红山水库初设报告(送审稿).pdf

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1、1 综合说明1.1 续言红山水库位于*西北部、白杨河流域红山河谷以西2km处的克尔碱镇辖区内，库区距*县城约55km,距小草湖20km,有公路与水库相连，交通极为方便。地理坐标：东 经 88 2 7；北纬 42 57 o红山水库1971年设计施工，并 于 1979年建成投入使用，1980年受益。无坝，库水位达到正常蓄水位277.5m时，对应库容为5360万 n A 水库建成蓄水运行至今，目前水库放水洞等部位存在不同程度的病险状况，使得水库无法按设计正常运行。红山工程是一座纯灌溉的中型水库，担负下游郭勒布依乡和夏乡农业灌溉供水的任务。该水库控制灌溉面积17.66万亩.，水库除险加固后，下游灌区的

2、灌溉条件得到改善，使得灌溉保证率提高。由于该流域水量季节性不平衡，春季缺水，葡萄、棉花、瓜果等经济作物的发展受到了限制，红山水库的除险加固是缓解下游灌区春季缺水矛盾的重要举措；将极大地促进灌区农业的发展和生态环境的改善，提高灌区人民生活水平，使灌区可持续发展。2000年 12月 6 日*水利厅以新水函字2000 100号文下发“关于对*红山水库除险加固可行性研究报告审查意见的函”。审查意见指出：“对红山水库除险加固是必要的，除险加固方案基本合理，原则上同意加固方案”。2001年 6 月 2 2 日，*计委以新计农经字2001 8 7 0 号 文 下 发“*计委关于*红山水库除险加固工程可行性研

3、究报告审查的批复”。批复意见同意对红山水库进行除险加固。根据计委和水利厅的批复意见，我院在深入研究已有资料的基础上，编制了本初步设计报告。1.2 水文1.2.1 流域概况工程区位于白杨河流域，白杨河流域位于*东北部，地理位置东经88 10-88 35；北纬42。45z-43 5 0。地势北高南低。白杨河发源于流域北部天山山脉博格达山南坡，总体流向为自西北向东南，最终汇入艾丁湖，其补给来源为冰川融水和降水。据统计分析，白杨河峡口以上集水面积2050km 2,形状系数0.5 7,主河道长6 3 k m,河床平均纵坡52.4%。，多年平均年径流量1.426Xl()8m3。1.2.2 气象白杨河流域地

4、处欧亚大陆腹地，北、西、南均有高山屏障，地势低洼，冷湿空气不易进入，平原区为典型的温带大陆性干旱气候，其主要特点是：酷热、干燥、多大风、降雨稀少、蒸发强烈，气温年际变化不大，而日较差大，无霜期长。根据托克逊气象站4 0 年的资料统计分析：多年平均气温1 3.8 C,极端最高气温48,极端最低气温-25.5C。多年平均降水量为6.33mm,多年平均蒸发量3744mm。多年平均日照时数为30433224小时，日照百分率为6973%,210的积温为5334.9C。多年平均无霜期长达219天年平均8 级以上大风108天，最多达135天，最大风速240m/s,最大风力为12级，年平均干热风发生93次。1

5、.2.3 水文白杨河有近连续3 年的径流系列资料，和 9 年的巡测资料，水文观测及资料的整编和对资料的整编、插补、分析、计算由新疆水利厅吐鲁番水文水资源勘测局完成。根据吐鲁番水文水资源勘测局完成的 白杨河、阿拉沟“两河”流域水文分析计算报告：白杨河多年平均年径流量1.426X108m3,最大径流量1.835X 108m3（1998年），最小径流量1.047X l（）8m3（984年），丰枯比为1.753。白杨河年径流变差系数Cv为0.30,年际变化不大，由于其补给受泉水的影响，年径流变差系数C s为 0.15,年内变化不显著。连续最大四个月径流量占全年径流量的38.7%。白杨河洪水为暴雨洪水，

6、洪水过程多呈尖瘦的陡涨陡落型，历时短，涨落历时35 天。积雪融水对洪水的形成影响很小。白杨河洪水集中发生在68 月，尤其是7 月份最多。据统计，年最大洪峰流量出现在68 月份，各月所占的比例分别为17%64%,19%0设计洪水标准：五十年一遇为445m7s,二十年一遇为271nf/s。泥沙：白杨河流域河流泥沙含量较大，属多泥沙河流，泥沙的年际变化大，最大年含砂量与最小年含砂量比值为32.8倍，最大年输沙率与最小年输沙率比值为500倍。年输沙总量为 24.48万吨，其中悬移质输沙量为20.4万吨，推移质输沙量为4.08万吨。冰情白杨河峡口站只有2 年冰情观测，最长封冻天数41天，最大河心冰厚0.

