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1、南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 1 目目 录录 第一章第一章总总 述述 1 1.1 工程概况.1 1.2 研究依据.2 第二章第二章自然条件自然条件 3 2.1 流域概况.3 2.2 水文气象.3 2.3 地质.5 2.4 历史灾情和成灾原因.5 第三章第三章工程建设的必要性工程建设的必要性 9 3.1 河道水系情况.9 3.2XX 船闸目前存在的问题.10 3.3 工程建设的必要性.11 第四章第四章工程任务和规模工程任务和规模 13 4.1 排涝范围.13 4.2 排涝标准.13 4.3 设计排涝潮型.16 4.4 闸孔尺寸的确定.16 4.5 工程的
2、综合利用.17 第五章第五章工程设计工程设计 19 5.1 工程设计标准及建筑物等级.19 5.2 设计水位组合.19 5.3 闸址.19 5.4 主要结构方案.19 第六章第六章施工组织设计及工程管理施工组织设计及工程管理 21 6.1 施工条件.21 6.2 施工组织21 6.3 施工管理21 6.4 施工计划22 6.5 工程管理.22 第七章第七章环境影响评价环境影响评价 24 7.1 环境状况.24 7.2 环境影响预测评价.24 7.3 环评结论.25 第八章第八章经济评价经济评价 26 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 2 8.1 投资概算.2
3、6 8.2 工程效益.26 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 1 第一章第一章 总总 述述 1.1 工程概况工程概况 XX 河为南通市城区 XX 片主要的入江河道，而 XX 船闸为该河的出江控制口门。 由于历史的原因，该河道弯弯曲曲，河道两侧不少工矿企业的建筑物密布，已无 拓宽和裁弯取直的可能。原河道主要用于航运，现由于下游 XX 大桥建成后，割断 了河道的通航，XX 船闸以完成了其历史使命。 该船闸为单级船闸，上闸首底板标高为 1.0m（吴淞基面，下同） ，闸顶标高 6.00m，上闸首底板长 15.0m，宽 14.4m；闸室底板标高为 0.5m，长 100
4、.0m。顶标 高 6.00m；下闸首底板标高为-1.50m，闸顶标高 7.50m，上闸首底板长 15.0m，宽 14.4m。闸门采用平板闸门，启闭设备采用液压启闭机。船闸上下游及闸室均采用 干砌块石护底，下游设人行便桥一座。 为了改善 XX 片排涝状况，解决市区部分涝水出路，于 1992 年将该船闸改为 排涝、通航两用闸，在上闸首大钢门上开 1.252.55m2两孔小门排涝，排涝流量 为 16.4m2/s，同时在下闸首消力池增设 20m30m0.6m 软体排。 该船闸自 1967 年建成以来，至今以运行三十几年，在防洪、通航、排涝等各 方面发挥了重要的作用，但随着运行时间增长，闸体工程已严重老
5、化，闸首防渗、 抗滑稳定已不能满足安全运行的要求，闸墩碳化深度较深，强度低于设计要求， 公路桥现已封闭停止使用。其间虽经 92 年加固改造，但受诸多条件的限制，未能 从根本上消除该闸存在的隐患；根据水利厅苏水计1997210 号关于我省长江远 期防洪（潮）设计水位及沿线建筑物设计标准的通知的防洪标准进行核算，该 船闸在防洪高度、防渗、抗滑等方面均不能满足江堤达标要求；同时考虑到航道 废除，无通航要求，故考虑在原闸位拆除重建一座节制闸，来满足该片防洪、排 涝要求。 拟建 XX 闸为 1 孔净 9m，闸室长 15m，底板标高 1.00m，胸墙顶高程 8.73m， 采用平板钢闸门，上下游消力池各长
6、15m，公路桥桥面标高 6.50m，宽 8m，汽-20 挂-100。 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 2 1.2 研究依据研究依据 （1） 江苏省江海堤防达标建设修订设计标准的通知苏水管（1997）80 号 （2） 关于我省长江远期防洪（潮）设计水位及沿线建筑物设计标准的通 知苏水计（1997）210 号 （3） （关于印发江海堤防达标建设大中型建筑物除险加固工程可行性研 究报告编制要求和下达前期工作任务的通知）苏水计（1997）181 号 （4） 南通市城区河道整治规划报告 ，南通市水利局、南通市水利学会， 2000 年 8 月 （5） 南通市城市防洪排
