山东省陵县马颊河故道治理工程初步设计

1、内容提要1、项目名称山东省陵县马颊河故道治理工程初步设计2、工程地点山东省陵县3、马颊河故道基本情况马颊河故道系马颊河流域内（陵县境内）的二级支流，上起马才涵洞（属边临镇）流经边临镇、徽王庄镇、义渡口乡、糜镇四乡镇，在糜镇前范桥村南入马颊河，全长36.55公里，流域面积258平方公里，控制灌溉面积38.7万亩。流域三级支流有避雪店河、天明河、付家庵河、小官寨河等。马颊河故道自1987年冬清淤治理以来，为该流域的农业水利灌溉及农业生产做出了巨大贡献，马颊河故道经过二十多年的运行现已淤积严重，堤防破坏被挖，防洪除涝能力降低，配套建筑物年久失修，严重制约了该流域农业生产前进的步伐。4、项目建设主要内

2、容土方工程：主河道清淤长度36.55公里，堤防复堤长14.78公里，土方202万方；建筑物工程：重建义渡口3X4节制闸（3孔）。5、工程投资及实施计划工程总投资1937.92万元。由于我县财力有限申请上级补助资金1000万元，地方配套937.92万元。工程计划从2008年11月底开工，2009年2月底竣工。6、工程效益及经济指标年水利纯增产效益335.88万元，净现值NPV=478.29万元，内部收益率IRR=15.6%,效益费用比R=1.21。第一章基本情况第一节基本情况一、陵县基本情况1、地理位置陵县地处鲁西北平原，德州市腹部。地理位置东经116。2y11657，、北纬3713，37。36

3、,之间，南连平原县，北靠宁津县，东邻临邑县、乐陵市，西与德城区接壤，104国道贯穿全境，交通便利。2、水文气象陵县属暖温带半干旱大陆性季风气候区，降水量受季风影响，年际、年内分配不均。多年平均降水量564mm,其中69月份降水量占全年平均降水量的78%0年平均气温12.8,平均无霜期202天，年相对湿度67.2%,平均风速2.7m/s,年封冻期75天，最大冻土深度50.6cm。多年平均蒸发量1664mm,蒸发量大于降水量、易干旱。3、地形地貌陵县地势由西南向东北倾斜，呈西高东低之势，东西高度相差11米，从丁庄乡小庄到边镇马才村，地面高程由24米降到21米，地面坡降为1/6667,从马才村的下崖

4、到宋家镇管饭堂村，地面高程由17米到13米，地面坡降为1/8875。全县地貌类型，分为河滩高地、缓平坡地、背河槽状洼地、决口冲积扇形高地、浅平洼地、沙质河槽六类。耕作层土质以壤土和沙壤土为主，土地肥沃，热量充足，通气良好，宜于作物生长。二、马颊河故道基本情况（-）基本情况马颊河故道系马颊河流域内（陵县境内）的二级支流，起点马才涵洞（属边临镇）流经边临镇、徽王庄镇、义渡口乡、糜镇四乡镇，在糜镇前范桥村南入马颊河，全长36.55公里，流域面积258平方公里，控制灌溉面积38.7万亩。流域三级支流有避雪店河、天明河、付家庵河、小官寨河等。马颊河故道自1987年冬清淤治理以来，为该流域的农业水利灌溉及

5、农业生产做出了巨大贡献，马颊河故道经过二十多年的运行现已淤积严重，堤防破坏被挖，防洪除涝能力降低，配套建筑物年久失修，老化严重，严重制约了该流域的农业生产前进的步伐。（二）马颊河故道流域基本情况1、地形土壤马颊河故道流域属马北缓平坡地区。是漫滩地的延续。地势西高东低，地面高程1813米，坡降为1/5300,该区土壤耕层以壤土为主，土地肥沃，有“陵县粮仓”之称，潜水埋深34米，矿化度12克/升。易旱、易涝。2、流域现状马颊河故道流域位于陵县北部及东北部，包括边临镇的东、南部,徽王庄镇的中部及义渡口乡的中部，糜镇的南部。总面积258平方公里，耕地38.7万亩，流域内有避雪店河等三级支流及干沟30余

