洪水河堤防及河道治理工程设计报告

1、1 综合说明1.1绪言酒泉市肃州区位于甘肃省河西走廊中段，是丝绸之路上的重要历史文化名城，自西汉置郡至今已有2100年历史。2010年年底全区总人口46万人，其中城市人口18.26万人，是酒泉市政治、经济、文化中心。洪水河位于酒泉市城区东南， 79月的河道行洪期间，历年遭受洪水灾害。在地方财政困难的条件下，通过政府组织群众投工投劳、水务部门防汛资金补助等方式，于上世纪70年代未，80年代初开始陆续在洪水河西岸田园子段修建浆砌石护堤防4.22km，在洪水河东岸沙河至牌路段修建干砌石灌浆护面堤防5.3km，为肃州区城区、城郊工矿企业、下游农村的防洪防洪发挥了重要作用。在工程运行中，地方政府、水务部

2、门年年进行维修和险工险段的处理，但因已建堤防受建设资金的制约，防洪标准低，基础埋深浅，长期受洪水冲淘，堤基破坏严重，堤身坍塌，现状工程已不能正常发挥防洪功能，加之两岸修筑的砂堤间断不连续甚至部分地段无堤防等问题，洪水对城区、沿岸工矿企业、下游乡镇居民、耕地的安全已构成严重威胁。曾在1996年洪水河洪峰流量达188 m3/s，洪水持续5h，冲毁天园子段左岸防洪堤260 m，致死2人，伤1人，造成直接经济损失230多万元。根据甘肃省水利厅关于编制2013-2015年第一批中小河流治理项目初步设计报告的通知（甘水建管发2011614号）文件精神，肃州区水务局委托我院编制完成了甘肃省酒泉市肃州区洪水河

3、堤防及河道治理工程初步设计报告，主要内容为建设洪水河兰新铁路桥以北堤防25.374km，其中左岸建设堤防11km，右岸建设堤防14.374km，河道总长13.47 km。1.2水文流域概况洪水河为讨赖河一级支流，河流发源于祁连山系托莱山北坡、走廊南山南坡，发源地海拔高程4904.80m，发源地终年积雪，有冰川分布。山口以上山势陡峻，河道比降大，沿河有小陇孔河、臭水沟、南过陇、羊龙河、黑水河、萨木尔河、三岔口河汇入，河流自东南流向西北，至古浪峡口折向北，于佛洞庙流出山口。洪水河流经洪水河灌区、酒泉市肃州区城东南等地，消失于耕地之间。洪水河全长约130km，佛洞庙以上为上游，新地水文站以上流域面积

4、为1581km2。洪水河多年平均径流量23935万m3，P=50%年径流量23399万m3（1978年），P=75%年径流量19520万m3（1992年）,年径流平均流量7.59m3/s。气象项目区位于祁连山北麓山区以及出山口以下的平原区，该区域光热充足，干旱严重，属温带干旱气候，具有冬季寒冷，夏季炎热，干旱少雨，春季多大风的特点。根据酒泉市气象局气象资料分析得工程区多年平均气温7.3，极端最高气温38.4，极端最低气温-31.6，最大24小时降雨量21.7mm，最大1小时降雨量19.8mm，年均降水量85.3 mm，主要集中在69月，占年降水量的69%，蒸发量2148.8 mm，平均风速2.

5、4 m/s，最大风速26 m/s，风向多西北风，最大冻土深1.32 m。1.2.3设计洪水酒泉市肃州区境内洪水河上设有新地水文站，始建于1947年8月，新地水文站作为洪水河的国家基本水文站，承担洪水河径流资料收集任务，该站采用流速仪测流，测验精度满足国家相关规范要求，资料经甘肃省水文水资源勘测局整编刊布，基础资料可靠。根据新地水文站的历史洪水19572009年实测历年最大洪峰流量系列资料和甘肃省洪水调查整编资料，经加入洪水系列计算分析得，洪水河运煤专线大桥以南50年一遇洪峰流量为522m3/s（P=2%），运煤专线大桥以北50年一遇洪峰流量为534m3/s（P=2%）；运煤专线大桥以南10年一

6、遇洪峰流量为308m3/s（P=10%），运煤专线大桥以北10年一遇洪峰流量为315m3/s（P=10%）；5年一遇洪峰流量为,20m3/s（P=20%）。1.3工程地质洪水河属黑河水系，发源于祁连山北麓，洪水河全长约130km，洪水河出山后横穿祁连山山前第四纪冲积平原，洪积平原为戈壁化的卵石滩，地形平坦，开阔、地势由南向北倾斜，河床地层均由第四季洪积形成卵石构造，地层结构单一而且厚度深。项目区出露地层岩性为全新统洪冲积砂卵砾石层。两岸的I级阶地上覆盖为厚25m砂质壤土层。治理河段沿岸出露的地层岩性主要为第四系（）不同成因的堆（沉）积物，主要有上更新统洪冲积砂卵砾石层（Q3pla1）、全新统洪

7、冲积粉砂质壤土层（Q4plal）、全新统洪冲积河床砂卵砾石层（Q4plal）等。工程区微地貌较为简单,主要为冲洪积倾斜平原地貌及河谷地貌。洪水河河谷地貌较为完整，河床、河漫滩及阶地等发育。兰新铁路至引讨济洪渠穿河隧洞，两岸阶地呈阶地自南向北尖灭态势，至引讨济洪渠阶地消失。引讨济洪渠至312国道，主流不稳定，常左右摆动，河床发育不完善，主河槽与河漫滩、阶地不明显。根据2001年国家发布的1/400万中国地震动参数区划图（2001， GB183062001），项目区地震动反应持征值0.4S，出山口以下平原区地震动峰值加速度0.15g，基本烈度为度，建筑物按度设防。1.4工程任务和规模本次拟建的洪水

