河道综合整治工程初步设计

第一章 综合说明

第一节 工程概况

某河流域位于A东南部的B市，地理坐标为东经121°11′-121°51′，北纬36°42′-37°07′，发源于C村东北，流经等镇，于镇村以南2公里的地方流入黄海的浪暖口，全长69公里，流域面积652平方公里，其中，在A境内长43.9公里，流域面积443.3平方公里。整个流域呈叶状，其中山区约占15.4%，丘陵占49.2%，山间平原及滨海平原占35.4%，本流域内主要最大流域宽度21公里，平均流域宽度12.5公里。

全流域共有14条支流，其中有3条一级支流，自上而下为薛家沟：长155.5公里，流域面积平方公里；老清河：长28公里，流域面积100平方公里；坦埠沟：长15公里，流域面积39.7公里。

受A市水利局的委托，我公司对某河河道治理工程，进行了初步设计，编制完成了《A市某河河道治理工程初步设计报告》，报告主要包括以下主要设计内容：

1、从浪暖口向上游至坦埠村新建堤防20.52公里；

2、从浪暖口向上游至坦埠村河道清障排淤10.26公里。

第二节 工程建设缘由

某河是贯穿C、A、D三市防洪工程的主干河道，属于典型的雨源型山洪河道，具有暴雨集中、源短流急、涨快退速等特点，目前河道内淤积严重，杂草丛生，沙丘遍布，并逐

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年向上游推进，同时人为侵占河道、拦河造地、河道挖沙现象也较为普遍，严重地影响了河道的行洪排涝能力，沿岸堤防已远远达不到二十年一遇防洪标准。如今沿河两岸已有20多万人口，跨河两岸已有桃威铁路、309国道及青威高速公路从中通过，为促进当地的经济发展起到了不可估量的作用，一旦发生水灾，其危害后果将十分严重。历史上曾给两岸几十万人口及当地工农业生产造成多次灾难，成为危害沿岸人民生命财产安全，制约当地经济发展的重大隐患。因此，无论从广大人民群众的迫切愿望出发，还是从关系到国计民生的大局出发，从根本上消除洪灾隐患，保护沿河两岸人民免受洪涝灾害，促进当地经济发展，维护社会安全稳定，改善环境，加速某河的彻底根治，完善整个流域的防洪工程体系建设，极为重要，势在必行。

第三节 设计依据及设计标准

一、文件依据

1、项目建设单位关于编制本项目设计文件的委托书；

2、国家有关法律、法规、方针及产业和投资；

3、现行有关技术经济范围、标准和定额资料；

4、项目建设单位提供的有关基础资料。

二、执行的主要规范、规程

1、《水利水电工程初步设计报告编制规程》DL5021-93；

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2、《防洪标准》GB50201—94；

3、《堤防工程设计规范》GB50286—98；

4、《山东省防潮堤工程若干技术问题暂行规定》；

5、《水利水电工程施工组织设计规范》（SDT338—）；

6、《水利建设项目经济评价规范》（SL72—94）；

7、《水利水电工程环境影响评价规范》（试行）。

8、其他有关规范、规程。

三、设计标准。

（一）防洪标准

根据《防洪标准》GB50201-94，确定本工程设计洪水标准为二十年一遇洪水设计。

（二）工程等别

根据《防洪标准》GB50201-94和《堤防工程设计规范》GB50286-98，该工程等别为Ⅳ等，主要建筑物为4级。

（三）地震

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根据《国中地震动参数区划图》（GB18306-2001实施），查得本工程地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.35s。

第五节 工程建设内容

1、桩号0+000~10+260段两岸堤防加高加固；

2、桩号0+000~10+260河道清障排淤。

第六节 主要技术经济指标

一、主要技术指标

二十年一遇设计堤顶高程9.6~10.63米。

二、工程量及投资

本工程，共需完成土方开挖128.25万立方米，河道筑堤5078.66立方米。全部工程概算投资301.47万元，其中建筑工程205.76万元，临时工程30.92万元，其它费用37.39万元。