7、涝规划 ，1992 年 12 月，南通市港闸区建筑设计 室 （6） 南通市区水利志1995 年 （7） XX 船闸设计图纸 （8） XX 船闸 92 年加固设计图纸 以及南通市水利局、XX 船闸闸管所提供的一些现状资料。 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 3 第二章第二章 自然条件自然条件 2.1 流域概况流域概况 XX 西闸所在地区地处副热带北缘，受高空西风环流和太平洋副热带高压两种 大气环流影响和控制，具有较好的降水条件，初夏秋末冷暖气流在长江和淮河流 域交锋形成梅雨和秋天连续阴雨，还有夏末初秋台风带来的台风雨。XX 西闸担负 市区部分面积的排涝任务，其
8、范围内属江淮平原，地表起伏甚微，皆属堆积平原， 形成历史不久，土壤主要为潮土类和盐土类，地面高程一般在 4.5m5.5m 之间， 内部河沟成网，河道畅通，内河配套设施完善。 2.2 水文气象水文气象 2.2.12.2.1 气温气温 该地区多年平均气温 15.1，最高月平均平均气温 28.2，最低月平均气温 2.5；极端最高气温 38.5（1995 年 9 月 7 日） ，极端最低气温-10.8（1977 年 1 月 31 日） 。 2.2.22.2.2 降水降水 该地区属亚热带湿润季风气候区，受海洋调节及季风环流的影响，具有四季 分明，降水充沛、时空分配不均的特点。本区多年平均降水量为 108
9、3.7mm，最大 年降水量 1465.2mm，最小年降水量 641.3mm（1978 年） 。因梅雨水和台风的影响， 全年约 64.6%的降水量集中在 59 月份。6-7 月间梅雨和 6-9 月间的台风雨常造 成本地区的严重涝灾。最大 24 小时降水量 264.0mm（节制闸站） ，全年平均降水日 数为 121.7 天。 2.2.32.2.3 风风 春夏多东风，冬季多东北风和西北风，历年平均风速 3.1m/s，年最大风速 26.3m/s（NE，1960 年 7 月 7 日） ，瞬时最大风速 30.4m/s（SW，1975 年 7 月 14 日） 。常风向 E、ESE 频率为 10%，次风向 N
10、E，ENE 频率为 8%，各风向频率见下表： 表表 2-12-1：各种风向频率表：各种风向频率表 风 向N N N E N E E N E E E S E S E S S E S S S W SW W S W W W N W NW N N W C 频 率 （%） 6788101055643344478 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 4 1949-1997 年本地区受台风影响共 110 次，平均每年 2.24 次。台风风力一般 6-8 级，最大 12 级；1987 年 7 号台风经过南通市附近，瞬时风速 20.0m/s。 2.2.42.2.4 冰雪冰雪 长
11、江水域终年不冻，陆域最大冻土厚 20cm，年平均降雪 6 天，多集中于 1-2 月间，最大积雪厚度 17cm。 2.2.52.2.5 雾与日照雾与日照 多年平均雾日天数为 30.9 天，年最多雾日数 60 天，最少雾日数 5 天，大雾 平均为 5.7 天，年平均日照数为 2223.3 小时，日照面分率 50%。 2.2.62.2.6 内河水位内河水位 丰水期（6-9 月）正常水位 3.6m，最高限制水位 4.4m，允许预降最低水位 2.6m（排涝前） ，枯水期正常运行水位 3.1m。 2.2.72.2.7 地下水位地下水位 市区地下水位基本与当地河网正常水位接近。 2.2.82.2.8 潮位潮
12、位 长江水位受海洋潮汐及径流丰、枯的影响，潮型为不规则半日潮。据天生港 验潮站多年观测，潮位特征如下表： 表表 2-22-2：天生港验潮站潮位特征：天生港验潮站潮位特征 潮 位 名 称 潮 位 （m） 备 注潮 位 名 称 潮 位 （m） 备 注 最高潮位7.081997.8.1910 年一遇低潮位0.66 最低潮位0.421959.2.2920 年一遇低潮位0.56 平均高潮位3.8650 年一遇低潮位0.44 平均低潮位1.97100 年一遇低潮位0.36 最大潮差4.01100 年一遇高潮位7.18 最下潮差0.00200 年一遇高潮位7.44 平均潮差1.93300 年一遇高潮位7.5
