郝家梁淤地坝工程设计说明

郝家梁淤地坝工程设计说明

窦姣

榆林市水利水电勘测设计院陕西省榆林市719000

郝家梁淤地坝工程位于清涧县郝家焉乡贺家岔村，距离县城30km处，地理坐标位于北纬37°18′47″，东径110°13′13″。坝址区附近有乡村简易公路，能够满足施工机械和运料车辆的通行，交通条件相对较好。郝家梁淤地坝属于黄河支流清涧河流域。该流域为典型的黄土丘陵沟壑区，产汇流分区为第Ⅱ区。地貌由梁峁、沟坡、沟床三个单元组成，以沟为主，梁窄坡陡、沟壑纵横、梁峁起伏、地形破碎，土质疏松，水土流失十分严重。

郝家梁淤地坝的兴建，可拦泥3.89万m3，对防治水土流失、抬高沟道侵蚀基准点、减少入黄泥沙、改变当地农业生产条件、增加农民收入、促进退耕还林还草和生态自我修复、调整产业结构、改善生态环境有着重要意义。

郝家梁淤地坝工程为新建工程，坝控流域面积0.35km²，设计郝家梁淤地坝坝高15.0m，坝顶宽4.0m，坝顶长40.0m，上游坝坡坡比为1：2.0，下游坝坡坡比为1：1.5。总库容5.58万m³。

郝家梁新建坝设计洪水标准取20年，校核洪水标准取50年，设计淤积年限取10年，可淤地面积0.70hm²。设计采用两大件，土坝和放水设施，放水设施布设在坝左岸。洪水处理方式采用：“全拦全蓄，滞洪排清”的方式。

1.1水文计算及成果

1、洪峰流量采用《榆林地区实用水文手册》中的洪峰流量汇水面积相关法计算，计算公式为：

QN=CN•Fn

表1—1汇水面积相关法计算的不同频率洪峰流量表

2、设计洪水量计算采用《水土保持治沟骨干工程技术规范》推荐的公式计算：

WP=0.1•α•H24P•F

表1—2不同频率24小时暴雨量、洪水总量表

3、年输沙量计算采用公式Ws=S•F/γ计算：经计算，坝控流域年输沙量为0.39万m3。

1.2工程主要技术参数

1.2.1坝体参数

1）、郝家梁淤地坝为新建坝，为碾压均质土坝，建成后最大坝高为15.0m，坝顶宽4.0m，坝顶长40.0m，坝体迎水面坡比为1：2.0，背水坡坡比均为1：1.5。

2）、水位及库容：坝基高程为▽944.00m，设计拦泥面高程▽955.43m，拦泥库容3.89万m³；滞洪高水位为▽957.60m，滞洪库容1.69万m³；总库容5.58万m³，坝顶高程为▽959.00m。

1.2.2放水工程参数

放水工程主要有卧管、涵管和明渠组成，卧管陡槽、涵管基础和明渠结构为浆砌石，卧管和消力池盖板为预制钢筋砼，涵管结构为预制钢筋混凝土圆管，其主要参数为：

1）放水卧管采用分级卧管斜面进水，纵坡为1：2，台阶高为0.50m，最低一级放水孔底高程▽946.13m，卧管最高一级放水孔底高程▽958.13m，共设25个放水孔，通气孔高程▽959.13m。卧管断面尺寸为0.6×0.6m，陡槽侧墙宽0.5m，基础厚度0.4m，采用M7.5浆砌石砌筑，陡槽底每隔8m设一道0.5m×0.5m的抗滑齿墙，以增加底板的稳定。卧管顶部盖板采用C25预制钢筋混凝土板，厚为0.25m，板中预留直径d=0.15m的圆形放水孔，孔间中心斜距为1.12m，设计同时开启两孔，最大泄水流量0.083m3/s。由旋转式钢闸板控制，陡槽右侧设人行踏步，以便上下操作管理。

2）卧管消力池：卧管消力池净尺寸为2.5×1.0×0.5m（池长×池宽×池深），侧墙高：池深＋涵管直径+安全超高＝0.3+0.88+0.5=1.68m。消力池底高程为944.20m，顶板高程确定为945.88m，采用浆砌石矩形结构，基础厚0.50m。消力池顶部盖板采用C25预制钢筋混凝土板，厚为0.25m，为与卧管衔接，其盖板长3.3m，宽1.6m。

3）涵管进水口底高程▽944.70m，涵管出水口底高程▽940.27m，涵管长度56.0m，比降i=0.01，涵管为D80cm预制钢筋混凝土圆涵，每节长2m，需28根，采用套环连接，每个接头处设置2cm宽伸缩缝，采用沥青麻绳填缝，外用1：3水泥砂浆填充，涵管管座为0.3m厚浆砌块石结构，外伸0.25m，铺底宽1.46m。沿涵洞长度每隔10m砌筑一道截水环，截水环厚0.6m，伸出壁外层0.4m；

4）明渠陡坡长11.5m，比降i=0.01，进口底高程▽944.14m，出口底高程▽944.02m；采用M7.5浆砌石矩形断面，尺寸宽×高为0.8×0.8m。每道伸缩缝处设0.5m×1.0m的抗滑齿墙。

1.2.3主要工程量及建筑材料

1）、主要工程量：开挖土方0.94万m3，回填土方1.26万m3，混凝土24.29m3，砌石387.37m3。

2）、主要材料用量：需用块石417.41m3，水泥39.50t，砂子147.88m3，柴油10.02t，钢筋0.80t。

1.2.4工程总投资及总工时

工程总投资47.76万元，总工时量1.35万工时。

1.2.5工程效益

1）、坝地种植效益

工程达到淤积年限后，可淤成坝地0.70hm²，即增加坝地10.50亩，坝地利用率按80%计算，则可利用坝地8.40亩，坝地亩产按350kg计算，粮食单价为3.0元/kg，扣除每亩种植投入种子、化肥、农药的成本400元，每年可净收入0.55万元，按30年种植期计算，累计种植效益为16.38万元。

2）、拦泥效益：该工程建成后共计可拦蓄泥沙3.89万m3，根据上游减少的下泄泥沙量替代下游河道相应节省的清淤和加堤费用计算，每拦蓄1立米泥沙将有1/3的泥沙沉积在无定河下游，每立方米清淤费按15元计算，那么每拦蓄1立米泥沙的间接经济效益为5元，则拦泥效益可达19.45万元。