广东省吴川市城市防洪工程（堤防部分）初步设计报告.doc

编号： S234B10-01 密级： 内部资料 第 1 版 2006-07 广东省吴川市城市防洪工程（堤防部分） 初步设计报告 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 二六年七月 广东省吴川市城市防洪工程（堤防部分） 初步设计报告 声 明 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院拥有本报告的著作权。 未经授权，不得翻印（录）、传播或他用，对于侵权行为我院将保 留追究其法律责任的权利。 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 二六年七月 广东省吴川市城市防洪工程（堤防部分）初步设计报告 院 长 ：钮新强 分管副院长： 王新才 总工程 师 ：杨启贵 项目负责人 ：郭艳阳 程少荣 张澍 核 定： 郭艳阳 审 查 ：徐年丰 程少荣 张 澍 林志恒 校 核 ：姚春雷 李洪斌 邓小东 易小浪 宁奕鸿 编 写 ：宁奕鸿 骆杰峰 冯建军 黄卫中 郑瑞成 陈勇坚 陈 伟 王汉辉 施华堂 戴 蕾 牟春霞 刘瑞懿 王 利 邹德斌 孔 建 彭爱华 叶 聪 目 录 1 综合说明 . 1 1.1 工程概况 . 1 1.2 水文 . 5 1.3 工程地质 . 8 1.4 工程任务和规模 . 10 1.5 工程设计方案 . 13 1.6 金属结构和机电设计 . 20 1.7 施工组织设计 . 21 1.8 工程建设占地补偿 . 23 1.9 环境保护 . 24 1.10 水土保持 . 25 1.11 工程管理设计 . 26 1.12 工程概算 . 27 1.13 经济评价 . 28 2 水文 . 29 2.1 自然地理概况 . 29 2.2 气象 . 30 2.3 水文 . 31 2.4 设计洪水计算 . 36 2.5 治涝规划计算 . 46 3 工程地质 . 48 4 工程任务和规模 . 49 4.1 工程建设的必要性 . 49 4.2 工程任务 . 51 4.3 防洪标准和设计水面线 . 53 5 工程布置及主要建筑物 . 71 5.1 主要设计依据、设计规范及标准 . 71 5.2 工程总布置 . 71 5.3 堤防工程设计 . 73 5.4 穿堤涵闸设计 . 150 5.5 工程安全监测设计 . 154 5.6 主要 工程量 . 159 6 金属结构和机电设计 . 161 7 施工组织设计 . 162 7.1 设计依据 . 162 7.2 工程概况 . 162 7.3 施工条件 . 163 7.4 施工总体布置 . 165 7.5 主体工程施工 . 167 7.6 穿堤建筑物工程施工 . 171 7.7 施工进度安排 . 171 7.8 主要材料及劳动力 . 174 7.9 施工管理 . 174 8 工程占地 . 175 8.1 工程占地 . 175 8.2 移民安置 . 175 8.3 征地补偿 . 175 9 环境保 护设计 . 176 9.1 设计任务 . 176 9.2 设计要求 . 176 9.3 工程环境影响评价结论与审批意见 . 177 9.4 环境保护设计依据文件和设计标准 . 178 9.5 设计资料 . 179 9.6 环境保护设计 . 181 9.7 环境监测设计 . 191 9.8 环境保护管理 . 192 9.9 环境保护投资概算 . 193 10 水土保持设计 . 194 10.1 设计原则 . 194 10.2 水土流失防治目标 . 195 10.3 水土流失预测 . 195 10.4 水土保持防治方案设计 . 199 10.5 水土保持监测设计 . 201 10.6 水土保持管理和监理 . 204 10.7 水土保持投资概算 . 207 11 工程管理设计 . 211 11.1 管理机构及管理办法 . 211 11.2 管理范围 . 