抹子溝水庫除險加固工程設(shè)計

康亞靜

（河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，石家莊 050081）

1 工程概述

抹子溝水庫位于灤河流域，青龍縣境內(nèi)八道河鄉(xiāng)抹子溝村，控制流域面積1.45km2，原設(shè)計總庫容11.65萬m3，是一座以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖、生態(tài)等綜合效益的?。?）型水庫。水庫主要由大壩、溢洪道、放水洞等建筑物組成，該庫于1979年建成蓄水。

水庫地處青龍縣西北部丘陵區(qū)，屬淺山丘陵地貌，流域內(nèi)主要為耕地和荒山，山體由呂梁旋迴黑云母花崗巖組成，巖性較單一，山體較緩；壩址區(qū)左岸基巖裸露，右岸為砂壤土。壩址區(qū)植被較茂密，覆蓋較好。河床兩側(cè)漫灘及階地不發(fā)育。

2 水文地質(zhì)

水庫流域位于燕山迎風區(qū)，屬暖溫帶半溫潤季風氣候，四季分明?；咎攸c是：春季干旱多風，夏季炎熱多雨，秋季晝暖夜涼，冬季寒冷干燥。青龍縣多年平均年降水量658.5mm，年內(nèi)分配不均，其中汛期（6～9月）降水量533.0mm，約占全年降水量的81%。流域多年平均陸面蒸發(fā)量523mm，多年平均水面蒸發(fā)量為920mm。年平均氣溫8.9 ℃，無霜期平均174d。全年日照平均2742h，日照百分率為62%。

該河流主要是靠大氣降水和地表徑流補給。流域內(nèi)地下水以第四系孔隙潛水和基巖裂隙水兩種形式存在。

2.1 孔隙潛水

孔隙潛水主要賦存于第四系覆蓋層中。主要靠大氣降水和河水的滲透補給，以側(cè)向地下水徑流形式向下游排泄。

2.2 基巖裂隙水

基巖裂隙水主要貯存于巖體的節(jié)理、裂隙中。巖體節(jié)理、裂隙發(fā)育且以張性為主，構(gòu)成地下水主要貯存場地。

3 壩址區(qū)工程地質(zhì)

3.1 地質(zhì)結(jié)構(gòu)

3.1.1 壩體

黏土心墻部分，巖性為含少量礫砂壤土（Qs），黃褐色，稍濕～濕，硬塑，土質(zhì)較不均勻，含少量礫，粒徑0.2～2cm，呈次棱角形，含砂量20%～40%，砂為風化砂，壩頂左側(cè)MZGK1孔，孔深0.7～0.8m，1.0～1.1m為粗砂，壩頂右側(cè)MZGK2孔，孔深1.2～1.3m為中砂，砂質(zhì)較純；壩體貼坡部分，巖性為含少量礫粉砂（Qs），黃褐色，稍濕，稍密，含礫石約10%，粒徑0.2～0.5cm，呈次棱角形，其余為砂，砂質(zhì)較純，砂為風化砂；壩坡表層護砌石，一般塊徑20～50cm，最大65cm，呈棱角狀。

3.1.2 壩基

4 水庫淤積及防洪標準

4.1 水庫淤積

水庫多年平均淤積量0.039萬m3/a，淤積水平年2022年，由建庫到2022年淤積年限43年，總淤積量1.65萬m3，對應(yīng)的水位為165.44m。淤積后的庫容曲線如表1。

表1 水庫水位～庫容曲線

4.2 水庫現(xiàn)狀防洪標準

4.2.1 設(shè)計防洪標準

水庫原總庫容11.65萬m3，根據(jù)GB50201—94《防洪標準》，水庫為小（2）型水庫，工程等別為Ⅴ等，建筑物為5級。設(shè)計洪水標準為20年一遇，校核洪水標準為200年一遇。

4.2.2 調(diào)洪計算條件

（1）庫容曲線采用現(xiàn)狀庫容曲線進行調(diào)洪計算，如表1。

（2）采用本次計算的設(shè)計洪水過程線。

（3）水庫泄洪建筑物為溢洪道，其泄量關(guān)系按本次復核計算成果，水位～庫容～泄量關(guān)系如表2。

表2 水位～庫容～泄量關(guān)系線

4.2.3 調(diào)洪計算

水庫汛限水位169.16m。當庫水位超過169.16m時利用溢洪道泄洪。

根據(jù)水庫調(diào)洪條件和防洪調(diào)度運用方式進行調(diào)洪計算，20年一遇設(shè)計洪水位為171.32m；200年一遇校核洪水位為172.82m。