三、经济评价

该项目经济内部收益率为34.02 %，经济净现值457.18万元，经济效益费用比为2.62，由此可以看出，各项指标均满足规范要求，人国民经济角度分析，该工程是合理可行的，社会效益和经济效益是非常显著的。

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四、工期安排

计划2004年1月开工，2004年4月竣工，工期4个月。

第二章 项目区基本情况

第一节 工程区概况

一、自然地理位置

拟建工程位于A市某河中下游、从入海口浪暖口向上至坦埠村10+260公里处。某河位于北纬36°58'～３7°20'，东经120°05'～121°40'，发源于昆嵛山西麓C区曲家口村东北的某口，从C区的莒家庄、水道两乡镇向南流经A市境内的下初、冯家、南黄镇和D市境内的小观等乡镇，于浪暖口入黄海。干流全长69公里，流域面积652平方公里，14条支流中较大支流有老清河（F=100KM2），薛家沟（F=KM2），坦埠沟（F=39.7KM2）。整个流域呈叶状，最大流域宽度21公里，平均流域宽度12.5公里。流域内有两座中型水库，即位于C境内的瓦善水库和位于A市冯家镇境内的花家疃水库。

二、地形地貌

某河流域内山脉为昆嵛山系，多为东南走向。其中山区丘陵占大部分，上中游一带地势较高，坡度陡，下游及河口一带地势平坦且低洼。其地貌特征为：山区约占15.4%，丘陵占49.2%，主要分布于中上游一带，下游及河口一带的山间平原及滨海平原占35.4%，为本流域内主要的耕作区。

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三、水文气象

某河流域地处北半球中纬度地区，属暖温带东亚季风区性气候，四季变化明显，但受海洋气候影响，与同纬度内陆地区相比，具有冬暖、夏凉、春冷、秋温及温差小等特点，但风偏大、偏多。区内的气温、降雨、风况情况如下：

1、气温

项目区年平均气温11.4℃，最高气温38.4℃，最低气温－25.5℃。年内各月最寒冷的月份是一月，平均温度为－2.6℃，温度最高是八月份，平均温度24.9℃。多年平均无霜期221天。历年最大冻土深60cm。

2、降水

项目区多年平均降水量为723mm，降水量年内分配不均。一是年内、年际变化较大，年内降雨往往集中在7—9月份，降水量占全年总降水量的70%以上，降水量年际变化也较大，建国以来降雨量最多的年份是19年，降水量1506.7mm，最小年份是1999年，降水量355.88mm，河水受降雨影响，暴雨季节河水猛涨，雨季过去，水量明显减少，遇大旱及枯水季节则常发生断流干涸。二是地区分布不平衡，自北向南呈递增趋势。本区降水量年际变化幅度较大，多集中在7、8、9三个月，约占全年降雨量的75%。

3、风况

项目区属于东亚季风区，区内季风盛行。冬季受西伯利亚高压气团控制，盛行偏北风，风力较大；夏季受太平洋暖气团控制，多偏南风，一般情况风力比冬季小，而台风也出现

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在这一时期，往往对沿海造成风暴潮灾害。该地区多年平均风速4~6m／s，从年内时空分布看，春季3~5月份风速较大，一般风速5~7m／s，6~8月多偏南风，8~9月份时有台风发生，台风的风力强大，是风暴潮灾害多发季节，冬季偏北风多，平均风速一般在4~7m／s。

4、海浪

入海口地处黄海区，风浪与涌浪出现频率相近。夏、秋季浪高较大，台风是引起大浪的主要天气系统。波浪周期与台风浪周期相对应，涌浪在冬季最强，风浪高度在1~3m。

5、潮汐概况

沿海潮汐主要由太平洋潮波经东海传入的协振潮控制。潮汐属于不正规半日混合潮型，一次海潮历时12小时24分。根据A口潮位站测得的资料，多年平均最高潮位2.543m。

四、社会经济概况

某河流域辖C的莒格庄、水道和A的下初、冯家、南黄及D市的小观等六个乡镇，流域控制面积652平方公里，总人口22.3万人，其中农业人口20.97万人，耕地28.84万亩，农民人均纯收入24元，流域内农业以粮食、花生、蚕茧、蔬菜及畜牧业为主，工业以轻工产品为主，流域内工、农业总产值25.9亿元。