212 11.3 管理设施 . 212 11.4 工程安全监测与维护 . 213 11.5 工程管理运行费用 . 214 12 工程概算 . 216 12.1 编制依据 . 216 12.2 基础价格 . 216 12.3 概算编制情况及费用标准 . 217 12.4 投资概算 . 220 13 经济评价 . 237 13.1 概述 . 237 13.2 国民经济评价 . 237 13.3 国民经济评价结论 . 245 13.4 财务分析 . 246 13.5 综合评价 . 246 14 建议 . 248 附 件： （ 1）关于吴川市城市防洪洪工程可行性研究报告的审查意见 （ 2） 关于吴川市城市防洪洪工程（堤防部分）可行性研究报告的批复 （ 3）关于吴川市城市防洪工程（加固堤长 48.8km）项目环境影响报告表审批意见的复函 （ 4）关于吴川市河道堤防管理处增加人员编制的复函 （ 5）关于吴川市城市防洪工程（堤防部分）配套资金的承诺报告 （ 6）关于吴川市城市防洪工程用地问题的证明 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 广东省吴川市城市防洪工程（堤防部分）初步设计报告 1 1 综合说明 1.1 工程概况 吴川市位于广东省西南部沿海，东连茂名电白，南临南海，西接湛江坡头郊区，北靠茂名化州 ,城区内有 325 国道通过 ,交通便利，地理位置见图 1-1。吴川市属鉴江流域平原滨海区，总 面积 846.5km2。城区夹在鉴江平原及袂花江平原之间，城区面积 12.9km2，地形开阔平坦，两江围绕。 防洪工程堤防环绕吴川市城区的周围，形成了一个闭合线，保护范围主要以梅菉城区为主，是一项以水利为主，涉及城建、环保、交通、国土等诸多方面的城乡水利综合治理工程。工程保护区内为吴川市的政治、经济、文化中心，是吴川市委、市政府的办公所在地，保护人口 22 万人，包括梅菉、博铺、大山江、海滨、塘尾五个街道办及振文、长岐两镇。 吴川地处沿海，历史上台风暴潮频繁，每年都有台风在吴川沿海附近登陆，登陆时常伴有大雨或暴雨， 并产生暴潮，经常给吴川市及周边地区造成不同程度的洪涝灾害，受海洋气候影响，吴川市是受台风活动侵袭频繁的地区之一。据统计，自上世纪初至今，共发生洪水、台风灾害百次，其中 1986 年至 2004 年间，共发生大洪水 37 次，超过警戒水位 22 次，平均每年发生洪水 2次，超过警戒水位一次以上。 吴川市城市防洪工程始建于 50年代初，为了治理洪涝灾害，减轻鉴江、袂花江的防洪压力， 1962 年兴建了梅菉分洪闸， 1972年建成了塘尾分洪河和分洪闸， 1976 年扩建了博茂减洪河， 1978年改建黄竹尾闸。尔后， 80 年代末至 90 年代初，先后加 固培高鉴江干堤振文堤和长岐堤， 1990 年至 1993年整治加固鉴江水口渡左、右两岸护岸工程， 2001 年建设鉴江梅菉文化岛护岸工程。这些工程基本形成了吴川市城区防洪体系，具备一定的防洪抗 2 图 1-1 工程地理位置图 南 海 工程地理位置 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 广东省吴川市城市防洪工程（堤防部分）初步设计报告 3 灾能力。 随着经济社会的不断发展，现有防洪工程已不能满足今天的发展要求，工程的标准、功能、效益明显滞后。建设吴川市城市防洪工程有着很大的必要性和紧迫性。 根据防洪规划，吴川城市防洪工程的布局原则是“蓄泄兼顾，以泄为主”，因此工程措施分成蓄堤、 泄洪两部分。第一部分是蓄堤，即以吴川市梅菉镇为中心，及其附近相关的重要区域的 48.8km堤防。第二部分是泄洪，由改建两座水闸，拓宽一条河组成，改建两座水闸指拆除重建梅菉分洪闸，改建黄竹尾节制闸，拓宽一条河是指拓宽博茂减洪河，使博茂减洪河河底从 +03m 高程挖深达到 -2.0m 高程 ,流量从 2000m3/s 扩大达到设计流量3140m3/s。 