6、条。由于马颊河故道二十多年来的运行，淤积严重，淤积平均深度为1.5米，致使河道汛期排涝能力减弱，灌溉引水能力基本丧失，且不能正常蓄水。河道建筑物的年久失修及损坏，更使马颊河故道失去了应有的作用。马颊河故道的这一现状，造成流域内水资源严重紧缺，严重制约了该流域内工农业生产的可持续发展。（三）马颊河故道存在的主要问题1、防洪基础设施薄弱，河道萎缩严重马颊河故道经多年运行，总结出的特点是源短流急，洪水暴涨暴落。由于该河道沿岸是重要的粮食生产基地，防洪除涝设施少、标准低，遇到常遇洪水就有可能造成洪涝灾害。该河流流域水土流失严重,加之不合理的随意取土破坏堤防及上游携带的淤泥及地方资金有限，治理不及时等现

7、象，致使河道萎缩严重，行洪能力逐步降低，对所在地区的防洪安全构成了严重威胁。2、河道规划及前期工作滞后马颊河故道缺乏系统的规划工作，治理项目前期工作薄弱，基本情况不明，治理目标和任务不明确，同时随着经济发展和人口的增加,两岸乡镇规模的日益扩大，社会财富的日益聚集，重要粮食生产基地的生产能力将进一步提高，都对防洪保安及农业灌溉及工业用水提出了越来越多的要求，已有前期工作不能满足河道治理和管理的需要，难以有效的指导河道的治理和保护。3、投入严重不足，问题日益突出长期以来，马颊河故道缺乏投资机制和渠道，地方治理资金投入严重不足，致使大部分河道年久失修淤积严重，行洪能力降低。由于近年来“两工”政策的取

8、消，群众投劳农田水利机制和组织方式发生了很大的变化，对马颊河故道的治理及堤防的加固日趋减少。使马颊河故道面临的问题日益突出。第二节社会经济概况一、陵县社会经济概况陵县辖1区3乡9镇，995个自然村,总人口56.94万人,其中农业人口47.46万人，2006年农民人均收入4243元。2006年全县完成国内生产总值83.75亿元，人均国内生产总值14708元。全县995个村通汽车,通车率100猊通电话村庄995个，也达到了100%。年末实有耕地面积93.71万亩,人均耕地1.96亩。2006年粮食总产量664667吨，棉花总产19574吨，蔬菜总产234922吨，水果总产51888吨。二、马颊河故

9、道流域社会经济概况马颊河故道流域内有309个自然村，19.3万人，耕地面积38.7万亩，人均占有土地2.05亩，是我县重要的粮棉生产基地，2006年区内农民人纯收入达到4348元，高于全县其它乡镇。因此，对马颊河故道进行河道治理是增加农民收入，为农业生产提供灌溉水源的重要途径。第三节马颊河故道存在的问题一、马颊河故道流域现状马颊河故道全长36.55公里，流域面积258平方公里，控制灌溉面积38.7万亩。马颊河故道自1987年冬清淤治理以来。经二十多年来的运行，淤积严重，淤积平均深度为L5米，致使河道汛期排涝能力减弱，灌溉引水能力大大降低，且不能正常蓄水。河道建筑物的年久失修及损坏，更使马颊河故

10、道失去了应有的作用。马颊河故道的这一现状，造成流域内水资源严重紧缺，严重制约了该流域内工农业生产的可持续发展。二、马颊河故道存在的主要问题1、防洪基础设施薄弱，河道萎缩严重马颊河故道沿岸是重要的粮食生产基地。由于防洪除涝标准降低,该流域水土流失严重，加之堤防不合理的取土破坏、上游携带的淤泥及地方投入不足，治理不及时等现象的影响，致使河道萎缩严重，行洪能力逐年降低，对所在地区的防洪安全构成了严重威胁。2、河道规划及前期工作滞后马颊河故道缺乏系统的规划工作，治理工作滞后，同时随着经济发展和人口的增加，两岸乡镇经济规模的日益扩大，社会财富的日益聚集，重要粮食生产基地生产能力的进一步提高，都对防洪保安