第二节 河道防护范围

本河道防护范围系根据若无防洪设施，洪水泛滥所造成的淹没面积而定。因河道中上游主要为山区，下游段地势相对开阔平坦，因此主要的淹没区在下游段。据此计算出某河

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淹没面积为65平方公里（清水河段淹没宽度为750~2000米，水深1~1.5米；清水河与某河交界处至入海口段淹没宽度为1~11公里，水深1.5~2米之间），淹没耕地5万亩，淹没3个乡镇45个村庄，人口7.5万，淹没桃威铁路3.3公里，潍石公路4.5公里，损失工农业总产值3.5亿元。

第三章 设计洪水分析计算

第一节 基本资料的收集整理和分析

某河发源于C昆嵛山的某口，干流全长69公里，流域面积652平方公里，较大支流有老清河（F=100KM2），薛家沟（F=KM2），坦埠沟（F=39.7KM2），本流域有中型水库两座，即位于C境内的瓦善水库和位于A市境内的花家疃水库。

由暴雨资料推求设计洪水，某河流域选用雨量站4处，见下表。计算系列也均大于30年，所有水文资料都摘自水文年鉴及水文系统水文整编成果，为本次初设提供了可靠的基础资料。

某河雨量站一览表

站名

编号

观测场地点

设立日期

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实测资料年限

水道

C水道村

1965.6

38

莒格庄

C莒格庄村

1967.6

36

冯家

A冯家村

1965.6

38

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南黄

A南黄村

1958.5

45

第二节 设计洪水计算

本流域设计洪水计算采用由设计暴雨推求设计洪水。

一、本流域有中型水库两座，因其流域面积较小，且无实测暴雨资料，因此作为无实测资料地区计算

从《山东省大、中型水库防洪安全复核洪水计算办法》（以下简称《办法》）中的“山东省多年平均二十四小时暴雨等值线图”和“山东省最大二十四小时暴雨变差系数等值线图”上，查流域中心多年平均二十四小时点雨量、变差系数，然后由流域面积查点、面换算系数，即可求出多年平均二十四小时设计面雨量，三日设计雨量可由H3=KH24式求得，K取1.25 。

二、本流域河道有实测的雨量资料，其面雨量均值、CV值计算如下：

1、暴雨资料的选取及系列的生成根据水文年鉴和近几年水文资料整编成果，先统计各

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单远24小时、3日年最大面暴雨量，具体方法是对各选定的雨量站，6-9月逐日求平均降雨量，然后滑动挑选年最大24小时、3日面雨量，各计算单元统计系列及选用雨量站见下表：

某河设计暴雨统计系列及选用雨量站表

计算单元

统计起迄年限

系列长

选用雨量站数

资料站年数

瓦善-清水河

1957-2003

45

1-3

105

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清水河

花家疃-浪暖口

1958-2003

44

1-2

73

2、频率计算求面雨量均值、CV值

应用上述统计系列分别计算各个系列均值、CV值，取CS=3.5 CV适线 。适线时重点考虑中、上部点据，设计采用的均值与计算值基本一致，设计CV值一般比计算值偏大。

3、设计暴雨

求得流域各资料系列均值、CV值后，查P-Ⅲ型曲线表可得到不同频率的KP值，由XP=KPX可求得各种设计频率的年最大24小时、最大3日设计面雨量，本流域上的中型水库防洪标准近期按50年一遇设计，1000年一遇校核，远期按50年一遇设计，2000年一遇校核。考虑到下游河道防洪要求，增加10年一遇、20年一遇设计标准。河道设计断面防洪标准，近期按10年一遇设计，远期按20年一遇治理。河道上各控制单元设计暴雨计算结果见表3-1，中型水库设计暴雨计算结果见表3-2。

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4、设计净雨量计算

先将设计暴雨按三日降雨雨型进行日程分配，公式为：

第一天降雨量H1=0.35(H3日-H24)

第二天降雨量H2=0.65(H3日-H24)

