[河道生态综合治理工程项目建设方案]
河道生态综合治理工程项目建设方案
1.1河道疏浚工程
1.1.1河道疏浚原则
对河道治理范围内河床进行清淤疏浚，清淤疏浚工程遵守了以下原则。
1、河道行洪能力达到20年一遇防洪标准。
2、设计河道清淤要尽量与上下游进、出口河段平顺连接，尽量维持河道自然坡度。不对河道作过多挖填，不过大改变河道自然纵坡。
3、对河道内部分地段进行裁弯取直，疏浚后的河底高程需满足现有桥梁基础的防护。
4、对河道内已有的但未经河道管理部门及防汛部门批准的影响行洪的建筑物予以拆除。
1.1.2河道疏浚导线布置
河道治理的目标就是确定合理的治导线最终形成固定而平顺的河床，使两岸形成固定的河岸。治导线是否合理，直接关系到河道整治中工程规模，投资和整治后河流的稳定情况，因此治导线的确定是河道规划中一项重要内容，本次河道治理治导线的规划遵守了以下原则。
1、因势利导，顺应天然河流的流势，尤其是比较稳定的河段，它们是流域水沙和河床边界长期作用的产物,是确定治导线的基本依据。
2、河槽尽量顺直，但应遵循河流走势的自然规律，保持必要的弯道，不强求裁弯取直。
3、结合河道岸边的特点，在可能的情况下尽量使河道依托在基岩、陡岸，以便减少工程量，降低工程投资。
4、以河道主河堤间中心点和主要建筑物中点作为河道治理设计横断面的中心点。
5、尽可能利用已建堤坝，节约投资，但已建工程影响到行洪要求时，应予以拆除。
1.1.2河道纵坡设计
河道纵坡设计和河道中心线的设计皆为河道整治规划设计的重中之重，其设计的原则是：
1、规划的河道纵坡要和原河道纵坡基本一致，可以在局部地段进行调整，使河道纵坡变化趋小，纵坡趋于更合理。
2、河道纵坡设计要兼顾上下游，尽可能使河道纵坡变化小一些，较陡和较缓的坡段要给于适当的调整，以利水流平稳过渡，避免出现流态发生大的不均匀性，以利于河床的相对稳定。
3、考虑到近年来，降雨偏少，没有发生过较大的洪水，河道多数是淤积，而不是下切的情况，在设计纵坡时，尽可能不要填方或少数地点填方，挖深一般控制在2m左右。纵坡从上游到下游依次为0.0095、0.0069。
4、河道纵坡变化起始端不允许放在弯道内，尽可能远
离弯道。
1.1.3河道清淤
本次河道治理段中，部分河段河槽乱石堆积，建筑废渣和洪水冲积物堆积在河道中，严重影响行洪和河道景观，河道清淤处理段长1500m，采用机械清淤方式，平均清淤深度为1.8m，清理宽度为4-5m，疏浚后主河槽深度4-6m。1.1.4 河道断面设计
根据踏勘的情况，本次河道治理主要采用两种断面，一是直立浆砌石梯形挡墙上接贴坡生态护坡断面，二是贴坡生态护砌的梯形断面。第一类断面河底宽度大于5m，直立浆砌石梯形挡墙基础开挖0.5-1m，采用浆砌石混凝土基础，梯形挡墙下底宽0.8m，上底宽0.4高3-4m，挡墙顶部接生态护砌，采用六边形生态砖铺砌，坡比为1:2，种草绿化。第二类断面河底宽度大于4m，横断面坡比为1:2.1.河道平均疏浚深度为1m，疏浚后平均深度为3.5m，疏浚时根据实际情况调整相关尺寸，采用从河底往上2m为混凝土护砌块，上接嵌草砖生态护坡。
根据实地踏勘测量，本次河道疏浚为3000m，其中第一类断面形式为1400m（单边）,第二类断面形式为1600m（双边）。