7、29m,最大岸冰厚0.5m以上。1.2.4水库淤积及蒸发量分析计算由于红山水库是一座灌注式水库，水库淤积泥沙的主要来源是引水渠沿线风沙侵入、河流挟带泥沙和洪流挟带泥沙。水库引水时段为冬季，主要引注冬闲水。由白杨河含沙量的分布规律可知，其冬季河流含沙量很小，而且通过渠首对泥沙的处理，随水流带入水库的泥沙所造成水库淤积量很小。另一方面，引水渠沿线5 条干沟汇流洪水挟带泥沙进入渠道的洪水通常为小洪水，对于水库淤积影响不大。通过以上分析可知，水库由风沙、水流和洪水造成淤积量很小，对水库库容影响不大。由于水库陛邻巴依托海，故蒸发损失数据采用吐鲁番水文水资源局提供的成果，其多年平均大水体蒸发量为2006.

8、9mmo1.2.5 水库历年引水情况红山水库是一座具有年调节性能的灌注式水库，主要引用白杨河的冬闲水和泉水。根据资料，水库在1997.101998.8 引水量为4100万 月 最 大 引 水 量 为 1116万n A 月平均引水流量为4.3m7so在 1998.9-1999.8引水量为4297.4 万m：,月最大引水量为1322万或，月平均引水流量为5.Im/s。1.3地质1.3.1区域地质概况工程区位于北天山褶皱带托克逊凹陷的北侧、博格达复背斜以南的吐鲁番盆地西部边缘,属低山丘陵地貌，海 拔 高 程2 4 03 1 0 m,总体趋势北西高南东低，北西部为低中山区，比差较大；中部为丘陵，南东部

9、为盆地。在工程区四周出露的地层有石炭系、上第三系、第四系。工程区处在北天山地震带的东部边缘，属新疆地震活动较强烈的区域之一，具有地震活动频繁及强度较高的特点。在工程区周边曾发生多次地震，震中位置多分布在工程区北西部,在其东北、东部、西南部也有分布。根 据 中国地震动参数区划图（G B 1 8 3 0 6-2 0 0 1）该区地震动峰值加速度为0.1 g，地震基本烈度为V I I度区。工程区处在第四纪活断层、全新世活断层的包围之中，在其西部位置构造有复合，易发生应力集中，为不稳定部位。1.3.2放水隧洞工程地质条件及工程地质问题（1）工程地质条件放水隧洞总长度1 1 0 0 m,穿越红山水库与白

10、杨河之间的台地，进口、出口处地形高差较大，高 差3 04 0 m；台地大部分较平坦，高差小于1 m,地层分为二层：一、第四纪地层地层岩性为卵砾石层，第四纪上更新世冲洪积堆积物（QF），分布于轴线较平坦的浅表层，卵砾石，青灰色，干燥，稍密一中密状态，厚 度21 5 m,由南东一北西其厚度由小变大。二、第三纪地层该地层岩性为红色泥岩、灰白色泥岩与青灰色砂岩互层，上覆第四纪卵砾石层。红色泥岩、灰白色泥岩与青灰色砂岩，均属软质岩，依其所受的地质构造影响、岩体破碎程度、节理裂隙发育程度、有无地下水活动等综合确定其围岩类别为W类，依毛洞围岩稳定能力和变形物征确定其围岩稳定为H I类，稳定性差。放水隧洞进水

11、口位于水库上游，其进口底板高程2 5 5.5 m,洞口处于上第三系中新统桃树园 组（Nt）砖红色泥岩之中，该处的红色泥岩具有同放水隧洞轴线红色泥岩相同的性状。平碉勘察深度内岩体属碎裂结构，其工程地质条件在水平方向上较差。从水库周边的高陡边坡所处的现状分析，在水库设计蓄水位线以下的边坡多处于不稳定状态，可出现大面积的坍塌,导致边坡的再造，重塑边坡的稳定性。放水隧洞出水口位于水库下游，出口处底板高程2 5 0.4 8 m,洞口下埋于上第三系上新统桃 树 园 组（M t）灰白色泥岩与青灰砂岩互层之中，互层的岩层具有同放水隧洞轴线互层岩层相同的性状。出水口在2 5 52 6 1 m高程段边坡近于直立，

12、由于其面对河道，处于临空位置，出现较多的裂隙，主要由卸荷形成的，从现状下的边坡分析，有多处不稳。通过平碉勘察，由于其节理裂隙较发育，特别是出口处节理较多，成洞条件较差，在砂岩层中由于其风化严重，胶结性差，出现多处顶部及侧壁坍塌，厚度3060cm,从波速测试成果分析，岩体完整性差，砂岩的结构完全破坏，已分解为砂状，仍可分辨出其原始结构，松散，出现凹坑，用锹可轻易挖动。（2）工程地质问题1）围岩稳定性分析：围岩稳定性分析按无压隧洞来考虑，整个洞室处于不稳定状态。2）顶板坍塌：在放水隧洞的尾部段存在泥岩与砂岩、砾岩互层，砂岩、砾岩强风化其胶结性差，在节理裂隙的分割下，在自重的影响可导致其不稳定性增加