第三天降雨量H3=H24

然后推求每天相应的设计净雨，采用《办法》中提供的暴雨-径流适用范围表及P+Pa-R关系曲线，第一天Pa 用设计值，第二、第三天Pa由前一天降雨及净雨连续计算，即Pai+(Pi-Ri)，求出设计频率下的逐日净雨量。详见下表。

某河设计净雨频率计算成果表

控制

断面

设计暴雨期

不同频率设计净雨（mm）

10年一遇（P=10%）

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10年一遇（P=5%）

瓦善-清水河

24小时

168.4

207

3日

198.8

246.1

清水河-浪暖口

花家疃-浪暖口

24小时

169.2

208.2

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3日

202.1

250.1

瓦善-9+700

花家疃-9+700

24小时

162.8

201.7

3日

196.6

243.4

5、设计净雨时程分配

本次分析计算，河道各计算单元雨型分配采用《办法》中提供的胶东地区二小时雨型表，分别计算出其不同设计净雨分配过程。

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三、设计洪水计算

1、单位线计算

采用《办法》中瞬时单位线法，根据产流计算中求得的逐日设计净雨、有效净雨历时、流域面积、干流坡度等参数，用公式M1=0.196F0.33J-0.27R-0.2Tc0.17可求出每日的瞬时单位线参数M1，由M1查《办法》中的单位线表，经面积放大（或缩小）即可求得汇流计算所需的时段单位线。

2、设计洪水计算

由设计净雨过程及求得的时段单位线，用单位线推流的方法，求设计频率下的设计洪水过程线，推流时按《水文图集》提供的依据，按流域面积大小，每100km2加基流1 m3/s。本流域设计洪水，是根据单一流域设计洪水计算方法，对中型水库和区间流域分单元分别进行相同设计频率的单元设计洪水计算，然后对水库进行调洪演算，将出库洪水与下游区间洪水错时段迭加，错开时段长根据洪水在河道中演进速度来确定，求出下游控制断面的设计洪水过程，从中摘取最大洪峰流量即为本次求得设计洪水，计算成果见下表。

某河各控制断面不同频率设计洪峰流量

断面名称

流域面积(km2)

不同设计频率洪峰流量（m3/s）

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10年一遇

20年一遇

西庄

156.8

790

1006

清水河上

296.3

1410

1770

21+900

401

1807

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2326

9+700

585.7

2290

2800

浪暖口

652

2670

3250

第三节 设计洪水计算成果合理性分析

一、由暴雨资料推求设计洪水

将有实测雨量资料地区的面雨量均值、Cv值计算结果与《山东省多年平均二十四小时暴雨等值线图》和《变差系数等值线图》对比分析，计算的面暴雨均值与等值线图上查算值及中型水库“三查三定”成果非常接近，且符合自北向南递减的规律，计算的面暴雨系列变差系数均比等值线图上查算值偏小，分析其原因，查算的Cv值为点暴雨量的变差系

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数，点Cv应比面Cv大，频率计算配线时，采用Cs=3.5Cv，效果也非常好。此外，同一流域不同时段暴雨量均值随着历时增加而增加，相邻流域的暴雨均值变差系数也非常接近。

本法采用的降水径流关系，与实际情况有些出入，选出的几个大洪水典型年进行分析，由其暴雨查径流深与实测洪水径流深比较，只有个别年份略偏小些，其它各年皆偏大。另外，净雨分配采用的是可能最大暴雨的雨型，最大一日净雨（三日净雨的80%）集中分配在第三天，与实际雨型分配不甚相符，一日洪量偏大比例明显大小三日洪量偏大比例。因此，本法计算的洪峰、洪量设计值偏大，但从防洪角度出发，应采用对工程安全较为不利的设计值。

二、调洪计算成果

根据水文分析计算提供的各种标准的设计洪水，在泄流建筑物类型及尺寸已定的情况下，通过蓄泄调节计算，求出水库防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位、校核洪水位对应的最大泄量，对水库现有各项防洪指标进行校核。

本流域上的花家疃水库为有闸门控制，计算时考虑了下游河道防洪安全泄量q安，以《山东省大、中型水库三查三定资料》中确定的起调水位为准，根据水量平衡方程：

（Q1+Q2）*ΔT/2-（q1+q2）*ΔT/2=V2-V1

式中：Q1 、Q2--时段ΔT始、末的入库流量，m3/s;

q1 、q2--时段ΔT始、末的出库流量，m3/s;