1.2防洪护坡工程
通过实地踏勘，从河道现状情况来看，单一采用工程治
理措施，以能够阻止河水冲刷岸坡，控制边岸进一步坍塌，以减轻或减缓河道泥沙淤积现象，工程作用明显，见效快，但是成本较高，同时不能起到净化河水和减轻面源污染的作用。单一采用生态治理措施，利用植物根系在土壤中交织及与土壤中粘粒结合等功能，固土保墒，提高岸坡抗冲刷能力，成本低，但受植物生长周期的限制，要达到整体防护要求，还需一个十分漫长的过程；只有将工程措施和生态措施结合起来，互为条件，互相补充，才能使治理效果扎实、深入，才能实现河岸稳定，将塌岸危害尽可能减少到最小。因此，本次设计采用工程治理和生态治理相结合的措施。根据现场踏勘情况，计划工程对沿河防洪公路一侧岸坡和西拨子公路沿线河道疏浚后的岸坡进行护砌，护砌采用浆砌石护坡和生态护坡相结合的方式进行，部分河段采用纯生态护坡治理，采用种植植物的方式来护岸固土，减少冲刷。
防洪护坡工程总长1400m，其中浆砌石护岸1200m，生态护岸200m。
浆砌石护坡采用两种方式：一是在坡度较大处采用浆砌石梯形挡墙，梯形挡墙上底宽0.5m，下底宽1m,高3.5m，基础开挖0.5-1m，素土夯实，10cm碎石垫层，采用浆砌石混凝土基础，护坡较高处可采用缩进式分梯设置梯形，靠防洪路一侧采用直立浆砌石挡墙上接1：2生态护坡，生态护坡采用嵌草砖护砌，增强绿化面积和生态景观性，挡墙护砌共
1200m；二是在西残路与防洪公路连接处及坡度平缓处，采用生态护坡，坡比为1:3，长200m，增加绿化面积。
1.3护村坝工程
护村坝总长260m，位于东沟村临河一侧，提高岸堤稳定性和安全性，以防止特大洪水对河岸冲刷危机村庄，保障人民生命财产安全，采用浆砌石挡墙和生态护岸相结合的方式护砌，与对岸已砌筑岸坡协同。
1、浆砌石护村（护地）坝断面尺寸设计
护村坝断面尺寸设计直接关系到其稳定性能。本设计中的浆砌石护村坝，其断面直立梯形断面。
2、浆砌石护村（护地）坝抗滑稳定计算
根据该地区水文地质条件，按无地下水作用的直立式挡土墙要求处理，采用类比法，基本参数如下：填土内摩擦角φ=30°、粘聚力c=0、填土容重γs=18kN/m3、挡土墙容重γ=22kN/m3、假设墙后填土与挡土墙间无摩擦力存在。
根据重力式挡土墙安全系数验算规范：
抗滑移稳定性验算：K=（Gn+Ean）*μ/（Eat－Gt）≥1.3；
抗倾覆稳定性验算：K=G*x/（Ea*z）≥1.6；
通过挡土墙抗滑及抗倾覆安全系数验算，其系数分别大于规定的 1.3和1.6临界系数，满足规范要求。
护村坝设计采用梯形挡土墙形式，顶宽0.6m,底宽1.2m,高 4.5m,采用浆砌石挡土墙，水泥砂浆勾缝，浆砌石档墙上
接生态护坡，采用嵌草砖，坡比为1:2。
1.4景观跌水工程
在东沟村修建景观跌水5座，总长230m，其中1、2、3号跌水长50m，4、5号跌水长40m。景观跌水基础开挖为0.5-1.5m，宽2.5m，坝高1.5m,采用浆砌石砌筑坝体，坝面进行景观装饰，风格与周边山区绿色风景统一协调。
1.5河道护砌工程
由于道路施工及多年沉积等原因，原有河道淤积及挤占填筑严重，部分河段需要重新开挖河道并进行护砌。
新开挖河道从西拨子村水源三角地起，沿路一侧向北开挖1000m。