8、河河道治理工程的主要任务是新建、改建防洪堤，提高洪水河河道行洪安全，从根本上解除洪水对肃州区城区、沿岸工矿企业、村庄及农田的危害，保障全区经济社会的持续发展，起到防洪、减灾和保护环境的重要作用。该工程左岸保护肃州区城区及沿岸乡镇共计人口30.83万人，右岸总寨镇、铧尖乡的农庄与耕地，防护人口13.2万人，保护耕地5.9万亩。根据防洪标准（GB5020194），左岸防洪等级为级，防洪标准为50年一遇洪水设计，防洪堤工程等级为2级。右岸防洪等级为级，防洪标准为10年一遇洪水设计，防洪堤工程等级为5级。1.5工程布置及主要建筑物洪水河河道治理工程布置本着既节约投资，又能起到防护的作用，堤线力求平顺，

9、各堤段平缓连接；尽可能利用现有堤防和有利地形，根据洪水推移质大，河床纵坡陡的实际，堤防间距在参考已建工程经验的基础上，裁弯取直，以稳定河床为主，力求不束窄河道；堤线与河势流向相适应，并与洪水的主流线大致相平行，堤线布置与沿岸城乡近远期发展规划相结合、相互协调一致，避免工程重复建设和改造。本次拟建的洪水河堤防及河道治理工程位于洪水河兰新铁路桥以下13.47km范围内，本工程共建设堤防长25.374km，其中左岸建设堤防11km，右岸建设堤防14.374km。洪水河左岸建设堤防11km，其中新建9.25km（桩号0+000-1+870、6+090-12+170、12+170-13+470），改建1

10、.75km（桩号2+790-4+540）。洪水河右岸建设堤防14.374km，其中新建9.05km（桩号0+000-7+750、13+074-14+374），改建5.324km（桩号7+750-13+074）。1.6工程管理肃州区洪水河堤防及河道治理工程由肃州区水务局负责工程的前期工作，工程实施时，将报请肃州区政府成立肃州区洪水河堤防及河道治理工程建设项目部作为项目法人单位，负责工程建设。工程建设严格实施项目法人制、工程监理制、招标投标制、合同管理制。工程建成后，移交洪水河水管所维护管理，不再另行成立管理机构。1.7施工组织设计该工程位于酒泉市肃州区城区以南的洪水河两岸，距肃州城区约15km。

11、工程区有高速公路、312国道和兰新铁路通过，交通便利，并在嘉玉电网覆盖之下，通讯畅通，工程施工条件较好。施工用水主要从现有沿河灌溉溉渠道取水，水源水质经监测满足施工水质标准，不会对砼产生腐蚀，在农业引水灌溉高峰期，河道干枯，可利用附近渠道和修建临时蓄水池蓄水。工程项目建设区下游沿岸有居民点，为施工用电创造了条件，减少临时线路的架设长度，护坡C15砼浇筑用电，需沿两岸架设380v临时线路，线路采用逐段架设，因此不需要架设变压设施。施工所需的水泥由嘉峪关市水泥厂采购，5t自卸汽车运输至工地，工程平均运距38km，其它材料在肃州区就近采购，平均运距15km。 本工程主体工程主要为砂砾石填筑、砂砾石开

12、挖、C15砼现浇护面工程等，工程比较单一，配置必要的施工机械并辅以人工即可进行施工。施工总体布置根据本工程沿线特点，分散布置。施工人员生活区由施工单位在安全地点自行搭设工棚，以方便施工。本工程计划一年实施，工程建设总工期为210d。1.8水土保持工程区水土流失类型以风力侵蚀为主，兼有水力侵蚀。根据甘肃省多年平均侵蚀模数等值线图，工程区多年平均侵蚀模数为2500t/Kma，依据土壤侵蚀分类及标准（SL19096）属轻度侵蚀。工程所在区水土流失较为严重，在工程建设中若不采取保护措施，将会产生新的水土流失，但采取防治措施后，工程建设不会加重当地水土流失，建议水保部门加强对洪水河水土流失的治理和管护，

13、以保证工程防洪效益的发挥。1.9环境影响评价工程的建设对环境的主要不利影响有水土流失、水环境、声环境及大气环境等，这些不利影响均属暂时的，在施工过程中可控制，使影响降低到最低程度。工程的建设对保护范围内农业生态环境及该地区的社会环境将产生有利影响。1.10节能本项目建设期能源及运行期能源消耗较低，没有高耗能设备，因此本项目符合国家节能规范。1.11设计概算经分析计算，本项目工程总投资2878.67万元，其中：建筑工程2510.53万元，临时工程61.29万元，其它费用169.77万元，基本预备费137.08万元。1.12经济评价该工程实施后可有效地保证肃州区城区及沿岸乡镇人民群众生命财产安全，

14、保护区域内水利、交通等基础设施安全，控制水土流失，有利于提高项目区农业生产条件和人民生活水平，从而实现区域经济又好又快发展。该工程总投资2878.67万元，多年平均防洪效益为370万元。当社会折现率为8%时，主要国民经济评价指标经济效益费用比（BECB）为1.01，经济净现值（ENPV）为268.65万元，经济内部收益率（EIRR）为8.9 %。各项指标满足规范要求。本工程具有较好的社会效益，对肃州区的发展有深远的影响，建议尽早实施。1.13结论与建议该项目实施后，可大幅提高洪水河的防洪抗灾能力，有效降低洪水对防护区的危害，保障区内人民群众生命财产安全，促进区内工农业生产和经济发展。本项目建设

