，减少线路损耗，提高供配电系统的功率因数等方法减少电能耗损。1.14 工程管理为加强工程的建设与管理，充分发挥工程效益，工程实行项目法人责任制。由墨水河管理所统一管理。1.14.1 工程管理范围根据水利工程管理条例的规定，工程管理范围按工程征地范围确定。水闸工程的管理范围是水闸管理单位直接管理和使用的范围，包括：1、 水闸工程各组成部分的覆盖范围，包括上游铺盖、闸室、下游消能防冲工程和两岸联接建筑物。2、 为保证工程安全，加固维修、美化环境等需要，在水闸工程建筑覆盖范围以外划出的一定范围，本工程确定为窑头节制闸上、下游500m和构筑物两侧堤防护脚内。3、 管理和运用所必需的其他设施占地，包括管理所用地、生产、生活、综合经营用地、对外交通用地等。1.14.2 工程保护范围水闸工程的保护范围是为了保证工程安全，在工程管理范围以外划定一定的宽度，在此范围内禁止挖洞、建窑、打井、爆破等危害工程安全的活动。本项目确定的工程保护范围为工程管理范围边界线外推200m。1.15 投资概算窑头节制闸拆除重建工程概算投资3574.41万元。1.16 经济评价窑头节制闸改建工程实施的效益是综合性的、社会性的。通过对节制闸的改建使窑头闸达到防洪、蓄水和景观、补充地下水的综合利用目的。2 水文2.1 流域概况墨水河为“淮涉”与“墨水”两河的通称。清同治版即墨县志载：“墨水河发源马蓝岭，西流转北，入淮涉河。”墨水河有两处发源地：主源出于城阳区惜福镇的标山、二标山、三标山一带，经棉花、楼山、演礼村，通过书院水库进入即墨市的团彪水库。出库后经西南贡、前北葛村、官庄至前留村。此乃清同治版即墨县志称为“流经天井之阳”的一源。另一源称留村河，源于即墨市石门乡莲花山西南麓一带，流经留村乡的西九六夼附近，绕过天井山至即墨县城关的前留村，此乃“流经天井之阴”的一源。两源在前留村汇流后经刁家烟霞、中障村、即墨市城关折向南经大韩村、城阳区西城汇、皂户村注入胶州湾。河道坡度较大，弯道较多且宽窄不一，大水季节水势湍急，河床变迁不定。团彪庄至官庄4.5km长的一段，坡降为1150，河槽变迁幅度200多米；西障村至即墨城段，坡降为1500，河槽宽150米，复绕南关长1.5km。康熙四十二年（1702年）以前，该河抵今墨水桥折而北流入横河（即墨境内），这一南北河段称“近西河”，今庄头村东的南北河叫“远西河”。1703年大水，道口堤决，洪水西行，形成今日河道雏形。历史上墨水河经常泛滥成灾，仅14世纪中叶，“水与城齐”的洪灾就发生多次，“民舍倾颓，漂流浮尸积道口”。建国后的19741977年的4年中，仅留村乡前北葛、即墨镇磨市、楼子疃乡张家西城3个村庄就被冲毁百余亩良田。19701987年，青烟国防公路即墨城段曾3次被洪水冲断。全长42.2km，流域面积392.9km2（含洪江河），平均干流坡降0.002m/m。墨水河的主要支流有横河，发源于即墨市牛齐埠乡梁家疃以北，于庄头村东向南入墨水河，长23km，流域面积110.8km2。近几年来，随着墨水河入海口附近养虾池的连年增多，阻碍河道行洪，致使原先单独入海的洪江河也在入海口处与墨水河汇合，从而使流域的集水面积增加57km2。流域内建有中型水库两座，分别为书院水库和石棚水库，其中书院水库总库容为1349万m3，控制面积为11km2；石棚水库总库容为1140万m3，控制面积为15km2。流域内还建有团彪、翟家、小范家、段村等五座小型水库，其中团彪水库位于书院水库下游，两者为串联水库，水库总库容为106万m3，控制面积为26.6km2；翟家水库、小范家水库均位于洪江河上游，两水库为串联水库，其中翟家水库在上游，总库容为165万m3，控制面积为7.252km2，小范家水库在下游，总库容为144万m3，控制面积为10.5km2；段村水库位于墨水河最大支流横河上游，总库容为130万m3，控制面积为13.0km2。墨水河流域的详细情况见图 21。图 21 墨水河流域图墨水河流域多年平均年降水量为689.8mm，最大年降水量为1964年1446.3mm，最小年降水量为1981年323.0mm，相差1123.3mm，多年平均69月降水量占年降水量的73%。2.2 设计洪水计算2.2.1 各计算断面情况根据墨水河河道现状，窑头节制闸位于文化路桥上游300m，本次计算对文化路桥以上断面进行设计洪水计算，各计算断面的情况见表 21。表 21 计算断面基本情况表序号断面位置规划桩号集水面积（km2）干流长度（km）干流平均坡（m/m）1即墨站25+00089.018.60.0042文化路桥20+760190.024.10.0032.2.2 流域内水文资料情况在墨水河上游，水文部门设有即墨水文站，具有34年实测水文资料。由于即墨水文站控制面积较少，不能做为计算全流域设计洪水的依据，但可作为全流域设计洪水在该断面处的验证。水文部门在墨水河流域内及周围，设有多处雨量站，雨量资料丰富，可由暴雨资料推求设计洪水。