11、和农业灌溉及工业用水提出了越来越多的要求，已有前期规划工作不能满足河道治理和管理的需要，难以有效的指导河道的治理和保护。3、投入严重不足，问题日益突出长期以来，马颊河故道缺乏投资机制和渠道，地方治理资金投入严重不足，致使大部分河道年久失修淤积严重，行洪能力大大降低。由于近年来“两工”政策的取消，群众投劳农田水利机制和组织方式发生了很大的变化，对马颊河故道的治理及堤防的加固日趋减少，使马颊河故道面临的问题日益突出。第二章工程建设的必要性和紧迫性一、工程建设的必要性根据2008年中央1号文件关于“各地加快编制重点地区中小河流治理规划，增加建设投入，中央对中西部地区给予适当补助，引导地方搞好河道疏浚

12、”的指示精神。省市两级政府高度重视，多次全面部署，增加水利建设投入。为贯彻落实中央1号文件精神，进一步推动我县中小河流治理步伐。搞好中小河流治理工作是十分必要的。二、工程建设的迫切性近年来“两工”的取消，地方河道治理资金投入不足，出现了河床淤积严重，两岸堤防经多年风吹雨淋、人为取土破坏，已残缺不全,与大江大河相比，该河流已处于“大雨大灾，小雨小灾”的局面，特别是近年来极端天气事件增多，中小流域常发生集中暴雨，形成较大的地面径流，造成了比较严重的洪涝灾害。制约了当地农业经济的发展，签于此，迫切的需要对该河道进行全面的清淤复堤治理，以及配套附属建筑物的新建、重建，以提高河道的防洪除涝与拦蓄能力，促

13、进及保障当地经济的可持续发展。第三章设计指导思想和原则第一节指导思想以党的十七大精神为指导，深入贯彻落实科学发展观，针对我县重点的主要河道突出的洪涝问题和防洪薄弱环节，以保障人民群众生命财产的安全为根本，以提高城乡防洪减灾能力为目的，以河道疏浚防护等工程和防洪非工程措施为手段，通过加强重点河道的治理，保障重点区域防洪安全和粮食安全，促进社会主义新农村建设，支撑区域经济社会可持续发展。第二节设计原则1、统筹协调、综合治理坚持人和自然和谐发展，既有效防御洪水，又安排好洪水出路，要统筹处理好本县重点河道的治理与城镇发展、河道生态环境保护、水资源开发利用的关系，统筹协调好本县重点河道治理河段与河道下游

14、防洪标准的关系，统筹衔接好本县重点河道治理与防灾的关系，统筹兼顾本县重点河道治理与河道管理，工程措施与非工程措施，防洪与排涝，近期与远期的关系。2、突出重点、量力而行以保护本县重点河道沿岸城镇和基础设施、灌区的防洪安全为目标，以洪水风险较高的农村地区河道治理为重点，优先安排有河道规划和具备前期工作基础的项目，既要考虑本县重点河道近期治理的需要，又要量力而行。区分轻重缓急，分期分段开展治理。3、因地制宜、注重实效根据当地经济社会发展实际和本县重点河道的防洪存在的突出问题，制定切实可行的治理目标。从当地的防洪实际出发，找准需要治理河道的重点河段、关键环节与薄弱部位，采取经济、适用、有效的措施，优先

15、解决最突出的问题，讲求治理效益。4、明确事权、分级负责我县重点河道治理的主要责任在地方政府，中央给予适当补助，地方各级政府负责组织实施。地方各级政府要切实加强本县重点河道管理和对河道自然和生态环境功能的维护。第四章工程设计第一节建设内容根据中央2008年1号文件精神，结合我县马颊河故道及常年观测资料，按照排、灌、蓄、补相结合，本着投资省、见效快，经济效益高的原则，在充分利用现有水利工程的基础上，对河道进行土方清淤、复堤治理，清淤治理长度36.55公里，复堤14.78公里，共完成土方202万方；重建义渡口3X4米（3孔）节制闸1座。第二节节制闸设计1、基本情况义渡口节制闸闸址位于马颊河故道22+

16、500处，该节制闸始建于1973年，由于近四十年的运行，节制闸损坏严重，目前已无法正常运行，急需进行重建。2、节制闸设计指标义渡口节制闸闸址设计河底高程11.0米，排涝水位14.5,防洪水位16.0,河底宽20米，边坡1：3,深5.3米。马颊河故道断面设计见图。按照水闸设计规范（S11265-2001）,义渡口节制闸主要设计指标详见下表义渡口节制闸主要设计指标表4-1排涝流量（米3/秒）排涝水位（米）沟底高程（米）沟底宽度（米）边坡防洪水位（米）8014.511.0201：316.03、节制闸设计节制闸轴线位于老马颊河22+500处。节制闸由上游铺盖、闸室、消力池、海漫和防冲槽组成。该节制闸为