15、的基本条件均已具备，建议上级主管部门尽快审查批复，组织实施，及早发挥效益。2 水文、气象2.1流域概况洪水河为讨赖河一级支流，发源于祁连山系托莱山北坡、走廊南山南坡，发源地海拔4904.8m，终年积雪，有冰川分布，植被较好。托莱山冰川和走廊南山雪山冰川区共有较大冰川216条，冰川面积130.84km2，总冰储量53.263亿m3，多年融冰量0.981亿m3。占到河道多年径流量的35%。洪水河自源头以泉水、融雪水积聚，逐渐形成溪流，沿河谷自东南流向西北，沿河有小陇孔河、臭水沟、南过陇、羊龙河、黑水河、萨木尔河、三岔口河汇入，至古浪峡口折向北，于佛洞庙流出山口，河流出山口后自南向北流入洪积扇面，由

16、于渗漏的增加，部分径流转为潜流，部分径流以地表形式流向下游，至洪积扇前缘312国道处以下河道潜水逐渐以泉水形式出露，潜流溢出与地表水复归河道，进入洪临灌区临水片，在灌区河流改称临水河，河流流经灌区后在三墩镇以东余水汇入讨赖河，最后流入鸳鸯池水库，经鸳鸯池水库、解放村水库调蓄和灌溉引水，消失于灌区末端。洪水河佛洞庙以上河段山势陡峻，河道比降大，该河段比降约1/201/400，流域上游深入祁连山区，地势较高，降水量多，同时有高山积雪与现代冰川分布，气温低，蒸发较弱，降水易形成径流。河流在到达出山口时水量最大，出山口以后，因渗漏、蒸发损失和人工引用等，水量逐渐减少。洪水河的下游为酒泉盆地，地势南高北

17、低，为径流消耗区。整个洪水河全长约130km，全流域面积约2230km2。在出山口佛洞庙下游约2km处设有新地水文站，新地水文站以上河长63.0km，流域面积1581km2，多年平均年径流量2.47亿m3，是肃州区工农业和城乡人民生活用水的主要水源。洪水河流域深居内陆，降雨稀少，降雨基本消耗于蒸发。除大暴雨外，一般均不能形成地表径流。河川径流以地下潜流溢出补给和冰川融雪补给为主，四季变化比较显著。2.2气象气象站基本情况洪水河流域有多个部门设立的气象观测站，水文部门设立有新地水文站，观测降水等气象要素；气象部门设立有酒泉气象站，该站为国家基本测站，观测项目齐全，整编符合规范，资料年限较长。酒泉

18、气象站距该项目区较近，因此确定酒泉气象站作为洪水河堤防气象设计代表站。气象特性洪水河流域位于河西走廊腹地，地处蒙新荒漠地带，远离海洋，地理纬度和海拔较高，属内陆河流，流域内气候类型属典型的大陆性气候，气象特征为：气候干燥降水少，蒸发强烈日照长，冬冷夏热温差大，秋凉春旱多风沙。流域内年降水量在空间分布上为南多北少，随着高程的增加而增大。受地形影响，上游祁连山区降水多，下游灌溉平原降水少，山区年降水量一般为150180mm左右，平原区在100mm左右。降水在时间分布上分配也不均匀，夏季（68月）雨量集中，冬季（102月）雨雪稀少。山区气温低，灌区气温高，年平均气温随海拔高度增加而降低。蒸发与气温的

19、分布特点相同，年平均蒸发量随着气温的增高而增大。山区气温低蒸发量小，灌区气温高，蒸发量大。气象要素特征值根据酒泉市气象局气象资料分析得工程区多年平均气温7.3，极端最高气温38.4，极端最低气温-31.6，最大24小时降雨量21.7mm，最大1小时降雨量19.8mm，年均降水量85.3 mm，主要集中在69月，占年降水量的69%，蒸发量2148.8 mm，平均风速2.4 m/s，最大风速21 m/s，风向多西北风，最大冻土深1.32 m。春季沙尘暴，夏季干热风，是本区的主要灾害性天气。有关气候要素见表21。酒泉气象站气象要素统计表表2-1项目单位月份年一二三四五六七八九十十一十二平均气温0C-

20、9.7-5.91.89.415.620.121.820.7157.4-1.2-7.97.3平均最高气温0C-2.31.69.517.222.927.228.72822.615.46-0.814.7平均最低气温0C-15.6-12.1-4.42.38.212.614.8148.51.2-6.5-13.30.8极端最高气温0C10.715.223.330.233.636.138.437.532.22917.917.338.4极端最低气温0C-28.6-31.6-20.7-10.6-3.42.47.76.4-3.6-9.4-24.2-27.4-31.6降水量 mm1.62.435.39.110.72

21、0.617.110.51.81.91.385.3蒸发量mm34.357.3146.4256.9316.7312.5292.7273.3207.514570.435.92148.8日照时效h218.2207.7235.8258290.3291.3281.3283.5267.4267.8223.9208.33033.4相对湿度%55494035354252504744495746最大风速m/s20202223.726222016.714.31818.719.326平均风速m/s22.32.73.22.72.62.22.12.12.12.322.4最大积雪深度cm9147400000510914最大

22、冻土深度cm125130132964000094082132备注蒸发皿为20mm蒸发量资料2.3水文站基本概况洪水河干流自1947年8月开始设有水文站，站址多次变迁。测站沿革如下：1947年8月1951年6月为新地坝站；1956年9月1959年3月为新地站，在鼓楼涧峡下观测；1959年4月1日站址断面上迁5km，更名为新地炭山子站；1962年1月1日站址下迁10km站名为新地站，同年5月停测。1965年5月恢复观测至1975年12月底停测。1976年初迁至现址观测至今，汇水面积为1581km2，现属甘肃省水文水资源勘测局管辖。该站为国家基本水文站，测站资料可靠，精度较高，资料系列较长，可作为本