13、9 最大水位差6.66 2.2.92.2.9 潮汐潮汐 长江南通河段的潮汐属非正规半日潮，由于潮波受径流和河形阻力作用十分 明显，前波陡直，后坡平缓，涨潮历时短，落潮历时长。涨潮历时为 2 小时 10 分 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 5 -6 小时 40 分，平均历时 3 小时 32 分，落潮历时 7 小时 10 分-10 小时 30 分，平 均 8 小时 52 分。涨潮周期为 12 小时 24 分。 2.2.102.2.10 地震烈度地震烈度 本区按中国地震烈度表（1990 年）划定基本烈度为度。据江苏省地震年表 统计，15051949 年南通地区共
14、发生地震 16 次，一般强度在 5 级以下；1984 年 5 月 21 日南黄海洋面曾发生过 6.2 级地震，建筑物摆动明显。 2.3 地质地质 （见下页） 2.4 历史灾情和成灾原因历史灾情和成灾原因 2.4.12.4.1 历史灾情历史灾情 （1 1） 洪涝灾害洪涝灾害 每年汛期，南通市须下泄长江上中游 200 万 km2的洪水，大水年份，三面高 水压境，一面海潮顶托，内外水连通。每年八月份平均高潮 5.45m。据历史记载， 自宋至清 952 年间，长江水灾共发生 169 次，南通水灾共发生 80 次（宋代资料不 全；水灾次数偏少） ，平均每 10 年发生一次水灾。 建国后，南通市区共发生
15、3 次特大洪水。 1954 年洪水，当年四月进入汛期，4-5 两月形成底水丰满之势，6-7 月间全 流域发生大规模的降水，长江中下游各站在警戒水位以上持续时间 69-135 天，8 月达到最高峰，直到 12 月中旬才退净，南通 8 月 17 日（农历七月十九）长江水 位达到 6.13m。 1974 年洪水，由于受天文因素和十三号台风的影响，长江从镇江以东，各站 最高潮位均超过历史最高记录，突破了 1015 年以来的潮位记录，南通 8 月 20 日 （农历七月初三）凌晨，长江水位竟达到 6.38m，同时造成涌高 1.0m，为近百年 来少见，在洪水的袭击下江堤出现使几处滑坡，漏洞和塌陷，天生港和
16、XX 发生污 水倒灌，致使千亩农田受淹。 1997 年洪水，8 月 18 日，十一号台风袭击南通市，沿江风力 9-11 级，持续 36 小时，时值农历七月十八大汛潮，风雨潮三碰头，沿江水位均创历史最高，市 区二十八丈，八十六丈等地江堤均有不同程度的损坏。 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 6 表表 2-3：地质勘察报告：地质勘察报告 勘测编号勘测编号:2000-117 南南 通通 市市 区区 任任 港港 闸闸 工工 程程 地地 质质 勘勘 察察 报报 告告 附附 录录:01 工程名称:南通市 XX 闸一、标贯孔:个二、取土兼标贯孔:2个三、标准贯入:20次
17、结构类型:勘察日期:2000.10.2627总 深 :米总 深 :43.60米原状土样:19筒 层 数:提交日期:2000.11.01最大深度 :米最大深度:22.30米扰动土样:袋 完 成 工 作 量 一、概况一、概况 为调整南通市区内河水系，拟在原 XX 船闸处改建 XX 闸。原 XX 船闸净宽约 7.5m，闸室底板顶面标高为-1.30m 左右（吴淞高程、下同） ；拟建 XX 闸室净宽约 10.0m。勘察期间由于原 XX 船闸尚未拆除，给本次勘察带来较大困 难，孔位有所偏移。本次勘察共布设两个取土兼标准贯入试验孔，孔深分别为 21.30m、22.30m。本次勘察原位测试、室内土工试验及报告