17、开敞式闸室，共3孔，每孔净宽3.0米，中墩、边墩厚0.8米，总宽12.20米。闸底板顺水流方向长8.5米，高程11.0米。闸室全部荷载通过墩基、底板传给地基。闸室内设钢闸门，门高4.0米。闸墩顶高程15.8米。墩顶设直升式机架桥。机架桥桥面高程20.6米。机架桥上设10吨手电两用启闭机3台。闸墩顶下游侧设生产桥，净宽3.12米，总宽3.74米。闸室上游设7米长C15钢筋混凝土护底和8米长C15钢筋混凝土铺盖，厚0.5米。铺盖下设400克/平方米的土工膜一道，铺盖与闸室底板组成不透水地下轮廓。铺盖底宽10.6-20米，两侧采用C15钢筋混凝土护坡，边坡1：L5,护坡顶高程15.5米。闸室下消力池

18、长24.00米，消力坎高0.5米。池底高程10.0米，消力池底部为C15钢筋硅，厚0.5米。边坡M7.5浆砌石护坡，边坡1：1.5渐变至1：3,护坡顶高程15.5米。下游海漫长5米，厚0.5米，边坡1：3,全部M7.5浆砌石护砌，厚度0.5米。海漫后接7.0米长抛乱石防冲槽，槽深2.0米。I、过流能力计算节制闸的过流能力按水闸设计规范(SL265-2001)平底闸堰流闸孔净宽公式计算：Q=BQamy2gH02工(N-D+JGN=-0.171(1)cah+h“o十2十b式中：BO一闸室总净宽；Q一过闸流量；H0一计算行进流速水头的堰上水深;。一堰流淹没系数，0.6；一堰流侧收缩系数，0.94；m

19、堰流流量系数，0.385；b0一闸孔净宽；bs上游河道一半水深处的宽度。经计算，当水位为14.50m时,节制闸的过流能力为56.65m/s,当水位为15.00m时，节制闸的过流能力为69.22m7s,满足过流要求。II、节制闸闸室整体稳定计算II1计算工况及荷载组合：完建期：施工刚完成，水位位于闸底板以下。荷载组合：结构自重+风荷载正常运用情况：闸上游水位15.0m,闸下游水位14.5m。荷载组合：结构自重十静水压力十扬压力十水重+风荷载校核运用情况：闸上游水位15.35m,闸下游水位14.9m。荷载组合：结构自重十静水压力十扬压力十水重+风荷载地震情况：正常运用情况遇地震荷载作用。荷载组合：

20、正常运用情况荷载十地震惯性力+地震动水压力。II-2计算公式抗滑稳定计算根据水闸设计规范(SL2652001)中式(7.3.6-1)计算式中：Kc-抗滑稳定安全系数；f一滑动面上的摩擦系数，取f=0.35；EG一作用于截面上的全部垂直荷载(kPa)；H一作用于截面上的全部水平荷载(kPa)o基底应力计算_EGEM-二了记式中P需一基地应力的最大值与最小值（kPa）；2G一作用在墙体上的全部竖向荷载（kN）；一作用在底板上的全部竖向和水平荷载对于基础底面垂直水流向的形心轴的力矩（kN,m）；A闸地板基地面面积（m2）；W一闸基底面对于该底面垂直水流向的形心轴的截面矩（m3）；计算结果抗滑验算、顺

21、流向基底应力验算结果见表4-2。表4-2节制闸闸室稳定计算结果表、页目工况顺流向抗滑稳定安全系数基底应力Pmax(kPa)Pmin(kPa)平均基底应力（kPa）基底应力不均匀系数完建工况/(1.25)81.546.664.11.750)正常运用9.0(1.25)73.540.857.21.8(2.0)校核工况3.06(1.25)65.336.751.01.780)地震工况4.0(1.25)59.033.246.11.78(2.5)注：括号内为规范允许值经过修正后，节制闸地基承载力为105kPa。由计算结果可以看出，节制闸抗滑、基底应力均满足要求。（三）、清淤复堤整个河床大致可以分为三段：一段