13、，平胴中砂岩、砾岩即出现较大面积的顶板坍塌，其坍塌深度可达3060cm。3）围岩膨胀性：由岩石的试验资料可知，泥岩具膨胀性，无荷作用下其膨胀量2.7%6.0%,在隧洞施工及运行期间，由于水体的渗漏，可使泥岩的膨胀性加剧。4）围岩崩解性：工程区中的泥岩具崩解性，在浸水条件下（含泥）碎块状的岩石在5lOmin即崩解完毕，当岩体处于浸水条件下，其含水量达到一定程度时可引发泥岩的崩解性。5）围岩的腐蚀性：围岩对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性。围岩对钢结构具强腐蚀性。6）边坡稳定：放水隧洞的进水口、出水口位置均位于高陡边坡上，该处的高陡边坡又处于临空位置，其稳定性差。1.3.3 天然建筑材料砂砾石料场位

14、于红山水库东北部白杨河河道内，距水库约23km,其间有便道可通达，交通较为便利,该料场长900m,宽200m,面积0.18km:最大厚度2.0m,最小厚度L 5 m,有用层平均厚度1.8m,局部可见地下水，岩性以凝灰质、花岗岩为主，颗粒多为亚圆形，中粗砂充填，矿物成份以石英、钾长石、钠长石、黑云母、闪长石为主，抗风化能力与水蚀能力均较强。砂砾石混合储量32.4X 10m3,净砂储量13.1X 1 0 m 净砾储量30.5X 10m3；料场岩性依据士工试验定名为细砾，在料场的不同部位，砂砾石颗粒组成稍有变化。经评价结果可知，混凝土用细骨料除含泥量偏大，其余各项指标均符合质量指标要求；混凝土用粗骨

15、料各项指标均符合要求。1.4 设计水平年水库引水分析和病险状况1.4.1 设计水平年引水分析红山水库引水渠首为其北部约78km处的巴依托海渠首，渠首为浆砌石溢流坝式结构，设计引水流量8m 7s,月引水能力为2073.6万 引 水 渠 道 长 约7.5km,设计引水流量6m7s,月引水能力为15弓.2万打。根 据 *“两河”流域规划报告资料，白杨河巴依托海站址处多年平均径流量1.45亿n?,103月月最大径流量1610万m l月平均最大流量6.20m：7 s；P=75%年径流量1.131亿m3,1 0 3月月最大径流量1267万m!,月平均最大流量4.89 m：7 s0水库引水渠渠道利用系数为0

16、.9 5,渠道设计引水流量为6.0 m；/s。则根据河道来水、工程引水能力和下游用水情况预测分析，确定的红山水库多年平均最大可蓄水量为5 7 2 9万P=7 5%最大蓄水量为6 7 6 5万m:经分析，水库在多年平均和P=7 5%来水情况下，蓄 水4 2 7 0万淀是有保证的1.4.2 水库病险状况根 据 *红山水库除险加固可行性研究报告，水库主要存在以下病险状况：1、进水隧洞出口建筑物因冻涨、库水回水冲刷等原因，损坏严重。|2、放水隧洞出现裂缝渗水严重，隧洞和闸井结构稳定不满足规范要求，工作闸门年久失修无法正常运行且无检修闸门。3、由于盘山引水渠道处于风砂带，且因风化岩体破碎，经常因崩塌而堵

17、塞渠道，导致2 k m长的盘山引水渠道达不到设计引水要求。影响到水库的蓄引功能。1.5工程任务和规模1.5.1 地区社会经济发展概况(1)地区社会经济概况红山水库所在流域为*白杨河流域，受益灌区位于*东北部。总体地势西北高，东南低，整体地形呈凹槽状，由西、北两面向白杨河倾斜。灌区土地资源较丰富，总 面 积1 6 2.5 3万 亩。灌区气温高，干旱，雨量稀少，蒸发大，光热丰富，日照充足，无霜期长，大风危害较其他灌区轻。5-7月为干热风盛行期。2 0 0 1年灌区人口 4.8 4万人，牲 畜(折 标 准 羊)2 4.4 1万头。该区经济结构以工业、农业并重。种植业以经济作物和粮食作物并存。主要种植

18、小麦、棉花、葡萄、杂梁、瓜类等。灌区现状耕地面积1 1.2 6万亩，灌溉面积1 7.6 6万亩。灌区水资源由地表水和地下水两部分组成，其中地表水资源为1.9 2 8 3亿nA地下水补给量为万0.9 0 3 5亿n?,灌区地表水源主要为白杨河流域各河流。灌区地下水的补给来源为白杨河及阿拉沟各河流。灌区引用水源为大河水、水库、机电井、自流井及坎儿井。(2)地区经济发展规划灌区所处的流域所完成的社会经济发展规划为*国民经济和社会发展“十五”计划及2 0 1 0年规划纲要，流域综合性规划为有*“两河”流域规划报告。在 *“两河”流域规划报告中，将红山水库的除险加固作为近期水利工程建设的重点。各水平年红