河道采用梯形断面，底宽2.8m,深2.5m，采用1：2削坡，采用河道至2m处采用浆砌石贴坡护砌，上接1.5m生态嵌草砖至公路。
三角水源地进行疏挖清理，形成生态水面，涵养水源。采用浆砌石护坡和生态护坡结合的方式进行护砌，坡长3.5m，坡比1:2.5。
1.6节水灌溉工程
节水灌溉工程主要在东沟村果园区配套节水灌溉150亩。根据目前已经成熟的节水灌溉经验模式，果树园区节水灌溉采用小管出流。
1、概述
东沟村果园地块面积约为150亩，地面高程相差0.3～1m。据农业调查资料显示，该设计地块土壤主要为壤土，土壤容重约为1.39g/cm3, 最大冻土层深度1.0m。成年果树耕层深60～100cm，田间持水量约为22.5%（重量）。种植方向为东西向种植，要求土壤保持一定的湿度，土壤适宜含水率的上限，一般为田间持水量的90%；土壤适宜含水率的下限为田间持水量的65%为宜，
目前该地块已有1眼机井，井深120m,出水量80m3/h，可为该地块提供灌溉水源，水质良好。
2、参数设计
根据大量的试验资料取得的成果和当地水务部门的实践经验，初步选择果树灌溉采用小管出流灌溉方式。
根据有关设计规范及果园的实际条件，选用如下设计参数：
①平均日耗水量：E a= 4.5mm
②灌溉水有效利用系数： =0.90
③土壤干容重： γ =1.39t/m 3
④计划土壤湿润层： Z=0.8m
⑤土壤设计湿润比： p=50%
⑥土壤田间持水量： β=22.5%
土壤适宜含水率的上限取田间持水量的90%为20.25%
土壤适宜含水率的下限取田间持水量的65%为14.62%
2．1灌水器的选择
据灌水器的种类和水力性能拟选用：由1个流量调节器和1根长1.0m 的DN4 PE 管组成，流量调节器工作压力为5～40m ，水压的变化对其出流量几乎没有影响，本工程设计工作水头为10.0m ，小管出水流量q =70L/h 。
2．2 需水量计算
根据灌溉面积和设计耗水强度计算小管出流灌溉系统所需的最小供水流量。
I a =E a -P 0
式中：Q ～需供水流量，m 3/h ；
A ～灌溉面积，200亩=10hm 2；
I a ～设计供水强度，mm/d ；
t
A
I Q a η10min =
E a～设计耗水强度，E a=4.5mm/d；
P0～有效降雨，mm/d，取P0=0；
t～水源每日供水时数，t=12h/d；
η～灌溉水利用系数，η=0.9；
经计算得所需流量Q min=41.66m3/h，已有水源井单井流量为80m3/h，完全能够满足本设计中小管出流灌溉系统的流量设计要求。
2．3灌溉系统的管网布置
a干管布置
果树小管出流灌溉系统的干管（DN110PVC-U塑料管）从地块南侧机井处引至地块内后，沿地块中间由南向北布置一条DN110PVC-U干管，具体布置见图。
b支管布置
由DN110 PVC-U干管分出DN63 PE的支管引入灌溉小区内，支管首部设有控制阀，具体布置见图。
c 毛管布置
灌溉小区内的毛管为DN25，灌水毛管采用沿种植方向单行单向布置，单条毛管长40m，毛管间距为4.0m,灌溉小管间距为3.0m，每棵树下设1个灌溉小管。
d管网保护设备的设置
为使灌溉系统安全稳定的运行，在系统首部设置了进气