23、项目水文分析设计依据站。本次洪水河堤防建设项目由于1957年以前的资料不完整，且精度较差，本次舍弃不予采用。2.4径流2.4.1径流特性径流主要由流域降水和冰雪融水补给形成，径流年内分配据洪水河新地水文站实测多年平均径流资料分析，径流年内变化每年46月，随气温上升，冰雪融化，河道出现春汛，径流量约占全年径流量的26.3%；79月大气降水相对较为集中，强度较大，为一年中的主汛期，径流约占全年径流量的70.5%； 10月气候变冷、降水减少、河流水量也随之减少，径流占全年径流量的3.2%。11月至翌年3月，河道封冻基本断流。 年径流系列的插补延长本次洪水河堤防建设项目收集有新地水文站1957年196

24、1年、1965年2011年n=51年“新地坝渠和河道合成流量”资料，该资料为还原后的新地水文站断面的天然径流资料，本次设计中对此进行了分析认为还原成果可供使用。为使年径流资料资料系列连续完整，对缺测的1962年1964年年径流量系列插补如下：绘制干流冰沟水文站与支流新地水文站同期年平均径流量年际变化过程对照图，上、下游变化相应较好，具有一定的相似性。经同期年径流量相关分析计算，关系尚可，因此，选用冰沟水文站为参政站来插补延长新地水文站缺测年份的径流系列。2.4.3年径流系列代表性分析根据整编及插补的1957年2011年n=55年连续系列的洪水河新地水文站年径流量资料，点绘多年年平均径流量时序过

25、程线（图21）和多年年平均径流量差积曲线（图22）可以看出在55年资料中丰、平、枯交替出现，且有较明显的周期性；根据代表期应包含丰、平、枯参数比较稳定的原则，说明新地水文站1957年2011年年径流系列具有一定的系列代表性。图21 洪水河新地水文站年径流时序曲线图22 洪水河新地水文站年径流差积曲线 年径流计算依据1957年2011年共计55年径流系列进行频率统计分析计算，采用PIII型曲线适线，得到洪水河新地水文站多年年平均径流量为2.470亿m3，多年年平均流量为7.83m3/s。新地水文站不同保证率设计年径流成果见表22。多年年平均径流量频率曲线见图23。表22 洪水河新地水文站年径流成

26、果表 汇水面积（km2）均值（亿m3）CvCs/Cv设计值（亿m3）25%50%75%80%90%15812.4700.242.02.842.422.051.961.752.5洪水2.5.1暴雨洪水特性洪水河流域距海洋遥远，海洋对降水影响微弱，造成降水稀少，气候干燥。受季风影响，时有局地暴雨发生，大面积暴雨少发生。暴雨历时短，一般不超过一天，暴雨出现时间多在69月间。洪水河的汛期有春汛和夏汛。春汛一般出现在34月间，历时一个多月，由低山融雪、地下水解冻和融冰形成，所形成的洪水峰低量小，造成的威胁不大。夏汛在69月间，历时三个月，由暴雨和融雪综合形成，以暴雨为主。洪水峰高量大，峰现时间很短。新地

27、站实测洪水系列较长，实测最大流量353m3/s，发生在2010年7月28日。本次洪水造成水毁严重，多处建筑物被破坏，道路被冲毁，良田被淹没。2.5.2历史洪水及重现期历史洪水调查值以整编刊印、经审查后的甘肃省洪水调查资料（内陆河流域）为依据，洪水河流域洪水调查成果见表23。表23 洪水河流域洪水调查成果表河名段名所在地点河长(km)集水面积（km2）调查成果年、月Qm(m3/s)可靠程度洪水河洪水河出山口酒泉县西洞公社洪水河91.7158019371971622较可靠备注调查时间为1971年9月22日，被调查人最大年龄72岁。由上表23可知，洪水河流域出山口调查到1937年洪水为历史特大洪水，

28、调查洪峰流量为622m3/s。根据调查访问概况考证，出山口（新地水文站）1937年洪水重现期可追溯至1910年，洪水重现期从1910年起算至2011年，N=102年。2010年7月28日于调查期后发生了仅次于1937年的次大洪水，造成洪灾相当严重，新地水文站实测洪峰流量Q2010年=353m3/s。由于2010年次大洪水量级同 1971年实测洪水（Q1971年=318m3/s）相差不是很大，本次加入实测系列进行统计。2.5.3设计洪水根据新地水文站1957年1961年、1965年2011年n=52年实测洪水资料系列，加入历史洪水调查成果，按不连续系列计算统计参数，用矩法初估统计参数，用P型曲线

29、适线后，得到设计洪水成果见表24。洪峰流量频率曲线见图24。表24 洪水河新地水文站设计洪水成果表 F(km2)均值（m3/s）CvCs/Cv设计值（m3/s）1%2%3.33%5%10%20%15811680.684.06185224523983082222.5.4设计洪水成果合理性分析根据甘肃省水文图集，甘肃省河西地区讨赖河流域及邻近水系的洪峰流量变差系数约在0.601.40之间。本次设计考虑了1937年特大洪水，新地水文站洪峰流量最大值与最小值之间变差增大，Cv矩法计算值为0.544，由参数估计理论知，矩法公式计算的变差系数Cv值，一般常偏小，调整时适当加大，最终适线取为0.68。甘肃河