19、山水库灌区总人口分别为2 0 0 1年4.8 4万人，2 0 1 0年5.4 9万人；灌溉面积分别为2 0 0 1年1 7.6 6万亩，2 0 1 0年2 8.5 9万亩；工业产值分别为2 0 0 1年5 0 7 4.0 5万元，2 0 1 0年1 5 7 5 9.2 1万元；牲畜分别为2 0 0 1年2 5.6 4万只，2 0 1 0年3 0.3 8万只。(2)红山水库出险加固的必要性红 山 水 库1 9 7 9年建成至今，已运行二十多年，为*的社会经济发展和生态环境的改善作出了巨大的贡献，灌区春旱得到极大改善，灌区高峰期用水矛盾极大缓解，灌区灌溉保证率提高，从而使灌区农业持续发展，农民收入

20、也由于灌溉条件的改善大幅度提高，*由于红山水库的建成，社会经济大幅度发展。但是，由于工程已运行多年，病险状况逐年加剧，水库一旦失事，将使*白杨河灌区的17.66万亩农田和林草春旱和灌溉高峰期用水无法解决，无疑使农作物绝收或大幅度减产，绿洲植被退化，生态环境恶化，给*的社会经济和生态环境将造成无法估量的损失。(3)红山水库除险加固的意义水库除险加固后，将减免由于水库一旦失事造成的社会、经济和环境影响，可改善灌溉面积3.78万亩。各类产品的增产量和增产值也对该地区的经济发展起到一定的推动作用。红山水库除险加固后，与原有水利设施联合运作，对改善耕地面积和建立稳产高产田，将产生很大的促进作用，是缓解*

21、春季缺水矛盾的重要举措。并且为发展*旅游事业，加快旅游农业的发展提供了良好的条件。水库除险加固后，极大地促进了灌溉区域内部生态体系的完善和生态环境质量的提高，以及灌区整体的发展，还改良了灌区内的盐渍化土壤。1.5.2综合利用要求(1)大农业及种植业结构根 据 “两河”流域规划报告，设计水平年2010年大农业结构为80：10：1 0,种植业中粮食、经济作物、特色经济作物的比例为25：30：45o(2)灌溉制度及渠系利用系数灌区现状年灌溉制度和渠系利用系数为本次调查结果结合“两河”流域规划成果制定，设计水平年灌溉制度和渠系利用系数为“两河”流域规划成果。现状年灌区综合灌溉定额为1572m7亩，综合

22、渠系利用系数为0.52,2010年灌区综合灌溉定额为890m/亩，综合渠系利用系数为0.67o(3)灌溉用水过程线灌 区2001年净需水量为8398.6万 毛 需 水 量 为17118.99万2010年净需水量为13842.4万m,毛需水量为19328.39万1.5.3工程规模论证(1)供需平衡计算为确定红山水库兴利库容，正常蓄水位和放水洞设计流量进行供需平衡计算。各水平年供需平衡根据可供水量和各业用水量进行计算，分析时段为逐月，来水采用p=75%保证率。分析计算的用水顺序为渠首引水、水库水、地下水。由现状年平衡分析计算表中可以看出：P=75%灌区引用地表来水为13230.11万nA其中阿拉沟

23、流域来水2400万n A白杨河流域10830.11万m其中红山水库供水4095万m 1红山水库月最大供水流量6m%。灌区合计灌溉毛用水量为19328.39万m)地表水不 足 为8989.6万m3o2 0 1 0 设计水平年灌区引用地表来水为1 3 1 3 5.5 6 万 n?,其中阿拉沟流域来水2 4 0 0 万m3,白杨河流域1 0 7 3 5.5 6 万 n?、其中红山水库供水4 0 9 5 万 n A红山水库月最大供水流量 6m%。灌区合计灌溉毛用水量为1 7 1 1 8.1 9 万 m 地表水不足为8 1 3 9.5 1 万 m3(2)径流调节计算调节库容：在满足2 0 1 0 年设计

24、水平年灌溉对红山水库需水的情况下，以设计枯水年P=7 5%的天然来水和渠首引水进行调节计算，以月为时段，采用时历法，计算水库的调节库容和特征水位。通过计入水量损失的年调节计算，最后确定在2 0 1 0 年设计水平年，红山水库的调节库容为4 2 7 1.2 3 万 m3o灌溉放水洞规模确定：根据水库调节计算的结果，为保证下游灌区灌溉的用水要求，水库供水最大月份为4、5 月，月平均放水流量为6.0 m7 s,灌溉放水洞设计流量为6.O n？/s,加大流量为7.5 m7 s；另外放水洞的规模需考虑无压洞水力条件以及施工断面的要求，确定合理的灌溉放水洞规模。(3)正常蓄水位选择根据径流调节计算，在满足

25、下游灌溉用水的前提下，红山水库所需的调节库容为4 2 7 0 万m3,相应的正常蓄水位为2 7 7.5 m,相应的总库容为5 3 6 0 万 m：(4)死水位选择水库死水位的确定根据水库放水洞出口处渠道的高程，在满足放水洞纵坡和在死水位情况下水库仍能自流引水灌溉的条件下确定，经计算确定为2 5 8.1 m,相应的死库容为1 0 9 0 万m3o1.6 工程布置及建筑物1.6.1 设计依据(1)工程等别及建筑物级别工程等别：红山水库为纯灌溉水利工程。水库正常蓄水位2 7 7.5 m,总库容5 3 6 0 万 m：,，根据规范 水利水电工程等级划分及洪水标准(S L2 5 2-2 0 0 0),水

