骨干坝工程设计

1、基本情况

1.1建坝意义

本工程的建设，将使岗沟流域的经济、社会、生态效益得到全面发展。通过拦泥淤地，可增加157亩耕地；有效减少水土流失；可为沟道两旁提供交通方便；对下游起到缓洪滞洪的作用，保护下游沟道两侧的沟台地，减少水毁灾害，加速当地群众脱贫致富奔小康的进程。

1.2 坝址位置

岗沟位于临夏县井沟乡，属于大夏河一级支沟。李家咀骨干坝位于临夏市以北10km处，岗沟流域面积46.52 km2，属黄土丘陵沟壑区第四副区，单坝控制面积7.87km2。

1.3 小流域社经情况及治理现状

流域内辖5个乡17个合作社，共3442户，18200人，其中劳动力9288人，人口密度391人/ km2，基本农田面积3267hm2，人均耕地2.69亩。流域治理现状：造林122.7hm2，种草20.81hm2，治理程度73.3 %，林草覆盖率17.4%。

1.4 工程地质条件

1、地貌地形：本坝区总的地形属低缓的丘陵黄土梁峁状沟谷地形，沟谷地貌呈“V”形，底部为第三系砂质泥岩及泥质砂岩。

2、地层岩性：本区主要出露岩性有：

（1）N2L第三系桔红色紫红色砂质泥岩及泥质砂岩，产

状平缓，属一套干燥气候条件下形成的内陆湖泊沉积物。

（2）本区分布较广的eolQ23风成马兰黄土，组成物质以粉土为主，质地疏松，具有大孔隙及垂直节理。

3、水文地质情况

本区地下水类型只有一层第四系孔隙潜水，分布在谷底第三系与黄土接触面上，分布有几处泉水，但流量不大，坝址处无地下水，沟道内平时无水流，只有大雨时产生径流。

4、坝址处工程地质情况

该工程坝址工程地质条件简单，只有两层结构，上部为黄土，下部为第三系泥岩夹砂质泥岩，不存在构造断裂带，唯有覆盖厚度较大的黄土。

1.5 气象

该流域属临夏县北部地区，属温带半干旱气候。年平均降雨量为500m m，主要分布于七、八、九三个月，占全年降雨量的58%，且多以暴雨形式出现，年平均气温6.8℃，无霜期141天，历年最大冻土深度86cm。

2、水文

2.1 洪水计算

由于该流域治沟淤地坝控制流域面积甚小，不具备按设计暴雨进行产、汇流计算的条件。根据《水土保持综合治理技术规范》（GB/T16453—1996）规范，洪量与洪峰的计算“应以设计频率的暴雨为基础，按流域面积大小，确定设计频率

下不同的设计暴雨历时，以设计暴雨控制洪量，合理确定造峰历时控制洪峰”的原则进行计算。

2.1.1 设计暴雨

由于该骨干坝控制流域面积仅7.87km2，设计暴雨历时采用24h。根据《甘肃省暴雨洪水图集》（1988.11）中年最大24h点雨量均值等值线图及年最大24h点雨量变差系数等值线图可推得不同频率下的24h雨量，见表2-1。

不同频率设计暴雨成果表

2.1.2、洪水总量

洪水总量按下式进行计算：

W=1000αRF

式中α——径流系数；

R——暴雨量（mm），见表2-1；

F——流域面积（km2）。

计算结果见表2-2，其中径流系数参照《甘肃省水土保持治沟骨干工程技术手册》取值。

不同频率设计洪量计算表

2.1.3、洪峰流量

小流域洪水过程采用概化三角形，洪水历时T近似按《甘肃省水文图集》（1978.3）提供的经验公式根据小流域适用范围按下式计算：

T=2.14F0.344

式中：F——流域面积（km2）

计算结果见表2-3。

设计洪水历时计算表

根据推算的洪水总量和近似设计洪水历时，可推得洪峰

流量，结果见表2-4。

不同频率设计洪峰计算表

2.2泥沙

本工程地处黄土梁峁沟壑区，斜坡处于较不稳定状态，暴雨易诱发崩塌、土流等现象，是水土流失比较严重的地区，根据水保部门多年统计资料，本地区侵蚀模数为3000T/k m2.年。

流域年均输沙量按下式计算：

S=F·M s

式中：S——年均输沙量（t）

M s——年均侵蚀模数，取3000t/ km2

F——坝库以上集水面积，取7.87km2

计算得，年均输沙量为23610t。

3、工程设计

3.1 工程规模

按《水土保持综合治理技术规范》（GB/T16453—1996）之规定，库容在50-100万m3，设计洪水重现期30~50年，

校核洪水重现期50~100年，淤积年限10~20年，并参照《水土保持治沟骨干工程暂行技术规范》（SD175—86）中总库容在50~100万m3时，工程等级属五等，设计和校核洪水重现期分别为20~30年、200~300年，设计淤积年限为10~20年，确定该坝设计洪水重现期20年，校核洪水重现期200年，设计淤积年限15年。

3.2 工程总体布设

根据坝址地形、地质条件，考虑到实际利用等情况，工程采用土坝和放水建筑物（涵卧管）两大件，根据土场土料为中粉质壤土，初步选定为黄土均质坝。

放水建筑物采用涵卧管形式，根据实际地形，卧管布设在坝体右岸，与岸坡斜交，比降为1：2，涵管采用直径100cm 预制钢筋砼圆管，比降为1：100，出口设消力池。

3.3 库容、坝高及断面设计

3.3.1 库容确定：该坝只布设二大件，不设溢洪道，根据国标GB/T16453《水土保持综合治理技术规范》，选一次性校核洪水总量为设计滞洪库容。该工程总库容由拦泥库容，滞洪库容两部分组成。

V滞=67.0万m3V拦=26.23万m3

V总=V滞+V拦=93.23万m3

3.3.2 坝高的确定

根据国标GB/T16453《水土保持综合治理技术规范》确