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毕业论文:福建南平新岭片区河道工程设计

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  • 论文编号:el201803241419528506
  • 日期:2018-03-21
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第1 章 绪论
 
1.1 前言
南平市武夷新区新岭片区(含彭墩)总面积约 26.71km2,规划范围北至张源村,南接林后水库、东泽片区,西至崇阳溪,东接红源水库。根据规划区及周边的地形地势条件及规划区的水系分布状况,结合南平市武夷新区新岭片区(含彭墩)市政综合专项规划,推荐防洪方案是不改变天然汇水的方式,在区内布置河道,根据路网标高和现状贵口村、新岭村和彭墩村高程对河道进行控制,保证河道宽度能够满足片区行洪排水要求。南平市武夷新区新岭片区防洪规划工程保护范围为规划区整个场平区内二类居住用地约130公顷,按照居住用地人口规模核算,可容纳常住人口8万人,其中新增工业可容纳约5万人,新岭工业园可容纳约3万人。根据《防洪标准》及《城市防洪工程设计规范》确定,采用 20 年一遇的防洪标准。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》和《堤防工程设计规范》,本工程属Ⅳ等工程,堤防、护岸及河道整治建筑物工程级别均为4级,临时建筑物级别为5 级。武夷新区新岭片区现有的防洪能力达不到5年一遇防洪标准,一旦洪水发生新岭片区极易发生洪涝灾害,会给当地人民群众的生命财产造成重大无法挽回的损失。另外根据本工程区域市政专项规划,本区域将对现状地形地貌进行场地平整工程,其势必影响现状河道水系的平面布置和影响区域防洪除涝安全。本次河道工程的建设,将根据场地平整高程和市政道路工程,重新梳理和建设河道工程,保障区域人民群众的生命财产安全,创造适合人居的环境,兴利减灾、构建和谐社会。故新岭河道工程设计方案研究显得尤为必要。
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1.2 国内外研究现状与发展趋势
城市建设中兴起了一项工程称之为城市河道,在人们生活的城市中,会有河流贯穿其中,并且伴随着建设的发展,河道的整治以及护理是一项值得研究的工程建设。世界上不少历史名城,如伦敦、华盛顿等,城市河流很丰富,河道设计各有特色[1]。河流能够给人们带来很多便利,同时也需要不断地通过加固堤岸、裁弯取直、修筑水坝等方式改造城市河流,来满足人们对于供水、防洪的需求。这些改造活动虽然给人们带来了巨大效益,但是同时也极大地改变了城市河流的结构和功能,很容易会造成一系列生态环境问题,因而引起人们的广泛关注。随着大规模的河流整治工程兴建起来,虽然灾害发生在一定程度上面部分能够有效避免,山洪和山地灾害也有所遏制。但是随着水利工程的兴建也带来了方方面面的负面效应。河道整治存在的一个比较大的问题就是在建设过程中太过于片面追求河岸的硬化覆盖,这一举措虽然强调河流的防洪功能,但是却在一定程度上淡化了河流的资源功能和生态功能,如此一来不仅破坏了自然河流原有的生态系统,而且还导致生物的种类和数量都有着明显下降,造成生物多样性降低,也使得广大人民群众的居住环境日益恶化。因此,人们在发展建设的时候开始思考,传统的设计方法中主要是以利用水土资源,也将防止发生自然灾害作为侧重考虑点,但是却忽视了一个关键性问题,工程与河流生态系统和谐以及河流本身具备的自净功能的问题,一旦平衡遭到破坏,城市河流系统将会崩溃,成为一个死河流。在对河流生态治理的研究方面,国外学者对此进行的比较多、也比较早的研究。1938年德国著名地址学家塞夫特(Seifert)提出了“亲河川整治”理念。通过对这个概念的理解,指出工程设施一定要具备河流传统治理的多种功能,比如防洪、供水、水土保持等之类,与此同时,还应当达到接近自然、保护自然、尊重自然等目的。亲河川工程首先要保持经济上造价低,而且还要能够保持自然的景观美,能够使得人们可以从工程技术能到工程艺术有一个进步、从实用价值到美学价值有一个飞跃[2-3]。他着重强调河流治理工程中美学的美处需要人们用心去善于发现,这也是学术界研究者率先提出关于河道生态治理方面的理论基础。1950左右德国正式创立“近自然河道治理工程学”,该学说指出河道的整治是一个长期发展过程,每一个阶段的发展都必须要遵循植物化和生命化以及二者的相互联系理论原理[4]。阿尔卑斯山区的一些国家,尤其是瑞士、奥地利等国家,在河川治理方面,特别是生态工程建设方面,积累了大量可靠的经验。这些国家在河川治理方面,把发挥河流生态系统的整体功能放在首位,注重河流在三维空间内微生物、动植物和生态景观之间的相互制约平衡作用尤其是河流作为基因库和生态景观之间的相互作用显得特别重要[5]。美国生态学家奥德姆(H.T.Odum)在1962年第一次提出了有关“生态工程”的概念[6-7],由概念出发进行的工程研究,并将这种生态工程定义为“以自然能量为主的人为的少量辅助模式对环境进行控制”。注重对水环境的自然恢复和保护。例如,20世纪70年代中期开始,德国在近自然理念的策略下,将河流恢复到接近自然的状况,这一创举被称为“重自然化”概念[8]。生态学家Mitsh在1989年强调生态工程应透过人为环境与自然环境之间的互动从而达到互利共生的目的[9-12]。德国、瑞士、奥地利等国在20世纪80年代共同治理了莱茵河,取得巨大成就,在生态水利工程方面同时积累了丰富的经验[13-16]。美国在20世纪90年代规划并实施了对凯斯密河及密苏里河的生态修复。在同一时期,日本开始倡导河流“近自然河川工法”,指出应遵循自然法则,尊重自然,保护自然,人类与自然和平共处[17-18]。
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第2 章 新岭河道工程的基本概况
 