5 環(huán)境保護

5.1 自然環(huán)境現(xiàn)狀

工程對環(huán)境的主要不利影響是： 施工期產(chǎn)生的“三廢”和噪聲對沿線周圍環(huán)境的影響，采取相應(yīng)的環(huán)境保護措施和環(huán)境管理措施后可得到減緩與控制，這些不利影響隨著施工期的結(jié)束得以補償。

5.1.1 水環(huán)境

施工生活區(qū)飲用水執(zhí)行GB5749—85《生活飲用水衛(wèi)生標準》； 施工污廢水排放執(zhí)行GB8978—1996《污水綜合排放標準》二級標準。保護抹子溝水庫下游水質(zhì)，不因工程施工生產(chǎn)廢水和生活污水的排放而造成明顯污染，局部水域污染得到控制。

5.1.2 人群健康

搞好施工區(qū)環(huán)境衛(wèi)生，預防與工程施工較為密切的傳染性疾病的發(fā)生和流行。

5.1.3 環(huán)境空氣

保護對象為工程影響涉及區(qū)施工人員，盡量減輕施工對局部區(qū)域的環(huán)境空氣污染，施工區(qū)的總體環(huán)境空氣質(zhì)量控制在GB3095—1996《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》二級標準內(nèi)。

5.1.4 施工期廢水處理

5.1.4.1 生活污水處理

根據(jù)施工組織設(shè)計，施工生產(chǎn)生活區(qū)布置在大壩下游平坦位置，施工高峰人數(shù)為50人，生活用水指標50L/人·d，污水排放量按生活用水量的80%計算，日排放總量為2.0m3/d。施工生活污水中主要污染物來源于排泄物、食物殘渣、洗滌劑等，生活污水排放量很小，只設(shè)置簡易化糞池對生活污水進行初級處理，并在出水處鋪碎石，經(jīng)化糞池初級處理后定期清掏用作農(nóng)肥，處理后的污水可以直接排入附近溝渠。

生活區(qū)選用1個有效容積為4.2m3的化糞池，清掏周期為90d，化糞池采用一池兩格形式，下設(shè)5cm厚C5混凝土墊層，池壁為水泥砂漿磚砌結(jié)構(gòu)，池體結(jié)構(gòu)尺寸為3m×1.2m×1.3m。

5.1.4.2 生產(chǎn)廢水處理措施

本工程使用混凝土量較少，沖洗水可自然蒸發(fā)，不須設(shè)置沖洗水沉淀池； 機械設(shè)備和運輸車輛用量較少，保養(yǎng)沖洗水可直接排入溝渠。

5.1.5 施工期環(huán)境空氣保護

施工期大氣污染主要是二次揚塵、 燃油燃煤廢氣對空氣的污染。對施工期空氣污染的防護措施，主要通過加強施工管理，規(guī)范施工作業(yè)來控制，同時安裝必要的除塵設(shè)施等，具體包括：

（1）施工材料運輸采用封閉性車輛或遮蓋措施，特別是散裝水泥在運輸過程中要采用水泥車罐裝運輸，防止在運輸過程中泄漏，造成大氣污染。

（2）施工單位應(yīng)配置專用灑水車，對容易產(chǎn)生二次揚塵的路段、攪拌裝運現(xiàn)場、材料堆放場等灑水抑塵，每天灑水頻次以不產(chǎn)生揚塵為原則。施工場地內(nèi)灑水車控制不到的地方，配置人力手推式灑水車進行人工輔助灑水。

（3）允許尾氣排放達標的車輛施工作業(yè)，不達標的施工機械要強制安裝尾氣凈化器。

（4）對土方采取表面夯實或遮蓋處理，對作業(yè)場地采取硬質(zhì)圍擋，圍擋高度不得低于1.8m。

5.1.6 施工期噪聲防治

（1）噪聲源控制。施工機械設(shè)備盡量選用低噪聲的設(shè)備，高噪聲機械配置降噪設(shè)備。加強機械設(shè)備的維修和保養(yǎng)，減少運行噪聲。

（2）個體防護。給高噪聲的施工作業(yè)人員配發(fā)噪聲防護用具；對操作混凝土攪拌機、推土機等噪聲大于70dB的作業(yè)人員實行輪班制，每人每天工作時間不超過6h。