30、西内陆河流域洪水Cs与Cv倍比多介于3.04.0之间，本次设计取Cs/Cv4.0。综上分析，新地水文站洪峰流量设计参数：均值为168m3/s，Cv0.68，Cs4Cv，符合地区规律，设计成果是合理的。2.5.5各段堤防设计洪水由于堤防工程呈线状分布,自南向北随着堤线的延伸,其集雨面积也相应增加。自新地水文站至国电运煤专线大桥，河道长14km，汇水面积增加了79km2。本项目设计洪水兰新铁路至运煤专线大桥直接采用新地水文站洪水，运煤专以北设计洪水采用面积比拟法加入增加汇水面积后进行修正。洪峰流量修正公式如下：Q设=（F设/F参）nQ参式中：Q设设计站洪峰流量（m3/s） Q参参证站洪峰流量（m3

31、/s） F设设计站流域面积（km2） F参参证站流域面积（km2） n经验指数。一般根据流域的暴雨衰减指数和暴雨历时等水文特点确定。由于甘坝河河道纵坡陡，暴雨形成的洪峰历时短，所以n取小值，0.5。成果详见表25。表25 洪水河堤防洪水成果表断面F(km2)均值（m3/s）CvCs/Cv设计值（m3/s）1%2%3.33%5%10%20%新地站F=15811680.684618522452398308222堤防6+090以下段F=1660633534463408315227 2.5.6分期设计洪水洪水河流域34月由于气温升高，冰雪融化而水量增多，偶有春汛发生；5月份为汛前过渡期，69月份降雨集

32、中，多发生洪水，为汛期，10月份为汛后过渡期，11月份至次年2月份降雨雪稀少，河水补给基本为地下潜流，为枯水期。基于洪水河的洪水特性，分期划分为春汛期（34月）、春汛期至汛期过渡期（5月）、汛期（69月）、汛期至枯水期过渡期（10月）、及枯水期（11月次年2月）共五个分期。利用新地水文站实测逐月最大流量资料，采用不跨期独立选样方法，按年最大值法选取各分期内最大流量，进行频率统计分析计算，用矩法估算参数，PIII型曲线适线，得到分期设计洪水成果，详见表26。69月为汛期，直接采用年最大洪峰流量成果。 表26 洪水河新地水文站分期设计洪水成果表时段设计值(m3/s)5%10%20%33.3%34月

33、84.171.358.737.15月24518813283.169月39830822216510月12910883.151.111次年2月66.041.128.017.0堤防设计洪水直接采用新地站分期洪水成果，详见表26。2.6泥沙2.6.1流域产沙概况洪水河流域径流由地下水、冰川（雪）融水和降水三部分组成。由于该流域气候干燥降雨少，地表植被较差，当降雨形成地表径流时，地表将被冲刷，水流挟沙入河，成为河道泥沙的主要来源。该流域降水量随地面高程降低而减少，深山区降水量较多，植被较好，人类活动影响较小，因而入河泥沙较少。出山口佛洞庙以下的浅山区，降水减少，地表植被稀疏，由于人类活动的影响，入河泥沙

34、显著增加。河流泥沙主要来自洪水期。2.6.2悬移质输沙量洪水河新地水文站具有较长系列的水沙测验资料。根据19572005年新地水文站实测资料统计，多年年平均悬移质输沙量为65.7万t，多年年平均悬移质泥沙侵蚀模数为417t/km2。由于泥沙主要来源于降雨对地表的冲刷，降雨多发生于汛期，因此河道来沙量年内分布很不均匀，主要集中于汛期，69月悬移质输沙量64.65万t，占年输沙量的98.4%，其中78月输沙量59.52万t，占年输沙量的90.6%。实测最大断面平均含沙量247kg/m3（1986年7月3日）。年内悬移质输沙量分配见下表27。 新地站悬移质输沙量月、年分配表 表27月14567891

35、012年输沙量(万t)0.0181.123.9443.016.41.190.0165.7占年(%)0.0281.76.065.524.921.830.02100 推移质输沙量洪水河新地水文站无推移质泥沙测验资料，对于推移质泥沙测验资料缺乏的地区及河道常采用推悬比的方法估算推移质输沙量，山区性河道推悬比一般为0.150.3；根据该流域河道泥沙特性及流域内下垫面情况，推移质输沙量采用推悬比25%估算，则年推移质输沙量约为16.4万t。洪水河新地水文站断面以上流域总输沙量为82.1万t。2.7冰情洪水河位于大陆腹地的内陆河流，其气候特点为冬季寒冷、夏季炎热、气温温差大，降水少、蒸发大，多风沙，属典型

36、的大陆性气候。根据酒泉气象站观测资料分析，多年平均气温7.3，极端最高气温36.6，极端最低气温-29.8，一年中11月、12月、1月、2月的平均气温为负值，分别是-0.3、-7.3、-9.0、-4.9。根据干流讨赖河冰沟水文站冰情观测资料分析，最早初冰日期为9月14日，最晚初冰日期为10月26日，最早封冻日期12月14日，最晚封冻日期1月10日，最早解冻日期2月17日，最晚解冻日期3月6日，最早终冰日期为4月14日，最晚终冰日期为5月18日；冰期天数最长243天，最短175天，平均208天；封冻天数最长69天，最短43天，平均58天，大部分年份的冰期出现封冻现象；冰厚测验资料很少，实测岸冰厚