V1、V2--时段ΔT始、末的水库蓄水量，m3/s;

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ΔT--计算时段，S。

水库溢洪道泄流能力，即水位-库容泄量关系曲线，求出两座水库不同标准设计洪水所对应的最高库水位和最大下泄流量，见表3-3。

第四节 设计洪水成果及复核

某河曾于1975年由烟台、D、A三市县水利局联合进行过初步的规划设计，当时计算的入海口断面洪峰流量为1940m3/s，而本次为3250 m3/s，相差很大，分析原因有以下两点：

1、本流域的四个雨量站为58年-65年间才设立，因此选用的系列短，代表性差，而本次选用系列长达40多年，代表性好，因而计算结果精度高。

2、其他控制断面流量计算采用经验公式

Qx=(Fx/Fo)0.5Qo,因公式本身过于简单，用于河道防洪设计计算精度差，准确性低。

第四章 工程地质

一、工程地质

某河流域内分布最广的岩层是白垩纪的火成岩和震旦纪及此前形成的变质岩系，主要分布于中、上游地区，下游为第四纪沉积所覆盖，尤其是河口一带，因经常受海潮的影响，

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因此是深度较厚的海泥淤积。低山出露的岩性主要为花岗岩，风化剥蚀剧烈，岩层坚硬完整，含水层主要是风化裂隙带，厚度一般在0~15m；丘陵地带主要岩性为花岗岩、变质岩和沙岩，变质岩因受多次构造影响，裂隙充填密实，富水性差；平原主要是某河下游两侧形成的冲积平原，出露的主要岩层为胶东群马村组蔡官屯组的黑云斜长角闪粒变岩以及古生代r2D花岗岩，由于受地形地貌的影响，含水层一般在4~６m ，由于土壤空隙率大，连通性好，富水性较好。

二、水文地质

某河流域内山区、丘陵占大部分，上中游地下水位较高，主要分布于火成岩中的裂隙水或孔隙泉，下游地下水则分布在第四纪松散的沙土和沙壤土中，为浅层水，水量较丰富。

三、项目区工程地质与水文地质情况

该处出露的岩层为胶东群马村组菜官屯组的黑云斜长角闪粒变岩以及古生代的γ2D花岗岩，属含水性差透水微弱、强风化的古老岩层，其风化层厚度一般在５～２0米之间。拟建项目处为山前洪冲积开阔平原，属古陆台背斜区，河道宽浅，砂层分布厚度较大，平均厚度7米左右，地下水储存条件好，降雨入渗系数大，补给速率快且补给量大，是地表水、地下水较富集的地区。

第五章 工程现状及存在的问题

第一节 工程建设回顾

某河的初步治理始于四十年代，当时主要是在下游东岸D市的小观一带修筑河堤以防

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洪水漫溢，五十年代又断断续续地修建了一些小堤，六十年代中期D市又进行过较大规模的整修加固，1974年A市按二十年一遇的标准对该河部分河段进行了治理，工程于1976年完成，共投工300万个，投资70万元；1975年由烟台市水利局、A县水利局、D县水利局三方联合组成领导班子，对某河进行了全面的勘测规划，编制了治理设计方案。但由于当时A、D两县对此规划方案意见不统一而未能实施，1991年8月A市水利设计院按二十年一遇的洪水标准又进行了统一规划，由于投资较大，再加上其它原因，某河的治理也未能实施，河道的防洪能力正逐步下滑。

为拦蓄兴利及减少中下游洪涝灾害，1970年在上游C境内兴建中型瓦善水库一座，可控制流域面积35平方公里，水库于1977年3月竣工。另一座中型花家疃水库建于某河支流清水河中游，可控制流域面积81平方公里。水库于1970年5月开工兴建，8月主体工程大坝、放水洞、溢洪道竣工。1973年建成溢洪闸，将粘土心墙加高1.2米，并将大坝背水坡进行了培土加固，以后陆续对水库除险加固建设，直至1995年结束。