（3）實行施工時間申報制度。施工單位施工作業(yè)時間申報登記，嚴格按照管理部門要求的時間施工，減少影響。如果需夜間22：00～6：00及中午12：00～14：00時間施工，要提前向有關(guān)主管部門通報，經(jīng)批準方可進行。

5.1.7 施工期固體廢棄物處理

抹子溝水庫除險加固工程產(chǎn)生的固體廢棄物包括生產(chǎn)棄渣和生活垃圾。生活垃圾數(shù)量根據(jù)施工高峰期人數(shù)50人，按每日產(chǎn)生垃圾1.3kg/人計算，高峰日產(chǎn)生活垃圾65kg/d，施工期共產(chǎn)生生活垃圾23.4t。因此，施工期間施工生活區(qū)設(shè)置2個容積為1m3垃圾箱，租賃一輛密封垃圾運輸車，定期運至附近垃圾處理場處理。以減少生活垃圾對環(huán)境和施工人員的健康產(chǎn)生不利影響。

5.1.8 施工跡地恢復

施工跡地恢復包括各類加工廠、倉庫、堆料場、生活區(qū)、廁所填埋等，施工結(jié)束后，恢復跡地原有土地功能。

5.2 環(huán)境管理、監(jiān)理與監(jiān)測

5.2.1 環(huán)境管理

（1）環(huán)境保護管理是在施工期、運行期執(zhí)行和遵守國家、省、市的有關(guān)環(huán)境保護法律、法規(guī)和政策，接受地方環(huán)境保護主管部門的環(huán)境監(jiān)督，調(diào)整和制定環(huán)境保護規(guī)劃和目標，加強項目環(huán)境管理，及時調(diào)整過程運行方式和環(huán)境保護措施，取得更好的綜合環(huán)境效益。

（2）在工程招標過程中將環(huán)境保護措施納入工程建設(shè)招標合同內(nèi)容，包括生活廢水處理、生產(chǎn)廢水的沉淀處理、生產(chǎn)原料及設(shè)備的防泄漏及除塵、對敏感區(qū)的噪聲防護、 施工區(qū)施工人員的衛(wèi)生防疫等項內(nèi)容。承包商按照合同環(huán)境保護條款要求進行管理，同時建立工程建設(shè)環(huán)境監(jiān)理制度。建設(shè)單位應(yīng)建立環(huán)境質(zhì)量報告制度，實施環(huán)境監(jiān)理和環(huán)境工程“三同時”檢查驗收制度，制定施工區(qū)環(huán)境管理辦法，加強宣傳教育，增強施工人員的環(huán)保意識。

5.2.2 環(huán)境監(jiān)理

（1）工程建設(shè)環(huán)境監(jiān)理是工程監(jiān)理的重要組成部分。環(huán)境監(jiān)理可根據(jù)施工特點和環(huán)境狀況，采用檢查、旁站和指令文件等監(jiān)理方式，監(jiān)督、檢查施工單位對合同中有關(guān)環(huán)保條款的落實情況，發(fā)現(xiàn)和掌握施工過程中環(huán)境問題，提出要求施工單位限期整改指令；根據(jù)施工過程中環(huán)境問題，提出改善意見，對施工中不合適的環(huán)保措施，提出改進措施并經(jīng)設(shè)計單位同意。

（2）環(huán)境監(jiān)理按要求編寫環(huán)境監(jiān)理日志，并對施工單位提交的環(huán)境月報、季報、年報進行審查，提出審查和修改意見。環(huán)境監(jiān)理工程師編寫的環(huán)境監(jiān)理日志，作為建設(shè)單位編制工程環(huán)境監(jiān)理報告的主要依據(jù)。

（3）工程竣工驗收時，建設(shè)單位應(yīng)提交工程環(huán)境監(jiān)理總結(jié)報告，并作為環(huán)境保護驗收的文件。

（4）環(huán)境監(jiān)理參加施工單位組織的施工方案論證會，參與工程階段驗收和竣工驗收。對已經(jīng)完成的項目，責成施工單位進行現(xiàn)場清理消毒、跡地恢復。

5.2.3 環(huán)境監(jiān)測

施工期環(huán)境監(jiān)測主要包括施工期生活飲用水和廢水水質(zhì)監(jiān)測、大氣質(zhì)量監(jiān)測、噪聲監(jiān)測和人群健康監(jiān)測。考慮到本工程施工工期較短、戰(zhàn)線長，施工對項目區(qū)環(huán)境影響主要是施工揚塵和噪聲，因此必需安排施工期廢水水質(zhì)、空氣質(zhì)量和噪聲監(jiān)測。