26、库为三等中型水库，其主要建筑物为3 级，次要建筑物为4级，临时建筑物为5 级。洪水标准：根 据 水利水电工程等级划分及洪水标准(S L2 5 2-2 0 0 0)：水库引水渠首的正常运用洪水重现期为2 0 年一遇，非常运用洪水重现期为5 0 年一遇。(2)设计基本资料地震设防烈度：根据农业部新疆勘测设计院所完成的 新疆*红山水库工程地质勘察报告，确定工程区地震基本烈度为V I I 度区，按 水工建筑物抗震设计规范S L2 0 3-9 7 确定红山水库除险加固工程设防烈度为V I I 度。水库特征：红山水库正常蓄水位2 7 7.5 m,相应总库容5 3 6 0 万 n f,死水位2 5 8.1

27、m,相应的死库容为1090万n?。水文气象：工程所在地多年平均气温13.8 ,极端最高气温48,极端最低气温-32.7,多年平均降水量6.3mm,多年平均蒸发量2006.9mm(大水体)，最大冻土深度120cm,历年最大风速4 0 m/s,风向以NW居多。白杨河多年平均流量为3.8 9 m 7 s,多年平均径流量为1.450亿n A历史最大洪水638 m 7 so红山水库多年月平均最大引水流量为5.1 0 m 7 s,引水量为1322万地基特性及设计参数：红山水库除险加固所涉及的工程区基岩地层主要为第三系中新统桃树园组红色泥岩、灰白色泥岩与青灰色砂岩互层，覆盖层厚度215m,为第四纪上更新统洪

28、积堆积卵砾石。工程区岩性完整性系数0.1 3 1.0,岩体属碎裂结构。岩石干密度1.771.85g/cm3,孔隙率 0.325-0.354%,饱和度 92.1-98.6%,饱和吸水率 20%,比重 2.74,饱和软化系数0.273.39%o建筑材料特性：砂砾石料场位于工程区北部约23 k m处的白杨河河床内，储 量34.2X 104m净砂储量13.1X10。,净砾储量30.5X IOn?；混凝土用细骨料含泥量偏大，其余各项指标均符合质量指标要求；混凝土用粗骨料各项指标均符合要求。1.6.2 除险加固方案根据*水利厅:和*计委对 新疆*红山水库除险加固可行性研究报告的审查批复意见，本阶段在对水库

29、病险状况认真分析研究的基础上，本着经济合理的原则，通过多方案对比分析，对红山水库除险方案进行优化，确定红山水库的除险加固方案为：1、修建新放水隧洞。2、修建引水隧洞出口建筑物。3、对盘山引水渠道进行改建。4、对原放水隧洞封堵。1.6.3 总体布置红山水库除险加固工程由新建放水隧洞、盘山渠改建、引水隧洞出口建筑物改建和原放水涵洞封堵四部分构成。新建放水隧洞位于原放水隧洞以南2 0 0米处，轴线与原放水隧洞平行，隧洞出口坐标为 X=0.779,Y=l.2,进口坐标为 X=1.945,Y=L2。引水隧洞出口建筑物位于原引水隧洞出口处，由出口渐变段、陡坡段和削力池三部分组成，全长104m,设计流量Q=

30、6.O m：/s。盘山渠改建段位于引水渠首下游1+0003+000桩号处，全长2.Okm0原放水遂洞封堵位置为闸井后，封堵长度为10mo1.6.4.放水隧洞布置由引渠、有压涵洞、闸前有压隧洞、闸室段、闸后无压隧洞和出口扩散连接段组成。引渠段长8 0 m,底板高程255.5m,底坡i=0,梯形断面，底宽2.0 m,渠深05.0m,为浆砌石结构，衬砌厚度30cm。有压涵洞段全长2 0 m,进口底板高程为255.50m,城门洞型,孔口尺寸2.0X2.5(m),衬砌厚度6 0 cm,底坡i=0；为适应性收缩变形，每10m设一道变形缝，缝宽2 c m,缝内设止水和填充材料。涵洞段用沙砾石回填，填土高度2

31、.0m6.0 m,表面用200厚浆砌石护坡。有压隧洞段全长131m,矩形布置，城门洞型，孔口尺寸2.0X2.5(m),进口底板高程255.5m,钢筋碎衬砌，衬砌厚度6 0 cm,底坡i=0。闸室段全长12.1m,孔口为矩形布置，检修闸门为平面钢闸门，尺寸为2.0X2.5m(宽X高)；工作闸门为弧型闸门，尺寸为2.0X2.0m(宽X高)。闸井顶高程为281.50m,井洞深2 6 m,闸井采用200#钢筋碎结构，闸井与坝坡公路相联。闸后无压隧洞段全长1023.4m,设计流量Q=6.0m 7s,加大流量Q=7.5m7s。洞身断面为bXh=2.0X2.5m的城门洞型，直墙高1.5米，拱顶半径为1.0米