阀、压力表、叠片式过滤器、数字式水表等安全保护、量水装置。在支管首部设置给水阀门，同时为防止冬季灌溉管道因气温低而冻坏，在管网最低处设置了排水设施。
3、灌溉制度
a 设计灌水定额
m=0.1γzp(θmax-θmin)/η
式中：m～设计灌水定额，mm；
γ～土壤容重，1.39g/cm3；
z～计划湿润层深度，80cm；
p～小管出流灌溉设计土壤湿润比，50%；
θmax、θmin～适宜土壤含水量上下限（占干土重量的百分比），
θmax=22.5%×90%=20.25%，
θmin=22.5%×65%=14.625%；
η～灌溉水利用系数，η=0.90。
经计算得到设计毛灌水定额：m毛=34.75mm=23.17m3/亩。
b 设计灌水周期
作物在全生育期生长过程中，其日耗水量随着不同的生长阶段而改变。日耗水强度按照《微灌工程技术规范》取用耗水高峰期的平均日耗水强度为4.5mm。依据设计灌水周期
计算公式：
T=(m/E d)
式中：T～设计灌水周期，d；
m～设计灌水定额，mm；
E a～设计耗水强度，E a=4.5mm/d；
η～灌溉水利用系数，η=0.9；
据计算果树的灌水周期为6.95d,取实际灌水周期T=7d。c一次灌水延续时间
t=m毛*S e*S l/q
式中：t～一次灌水延续时间，h；
m毛～设计灌水定额，mm；
S e、S l～灌水器间距与毛管间距，m；
q～灌水器流量，70L/h；
经计算实际一次灌水延续时间为t=1.96h。
表5-1 小管出流灌溉系统灌溉制度表
d 轮灌组的划分
轮灌组的划分：N≤CT/t
式中：N～最大轮灌组；
C～每天最大工作时间，12h；
T～灌水时间间隔（周期），h；
t～一次灌水延续时间，h；
计算得N≤14，取N=14。
本系统采用轮灌的灌溉形式由1个水源井，并配备变频器控制水泵控制，将每个阀门控制的对应支管设为一个灌溉单元，则该地块共有14个灌溉单元，即可划分为14个轮灌组。灌溉时必须按顺序灌溉，轮灌组的划分及轮灌次序见表3-3。
5-2 轮灌制度表
4、管网水力计算
a 毛管的水力计算
式中：
H 毛～毛管实际总水头损失，m ；
??????--++="+)1(1)48.0(01S S N m N d KfSq h m m b m d f 毛
S 0～多孔管进口至首孔的距离，1.5m ；
N ～分流孔总数，14；
q d ～单孔设计流量，70L/h ；
f ～摩阻系数，0.505；
m ～流量指数，1.75；
b ～管径指数，4.75；
d ～毛管内径，22mm ；
K ～考虑局部损失的加大系数，1.1；
计算得：ΔH 毛=0.61m ＜1.81m 则毛管进口压力水头为h 毛进口=h d +ΔH 毛实际=10.61m 。
小管出流流量：q a =70L/h ，毛管上分水口：N=14，则毛管进口流量为q a ×N=980.0L/h
b 支管水力计算
支管铺设长度为100.0m ，共有分水口25个，每个毛管流量为980.0L/h ，则每条支管内流量为24.5m 3/h ，确定支管可采用管径为DN63，壁厚为2.0mm ，0.6MPa PE 管。
式中：
ΔH 支～支管实际总水头损失，m ；
?????