18、编写是根据中华人民共和国国家标准水利水电工程地质勘察规范 （GBJ50287-99） 、 建筑地基基础设计规范 （GBJ7-89） 、中华人民共和国行业标准土工试验规程 （SL237-1999）组织实施。勘察期间测得地下水位为4.50m 左右。 二、岩土描述二、岩土描述 标准贯入试验 桩 基 参 数 预 制 桩钻孔灌注桩 层 底 标 高 层 厚 状 态 密 度 湿 度 N N 基底摩 擦系数 承载力 标准值 fk qsikqpkqsikqpk 层 次 成 因 年 代 土 层 名 称土 性 描 述 mm击击fkPakPakPakPakPa 备 注 1 ml Q4素填土 上部以灰褐色低液限粉土为主
19、，混砖屑，含植根，下部以灰 褐色低液限粘土为主，局部淤泥质，混灰色粉土质砂。 1.58 2.15 3.80 4.50 流动 软塑 不均湿饱和1.81.52.070 2-1低液限粉土灰色、青灰色，夹薄层灰褐色低液限粘土，水平层理。-1.854.00 流动 软塑 饱和5.55.06.00.30110 2-2 低液限粉土 与粉土质砂 低液限粉土灰色、青灰色，粉土质砂灰色，夹薄层灰褐色低 液限粘土，水平层理。 -2.123.70软塑 稍松 局部中密 饱和9.58.011.00.32130 3低液限粉土灰色、青灰色，夹薄层灰褐色低液限粘土，水平层理。 -2.82 -2.55 0.70流动饱和3.03.0
20、0.28100 4 粉土质砂夹 低液限粉土 灰色、青灰色，夹薄层灰褐色低液限粘土，水平层理。 -11.42 -11.15 8.60 软塑 可塑 中密 局部稍松 饱和16.811200.38170 5 al Q4 粉土质砂 灰色、青灰色，偶夹薄层灰褐色低液限粘土，含贝屑，水平 层理。 未见底未见底 密实 局部中密 饱和33.02937250 三、评价与建议三、评价与建议 经勘察表明：勘区属长江下游河口相冲积平原地貌，场地原为长江滩地，后经人工改造而成现今地貌。场地内地基土除层 2 外水平向变化基本一致。层 2 土性与强度水平向有一定差异，分为 2 个亚层（层 2-1 低液限粉土、层 2-2 低液
21、粉土与粉土质砂） 。层 1 素填土分布于场地内闸室、闸塘两侧，密实度不均，流动软塑，层厚较大；层 2-1 低液限粉土分布于 S1 号孔及附近场地，流动软塑，强度低，为中压缩性、中等渗透土层，层厚一般；层 2-2 低液限粉土与粉土质砂分布于 S2 号孔及附近场地，低液限粉土软塑，粉土质砂稍松为主，局部中密，强度一般，为中压缩性、中等渗透土层，层厚一般；层 3 低液限粉土流动，强度低，层厚较薄，为拟建 XX 闸地基的软弱下 卧层，是本工程的不良工程地质现象；层 4 粉土质砂夹低液限粉土中密为主，强度较高，为中偏低压缩性、中等渗透土层，分布于整个场地，层厚大；层 5 粉土质砂密实，局部中密，强度高，
22、为近低压缩性土层。 1、根据场地地基土的土性特征、颗粒组成及物理力学性质指标综合评价，场地土类别为中软场地土，建筑物场地为类场地。 2、层 4 为拟建闸的天然地基理想持力层，闸底板基底置于标高-2.80m 左右，地基土承载力标准值可按 fk=170kPa，基底摩擦系数取 f=0.38 设计。 3、层 2-1、层 2-2 及层 3 可作拟建闸天然地基，考虑到建筑场地地基土纵向及水平向变化，建议承载力标准值按 fk=100kPa，基底摩擦系数取 f=0.28 设计，同时要考虑地基土的不均匀沉降问题。 4、可采取挖除软弱土层至层 4，以粘性土料分层回填夯实至闸基础底标高，要求素土压实系数0.93。回
23、填土经检测合格后，地基土承载力标准值可按 fk=130kPa，基底摩擦系数取 f=0.28 设计。 5、本次勘察为初步勘察，布孔较少，并不能全面反映场地工程地质全况，建议 XX 船闸拆除后进行详勘。 一、一、正文正文1张张四、四、剖面图剖面图1张张七、七、 颗粒大小分配曲线颗粒大小分配曲线9张张 二、二、 工程地质成果总表工程地质成果总表1张张五、五、钻孔柱状图钻孔柱状图2张张副总工副总工 审审 核核 工程工程 负责负责 校校 对对 本报告共计本报告共计16张张 三、三、钻孔平面位置图钻孔平面位置图1张张六、六、 土工试验成果报告表土工试验成果报告表1张张 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行