32、，底坡i=0.49%,钢筋佐衬砌，衬砌厚度6 0 cm,进口高程为255.50m,出口高程为250.48m。出口连接段全长6 2.5 m,断面由矩形渐变到梯形，连接段底坡i=0.64%,末端底板高程250.08m。连接段衬砌材料为浆砌石，衬砌厚度30cm。1.6.5 其他建筑物(1)盘山渠道：盘山渠道位于巴依托海渠首下游1+0003+000km处，全长2km,设计流量6.0m 3/s,纵坡i=0.0050.0 0 9,渠道断面为U型，防渗材料为浆砌石，衬砌厚度30厘米厚。为解除风沙和山体滑塌淤积渠道，改建渠道全线均采用钢筋碎盖板封闭，盖板厚0.15m,跨度3.2m,宽 l.Omo(2)引水隧洞

33、出口建筑物引水隧洞出口处接一陡坡段，后接消力池，陡段长72m,宽由1.8m扩散到3.2 m,边墙与底板为整体式，采用钢筋碎，断面为矩形，高度由陡坡高1.0m渐变为消力池边墙高2.0m。消力池宽为3.2 m,长15m,深2.0 m,采用钢筋碎，为整体式结构，衬砌厚度0.4m。消力池后设海漫，铺设卵石，厚度1.0 m,以减少水流对库盘及其削力池齿墙的冲刷。(3)原放水洞封堵原放水洞封堵位置为闸井后，封堵长度为10m,并进行接触灌浆，封堵材料为200#素位。1.7 金属结构本工程维修进水隧洞的出口建筑物、改建盘山渠道、封堵原放水隧洞和重建一条放水隧洞。根据各单项工程结构形式和运用要求，仅有放水隧洞有

34、闸门等金属结构。根据水道的布置，放水隧洞金属结构部分设一道平板检修闸门和一道弧形工作闸门。闸门门叶重量计6.3 3埋件2.7 t；固定卷扬机一台，容量t；液压启闭机一台，容量t。1.81.9 环境保护设计1.9.1水库上游水源保护及水库水体保护为使红山水库下泄水体继续保持良好性状，保障水库下游工、农业及城镇居民用水的安全，应加强水库上游水源保护工作，尽量避免中上游河道两侧进行各类工业、农业及畜牧业生产活动，严禁在上游河道中投污染水源的有毒、有害以及其它杂物。红山水库库周及白杨河上游植被覆盖极低，基本为裸露地面，逢暴雨径流时大量泥沙进入库中。对此可采取一定的绿化措施，在水库库周建成水源涵养林带，

35、减少泥沙及风蚀沙对水库水体造成的影响。1.9.2 施工期环境保护设计在工程施工期间。由于大量的人流、物流涌入，大型施工机械的运行，以及工程爆破，将产生大量的废水、废气、废罐及噪声污染，带来一定量的环境负荷，并对目前正常运行的引水设施造成影响。针对这些不利影响，必须提出减免措施并进行防治、处理，以使工程施工对环境造成的影响减小到最低限度。主要内容如下：(1)对施工弃渣、废料要选择不会产生水土流失的场地堆放，并尽可能用于人工占地，覆土绿化。(2)对粪便入旱厕，及时清运，废水不能直接排入河道和水库。(3)对施工人员要做好环境保护宣传工作。(4)应加强施工期的环境监测及运行期水质监测。1.9.3环境保

36、护投资估算本工程环保投资约1 1.5万元。1.9.4 初步评价及结论红山水库除险加固工程的兴建将使水库渗漏量减少，从而将减少区域地下水补给量，工程施工、土石方开挖、料场开采，将破坏自然景观和地表结皮，对自然环境将产生一定影响；工程施工产生的“三废”和噪音等，也将对环境产生一定影响。但工程兴建还将保证下游的安全，促进社会经济的发展和人民生活水平的提高。本工程的兴建除了对水库周边区域环境有一定影响外，尚未发现有制约工程建设的重大环境问题。1.1 0 水土保持1.1 0.1 工程区水土流失现状及治理状况工程区处于高温降雨少的荒漠气候控制区，山体基本裸露，土层薄脊，土壤沙化，属于中强度水土流失区，水土

37、流失严重，其流失类型以风力侵蚀为主，另有水力侵蚀。工程区采取的水土保持治理措施，主要为生物措施。1.1 0.2 水土流失预测红山水库工程由于施工扰动原地貌、形成新的开挖面以及大量的弃土、弃石，使工程区内水土流失加重，如不采取有针对性的水土流失保持措施，一旦暴雨冲刷，工程弃渣以及开挖面形成的水土流失将造成新的环境危害和水土流失。1.10.3水土流失防治责任范围和防治分区本工程确定的防治责任范围包括工程建设区和直接影响区。工程建设区包括主体工程区，料场，弃渣场，施工临建设施，生产生活区等，直接影响区指水库淹没范围。红山水库工程水土流失防治可分为主体工程区（包括放水洞、进水洞出口、盘山渠等）、取料场