本次初步设计主要包括 48.8km的堤防和穿堤小闸的设计。 48.8km 堤防主要分成 12段，即鉴江左堤梅菉段、鉴江右堤梅菉段、江心岛防洪堤、隔海坡堤段、袂花江东堤、袂花江西堤博铺段 、袂花江梅菉段、梅菉城防海堤段、塘尾分洪闸下游左岸堤段、塘尾分洪闸下游右岸堤段、塘尾分洪闸上右堤段、黄竹尾水闸下右岸堤段。 主要工程特性见表 1-1。 表 1-1 吴川市城市防洪工程（堤防部分）工程特性表 序号 名 称 单 位 数 量 一 水 文 1 流 域 面 积 km2 9464 2 海堤设计潮水位（ P=2%） m 4.26 3 袂花江设计流量（ P=2%） m3/s 3140 4 鉴江设计流量（ P=2%） m3/s 4838 二 工 程 效 益 指 标 1 保 护 人 口 数 量 万人 22 2 保 护 土 地 面 积 万亩 城区 12.9 km2和农田3.5 万亩 3 保 护 范 围 内 生 产 总 值 亿元 10.2 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 广东省吴川市城市防洪工程（堤防部分）初步设计报告 4 续表 1-1 序号 名 称 单 位 数 量 4 工 程 等 别 等级 5 建 设 堤 防 长 度 km 48.8 6 建 设 建 筑 物 座 数 座 16 三 主 要 建 筑 物 及 设 备 1 堤 防 1) 堤 防 型 式 均质土坝、沉 箱 2) 地震基本烈度 /设防烈度 度 7 3) 堤 顶 高 程 鉴江城防堤顶高程 m 5.4 7.4 袂花江城防堤顶高程 m 7.0 9.0 城防海堤堤顶高程 m 5.7 6.6 4) 防 浪 墙 高 程 鉴江城防堤防浪墙高程 m 6.4 8.4 袂花江城防堤 防浪墙 高程 m 8.0 10.0 城防海堤堤 防浪墙 高程 m 6.7 7.6 5) 堤 顶 宽 度 m 6 2 涵 闸 1) 穿 堤 建 筑 物 座 24 2) 型 式 箱涵 3) 闸 底 高 程 m -1.5 -0.5 4) 消 能 方 式 底 流 消 能 5) 闸 门 型 式 钢 平 板 6) 启 闭 机 型 式 手动螺杆式 启闭机 四 工 程 占 地 1 工 程 永 久 占 地 亩 0 2 工 程 临 时 占 地 亩 10000 五 施 工 1 土 方 (开挖 /回填 ) 万 m3 65.3/274 2 石方工程量 万 m3 26.93 3 混 凝 土 工 程 量 万 m3 14.33 4 施 工 总 工 期 年 3 六 经 济 指 标 1 堤 防 工 程 总 投 资 万元 25458.25 2 内 部 收 益 率 % 13 3 经 济 净 现 值 万元 1983.76 4 效 益 费 用 比 1.09 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 广东省吴川市城市防洪工程（堤防部分）初步设计报告 5 1.2 水文 （ 1）气象资料 鉴江流域地属南亚热带季风气候区，每年 4 10 月为汛期，气温高，降雨量大，随时可能遇上台风天气，冬季气候干爽，雨量少。 本流域气候温和，多年平均气温 22.9 ,年内最高气温多出现在 7 8月，最高达 37.4 ,最低气温多出现在 1 2 月，极端最低气温为 2.7。全年基本无霜冻，由于气温高，日照长，蒸发量较大，据新河水文站实测资料统计，多年平均蒸发量 1740mm，最大年蒸发量 1891mm，最小年蒸发量1636mm。多年平均降雨量 1483mm，最大年降雨量 2333mm，最小年降雨量996mm， 24 小时最大降雨量 629mm，十年一遇 24 小时降雨量为 266mm。根据吴川市梅菉站实测资料统计分析，年蒸发量平均为 1795mm，最大为 2022mm，最小为 1656mm。月蒸发最大出现在七月为 192.5mm，最小出现在二月为97.6mm。 （ 2）水文资料 1）流域概况 吴川市境内河流众多，分布较广，主要河流有鉴江、袂花江、塘缀河及乌泥河，以上四条河均属鉴江流域河流，其 中鉴江干流由北向南，把吴川分成两部分。 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 广东省吴川市城市防洪工程（堤防部分）初步设计报告 6 表 1-2 吴 川 市 河 流 特 征 表 水系 河名 流域 面积 最枯流量（ m3/s） 河道总长度（ km）/境内河长 平均坡度（） 鉴江流域 鉴江 干流 鉴江 6320 16 231/46.3 0.374 袂花江支流 袂花江 1028 4.95 112/16.5 1.09 小东江 1142 2.99 67.7/16 0.64 三叉江 346 1.93 42/14 0.375 塘缀河支流 河 248.8 4.72 47/30.3 0.41 板铺河 97.4 21.55 0.414 木棉河 67.94 22.1 0.184 乌泥河 59.9 17.9 0.19 鉴江干流 鉴江是粤西最大的河流之一，源于信宜南开大山虎豹坑，全长 231 公里，流域面积 9464 km2。经上游高州、中游化州流入吴川，上游高州为山区，河床坡降在 5.65以上，流域集水迅猛，泥石夹流，中游化州亦多山岭，在化州汇入凌、罗两江，水流仍急，下游吴川河势迂回平缓，在梅菉城区河段有袂花江汇入，河床坡降为 0.5，河中沙滩连绵，行洪缓慢，有雨便涝。 吴川原有水文站三处，现在仅存梅菉三站一处，该站位于袂花江支流与鉴江干流交汇点下游，观测资料反映整个鉴江流域的水文情况。鉴江梅菉镇以上集雨总面积 8836 km2，扣除袂花江支流 集雨面积 2516 km2后 ，梅菉 镇以上鉴江干流 的集雨 面积为 6320 km2，与 茂名市 化州水文站集雨面积6163 km2 接近。 因此，本报告采用化州水文站实测洪峰流量作为梅菉镇以下鉴江干流的洪峰流量。 鉴江干流径流量丰富，多年平均流量 256m3/s，相应年径流量 81亿 m3，径流深 1020mm。年平 均径流模数 33.7S L/k 。多年平均径流深变化范长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 广东省吴川市城市防洪工程（堤防部分）初步设计报告 7 围 900 1600mm。径流的年内分配受降水变化支配，汛期径流量占年总量的 70%。径流年际变化较大，最大年径流量 173 亿 m3，最小年径流量 36.6亿 m3，最大径流量比值为 4.72。 袂花江 袂花江是鉴江的第二大支流，发源于电白鹅凰嶂南坡，向西南流经电白县的沙琅、霞洞、羊角、坡心，茂南区的袂花、鳌头，到吴川兰石瓦窑口与小东江汇合，于吴川梅菉注入鉴江。 袂花江支流没有能反映整个流域水文资料的水文站，茂名市新河水文站与整个流域的集雨面积相差一倍以上，无法直接 移用，也不宜直接按面积比修正，因此袂花江支流水文资料是根据整个鉴江流域观测的水文资料点绘 lgQmp lgF关系图推求。 该流域多年平均流量 25.1m3/s，相应径流量 7.92亿 m3，径流深 1207mm。年径流的地理分布降雨量总趋势基本一致，自西南向东北递增，多年平均径流深变化范围 1000 1800mm。径流的年内分配受降水变化支配，汛期径流量占年总量的 79%。径流年际变化较大，最大年径流量 14.4 亿 m3，最小年径流量 4 亿 m3，最大径流量比值为 3.7。 2）设计洪水 鉴江干流设计洪水 鉴江干流化州水文站实 测洪峰流量基本上可以代表梅菉镇以下鉴江的洪峰流量。