第二节 主要洪涝灾害及成因分析

由于历史的原因，某河从未得到过系统完善的规划和治理，所以基本无防洪能力可言。据历史记载，仅在1940年~1953年间，南黄、下初及小观三个乡就发生4次洪水漫溢，3次决口，造成10多万亩农田被淹，几千间农屋倒塌，直接经济损失100多万元。1974年8月，一次降雨仅106毫米，即造成险工28处，长2680米，D、A的4个公社82个村庄受灾，水淹面积达6.4万亩，粮食减产853万斤，有2050户进水，倒塌房屋158间，潍石、青威公路分别有两处被洪水冲断。1976年8月，位于D北某河支流上的金花桥（2米*24孔）被洪水冲垮，5处决口，造成3个村庄淹房600多户，淹地1万多亩，绝产5000亩。1981年8月，小观乡发生决口，有3个村庄的500多户农房进水，淹没耕地15000亩，绝产8000亩，小观乡扬水站全部被淤，经济损失10多万元。详见表5-1。

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由此不难看出：洪水不仅给人民的生命财产造成了严重的损失，而且对各市的经济发展也产生了极其不利的影响，因此搞好河道治理的建设是一件利国利民迫在眉睫的事情。

总结历年来的洪涝灾害情况，我们认为某河洪涝灾害产生的原因主要有以下几个方面：一是流域地处丘陵，地形起伏，河床比降大，遇到大雨时易形成山洪暴发，造成洪涝灾害。二是流域内山体岩石裸露，土层覆盖比较薄，雨水渗透量较少，易形成径流，产生洪涝灾害。三是沿海风雨易同时发生，形成暴雨，产生洪涝灾害。四是年降雨量时空分布不均，年际变化大，降雨大都集中7-8月份，易形成洪涝灾害。五是资金投入不足，导致工程未得到有效的治理，防洪能力下降，遇大雨易产生洪涝灾害。

第三节 工程存在的主要问题

某河全长69公里，几十年来，为沿岸地区在防洪、供水、农业灌溉等方面，发挥了重要的社会效益和经济效益，为沿岸地区经济及农业发展做出了重大贡献。但由于河道从未统一规划治理，致使存在安全隐患，历年也多次发生洪涝灾害，对沿岸人民生命财产构成严重的威胁。目前存在的主要问题有：

1、河道淤积严重。目前河道中下游泥沙淤积，沙丘遍布，并逐年向上游推进，淤积层厚度在1.2-3.5米之间，自坦埠村至入海口，淤积层平均厚度1.0米左右。

2、人为侵占河道、拦河造地、河道挖沙现象严重。人为侵占河道、拦河造地、河道挖沙现象较为普遍，尤其是下游A市的南黄镇与D市的小观镇的交界地带，沿岸菜地、耕地向河中延伸，还有淤积的河床及河心处苇草丛生，局部已高出了两岸的耕地，形成悬河，严重地影响了河道的行洪排涝能力。

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3、两岸堤防残、缺、矮、薄很不规则，且时断时续。A境内43.9 公里的干流河道，右岸堤防共30公里，左岸25公里。从坦埠（10+260）至浪暖口（0+000）段，两岸堤防较完整，堤顶宽在2米左右，堤高约在3.0米左右；从坦埠至西庄（43+900）段，尤其是冯家以上，两岸堤防残缺的问题相当严重。堤坝随着村庄走，堤高在1.5~2米之间。

4、河道弯道多。河道上游自西庄（43+900）至中游（22+400）段弯道多，水流不畅，两岸侧蚀情况非常严重。尤其是下初的垒冢前（38+900）和港南头（28+400）两处，湍急的水流在此几乎连续转了4个90°的急弯，形成左冲右撞之势，使两岸险工交错出现，从而加重了中下游河床的淤积，同时使两岸水土流失严重。

5、上游至下游共有7座桥。除两座漫水桥外，其余5座自上而下为垒冢前屯桥（34+450），段家大桥（27+710）、段家下铁路桥、南泥沟桥（20+090），南黄高速桥（13+160）。这五座桥下河道均不同程度的存在淤积及杂草丛生问题，桥长均小于河道实际宽度，不同程度缩窄了河道，使得水流不畅。