24、性研究报告 南通市 XX 设计院 7 （2 2） 旱灾旱灾 南通历史上曾发生多次特大干旱，例如：宋绍兴六年（公元 1136 年）五月，明 成化六年（公元 1470 年）等，皆“民饥，人相食” 。 建国以来，发生一次特大干旱，1978 年仅降雨量 629.4mm，是常年的 58%，该年 7 月上旬无雨，7 月下旬雨量偏少，整个八月基本无雨，9 月上旬也无雨，且长江潮位 偏低，大部分农田靠电动抽水，农民生活用水困难。偏干旱的年份还有 1959、1966、1967、1971、1979、1988 年。 （3 3） 台风台风 台风（又称热带风暴）是发生在热带海洋上急速旋转的大气涡旋，在我国登陆的 台风每
25、年平均有七次，影响本市的台风有一、二次。 1951、1960、1977、1981、1984、1989 年等台风袭击我市，对江堤和房屋均有不同程 度的破坏。 （4 4） 其他灾害其他灾害 主要是龙转风和冰雹。几乎每年春夏之交都有发生，但范围小，影响不大。其他 季节也有发生。 2.4.22.4.2 成灾原因成灾原因 （1 1） 洪涝灾洪涝灾 南通每年 6-7 月，南方热带海洋的潮湿暖气流和北方南下的冷空气，在此上空相 遇，致使麦收季节阴雨连绵，汛期暴雨集中，往往造成洪涝并发，旱洪急转。同时上 游大量洪水过境，造成持续高水位，险情迭出。 江堤在洪水的袭击下，经常出现滑坡、漏洞和塌陷，甚至决口。对于病
26、险穿堤建 筑物，由于原设计防洪标准偏低，经过几十年的运行，工程严重老化，成为江堤抵御 洪水的薄弱环节。 （2 2） 旱灾旱灾 南通地处副热带北缘，受高空西风环流和太平洋副热带高压两种大气环流的影响 和控制，降水在时空上分布极不均匀。干旱主要是由于梅期短或空梅，出梅后处于副 热带高压控制下，连续高温、晴热少雨，加之长江上游来水量少，潮位低。工农业用 水没有保障。 （3 3） 台风台风 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 8 台风、暴雨侵袭之期适与大潮相遇则风潮肆虐，或风潮暴雨同时为灾，致使江堤 决口，潮水内灌，几成泽国，内河漫溢，田禾淹没，房屋漂毁，人畜伤亡。对
27、江堤险 工险段的除险加固就能限制台风灾害的扩大。 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 9 第三章第三章 工程建设的必要性工程建设的必要性 3.1 河道水系情况河道水系情况 3.1.1XX3.1.1XX 西闸在该水系地位及西闸在该水系地位及 XXXX 河概况河概况 XX 河为 XX 分片主要汇水入江河道，XX 船闸是其唯一的入江控制口门。该河道弯 曲，原主要用于航运，现由于下游 XX 大桥的新建，割断该航道，XX 船闸以完成历史使 命。沿江两岸盖了不少工厂企业，无法拓宽。XX 河原设计标准如下表所示： 表表 3-13-1：XXXX 河设计标准河设计标准 名 称
28、全 长 （km） 底 宽 （m） 口 宽 （m） 边坡 河底高程 （m） 占地面积 （亩） 水面面积 （亩） 库容 （万 m3） XX 河3.815391：31.6222.2168.438.5 XX 分片水系各级河道示意图：(附图 02) 3.1.23.1.2 社会经济发展状况社会经济发展状况 （1 1） 现状现状 南通市以轻纺为主体的化工、医药、机械、电力、电子、建材、船舶等多种门类 相配套的港口、工业、贸易城。是一个资源比较丰富、经济发达的地区。十一届三中 全会以来，我市认真贯彻改革开放的政策，加大改革开放的力度、调整产业结构，大 力发展商品经济、社会事业和经济建设，取得显著的成绩，199
29、9 年我市国内生产总值 达 670.44 亿元，人均国内生产总值 8523 元，财政收入 41.62 亿元，其中市区国内生 产总值 134.81 亿元，人均国内生产总值 20969 元。 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 10 （2 2） 规划规划 根据南通市国民经济发展规划到 2010 年，要把南通建设成为经济发达、社会文 明、设施完善、环境优美的现代化港口、工业、贸易、旅游城市。2010 年国内生产总 值达 2880 亿元，南通市区面积将从 1999 年的 224km2，扩展到 2010 年的 440km2，市区 人口将从 1999 年的 64.6 万人