37、1.2m，河心冰厚2.14m。根据冰情观测资料分析，大部分年份冰期河段会出现封冻现象。洪水河冰情的又一个特点为河道上游先封冻、下游后封冻，这样减少了下游河道封冻前的河道流冰量；而开河（解冻）则为先下游、后上游，称为“文开河”，使开河期下游河道流冰密度降低，减少了河道出现冰坝、冰塞等灾害性冰情的机会。3 工程地质3.1概述本工程为甘肃境内小河流治理工程，工程区位于肃州区境内的洪水河下游河谷内，洪水河为讨赖河的一级支流。工程区位于洪水河下游的兰新铁路桥至312国道之间,本次列入治理河段洪水河主河道长度为13.47km，。由甘肃省地勘局地质矿产勘察院进行堤防工程的地质勘测任务。本次勘察按初设阶段的深

38、度要求进行，完成的主要任务是：1）调查区域地质构造情况，进行区域构造稳定性评价。2）基本查明堤防工程方案各工程地质段堤基及邻近区的工程地质条件，并对有关的主要工程地质问题做出评价。3）查明治导线工程地质条件，并提供相关地质参数。4）进行天然建筑材料勘察。 具体见表3-1本次勘察按初设阶段深度要求进行，所采用的规范、规程主要为：堤防工程地质勘察规程(SL/T188-2005)水利水电工程地质勘察规范（GB50287-99）中小型水利水电工程地质勘察规范（SL55-2005）水利水电工程天然建筑材料勘察规范（SL251-2000）。3.2区域地质概况地形地貌洪水河属黑河水系，发源于祁连山北麓，洪水

39、河全长约130km，新地水文站以上流域面积为1581km2。上游祁连山内，山势陡峻，源地终年积雪，有冰川分布，山地阴坡有天然林，植被较好；下游山前平原区，植被较差。洪水主要来自出山口以上。河流的补给来源有降水、地下水和冰川融水。肃州区地势为南高北低，自西南向东北倾斜，南部是祁连山山地约30005000m的高山群。中部是河西走廊的一部分，也是农业的精华之地。自嘉峪关隆起带分界以东是酒泉、金塔盆地，以西是玉门、敦煌、瓜州盆地、酒泉盆地海拔高度约13501500m，以南是祁连山山前倾斜平原的一部分，海拔约15001800m。洪水河出山后横穿祁连山山前第四纪冲积平原，洪积平原为戈壁化的卵石滩，地形平坦

40、，开阔、地势由南向北倾斜，河床地层均由第四季洪积形成卵石构造，地层结构单一而且厚度深。堤防沿线未压覆矿产，未发现文物，军事设施等。地质勘察实物工作量统计表 表3-1序号工作项目单位数量比例尺一水文地质、工程地质测绘1工程地质调查km262工程地质纵剖面测绘km121:2000二工程地质勘探1探坑m/孔28/12三取样及试验1砂砾石颗分试验组122砂砾石密度试验组123土工实验组4地层岩性项目区出露地层岩性为全新统洪冲积砂卵砾石层。两岸的I级阶地上覆盖为厚25m砂质壤土层。治理河段沿岸出露的地层岩性主要为第四系（）不同成因的堆（沉）积物，主要有上更新统洪冲积砂卵砾石层（Q3pla1）、全新统洪冲

41、积粉砂质壤土层（Q4plal）、全新统洪冲积河床砂卵砾石层（Q4plal）等。上更新统洪冲积砂卵砾石层（Q3pla1）:广泛分布于倾斜平原，略具水平层理，颗粒组成以卵砾石为主，含少量漂石，卵砾石间充填中粗砂，松散，局部为泥钙质弱胶结，中等密实，强透水。该层隐伏于河床砂卵砾石层以下，是酒泉盆地重要的含水层。全新统洪冲积粉砂质壤土层（Q4plal）:分布在戈壁表层，一般厚1.02.0 m，其颗粒组成以粉粒为主，约占4050%，次为砂粒，约占20%，粘粒约占1020%，局部夹有细砂层透镜体。该层在地表呈断续分布，一般在村庄及其周围较厚，并多为耕地，向戈壁延伸，则变薄或尖灭。全新统洪冲积河床砂卵砾石层

42、（Q4plal）:属洪冲积砂卵砾石层，主要由卵砾石及漂石组成，卵砾石占5060%，漂石占1525%，其间充填中细砂，含量占2025%，无分选性，未胶结，局部夹有砂层透镜体。天然密度为2.152.35 g/cm3，天然干密度为2.02.15 g/cm3。该层为本次防洪堤工程基础持力层。水文地质本次洪水河设计年径流计算，取用19572008年水文资料，多年平均径流量23935万m3；经频率计算求得p=50%径流量19520万m3； 75%径流量14696万m3；（1）地下水类型地下水按其埋藏类型可分为孔隙性潜水和基岩裂隙水。孔隙性潜水主要赋存和运移于现代河床、漫滩的冲洪积砂卵砾石层和低阶地砂卵砾石

43、层中，直接受河水和两岸基岩裂隙水补给，向洪水河排泄。基岩裂隙水多赋存于河谷两岸及河床基岩内的断层、裂隙及其破碎带中，以下降泉的形式向洪水河排泄。地下水动态变化受气候变化影响较大，随着降雨量的增大地下水位升高，雨季也是地下水的丰水期。项目区地下水一般无色、无味、透明。根据水质化学分析结果（见表3-1），河水、孔隙性潜水的化学类型为SO2- 4HCO- 3Ca2+Mg2+型水，硫酸根离子含量为119.79134.83mg/L，对混凝土结构无腐蚀性。地质构造及地震工程区自下第三纪渐新世末，由于受喜马拉雅运动影响及祁连山北麓深大断裂的复合，造成南部山区的剧烈上升，北部地区相对沉降，此间形成第三系湖盆，