22、由马才庄至会王庄，长9公里,河床介于高地与洼地之间，左侧是高地，右侧是单堤，堤顶高低不平。二段由会王庄至义渡口，长13公里，两侧均无堤防。三段由义渡口至下范桥，长14.55公里，堤顶宽2至6米不同。由此可见，堤防非常薄弱，本次规划复堤标准顶宽10米，边坡1：2,堤顶高于滩地2.5米。河床清淤标准边坡1：3,底宽30米至40米不等，具体治理标准详见断面图。第五章工程投资概算及年度安排第一节概算依据1、编制依据（1）山东省水利厅鲁水定字20001号文”关于颁发山东省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准（试行）和山东省水利水电工程设计概（估）算编制办法（试行）的通知二（2）水利电力部水利水电

23、规划设计院文件（88）水规设字第8号水利水电工程设计工程量计算规定；（3）工程设计有关资料和图纸；（4）其它有关的规范规定。2、定额采用（1）建筑工程采用山东省水利厅鲁水定字20011号文颁发的山东省水利水电建筑工程预算定额（上册、下册），并根据有关规定进行扩大和调整。(2)机械台班费采用山东省水利厅鲁水定字20013号文颁发的山东省水利水电工程施工机械台班费定额，并按有关规定进行扩大和调整。(3)安装工程采用山东省水利厅鲁水定字20002号文颁发的山东省水利水电安装工程预算定额(电气安装工程)和山东省水利厅鲁水定字19984号文颁发的山东省水利水电安装工程预算定额(水力机械、金属结构安装工程

24、)，并按有关规定进行扩大和调整。(4)其他配套单项建筑物均采用同类工程综合造价指标估列。3、基础单价(1)人工单价专业施工队施工部分，按照规定计算，本概算中人工单价为44.1元/工日。(2)材料单价主要材料价格：425#水泥350元/吨，砂子110元/nf,碎石100元/nA块石280元/ml钢筋4500元/吨。主要设备价格以出厂价为原价，另加运杂费、运输保险费、采购及保管费。机械台班中动力、燃料或消耗材料的概算价格：电1.00元/kwh,汽油8.7元/kg,柴油8.57元/kg,水1.0元油14、基本预备费按第一至第五部分投资合计的10%计列。5、其他费用（1）费用标准按照鲁水定字（2000

25、）1号文颁发的山东省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准确定费用标准如下：其他直接费：建筑工程取直接费的2.5%,安装工程取直接费的3.2%。现场经费：现场经费费率见表5-1。表5-1现场经费费率表序号工程类别计算基础现场经费费率（%）灌溉工程1土石方工程直接费5.92混凝土及其它直接费6.3二机电、金属结构设备安装工程人工费45间接费：间接费费率见表5-2。表5-2间接费费率表序号工程类别计算基础间接费费率（%）灌溉工程1土石方工程直接工程费5.42混凝土及其它直接工程费4.1二机电、金属结构设备安装工程人工费45企业利润：按直接工程费与间接费之和的7.0%计算；税金：按直接工程费与

26、间接费、企业利润之和的3.22%计算。（2）采用预算定额编制，定额乘以L05的概算扩大系数。第二节投资概算工程总投资1937.92万元。其中河道清淤治理及复堤工程投资1675.47万元，义渡口3X4米节制闸工程投资262.45万元。详见投资概算表。第三节资金筹措工程总投资为1937.92万元，由于我县财力有限，申请上级补助资金1000万元，地方配套937.92万元。第四节实施计划安排工程自2008年11月底开工，2009年2底竣工，工程建设期3个月。具体为2008年11月2009年2月份马颊河故道清淤复堤工程及配套建筑物工程。第六章效益分析一、评价依据和参数按照建设项目经济评价方法与参数（第二

27、版）和水利建设项目经济评价规范（SL72-94）中的有关规定进行国民经济评价。评价参数：社会折现率取12%,经济计算期取30年。工程建设期为三个月，经济计算期30年，折现计算的基准点定在建设期的第一年末，各项费用和效益均按年末发生和计算。采用影子价格进行国民经济评价。本工程静态总投资为1937.92万元，国民经济评价需对工程投资进行调整，经济（影子）投资是在财务静态总投资的基础上，按水利建设项目经济评价规范（SL7294）附录E简化方法进行编制和调整，具体步骤如下：.剔除国民经济内部转移支付的计划利润和税金；.调整主要材料费用；.调整土地费用；.重新计算基本预备费；经过上述调整后，本工程固定资