?--++=?+)1(1)48.0(01S S N m N d KfSq H m m b m d 支
S 0～多孔管进口至首孔的距离，2.0m ；
N ～分流孔总数，25；
q d ～单孔设计流量，24500L/h ；
f ～摩阻系数，0.505；
m ～流量指数，1.75；
b ～管径指数，4.75；
d ～支管内径，59.0mm ；
K ～考虑局部损失的加大系数，1.1；
由上式计算可得支管的水头损失为3.75m 。支管进口压力水头则为10.61+3.75=14.36m 。
c 干管水力计算
干管上同时开1个出水口，干管内流量为24.5m 3/h ，干管分别采用管径DN110、 0.6Mpa 、PVC-U 管，壁厚为3.2mm 。
以最不利情况进行水力计算。
式中：
f ～摩阻系数，0.464；
m ～流量系数，1.77；
b ～管径系数，4.77；
d ～分干管内径，103.6mm ； L d
Q f K h f ???=77.477.1
K～考虑局部损失的加大系数，1.05；
最不利情况下干管铺设长度L=370m；计算得h f=2.58m。干管进口压力水头：14.36+2.58=16.94m
表5-3 果树小管出流节水灌溉工程水力计算结果表
d水泵及动力配套核算
从前述的过程及表5-3中的计算结果可知，各灌溉小区在最不利轮灌组工作的情况下干管进口压力应不低于16.94m。
若水源首部水头损失按10m计，则系统进口压力水头：16.94+10=26.94m
机井地下动水位29.0m
则水泵的设计扬程：26.94+29.0=51.94m
故设计水泵流量为30.38m3/h，扬程为51.94m，经与项目区村委会调查核对，该地块现有水泵型号为200QJ(R)40-65，电机功率13.0KW。流量和扬程均可满足设计要求。
5-4 水泵性能及配套电机表
号(m3/h
)
程
(m) r/min 效率
(%)
机
(kw)
率
(%)
200QJ40-65 40 65 2850 70 13.0 79.0 东沟村农业设施园区用电负荷已超出原有变压器功率范围，且农业用电和生活用电公用一台变压器，本项目设计在东沟村新增80千伏安变压器一座，解决村庄农业用电问题。
1.7围栏防护工程
为加强园区管理，维护园区安全，修建园区围栏，共修建围栏1000m, 护栏采用pvc塑钢护栏，该类型护栏为新型环保护栏，具有品色彩鲜亮抗老化耐腐蚀规格齐全. 网面平整，强力张紧，不易受外力撞击变形等优点。
围栏做法：立杆用混凝土基础，安装2.5m×2m pvc塑钢围栏。见下图：
1.8防洪道路工程
防洪堤两侧山区和耕地有序布置，村庄集中居住，为有利于防洪抢险物资运输人员输送，方便农田耕作和交通及附
近居民沿河散步休闲，在河堤一侧设置堤顶防洪公路。防洪公路路面采用砼结构，东沟村防洪道路硬化长2400m其中谷底道路宽3.5m，长900m，从谷底连接灌溉果园上山道路宽3m,长300m，河道右岸道路长1600m，路宽6m，南园村防洪道路长300m，宽3.5m。
1、防洪路设计原则
a.道路中心线以平直线为主，路长最短，联系简便。
b.道路坡度、转弯角度等技术指标应符合有关技术要求。
c.应与周边环境协调，有利于防洪抢险和田间生产管理。
d.保护生态环境，防止水土流失。
2、平面设计
本次道路平面设计结合沿河道路现状条件，本着满足规范要求的原则，结合道路现况，少占用耕地等因素做出路线平面设计，考虑防洪路抢险时车辆通行较多，平面设计中考虑道路会车，因此结合实际情况，路面宽度设计为5m。设计过程中，根据地形、地物条件，因地制宜，使线形设计技术可行、经济合理。
3、纵断面设计
道路硬化考虑实际需要，与原有地形走向大体一致，纵断面随坡就势。
4、横断面设计
山谷上山道路横断面具体布置为：0.5m（土路肩）+3m （路面）+0.5m（土路肩）=4m，横坡按照2%向两侧散水放坡，硬化路面高于地面0.2m；
谷底道路标准横断面具体布置为：0.5m（土路肩）+3.5m （路面）+0.5m（土路肩）=4.5m，横坡按照2%向两侧散水放坡，硬化路面高于地面0.2m；
沿河防洪道路标准横断面具体布置为：0.5m（土路肩）+6m（路面）+0.5m（土路肩）=7.0m，横坡按照2%向两侧散水放坡，硬化路面高于地面0.2m；