38、、弃渣场、施工临时占地以及生产生活区。L 10.4水土保持分区防治措施本项目主体工程区建设中有利于水土保持的各项措施等都已计入主体工程中，本次设计只对区内的空隙地进行园林化植树种草，注意选择适生的草本树种。红山水库工程的取料场为沙砾石料场。沙砾石料场位于白杨河河床内，取料结束后须对料场的开挖面进行土地平整,同时恢复植被。本工程集中弃渣场共计两处，占地70亩。根据这两区的土壤立地条件，在施工结束后可选择种植防风固沙林和人工草场以防治水土流失。1.10.5投资估算水土保持规划治理措施主要包括工程措施和植物措施。工程措施包括：浆砌石挡渣墙、拦渣堤；植物措施包括：防风固沙林、水保林。水土保持规划总投资

39、万元，其中工程措施投资元，植物措施投资 万元。1.1 1工 程管理设计1.11.1 管理机构红山水库是纯灌溉的水利工程，它与巴依托海渠首的管理现状均为隶属于*水利局水管总站的红山水库管理站，为科级单位。本工程的水管机构，维持原有管理机构，不再单独增设。本工程框算人员编制为1 5人，其中生产人员8人，管理人员4人，其它人员3人。1.11.2工程管理范围和保护范围工程管理范围包括库区、引水工程、观测设备、通讯和交通设施等项目。标准为库盘周围不少于2 0 0 m范围内，引水渠首，引水渠，弓|、放水隧洞及其他建筑物从工程外轮廓线外不少于1 0 0 m。工程保护范围为水库周边及水库附属建筑物两侧5 0

40、0 m之内，并在*人民政府领导下设定界标定权发证，水库保护范围为库区周边土地征用线以上至第一道分水岭脊线之间的陆地。1.11.3工程管理规划和设施生产区和生活区的布置要考虑与现有管理设施想结合，避免重复建设。原则上利用原设施，不再重新修建。工程管理所用的电源从水库西北部的库加依镇引线至场内变电站。同时为防止临时断电影响工程的正常运行，管理所应自备一台发电机作为备用电源。工程竣工后的生产、生活供水设施由原管理站内供水设施供给。水库、渠首、渠道要在工程保护范围和自然保护范围内，有目的、有计划的开展植树造林，封山育林工作，防止水土流失。同时，利用水库水面开展水产养殖，并且逐步兴建一些旅游设施，开通与

41、库北的雅丹地貌景区相连的道路，充分发挥工程的旅游效益。由于工程区范围较小，水库距管理站较近，因此内部通讯可采用对讲机。管理站必须设两门程控电话，便于工程管理和水库的调度。2水文与气象红山水库是一座主要引白杨河河水、泉水及部分洪水的灌注式水库，故本水库的水量主要受白杨河流域水文气象条件的影响。2.1 流域概况工程区位于白杨河流域，白杨河是*水量较大的一条河流，该河发源于流域北部天山山脉博格达山南坡，其补给来源为冰川融水和降水。据统计分析，白杨河集水面积2050101?,形状系数0.57,主河道长63km,河床纵坡52.4%。，多年平均年径流量1.426X l（）8m3,最大径 流 量1.835X

42、108m3（1998年），最小径流量1.047X108m3（1984年），丰 枯 比 为1.753。白杨河年径流变差系数Cv为0.30,年际变化不大，由于其补给受泉水的影响，年径流变差系数Cv为0.15,年内变化不显著。连续最大四个月径流量占全年径流量的38.7%。2.2 气象工程区所处的*白杨河流域地处欧亚大陆腹地，北、西、南均有高山屏障，地势低洼,冷湿空气不易进入，平原区为典型的温带大陆性干旱气候，其主要特点是：酷热、干燥、多大风、降雨稀少、蒸发强烈，气温年际变化不大，而日较差大，无霜期长，适宜于葡萄、棉花、瓜果等农作物及果树的生长。流域内气候特征总体表现为：春季气温回升快，大风频繁，风沙

43、危害严重；夏季较长且高温酷热；秋季降温迅速，天气多晴好；冬季短暂而干冷，风小雪稀，严寒期短。根据地形特征，白杨河流域大致可分为高山区、低山区、平原区三个气候带：高山气候区：海 拔1000m以上至分水岭。海 拔3000m以上高山区终年积雪；海拔1000m3000m的西、北部山区有逆温带，东暖夏凉，热量不足，无霜期短，多雨湿润，牧草丰茂，适宜牧业。低山气候区：海 拔200m 1000m之间。主要由戈壁砾石带、土山和山间小盆地构成。该区热量丰富、光照充足、干旱严重，西部低山区大风频繁，山洪危害较大。盆地平原气候区：海 拔200m以下的广大绿洲。具有典型的温带大陆荒漠干旱气候特征。夏季酷热、冬季寒冷、