28、产投资1744万元。二、费用计算1、管理费设管理人员5名，每人每年补助12000元，加上必要的办公费及动力费50000万元，则管理费为11.0万元。2、综合维护费工程每年的零修、大修按总投资的2.5%计取。则综合维护费48.45万元。3、年运行费用为：59.45万元。三、效益计算项目的效益可归结为改善灌溉面积的粮棉增产效益。项目区共有耕地9.0万亩。粮棉种植比例为7：3O复种指数为1.7o水利分摊系数0.4。1、粮食增产。改善灌溉后，玉米增产25kg/亩，小麦增产20kg/亩，玉米、小麦综合价格1.7元/kg,则增加粮食效益为192.78万兀。2、棉花增产。改善灌溉后，棉花增产10kg/亩，棉

29、花按增加出口计算，采用青岛港口岸价，测算至产地的影子价格：价格以13.25元/kg计，则增加棉花效益为：143.1万元。3、综上所述则年水利纯增产效益：335.88万元。四、效益分析分别采用国民经济评价指标中的净现值、内部收益率、效益费用比进行效益分析计算。1、净现值NPVnNPV=L（C1-C0）t（l+is）-tt=l式中：Cl一工程某年产出（元）；co一工程某年投入（元）；（Cl-CO）t第t年工程的总效益（元）；n一计算期（包括建设期及生产期）；t一计算期的年份序号；is一社会折现率。经计算，NPV=478.29万元。2、效益费用比RR=nLCO(1+is)-tt=l经计算，R=l.2

30、13、内部收益率IRRnL(Cl-CO)t(l+IRR)-t=Ot=l经计算，IRR=15.6%净现值NPV=478.29万元，内部收益率IRR=15.6%,效益费用比R=1.21。NPV0,IRR12%,R1.0计算结果表明，项目是合理可行的。第七章环境影响评价工程建成后，将会大大缓解区域内缺水状况，减少水资源的供需矛盾，促进社会的进步和安定。本次河道治理工程，增加了区域内防洪除涝的能力，减少了因雨灾造成的灾害，涵养了地下水源，提高了拦蓄、调控水资源的能力，使区域内的农田灌溉得到了有利的保障，改善了田间小气候，使原本缺水干枯的河道清水长流，绿树成荫，两岸作物茂盛，创造了一个良好的生态环境。第

31、八章施工组织设计本工程总投资1937.92万元，由陵县水务局作为建设单位。工程采用招标投标方式确定施工单位。第一节施工条件一、水文气象马颊河故道治理工程位于陵县北部，属于暖温带半干旱大陆性季风气候区，降水量受季风影响，年际、年内分配不均。多年平均降水量564mm,其中69月份降水量占全年平均降水量的78%o年平均气温12.8,平均无霜期202天，年相对湿度67.2%,平均风速2.7m/s,年封冻期75天，最大冻土深度50.6cm。多年平均蒸发量1664mm,蒸发量大于降水量、易干旱。常年主导风向为东北及西南风。据以上气象条件，本治理工程主要为河道清淤和复堤工程，主要由挖掘机和推土机施工，除大雨

32、和严冬天气不能施工外，其他天气对施工影响不大。二、地形、地貌陵县地势由西南向东北倾斜，呈西高东低之势，东西高度相差11米。全县地貌类型，分为河滩高地、缓平坡地、背河槽状洼地、决口冲积扇形高地、浅平洼地、沙质河槽六类。马颊河故道流域属马北缓平坡地，区内以潮土和褐化潮土为主。三、地质马颊河故道流域内，地势平坦，以壤土和粘土为主，多呈可塑或软塑状态。地下水埋深一般在2.5m4nl之间，矿化度2g/l,单井出水量10m3/so四、交通条件工程均分布在马颊河故道上，交通较为便利。交通主要依靠314省道、249省道、乡级公路及村村通公路与施工工地衔接。交通条件较好。五、施工期供水及排水供水：作为该工程生产及生活用水水源主要为地下水。据地质水文勘探