44、沉积了一套中新统（Nlb）的红色碎屑岩建造。中更新世末期，湖盆继续下降，又沉积了一套山麓一湖盆相的上新统疏勒河组（N2s）及下更新统玉门组（Q1y）的洪积一冰碛地层。下更新世末，受构造运动的影响，在工程区上游的南部山区形成了背斜和向斜构造，使第三系地层与玉门组地层同时产生褶皱，并产生了南部山前大断裂，将上新统疏勒河组（N2S）地层逆冲至玉门组（Q1y）地层之上，同时又沉积了中更新统酒泉砂卵砾石层（Q2）。新构造运动表现仍很强烈，南部山前断裂仍在活动，致使疏勒河组地层覆盖在酒泉组地层之上。至中更新世末期，区内的新构造运动逐渐减弱。依椐前人资料，区内的上更新统（Q3）及全新统地层（Q4）未发现断裂

45、迹象，工程区内的新构造运动表现，主要为差异性的升降运动。根据2001年国家发布的1/400万中国地震动参数区划图（2001， GB183062001），项目区地震动反应持征值0.4S，出山口以下平原区地震动峰值加速度0.15g，基本烈度为度，建筑物按度设防。3.3工程地质条件及评价一般地质条件工程区微地貌较为简单,主要为冲洪积倾斜平原地貌及河谷地貌。洪水河河谷地貌较为完整，河床、河漫滩及阶地等发育。出山口佛洞庙至兰新铁路桥、兰新铁路桥至引讨济洪洪渠隧洞、引讨济洪渠隧洞至312国道，各河段河谷及地貌迥异，反差明显。佛洞庙至兰新铁路，河谷地貌较为完整，河床、河漫滩及阶地等发育，河谷深切。起始段佛洞

46、庙河发育七级侵蚀堆积阶地，其中级阶地缺失，、级阶地呈零星条带状不对称的分布于河谷两侧，面上多有崩坡积、洪积的松散物堆积；级阶地地处峡谷崖壁之上，发育完整，阶面开阔，多呈扇形展布，面上堆积有Q3砂卵砾石及轻粉质壤土河道主槽明显；两岸河谷高耸，达50m以上；至兰新铁路河段，发育二级阶地，高出河漫滩15m。兰新铁路至引讨济洪渠穿河隧洞，两岸阶地呈阶地自南向北尖灭态势，至引讨济洪渠阶地消失。引讨济洪渠至312国道，主流不稳定，常左右摆动，河床发育不完善，主河槽与河漫滩、阶地不明显。堤防沿线工程地质条件洪水河河道治理工程位于酒泉市肃州区12km处，治理段河道范围为出山口桩号0+000m12+170m的河

47、段。按照河床质粒径及岩性特征，工程区可划分为以下几个工程段：（1）兰新铁引讨济洪渠隧洞（桩号0+0003+500）。此段河道全长为3.8km，桩号3+750处为引讨济洪洪渠隧洞。堤基为第四系冲洪积砂砾卵层，表层河床物质颗粒较粗，漂石（200mm）含量2.89%4.56%。砾卵石（20-200mm）含量13.98%16.72%；砾粒(2200mm)占40.202%44.58%，砂粒(0.05-2mm)占32.65%33.26%，粉砾(0.0050.05mm)占3.28%4.01%，粘砾(200mm）含量0%2.22%,砾卵石（20-200mm）含量6.61%11.86%；砾粒(2200mm)占4

48、5.96%48.32%，砂粒(0.05-2mm)占35.73%40.76%，粉砾(0.0050.05mm)占2.26%3.28%，粘砾(200mm卵石200-20mm砾粒（20-2mm）砂粒2-0.05mm粉粒0.05-0.005mm粘粒0.005mm分级含量（%）Y11.5 右岸0+8504.56 16.72 40.02 32.65 4.01 2.04 1.24 Y21.4 右岸1+7003.14 15.86 42.64 33.24 3.28 1.84 1.23 Y31.6 左岸3+8002.89 13.98 44.58 33.26 3.38 1.91 1.21 Y41.5 右岸4+8102

49、.22 11.86 45.96 35.74 2.38 1.84 1.19 Y51.6 左岸6+0101.83 10.88 47.58 35.73 2.98 1.00 1.18 Y61.4 左岸7+1101.21 11.93 47.01 36.15 2.62 1.08 1.18 Y71.5 左岸8+1200.82 10.86 46.96 36.24 3.28 1.84 1.16 Y81.6 左岸9+4500.52 9.98 47.68 38.36 2.25 1.21 1.15 Y91.5 左岸10+1000.21 9.61 48.15 38.06 2.74 1.23 1.14 Y101.4 左岸

50、11+1500.00 8.61 47.15 39.06 3.14 2.04 1.11 Y111.6 左岸11+9500.00 7.42 48.32 40.76 2.26 1.24 1.11 Y121.5 左岸12+5100.00 6.61 48.15 38.06 4.60 2.58 1.09 最大值4.56 16.72 48.32 40.76 4.60 2.58 1.24 最小值0.00 6.61 40.02 32.65 2.25 1.00 1.09 平均值1.45 11.19 46.18 36.44 3.08 1.65 1.17 洪水河河床砂砾石样颗粒分析成果一览表样号Y1Y2Y3Y4Y5Y

51、6取样深度1.3 1.41.61.51.61.4桩号右岸0+850右岸1+700左岸3+800右岸4+810左岸6+010左岸7+110粒径（mm)分级百分含量（%）2004.563.142.892.221.831.212001501.67 1.59 1.40 1.19 1.09 1.19 150603.34 3.17 2.80 2.37 2.18 2.39 60406.69 6.34 5.59 4.74 4.35 4.77 40205.02 4.76 4.19 3.56 3.26 3.58 201018.01 19.19 20.06 20.68 21.41 21.15 10516.01 17