5.3 環(huán)保投資概算

各項環(huán)保措施投資以數(shù)量乘以單價計算，科研勘測設(shè)計費按《工程勘察設(shè)計費管理規(guī)定》［2002］10號取費，其他獨立費用和基本預備費取費費率參照《水利水電工程環(huán)境保護設(shè)計概（估）算編制規(guī)程》執(zhí)行。

本工程環(huán)境監(jiān)理人員由主體工程監(jiān)理人員兼任，不再單獨計列費用。

環(huán)保工程投資為4.58萬元（環(huán)保工程概算表略）。

6 水土保持

本工程以水土保持措施與項目主體工程相適應(yīng)的原則，緊密結(jié)合項目區(qū)水土流失現(xiàn)狀和項目工程建設(shè)過程中造成的水土流失特點，根據(jù)工程建設(shè)的總進度安排及各項目建設(shè)活動對水土流失的影響，對施工期和運行期可能發(fā)生的水土流失進行防護設(shè)計；堅持“水土保持設(shè)施應(yīng)當與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)使用”原則，制定分區(qū)水土流失防治措施。

7 經(jīng)濟評價

本工程按2013年第三季度價格水平編制，工程總投資330.11萬元。其中建筑工程197.54萬元，機電及安裝工程3.09萬元，金屬結(jié)構(gòu)及安裝工程0.23萬元，施工臨時工程35.41萬元，獨立費用65.52萬元，基本預備費為15.09萬元，水土保持費8.65萬元，環(huán)境保護費4.58萬元。

7.1 國民經(jīng)濟評價

7.1.1 費用計算

國民經(jīng)濟評價中建設(shè)項目的費用包括項目的固定資產(chǎn)投資、流動資金和年運行費。

（1）在工程投資概算成果基礎(chǔ)上，調(diào)整國民經(jīng)濟評價投資297.1萬元。

（2）參照類似工程分析，正常運行期流動資金0.30萬元。在工程運行的第一年投入，計算期末一次性回收。

（3）年運行費主要包括工資及福利費、材料及動力費、工程維護費及其他費用。工程年運行費參照同類工程，取工程投資的1%，為2.97萬元。

7.1.2 效益計算

本次除險加固工程，主要提高水庫的防洪標準，對大壩進行加固及溢洪道與輸水洞放水的防洪安全問題。其經(jīng)濟效益主要為防洪效益。在確保大壩安全的前提下，通過水庫攔蓄洪水，受益的村莊有7個行政村，保護人口2781口人，有效灌溉土地面積16.67hm2。

本次經(jīng)濟評價采用減免洪災(zāi)損失法計算其多年平均防洪效益，為38萬元。

7.1.3 評價指標

通過上述費用和效益流量，計算的國民經(jīng)濟評價指標為：

（1）效益費用比：1.34。

（2）內(nèi)部收益率：10.98%。

（3）經(jīng)濟凈現(xiàn)值：105.70萬元。

7.1.4 敏感性分析

為進一步論證國民經(jīng)濟評價的可靠性，估計項目承擔風險的能力，應(yīng)進行敏感性分析。在影響項目評價成果的眾多因素中，選取固定資產(chǎn)投資和效益作為敏感性因素，對該工程進行敏感性分析。按固定資產(chǎn)投資增加10%、效益減少10%兩項不確定性因素單獨發(fā)生浮動，敏感性分析結(jié)果如表4。

表4 國民經(jīng)濟敏感性分析

從國民經(jīng)濟評價指標可以看出，該項目經(jīng)濟內(nèi)部收益率大于社會折現(xiàn)率，經(jīng)濟凈現(xiàn)值大于零，經(jīng)濟效益費用比大于1.0，表明該項目在經(jīng)濟上是合理可行的。

從敏感性分析結(jié)果可以看出，在效益減少10%或固定資產(chǎn)投資增加10%的情況下，該項目的經(jīng)濟內(nèi)部收益率大于社會折現(xiàn)率，經(jīng)濟凈現(xiàn)值大于零，經(jīng)濟效益費用比大于1.0，表明該項目具有一定的抗風險能力。

8 結(jié)語

（1）抹子溝水庫于1975年8月動工興建，由當時所在公社組織施工。由于當時資金緊張，工程屬于邊勘測、邊設(shè)計、邊施工的三邊工程，一直到1979年大壩主體竣工投入使用。

（2）工程建成至今發(fā)揮了較大的效益，受益的村莊有7個行政村，保護人口2781人，灌溉土地面積9.78hm2。