30、发展到 100 万人。 3.2XX 船闸目前存在的问题船闸目前存在的问题 3.2.13.2.1 原原 XXXX 船闸不能满足江堤达标建设的要求船闸不能满足江堤达标建设的要求 根据江堤达标建设的要求，市区段江堤达标顶高程为 9.23m，由于历史条件的限 制，现不能再对其防洪高度进行加高。加上该航道已被上游 1km 处公路桥截断，已无 需通航可能，故考虑拆除重建。 3.2.23.2.2 原原 XXXX 船闸抗滑、防渗不能满足安全使用的要求船闸抗滑、防渗不能满足安全使用的要求 根据江海达标建设的标准及该闸所处的地理位置，XX 船闸长江侧水位代表站为天 生港站，参照天生港的水位资料，确定 XX 船闸加
31、固复核水位组合。对 XX 船闸进行防 渗稳定安全核算，结果如下表 表表 3-23-2：原闸身防渗计算成果：原闸身防渗计算成果 工 况外江侧内河侧HL（m）CC 设计7.183.603.5830.0 8.38 正向 校核7.443.603.8430.0 7.81 设计0.443.102.6630.0 11.28 反向 校核1.244.403.1630.0 9.49 12 表表 3-3：原闸身抗滑复核计算成果：原闸身抗滑复核计算成果 工 况水位组合计入拖重 K 值计入齿坎作用 K 值K 设 计 H上=3.60m H下=7.18m 0.991.091.30 校 核 H上=360m H下=7.44m
32、0.931.041.15 表表 3-4：地基反力核算结果：地基反力核算结果 核算指标MAX（t/m2）MIN（t/m2）mm 核算结果6.393.971.611.5 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 11 根据表 3-2、表 3-3 和表 3-4 可以看出，老闸在防渗、抗滑地基反力不均匀系数全 部不满足规范要求。 3.2.3 原船闸闸身构件强度不能满足设计要求原船闸闸身构件强度不能满足设计要求 根据对原船闸观测，该闸存在以下问题： （1） 、上闸首底板不均匀沉降差约67cm。下闸首底板与消力池分缝拉开 约 3cm。 （2） 、闸墩、公路桥墩砼碳化深度最大45
33、.0mm，公路桥表面砼剥落，结构 实际已损坏。 （3） 、钢闸门锈蚀，局部厚度仅及原设计的一半，并且标准偏低。 （4） 、公路桥严重损坏，于 95 年封死至今，致使该路段交通状况极差，已严重 制约该区域经济的发展。 3.3 工程建设的必要性工程建设的必要性 3.3.13.3.1 江堤达标建设的需要江堤达标建设的需要 根据江苏省水利厅文件关于我省长江远期防洪（潮）设计水位及沿线建筑物设 计标准的通知苏水计（1997）210 号，XX 船闸由于运行年代已久，工程严重老化， 防洪高度，闸室防渗长度，抗滑稳定不能满足安全使用的要求。 3.3.23.3.2 改善城区排涝的需要改善城区排涝的需要 根据南通
34、市城区河道整治规划报告 ，XX 片现状范围为人民路以南，XX 河以 北，跃龙路以西至长江边区域。由于该片无出江涵闸（XX 船闸无消能防冲设施，仅靠 输水廊道排水） ，其涝水经战胜套闸过虹桥新村入姚港片出江；不仅加大姚港片排涝负 担，而且排涝路线不畅。 同时根据南通市城区河道整治规划报告 ，南通市主城区排涝标准采用 50 年一 遇 24 小时面雨量 245.7mm，雨后一日排出。 3.3.33.3.3 改善城区河网水质的需要改善城区河网水质的需要 XX 河直接接纳沿岸居民生活污水及厂企污水，各项指标 CODcr、CODmn、NH3- N、挥发酚等全面超标，均超类水，水色褚黑，臭味波及甚远。根据南
35、通市城区河 道整治规划报告 ，改建 XX 船闸，实现引江净水置换污水，经置换后水质可达类。 3.3.4 改善区域交通的需要改善区域交通的需要 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 12 XX 闸新建后，现拟布设公路桥一座，对改善该区域交通条件和活跃经济起着积极 的作用。 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 13 第四章第四章 工程任务和规模工程任务和规模 4.1 排涝范围排涝范围 根据南通市城区河道整治规划报告 ，XX 片现状范围为人民路以南，XX 河以 北，跃龙路以西至长江边区域。近期排涝面积 4.4km2，远期面积达到 8.