44、气候干燥、降水稀少、无霜期长。夏季干热风、春季大风危害严重。流域各气象要素概况如下：1、光照：流域内多年平均日照时数为30433224小时，日照百分率为6973%,太阳总辐射量为140 150千卡/厘米2,最大辐射量达161.5千卡/厘米2。为充分利用光照资源，提高光照利用率，流域已广泛实现粮食等作物一年两熟。2、气温：流域内多年平均气温13.8,7月平均气温最高为32.3,1月平均气温最低为-9.3 C,气温年较差为4L6C。平均气温稳定通过5 c的天数长达242天，作物生长期很长，日最高气温235的酷暑期长达100天。极端最高气温48,极端最低气温-25.5。210C的积温为5334.9C

45、。此外日较差大，年平均日较差14.6,秋季日较差最大为17.9o3、无霜期：平原区多年平均无霜期长达219天，最长年份232天，最短年份185天。78%的年份无霜期在200天以上。初霜平均出现在10月2 3日，最早出现在10月1 9日，最晚为11月1 6日；终霜期平均出现在4月1日，最早出现在3月1 3日，最晚为4月1 2日。4、降水：流域内降水极少、分布不均，山区及山前冲积扇一带多，平原区少。降水年际变化不大，季节变化明显。平原区年平均降水量为6.33mm,极端干旱年降水量仅为0.5mm（1968年），最长连续无降水日数达298天，为全国降水量最少的地区。低山区年平均降水量4061m m,高

46、山区降水量可达400mm左右。各地降水集中在夏季，占年降水量的80%,春季基本不降水，春旱较为严重。降水稀少是导致流域水资源贫乏的基本原因。5、蒸发：流域内蒸发强烈。平原区年蒸发量3744m m,最大年蒸发量4107m m,最小年蒸发量3400mm。蒸发量约为降水量的595倍。蒸发量以7月最多，为631.8mm,1月最少，为24mm。低山区年平均蒸发量为3445m m,约为降水量的7 5倍。流域内蒸发强烈，使气候干燥，农作物需水量加大。6、风向、风速：流域风力强盛，干热风多。平原区全年盛行西风、西北风，频率为36%和15%；低山区盛行西风、东北风，频率为28%和16%,风向季节变化不大。大风风

47、向为西北风，年平均8级以上大风108天，最多达135天，最大风速2 4 0 m/s,最大风力为12级，以36月最为盛行。夏季常出现干热风，年平均干热风发生9 3次，其中强干热风3 3次。风灾是流域主要气象灾害之一，对人畜、农作物及树木危害较大。2.3水文站网及基本资料2.3.1水文站网及基本资料白杨河于1956年设有峡口水文站，站址位置东经88 19北纬43 2 1 ,测站高程1045m,观察三年后，于1959年撤消。其观测项目有水位、流量、水质、气象等，无泥沙实测资料。因此，白杨河流域有近连续3年的径流系列资料，其测验及资料整编符合 水文测验规范、水文年鉴编印规范的技术标准，资料是可靠的。1

48、979T987年峡口水文站改为巡测站，但测验断面仍为峡口处。测验符合 巡测规范技术要求，资料较可靠。2.3.2水文资料复核白杨河的水文观测及资料的整编由新疆水利厅吐鲁番水文水资源勘测局完成。资料整编方法、精度均符合规范要求。2.4径流2.4.1径流特征*白杨河径流产生于天山南坡博格达山峰。白杨河高山区径流深在150mm以上，径流深分布趋势自高山区向低山区递减，到出山口附近约5mm左右，出山口以下地区年降水量一般不超过50mln,不易形成径流。河流出山口后流经山前砾石戈壁带，水量大量渗漏、蒸发而减少，消散于下游平原盆地，最终汇入低洼的艾丁湖。白杨河博格达峰区域径流深最大，是*六条河沟中径流深高值

49、区，其径流深在200mm以上，集水区平均径流深为96.1mm。白杨河径流量组成计算表见表2-4-1白杨河径流量组成计算表表 2 4 1单位：10货河 名站 名W冰雪融水地 下 水降雨径流Wb%Wd%Wp%白杨河峡 口（天然）2.3380.883837.80.332014.21.12248.0白杨河流域各站年径流四季季节分配比例表见表2-4-22.4.2多年平均年径流量分析计算因白杨河仅有三年实测资料、九年巡测资料，为得到完整的资料系列，采用长短系列订正法、比值法、等值线法、支流水量叠加法和土地规划报告法等五种方法对白杨河多年平均径流量进行计算。最终选用长短系列法成果：既天然年径流量为2.338

50、X 107：,实际峡口多年平均年径流量为1.426X 1073。2.4.3设计年径流量分析计算白杨河峡口（天然）站 的Cv、Cs/Cv值采用阿拉沟站统计参数计算，由于白杨河峡口站受人为影响，其Cv=0.15,Cs/Cv=2.5o白杨河流域各站点设计年径流量成果表见表2-4-4,白杨河峡口站设计年径流量年内分配表见表2-4-5,白杨河历年年径流量统计表见表2-4-6,白杨河巴依托海处设计年径流量年内分配表见表2-4-7o2.5洪水分析计算2.5.1白杨河洪水成因及特性白杨河洪水为暴雨洪水，洪水过程多呈尖瘦的陡涨陡落型，历时短，涨落历时35天。积雪融水对洪水的形成影响很小。白杨河洪水集中发生在68