综上所述，某河防洪安全存在严重问题，防洪工程基础设施薄弱，不能为国民经济发展提供安全保障，一旦失事，后果不堪设想。由于工程投资较大，我们将分期分段进行治理，本期治理从浪暖口入海口起至坦埠村段 桩号为0+000~10+260公里。

第六章 工程设计

第一节 项目建设的指导思想

要以《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》和《山东省河道管理条例》等有关法规为依据，从某河流域的实际情况出发，制订项目建设的指导思想是：以防洪除

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涝为目的，在现有防洪工程设施的基础上，采取“裁弯取直、清障疏淤、筑堤护砌相结合”的措施，以达到调整洪水流向，稳定河床、排除险工的目的，从而全面提高河道的行洪能力，彻底根除由来已久的灾害隐患。

第二节 项目建设设计原则

1、参照有关法规，结合实际情况，合理选定防洪标准，为全面规划设计提供可靠的依据。

2、按照“清障疏淤、筑堤护砌、裁弯取直”的设计方案，

分期对河道进行整治，以全面提高河道的防洪能力。

3、因地制宜，就地取材，在保证工程标准的前提下，尽可能减少投资。

4、实行近期与远期相结合，分期实施。分轻、重、缓、急，随着当地经济的发展，逐步提高防洪能力。

第三节 项目建设等级标准

某河为中型山洪河道，根据《防洪标准（GB50201-94）和《堤防工程设计规范》（GB50286-98），结合本地实际情况，本期河道治理达到二十年一遇防洪标准，工程等级为四等，永久性主要建筑物为四级，次要建筑物和临时性建筑物为五级。

第四节 工程设计

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一、水面线推求

按天然河道水面曲线采用逐段试算法，自下至上推求。计算方法：

1、因属山丘区河流，按高差不超过1.5米将河道分段，并在河道支流汇入处，设分段点。

2、河道局部水头损失，因河道逐段扩散，取局部水头损失系数为-0.3。

3、计算公式

Z上+α上V上2/2g= Z下+α下V下2/2g+（J上+J下）L/2+H局

式中：H局=ξ局（V下2/2g-V上2/2g）

Z上、Z下--上下游断面水位；

V上、V下--上下游断面平均流速；

J上、J下--上下断面摩阻系数；

α上、α下--上下断面动能修正系数；

ξ局--局部损失系数。

本河道水面线计算结果见河道纵断面图。

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二、过水能力计算

根据第三章推算的设计洪水成果，河道入海口二十年一遇洪峰流量为3250m3/s，现状河道为复式断面，过水能力计算采用明渠均匀流公式：

Q=AC

式中：Q—渠道设计流量（m3/s）;

A—渠道过水断面面积（m2）;

R—水力半径（m）;

i—渠道比降；

C—谢才系数，C=1/nR1/6，n为渠道糙率。

经计算河道设计断面要素见下表：

某河河道设计断面要素表（0+000-10+260）

桩号

设计防洪流量

m3/s

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设计

洪水

位

m

河底

比降

设计

河底宽

m

设计

河底

高程

m

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设计

中心

堤距

m

设计

堤顶

高程

m

堤顶宽

m

0+000~

6+400

3250

29 / 52

13.6

1/10000

265

3-3.

287.8

14.6~

15.24

3

6+400~

10+260

2800

13.6

1/10000

30 / 52

252

3.-4.03

274.8

15.24~

14.63

3

三、堤防设计

（一）堤型选择

本着“因地制宜、就地取材、经济实用、便于施工，满足防汛和管理的要求”的原则，本工程堤身结构采用斜坡式均质土堤。

（二）堤身设计

本工程堤身各部位的结构尺寸的拟定，是通过稳定计算和技术经济比较后确定。具体详见某河横断面图。

1、稳定计算

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2、筑堤材料及填筑标准

本工程为斜坡式均质土堤，根据《堤防工程设计规范》要求，土料宜选用亚粘土填筑土料，粘粒含量控制在15~30%之间，塑性指数为10~20，且不含植物根茎、砖瓦垃圾等杂质；填筑标准的相对密度不小于0.60。