52、.06 20.06 22.98 23.79 18.80 526.00 6.40 4.46 2.30 2.38 7.05 214.90 4.99 4.99 5.36 5.36 5.42 10.56.53 6.65 6.65 7.15 7.15 7.23 0.50.258.16 8.31 8.32 8.94 8.93 9.04 0.250.17.18 7.31 7.32 7.86 7.86 7.95 0.10.00755.88 5.98 5.99 6.43 6.43 6.51 0.00756.055.125.294.223.98 3.7d100.0980.0930.0950.0890.0960.0

53、91d300.910.880.840.560.480.55d508.738.578.167.688.333.38d609.989.328.967.657.875.12d8552.3639.8928.7423.9819.6219.29不均匀系数101.84 100.22 94.32 85.96 81.98 56.26 曲率系数0.85 0.89 0.83 0.46 0.30 0.65 土样定名粉质土砾粉质土砾粉质土砾粉质土砾粉质土砾粉质土砾土代号GMGMGMGMGMGM备 注洪水河河床砂砾石样颗粒分析成果一览表样号Y7Y8Y9Y10Y11Y12取样深度1.51.61.5 1.41.61.5桩号左

54、岸8+120左岸9+450左岸10+100左岸11+150左岸11+950左岸12+510粒径（mm)分级百分含量（%）2000.820.520.210002001501.09 1.00 0.96 0.86 0.74 0.66 150602.17 2.00 1.92 1.72 1.48 1.32 60404.34 3.99 3.84 3.44 2.97 2.64 40203.26 2.99 2.88 2.58 2.23 1.98 201021.13 21.46 21.67 21.22 21.74 21.67 10518.78 21.46 24.08 23.58 24.16 24.08 527.

55、04 4.77 2.41 2.36 2.42 2.41 215.44 5.75 5.71 5.86 6.11 5.71 10.57.25 7.67 7.61 7.81 8.15 7.61 0.50.259.06 9.59 9.52 9.77 10.19 9.52 0.250.17.97 8.44 8.37 8.59 8.97 8.37 0.10.00756.52 6.90 6.85 7.03 7.34 6.85 0.00755.123.463.975.18 3.50 7.18 d100.0940.0930.0890.0810.0740.068d300.520.490.430.450.410.3

56、9d503.453.212.842.652.552.86d605.365.656.035.865.935.73d8518.7318.4518.3618.0217.8617.53不均匀系数57.02 60.75 67.75 72.35 80.14 84.26 曲率系数0.54 0.46 0.34 0.43 0.38 0.39 土样定名粉质土砾粉质土砾粉质土砾粉质土砾粉质土砾粉质土砾土代号GMGMGMGMGMGM备 注洪 水 河 水 质 化 学 分 析 成 果 表 表3-1序号取样位置阴 阳 离 子 含 量 值单位Ca2+Ma2+K+Na+aCL-SO42-HCO3-CO32-K1河水mg/L51

57、.1428.191.1580.4825.31134.8385.640.00245.78mmol/L2.552.320.054.920.712.811.400.004.92mmol（%）51.8347.151.02100.0014.4357.1128.460.00100.002TK3mg/L48.8221.141.8471.8016.87119.7978.510.00215.17mmol/L2.441.740.084.260.482.491.290.004.26mmol（%）57.2840.851.87100.0011.2758.4530.280.00100.00序号取样位置硬度（CaCO3）碱

58、度（CaCO3）游离CO2矿化度PH值水质类型水质评价总硬度暂时硬度永久性硬度总碱度甲基橙酚酞碱度mg/L1河水243.8470.00173.8470.0070.0003.54326.267.8SO42-HCO3-Ca2+Mg2+对混凝土结构无腐蚀性2TK3209.0164.50144.5164.5064.5003.54286.977.7SO42-HCO3-Ca2+Mg2+对混凝土结构无腐蚀性洪水河砼粗（砾石）骨料分级密度试验指标 表4-2名称分 级 密 度510102020404080580g/cm3最小值1.501.511.511.471.73最大值1.531.551.531.491.81

59、平均值1.521.531.521.481.78洪水河砼粗（砾石）骨料试验指标与质量技术指标对比表 表4-3序号项目质量技术要求试验指标（平均值）评价1表观密度2.62.73符合质量要求2堆积密度1.6g/cm31.78符合质量要求3孔隙率45%34.88%符合质量要求4吸水率2.5%0.7%符合质量要求5冻融损失率10%0.5%符合质量要求6针片状颗粒含量15%3.12%符合质量要求7软弱颗粒含量5%0符合质量要求8含泥量1%0.47%符合质量要求9碱活性骨料含量0.5%/符合质量要求10硫酸盐及硫化物含量（SO3）0.5%0.20%符合质量要求11有机质含量浅于标准色浅于标准色符合质量要求1

60、2粒度模数6.258.307.20符合质量要求13轻物质含量洪水河砼细骨料(砂)试验指标与质量技术指标对比表 表4-4序号项 目质量技术要求试验指标(平均值)评 价1表观密度2.552.66符合质量要求2堆积密度1.5g/cm31.51符合质量要求3孔隙率40%34.35%符合质量要求4云母含量2%微量符合质量要求5含泥量（粘、粉粒）3%1.43符合质量要求6硫酸盐及硫化物含量（SO3）1%0.30符合质量要求7有机物含量浅于标准色浅于标准色符合质量要求8轻物质含量1无符合质量要求9细度细度模数2.53.5为宜2.53符合质量要求平均粒径0.360.5mm0.39符合质量要求洪 水 河 砂 砾