即墨水文站位于墨水河干流即墨城区东部的西障村。在流域内和邻近区域还设有团彪、书院、棉花、窑上、段村、挪城、山角底、石棚等8处雨量站。这些站的雨量及流量资料可以作为墨水河流域设计洪水的依据。2.2.3 设计面雨量的计算采用由实测暴雨资料和由暴雨等值线图查算两种途径推求设计面雨量。2.2.3.1 设计雨期的选定根据即墨水文站的水文实测资料分析，单峰洪水历时一般在1020h左右，复峰洪水历时一般在3050h左右，考虑到即墨水文站控制面积较少，故本次计算全流域的设计洪水设计雨期采用3d，以满足洪水计算的需要。按规划设计要求，计算墨水河流域3种保证率（p=2%、5%、20%）的设计洪水。2.2.3.2 实测暴雨资料推求面雨量根据设计断面位置的不同，选用不同的雨量站计算实测面平均雨量。即墨站断面采用即墨、石棚、段村、窑上、团彪、书院、棉花等七站算术平均；文化路断面采用即墨、石棚、段村、窑上、团彪、书院、棉花、梛城等八站算术平均。统计各断面以上流域平均年最大24h和年最大3d面雨量，组成各断面平均年最大24h和年最大3d面雨量系列，采用矩法计算均值、cv、cs值，经p-理论频率曲线适线后，确定各种频率的各单元流域设计24h和3d面雨量。频率适线成果见图 22图 25，各设计频率年最大24h和3d雨量见表 22。表 22 设计断面年最大24h、最大3d降雨量频率分析成果表（实测暴雨）断面名称h24h（mm）h3d（mm）cv（适）cs/cvh24h（mm）h3d（mm）24h3dp=2%p=5%p=20%p=2%p=5%p=20%即墨站94.5117.60.560.563.5248200127308249158文化路桥91.8114.30.560.563.52411951232992421532.2.3.3 暴雨等值线图查算面雨量等值线图法查算面雨，系用暴雨等值线图查得流域重心处的点雨量，再根据流域面积查算点面折减系数后进行面雨量计算。本次计算采用我省最新版多年平均年最大24小时降水量等值线图和最大24小时暴雨变差系数cv等值线图，分别查出各断面以上流域重心处最大24h降雨量的多年平均值和cv值，最大3d降雨量的多年平均值为最大24h降雨量多年平均值的1.25倍，查算成果见表 23。表 23 设计断面点暴雨参数查算成果表（暴雨等值线图法）位置24h3d均值（mm）cv均值（mm）cv即墨站108.50.62135.60.62文化路桥108.20.62135.30.62点面换算系数采用山东省大、中型水库防洪安全复核洪水计算办法（以下简称办法）中的点面换算系数。经点面换算后求得相应的面雨量，从p-型曲线模比系数kp值表查得50年一遇、20年一遇、5年一遇的kp值，经计算即得各设计频率的24h、3d面雨量，成果见表 24。表 24 墨水河各设计断面年最大24h、最大3d降雨量成果表（等值线图法）断面名称h24h（mm）h3d（mm）p=2%p=5%p=20%p=2%p=5%p=20%即墨站291.6230.8140.1371.4293.9178.5文化路桥281.8223.1135.4363.7287.9174.82.2.4 产流计算及设计净雨的时程分配2.2.4.1 暴雨的日程分配及产流计算暴雨日程分配采用办法中的降雨量日程分配：第一天：h第1d=0.35（h3d-h24h）第二天：h第2d=0.65（h3d-h24h）第三天：h第3d=h24h墨水河流域位于胶东半岛区，取设计pa=40mm。按胶东半岛区2#线及平原所占面积修正后计算净雨量。25图 22图 23图 24图 252.2.4.2 设计净雨量时程分配净雨时程分配按办法中推荐的胶东区2h雨型对设计净雨量进行时程分配，确定各设计频率下的净雨过程。净雨分配见表 25。表 25 山东省胶东区2h雨型表日程各 时 段 净 雨 分 配 系 数 （）123456789101112第一天53.940.06.1第二天30.040.02.620.46.10.9第三天3.514.232.022.713.12.35.01.21.01.81.41.88.014.529.720.012.12.35.01.51.22.11.62.0备注：第一、二天系数通用，第三天上行为流域面积101300km2区域的系数，下行为流域面积301500km2区域的系数。2.2.5 瞬时单位线法汇流演算采用瞬时单位线法推求设计洪水。根据山东省水文图集中给定的山丘平原混合地区瞬时单位线参数公式：m1=kf0.33j-0.27r-0.20tc0.17其中：k：根据平原面积占全面积的百分比确定；面积f：流域以上集水面积（km2）；干流坡度j：由流域资料查算；净雨量r：由胶东地区2#线p+par关系及平原所占面积修正后查得（mm）；有效净雨历时tc：根据雨型表确定（h）。求得m1后用净雨过程乘瞬时单位线即得各设计断面以上流域不同设计频率的设计洪水，成果见表 26表 29。