2.1 新岭河道工程的基本概况
本次工程所在的新岭片区位于武夷新区南部,建阳市辖区北部,是武夷新区童游组团的重要组成部分。规划新岭片区北至连墩村、张源村,东北延伸至井水村、宁武高速公路南侧,南接林后水库、赤岸片区,西至崇阳溪,与南林片区隔江相望,东接红源水库。规划用地范围沿东西向河谷地段展开,南北向延伸至部分可利用山体范围。新岭片区原规划用地约12.43平方公里,后经研究论证,原新岭工业园的规划建设用地尚不能满足未来产业发展的用地需求,其向东侧、北侧拓展用地的空间潜力较大,于是对原规划范围进行了东扩和北扩,规划用地增加至26.71平方公里。工程位于福建省南平市规划武夷新区内,工程区域均有乡村公路通过,对外交通较方便,建设条件优越。场内交通运输可结合场地平平整工程和道路工程灵活布置。工程各施工工区、施工企业仓库、临时堆料场及生活区等均有纵横交错的场内交通网而满足场内施工要求。本工程砼主要用于河底镇脚、砼格梗和跌水结构等,砼采用自拌分散供应方式,根据施工招标分段,每标段布置1台砼搅拌机各在其施工场地,相应的砂石堆料场和水泥仓库亦各布置在该1处。用于回填的碎石、砂、亚粘土则分散布置。本工程需新建一些临时房屋作办公室、职工宿舍、食堂、试验室、综合仓库、砂石料场、机修车间、混凝土拌和站及水泥仓库等,共需临时房屋建筑面积3000m2。本工程河道较长,涉及范围较广,为保质保量完成施工任务,首先应由建设单位组织专职人员成立工程指挥部,统一指挥、协调加固工程施工,材料供应和财务管理。按工程基建程序,委托设计单位进行施工详图设计,编制招标文件,进行分项工程的招标,选定施工单位,并委托监理单位进行工程监理,实行工程的“三控制”—即实行进度、质量、投资的控制。使工程尽早达标,充分发挥经济效益和社会效益。
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2.2 工程任务和规模
本次河道工程位于南平市的童游组团,该片区是海峡西岸经济区发展的重要空间载体和战略窗口;该片区性质是与建阳、武夷山中心城区共同组成闽北地区最具活力和发展潜力的产业聚集区,并具有良好山水生态环境的组合新城。规划区所在的区域作为整个武夷新区的先期启动区,将集合各方面的优惠政策,为新城建设提供保障。从本项目所处区域位置及规划开发建设定位,本次河道工程的建设,可促进南平城市发展,主动融入海西两岸经济区,促进闽北经济跨越发展的需要。新岭片区位于武夷新区南部,地处建阳市辖区北部,北距武夷山市区、武夷山机场约50km,南距建阳市区中心约6km,距离南平市延平区约119km,北距宁上高速公路芹口互通口4km、距建设中的武夷高铁站点9km,距建阳火车站约4km,交通区位较为优越。土地资源优势十分明显,相对于闽北山区可建设用地总体较为稀缺的现实,规划区拥有较为充裕的可建设用地资源,是一个十分有利的发展条件。新增工业用地为典型的低山丘陵及河谷地貌,丘陵部分坡度相对平缓,高差较小,是武夷新区难得的适宜建设拓展的空间。本次河道工程位于童游组团新岭片区内(含彭墩),是该组团片区发展的前提必要条件,只有基础设施完备,才能发展其它产业,发挥其规划功能及其定位作用。新岭片区的建设将带动周边区域土地开发,地块升值,促进沿线经济发展。#p#分页标题#e#
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第3章 防洪雨量计算.....25
3.1 水文基本资料......25
3.2 防洪、治涝现状和存在问题 .......27
3.3 设计洪水计算......28
第4章新岭片区河道工程设计............33
4.1 防洪岸线拟定和堤线布置 .........33
4.1.1 堤线布置原则 ..............33
4.1.2 堤线布置.....33
4.2防洪堤及护岸 ......34
4.3堤型选择 ..........36
4.3.1 断面设计.....36
4.3.2 斜坡式护岸设计 ............38
4.3.3 混合式护岸设计 ............40
4.3.4 护岸结构计算 ..............41
4.3.5 跌水设计.....45
4.3.6 溢流坝设计 ................47
第5章 景观设计..........49
5.1 种植方式..........49
5.2 水土流失问题......50
 