通过对 塘尾分洪闸除险加固工程的设计洪水计算分析， 鉴江干流设计洪水可 采用 1987 年积美坝工程的设计洪水成果， 见 表 1-3： 表 1-3 鉴江干流中下游设计洪水表 分析 方法 Qm Cv Cs/Cv P% 历史洪水加实测资料 0.1 1 2 5 10 20 50 2326 0.4 3.5 7061 5366 4838 4127 3585 2981 2116 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 广东省吴川市城市防洪工程（堤防部分）初步设计报告 8 袂花江 设计洪水 根据黄竹 尾闸上袂花江流域集雨面积查可得黄竹尾闸上袂花江流域的各频率设计洪峰流量值，具体见表 1-4： 表 1-4 黄竹尾闸上袂花江流域设计洪峰流量表 地点 集雨面积（ k ） 查图得 单位（ m3/s） 均值 频 率（ %） 0.1 1.0 2.0 5.0 10 20 50 支流袂 花江 1028 1090 3590 2760 2400 2070 1760 1480 1000 黄竹尾 闸 上 2516 1500 4520 3500 3140 2700 2310 1960 1370 潮位 潮位资料采用广东省水利厅二一年七月出版发行的河道堤防、水闸及泵站水文水利计算中的成果。查得吴川黄坡潮位站 20年一遇最高潮位为 3.72m， 50 年一遇最高潮位为 4.26m， 100年一遇最高潮位为 4.68m，多年平均高潮位为 2.52m。 施工洪水 48.8km 堤防施工工程量大，时间紧，袂花江不可能在一个枯水期完成，都要在洪水期间进行施工。所以袂花江减洪河及鉴江的堤防施工采用 5 年一遇的洪水作为施工洪水。 1.3 工程地质 地质勘察及岩土试验结果表明：堤身填土为第四系全新统（ Q4ml）粘质土、砂土或杂填土筑成；堤基为第四纪全新统（ Q4al、 Q4el）粘质土或砂性土组成，局部为白垩纪（ K2）粉细砂岩组成，呈不整合接触，地质条件简单。除了塘尾分洪河水闸下端与梅菉城防海堤相地段两岸边坡受到排洪及潮水风浪冲蚀，水土流失较为严重，有冲塌淘空等不良地质现象存在外，多数长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 广东省吴川市城市防洪工程（堤防部分）初步设计报告 9 堤段无不良地质现象。 根据可研究阶段勘察成果及土工物理性质等资料综合分析，各堤段主要工程地质情况如下： （ 1）大多数堤段堤身筑填土为中细砂、粘性土或杂填土，填土 材料和成份不均匀。可行性研究设计阶段室内、外试验成果显示：堤身填筑质量差，力学参数偏小，承载力相对偏低。堤身在水流和波浪冲刷作用下可能发生塌滑失稳或渗流破坏，危及堤体的稳定和安全，需做好坡面水土保持及防护设施。 （ 2）堤基粘性土含量高 ,属弱中等透水，地基土相对较稳定的堤段有：袂花江东堤段桩号 0+000m 2+500m， 4+500m 7+500m， 8+500m 10+500 m 段；袂花江西堤博铺段桩号 0+000m 2+000m 段；袂花江梅菉段桩号3+500m 5+500m；鉴江梅菉左岸堤段桩号 0+500m 1+500m 段；鉴江梅菉右岸堤段桩号 0+000m 0+800m 段；塘尾分洪河左岸桩号 0+500m 1+200m。 （ 3）隔海坡堤桩号 0+000m 3+000m 段，袂花江西堤博铺段桩号4+800m 5+000 m 段堤基为淤泥或淤泥质粘土层，含水率大，抗剪强度和承载力较低，属中等透水。土质为软塑状，受压易于液化、变形、沉陷或水土冲刷流失等不良现象需对堤基进行处理。 （ 4）袂花江西堤博铺段桩号 2+500m 4+500m，隔海坡堤桩号 0+000m3+000m，江心岛防洪堤桩号 0+000 1+400m，鉴江梅菉左堤 桩号 1+500m2+800m，鉴江梅菉右堤桩号 2+500m 6+000m，塘尾分洪河左堤桩号 1+500m2+800m，塘尾分洪河右岸桩号 0+000 0+500m， 1+500 3+000m，城防梅菉海堤桩号 0+500 5+800m 段堤基为中细砂层结构松散，属中等强透水。该层在水流冲击和在外力作用下容易产生液化、变形、沉陷等不良现象，需做好有关设防措施。 （ 5）区内地震基本烈度为度，设计基本地震加速度值为 0.10g，堤长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 广东省吴川市城市防洪工程（堤防部分）初步设计报告 10 基松散、软弱砂土层存在震陷性。堤基中细砂或淤泥质土层为软弱场地，场地土类别为类。 1.4 工程任务和规模 （ 1）工程建设的必要性 1）风暴潮、洪涝灾害频繁 吴川地处沿海，历史上台风暴潮频繁，每年都有台风在吴川沿海附近登陆，登陆时常带有大雨或暴雨，并产生暴潮，经常给吴川市及周边地区造成不同程度的洪涝灾害，受海洋气候影响，吴川市是台风活动侵袭频繁的地区之一。据统计，每年七月至九月间，广东省热带气旋平均 7.8 个，而在吴川市登陆（或受较大影响）的热带气旋平均 0.9个。 暴雨洪涝给吴川市造成灾害相当严重。自上世纪初至今，共发生洪水、台风灾害百次，其中 1986 年至 2004年间，共发生大洪水 37次，超过 警戒水位 22 次，平均每年发生洪水 2 次，超过警戒水位一次以上。 台风暴潮给吴川市也造成巨大损失。自解放至今，吴川市发生 10 级以上台风暴潮 20 多次，其中 1965 年 7 月 15日的台风暴潮是解放以来最大，黄坡潮位站测得最高潮水位 3.63m，鉴江两岸 42.2km 海堤全线潮水漫顶0.9m，决堤 16 处，决口长 596m，损毁水工建筑物 22 座，倒塌房屋 4.2 万多间，成灾面积 14 万亩，死亡 32 人，伤 131 人。 1980 年台风暴潮袭击吴川，黄坡站测得最高潮水位 3.46m，海堤全线漫顶，决堤 3 处。 1986 年 9月台风暴潮袭击吴川，黄坡站 测得最高潮水位 3.38m，海堤决口 25 处，长700m，受灾面积 10万亩，受灾人口 7.2 万人。 1997年 8月台风暴潮，黄坡大岸闸潮水位 3.4m，暴潮冲毁王村港、吴阳、黄坡、塘尾等地海堤，决口26处，其中黄坡三柏能堤段决口 50m， 9 条村庄被浸，被困人数一万多人，受灾面积 12万亩，受灾人口 10万人，造成经济损失 2亿多元。 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 广东省吴川市城市防洪工程（堤防部分）初步设计报告 11 2）现有防洪减灾能力低，安全保障体系不完善 吴川市城市防洪工程始建于 50年代初，先后加高培厚鉴江干堤振文堤段，长岐堤段，为治理洪涝灾害，减轻鉴江、袂花江的防洪压力， 1962 年兴建了梅菉分洪闸， 1972 年建成了塘尾分洪河和分洪闸， 1976 年扩建了博茂减洪河， 1978 年改建黄竹尾闸。尔后， 80 年代末至 90 年代初，先后加固培高鉴江干堤振文堤和长岐堤， 1990年至 1993年整治加固鉴江水口渡左、右两岸护岸工程， 2001 年建设鉴江梅菉文化岛护岸工程。 以上这些工程基本形成了吴川市城区防洪工程体系，已具备了一定的防洪抗灾能力。但是，随着经济社会的不断发展，上述防洪工程已不能满足今天的发展要求，工程的标准、功能、效益明显滞后。主要包括： 1）堤防设计标准低，堤身低矮单薄，很多堤防如塘尾分洪河护坡出现了坡脚冲刷塌 方现象；隔海河甚至连基本的挡水堤坝也没有，洪水常常直接灌入居民家中。现在建造得最好的鉴江左堤梅菉段（长约 4km）及鉴江右堤梅菉堤段（长约 1.8km）堤顶高程未达到设计高程，并且在近十年来鉴江河床急剧下切，部份堤脚基础已淘空 ,工程已存在不稳定因素。 2）河床弯曲狭窄，排洪能力不足。如博茂减洪河，河床底为岩基，难开挖，河底的宽度仅达到闸下 75m，闸上 110m，离设计要求的闸下 130m，闸上 160m 还差 50 55m，而河底高程只达到 -1.4 0.45m，离设计要求的-2.0m 高程还差 2.45 0.6m。流量仅达到 2000m3/s，离 50年一遇的设计要求 3140m3/s 还相差 1140m3/s，占设计要求的 36%。又如袂花江的隔海河，从梅菉城区中穿过，两岸居民沿河乱搭乱建，把原来 60至 80m 的河道占得仅剩 20 至