表 26 墨水河即墨站断面各设计频率洪水成果表（实测暴雨）单位：m3/s序号p=2%p=5%p=20%序号p=2%p=5%p=20%10.890.890.89239.298.346.0920.890.890.89243.53.412.93311.57.873.57251.581.611.58433.824.411.4266.45.183.37536.528.414.82710580.644.6621.818.511.32842432317179.438.846.482969252728183.703.793.333057344425691.701.821.8331320253158101.101.161.223213511178.3110.940.950.993396.676.047.4120.900.90.923437.030.522.1130.890.890.93525.320.413.7140.890.890.893631.724.614.31515.711.35.653731.124.314.31651.238.319.83822.918.010.81758.446.326.5396.075.354.521829.125.116.8401.861.791.841910.39.707.68411.031.041.102014.811.56.92420.910.910.932128.422.012.3430.890.890.902221.017.410.8440.890.890.89表 27 墨水河即墨站断面各设计频率洪水成果表（暴雨等值线图）单位：m3/s序号p=2%p=5%p=20%序号p=2%p=5%p=20%10.890.890.892311.09.837.0720.890.890.89243.583.673.14317.712.35.36251.491.621.59449.936.416.8267.505.953.68551.039.220.42712795.850.8628.523.414.128520384197711.310.17.232984662732384.073.913.363068852828891.711.761.7331378301175101.081.121.153215413284.1110.930.950.963311590.252.2120.890.900.903441.936.123.6130.890.890.893529.524.114.8140.890.890.893638.229.116.01527.216.67.903737.328.816.01683.254.427.33827.321.212.11785.762.134.7396.446.194.691836.630.820.3401.851.961.831911.110.98.58411.021.071.082023.415.78.75420.910.920.922143.730.216.3430.890.890.902228.822.313.6440.890.890.89表 28 墨水河文化路桥断面各设计频率洪水成果表（实测暴雨）单位：m3/s序号p=2%p=5%p=20%序号p=2%p=5%p=20%11.901.901.902418.616.011.721.901.901.902510.09.107.5637.375.433.202630.822.712.6430.221.29.92717312359.6550.236.417.728552399195649.437.720.229990735376736.029.117.430998810439822.018.912.831804638368912.411.38.6432479392241106.926.705.7433292241152114.154.193.963416513990.1122.872.942.953510184.154.5132.302.362.423683.667.141.1142.052.092.153779.462.336.51510.98.184.443870.355.732.71648.335.516.73940.033.321.41784.764.132.24017.515.611.41875.960.134.1417.246.915.791948.440.226.2423.523.543.322032.827.418.8432.342.382.382141.432.719.5442.002.022.052242.834.020.2451.901.921.932331.425.816.8表 29 墨水河文化路桥断面各设计频率洪水成果表（暴雨等值线图）单位：m3/s序号p=2%p=5%p=20%序号p=2