36、88km2。 4.2 排涝标准排涝标准 （1 1） 各种历时暴雨频率分析计算各种历时暴雨频率分析计算 根据南通市区雨量站（节制闸水文站）的多年观测点雨量代表主城区 69.03km2的 面雨量，分析计算各种历时的（1、6、12、24 小时）不同频率的最大降雨量。选取计 算系列为 1970-1999 年共 30 年、各种历时最大降雨量的统计特征值如下： 1 小时最大降雨量多年平均值 X=46.9mm，Cv=0.93，Cs=1.56 6 小时最大降雨量多年平均值 X=74.2mm，Cv=0.34，Cs=1.19 12 小时最大降雨量多年平均值 X=91.0mm，Cv=0.46，Cs=1.80 24
37、小时最大降雨量多年平均值 X=108.7mm，Cv=0.46，Cs=1.50 南通市主城区 124 小时不同频率最大降雨量分析计算结果见下表 表表 4-14-1：南通市主城区：南通市主城区 1 12424 小时不同频率最大降雨量分析计算结果见下表小时不同频率最大降雨量分析计算结果见下表 频率P（%） 特征值 时 段 XCvCs 125102050 1小时46.90.391.56108.397.682.571.365.642.2 6小时74.20.341.19153.6140.2122.4108.392.869.7 12小时91.00.461.80237.5210.2173.8146.5117.
38、879.2 24小时108.70.461.50275.0245.7206.5175.0143.496.7 （2 2） 、径流系数的分析与拟订、径流系数的分析与拟订 根据城市发展规划，到 2010 年城区面积将由 224km2，发展到 440km2，XX 分片届 时将全部实现城市化，即城区房屋、道路将占主导地位，设想达到 60%，河流水面面积 6.5%，公园绿地占 8%，加权计算得径流系数为 0.736，取 0.74，径流分析系数见下表。 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 14 表表 4-24-2：南通市主城区径流系数分析：南通市主城区径流系数分析 下垫面名称
39、 下垫面积 /总面积 径流系数 部分径流 系数 说 明 水 面0.0650.980.064扣除雨期水面蒸发 房屋、砼沥青路面0.600.900.540 大块石和沥青表面处理路面0.1450.600.087 外铺砌土路面和边缘零星地0.100.300.030 公园和绿地0.080.150.012 山 地0.010.250.003 合 计1.000.736 取 用0.74 （2 2）设计洪水过程线）设计洪水过程线 排涝标准与设计面雨量排涝标准与设计面雨量 根据防洪标准（GB50201-94）2.0.1 城市等级和防洪标准，南通市主城区的防洪 标准为 10050 年一遇洪水，城市排涝标准按水利部意见
40、参照防洪标准执行。确定我 市主城区排涝标准采用 50 年一遇 24 小时面雨量 245.7mm，雨后一日排出。 设计雨型设计雨型 选用 1970 年 7 月 12 日一场暴雨超过 24 小时，最大 24 小时降雨 264.7mm 与 P=2% 的设计降雨量 245.7mm 相近，经倍缩比缩小的 P=2%诼时降雨过程线（如图 03） 。 设计汇流过程线设计汇流过程线 XX 分片属于平原水网地区，河道纵横交错，且主城区有大量的雨水管和污水管， 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 15 水流情势复杂，加之沿江涵闸排涝时又受闸下潮位的限制，要择时开闸排水，因此一 般情
41、况下难以形成一个汇流过程线。鉴于上述诸多原因，本次汇流过程线采用推理公 式绘制即： 计算得洪峰流量（t=1 小时，T=3t） 。流量过程线采用三角形概化过程线法， 涨洪为一小时，落洪为二小时。 以此类推。最后得出于 4 小时暴雨过程线相应和流量过程线即为汇流过程线，该 法未考虑河长、坡降及河流形状。XX 片汇流过程线如图 04。 ）集水面积（ ）小时暴雨量（ 径流系数式中： 2 74 . 0 278 . 0 kmF mmP PFQm 233 22 11 2 . 0278 . 0 12 . 0278 . 0 278 . 0 QmFPQ QmFPQ FPQ m m m ）（s/m 0 . 72Q