第5 章 景观设计
 
5.1 种植方式
为保证存活质量,达到良好的防固水土作用,建议几种植物混播种植。同时护岸标高在设计洪水位以下时,种植耐水湿植物。种植方式为(每平方米):所处护岸标高高于设计洪水位时:(1)狗牙根10g、黑麦草10g、红花酢浆草10g(2)百喜草10g、白三叶10g、细叶美女樱10g所处护岸标高位于设计洪水位直下时:(1)千屈菜15g、沿阶草15g。(2)莎草15g、灯心草15g。本工程建设过程中,由于施工场地平整、堤防土石方开挖及回填、堤后大量土石方回填等活动将破坏原地貌,损坏土地植被,对周围的生态环境造成不同程度的破坏,尤其是施工准备期和施工期,若不采取相应的措施进行防护,将会对项目区的水、土资源遭到破坏,产生一定的水土流失危害,主要表现在以下几个方面:1、损坏水土保持设施,降低水土保持功能;2、降低土地生产力,影响农业生产;3、增加河道输沙量,降低河道行洪能力。评价主体工程中具有水土保持功能措施的基础,应本着“以预防为主,保护优先,防治结合”的思想,针对在建工程引发水土流失的方式、危害程度,应当采取工程措施和植物措施、永久措施和临时措施、预防保护和监督管理措施有机结合在一起,合理确定水土流失防治措施体系和总体布局。对主体工程中以水土保持功能为主的工程,纳入水土保持方案的防治措施体系当中,使之与方案新增防治措施一起形成一个完整、严密、科学的水土流失防治措施体系。
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结论
 
本文以新岭河的河道整治建设工程为背景,河道整治工程是一项综合工程,从其防洪、生态、景观、文化建设等方面作了一些探讨与研究,确定了设计方案,取得了一定的研究成果,得出以下结论:
(1)新岭河道建设工程的建设是可行的且必要的,河道整治工程的设计方案能够提高该地区的防汛、排水能力、改善水环境、水生态等,使建成后的新岭河能够成为集防汛、排涝、生态及文化功能于一体的多功能景观河道。
(2)河道设计体现安全、生态、文化、景观的原则,平面布置上,在不影响防洪、排涝功能的前提下,根据两岸实际地形和现状发展情况,并结景观要求,详细阐述了新岭片区河道提线的布置原则和位置,包括:斜坡式护岸,直立式护岸,混合式护岸,以及各自的结构示意图;
(3)介绍了当地的水文基本资料以及洪水成因、防洪、治涝现状和存在问题并对其做了合理性分析,通过设计暴雨分析、设计洪水计算,确定了新岭各支流的流域特征值及设计洪水成果。通过合理的防洪排涝工程设计,达到减轻洪涝灾害、美化环境、创造良好投资环境的目的;
(4)为了营造良好的河道护岸景观,达到一定的水土防固作用,将水土保持工程措施和植物措施、永久措施和临时措施、预防保护和监督管理措施有机结合在一起,合理确定水土流失防治措施体系和总体布局;
(5)对于项目建设起初到完成再结合当地防洪设计标准考虑到该河道防洪减灾的能力,然后从间接效益、土地增值效益两个方面对防洪减灾效益进行计算评价.
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参考文献(略)
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