5、路面结构方案
根据路面结构设计弯沉值、沿线工程地质情况以及原有旧路的结构层厚度，以《公路工程技术标准》、《公路水泥混凝土路面设计规范》为依据，进行路面结构设计，混凝土路面设计年限为20年，路面硬化设纵向分缝，按照10m设置一道伸缩缝，缝宽0.5cm,伸缩缝采用杉木板或沥青进行填充。设计道路结构如下：
20cm厚标号C20砼路面
15cm厚粒径10mm-30mm碎石垫层
10cm厚3：7灰土夯实
1.9安全防护林工程
由于砍伐和自然原因，河道两侧现有防护林成片性，整
体带状连续性不够，为增强防洪能力，提高堤防稳定性，增强生态功能和美化环境，对现有防护林进行补种植。沿东沟、南园河道一侧防洪公路补种植防护林4000株。其中杨树3000株，垂柳1000株。
栽植整地方式为水平阶+穴状整地，定植穴规格为上口0.8m×0.8m，下口0.6m×0.6m，穴深0.8m，沿地形布设。植入苗木，使苗木根系舒展，培土踏实，浇足植苗水。
1.10水土保持林工程
由于其他工程施工和原材料取材，东沟村靠河一侧有两块左右砂石空地，分别为45亩和25亩，共计70亩。该地位于河道周边，水流冲刷携带砂石进入河道，为恢复和保护当地的生态，进行水土保持林工程。采用乔木、灌木、草本植物等综合整治措施，因为临近道路一侧，既保证期水土保持功能，又增强景观性，整体进行公园式规划种植。
栽植整地方式为水平阶+穴状整地，定植穴规格不等，沿地形布设。植入苗木，使苗木根系舒展，培土踏实，浇足植苗水。
1.11生态经济林工程
由于自然灾害和人为因素，项目区植被部分地区破坏严重，为进一步修复当地生态植被，因为在古长城景区，增强景观性、观赏性、实用性，主要采用经济林木进行补种植。补种植总面积约50亩，主要种植及嫁接杏树、山桃、核桃、
榛子等经济林木。
1.12生态管理房工程
为加强生态管理，促进生态良性发展，新建4座生态管理房，其中东沟村3座，南园村1座。
1、建筑设计
园区管理房建筑面积35㎡，按照园区需要进行布置，为砖混结构，层高2.900mm。
2、结构设计
1）自然条件
基本风压：ω0 = 0.45 kN/m2，地面粗糙度为B类。
基本雪压：s0 = 0.40 kN/m2
抗震设防烈度：6度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第一组，抗震设防类别为丙类，建筑结构安全等级为二级。
标准冻深：0.8m。
2）活荷载
屋面和楼面均布活荷载标准值，分项系数及准永久值系数
3）主要结构材料
混凝土：混凝土强度等级，基础垫层 C10；基础 C30；柱，梁，板 C30；楼梯 C30
混凝土结构的环境类别：二b类环境
钢筋：直径≤12mm，为HPB235级钢筋（Φ12仅用于箍筋）；直径≥12mm，为HRB400级钢筋，且应符合国家标准《钢筋混凝土用热扎带肋钢筋》GB1499的有关规定。
钢材：（型钢、钢板钢管）Q235B，Q345B
焊条：E43(用于HPB235级钢筋，Q235B焊接)；E55(用于HRB400级钢筋，Q345B焊接)。
4）填充墙
加气混凝土砌块。
5）结构选型
地基基础：地基承载力特征值暂按Fak=120KPa，基础采用独立基础。
结构形式：采用砖混结构，地上1层。
6）结构计算
整体分析：整体分析计算采用由中国建筑科学研究院编制的《结构空间有限元分析软件PMCAD，SATWE》（2006年3月版），地震作用和风荷载按两个主轴方向作用，结构嵌固点为基础顶标高。
基础计算：在进行基础设计时，采用PKPM－基础CAD 软件计算。
1.13输配电工程
项目供电配电工程4套，电源电压：380V／220V三相四线制，对于一群单体建筑物采用放射式供电。对于小面积单体，则采用从变电所低压室引出一路，树干式供电。
整个供电系统采用接地、重复接地和接零制，插座线路加装漏电开关。
1.14 区域环境整治工程
在项目区内，分散堆积各种建筑垃圾、废料、生活垃圾等，严重影响生态环境和当地的居住环境，污染土地和水源，合计约13340m2的地面需要进行环境整治，主要是建筑及生活垃圾清理，填筑夯实，适度硬化和绿化，设置垃圾池和设置垃圾箱，设置生态保护旅游警示标志，提示游人不要破坏生态环境。