42、3 max 图04：任港片汇流过程线 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 0123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 时段（t=1小时） 流量（m3/s） 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 16 4.3 设计排涝潮型设计排涝潮型 4.3.14.3.1 基本假定基本假定 XX 片排涝较频繁的时间是梅雨期和台风暴雨期，该期跨越 6-9 月四个月，设计排 涝时遭遇此期间平均低潮位。 4.3.24.3.2 排涝潮型的拟订排涝潮型的拟
43、订 对天生港验潮站 1970-1999 年 6、7、8、9 月月平均低潮位进行计算的此期间月 平均低潮位为 2.43m，参照天生港站 1998 年 6 月 17 日（小汛）及 1996 年 7 月 6 日 （大汛）的低潮位均接近 2.43m，并以此为典型，绘制出排涝潮位过程线（图 05） 。 4.4 闸孔尺寸的确定闸孔尺寸的确定 4.4.14.4.1 排涝孔径排涝孔径 拟建 XX 西闸底板高程1.0m，采用上游水位3.6m（正常水位） ，过闸落差 0.2m，过闸流量 72.0m3/s，根据水闸设计规范 ，其孔径大小按堰流公式确定： 堰流淹没系数 流量系数 ）头（计入行进流速的堰上水 ）过闸流量
44、（ ）闸孔宽度（式中： m mH s/3mQ mB Hg2m Q B 0 0 2 3 0 0 附图05：天生港设计排涝潮型 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 2345678910111213141516171819202122232425 （时间1996年7月6日农历5月21日） 时段（t=6h） 流量（m3/s） 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 17 计算需孔径需 B0=8.8m。 采用最高限制水位4.4m，过闸落差 0.2m，计算得 B0=8.3m。 综合以上计算成果取用 B0=9.0m 在选定排涝潮型和考虑上游汇流影响得前提下，对 XX 西闸的
45、排水能力进行演算， 该规模完全满足设计排涝要求。 4.4.24.4.2 河道水力计算河道水力计算 感潮河网地区的排涝计算，河道水力要素随时空而异，为简化计算，现假定水流 为均匀流，采用曼宁公式： 式中：n糙率，根据我市几条沿海河道的实测资料 n=0.025 过水断面面积（根据原河道竣工标准） 水力半径 水力坡降，1/10000 4.4.3 流速校核流速校核 对于我市沿江地区的河道，不冲流速控制在 0.70.9m3/s 之间，不淤流速控制在 0.20.3 m3/s 之间；但由于我市沿江地区上下游河床枯节淤积较严重，考虑到利用汛期 洪水冲淤是可行的，同时参照近几年实际运行的情况来看，将流速控制在
46、0.9m3/s 左右 是比较合理的。 4.5 工程的综合利用工程的综合利用 XX 西闸建成后，可以在防洪、排涝、交通、改善水质等方面发挥重要的作用， 其中挡潮、排涝居主要地位，在此前提下考虑满足交通等方面的要求。 4.5.1 防洪防洪 建国以来，台风和高潮影响市区江堤次数达 22 次，数次冲跨江堤，以致人民的 生命和财产遭受巨大的损失。根据江苏省水利厅苏水管199783 号文关于我省长江 远期防洪（潮）设计水位及建筑物设计标准的通知 ，南通市堤段防洪高程为 9.23m； 3 2 Ri n 1 Q （闸河配套）经计算：s/m 0 . 72s/m 0 . 75Q 33 ) s/m(84 . 0 6
47、 . 85 0 . 72 A Q v 3 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设计院 18 为了防止波浪的冲刷破坏，外江侧采用灌砌块石护坡。 4.5.2 除涝除涝 建国以来，1949、1954、1979、1991 年等十次洪涝灾害，平均每五年发生一次， 主要南通地区普降暴雨，病险涵闸不能及时排水，导致市区积水，从而造成涝灾。根 据南通市区的规划要求，排涝标准必须达到五十年一遇，利用实测的降水资料进行频 率计算，确定 XX 西闸闸孔总净宽为 9m。 4.5.3 交通交通 原 XX 船闸下游侧布置一座公路桥，但由于该桥已使用三十几年，已破损不堪， 九五年封死至今，所有车辆必须绕道而行，现配合水闸的改建布设一座公路桥，以期 缓解该地区的交通压力。 4.5.4 改善水质改善水质 XX 河两侧沿程排放工业污水较多，其水质较差，同时鉴于目前南通市污水处理 率仅有 20%，每年春季必须大引大排改善水质，改善市区水环境，这就要求 XX 西闸 必须保障一定的过流能力。 南通市区 XX 船闸除险加固工程可行性研究报告 南通市 XX 设