（三）堤顶高程

堤顶高程按20年一遇设计洪水位加超高确定。堤顶超高按下式计算确定。

Y=R+e+A

式中：Y—堤顶超高(m);

R—设计波浪爬高(m);

e—设计风雍增水高度(m)，设计潮位中已包括风雍增水高度，不另计算；

A—安全加高(m)。

1、波浪爬高R

按照《堤防工程设计规范》附录C中公式C.3.1，当m＝1.5～5.0时，波浪爬高按下式计算:

式中：Rp—累积频率为p的波浪爬高；

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K△—斜坡的糙率及渗透性系数，根据护面类型按《堤防工程设计规范》表C.3.1确定；

Kv—经验系数，可根据V（m/s）、堤前水深d(m)，重力加速度g(m/s2)组成的无维量v/，按《堤防工程设计规范》表C.3.1—2确定；

Kp—爬高累积频率换算系数，可按《堤防工程设计规范》表C.3.1-3确定，对允许越浪的堤防爬高累积频率取13%；

—堤前波浪的平均波高，可按《堤防工程设计规范》公式C.1.2-1计算；

L—堤前波浪长度 。

由下式计算：

式中：v—计算风速，取海口10级风速26m/s；

F—风区长度，取4.5km；

d—水域的平均水深，本次可研取6m。

经计算，＝0.7m，堤顶超高Rp＝1.94m。

2、安全加高

参照《堤防工程设计规范》表2.2.1确定，；四级堤防工程允许越浪安全加高为0.4m。

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堤顶超高为：Y=R+e+A＝2.34m

3、堤顶高程

堤顶高程=设计洪水位+堤顶超高=2.94+2.34=5.28m

第七章 施工组织设计

第一节 施工条件

一、水文气象

某河控制流域面积652km2 ，本期工程所处位置为流域下游，属海洋性气候区，降雨量年际变化较大，汛区多年平均降水量为723mm，多年平均汛期（7-9月）降雨量为506mm，占全年平均降雨量的70%；流域多年平均气温11.4℃，最高气温38.4℃，最低气温－25.5℃，多年平均无霜期221天。历年最大冻土深60cm。

二、对外交通

工程所在地有多条乡级公路可直通施工现场，施工料物可由汽车运输到这里，施工期间只需修筑部分简易道路，即可连接各个施工作业点，由于地形比较平坦，所以施工场地条件良好。

三、用水、用电

某河河道有丰富的地下水，水质较好，能满足施工用水要求。施工用水可采用推土机

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临时开挖水塘，汇集地下来水，以满足使用。生活用水可通过某河泵站现有供水系统来解决。

该工程用电负荷不大，在施工现场附近有高压线路，可临时拉线以供施工用电，电源电压等级380/220V。

第二节 施工方法

一、施工导流

因工程地点地下水较丰富，因此，在进行河道治理时，要处理好导流与排水问题。采取分阶段法施工。首先在施工点上游一侧适当位置开挖引水渠，采用草袋土将河道来水拦住，使水流沿新开挖的引渠流入下游河道，完成河道施工。

二、土方工程

土方工程主要有清淤、清杂草、土方开挖、土方回填等，为了提高施工效率、缩短工期、降低造价，土方工程以机械化施工为主，人工开挖为辅。土方开挖和回填，采取“就近堆放、就近借土、就近回填”的原则。

筑堤土方取自0.5km内借土。土方采用1立方米挖掘机开挖自卸汔车运，推土机推运回填，再用振动碾压实，以确保堤防稳定。

三、砼工程

砼采用机械拌料，胶轮车运输，机械振捣密实的方法施工。并严格遵守《水工砼施工

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规范》，砼为二级配。

四、砌石工程

堤防工程是人工作业，应严格按照施工规程要求操作。水泥砂浆采用机械拌和，各种建筑材料均应达到设计要求，砌体应做到砂浆饱满，避免出现通缝和齿缝，要做到砌块稳定、牢固。

第三节 施工进度

工程施工期计划在2004年1月至4月底，工期4个月。由A市防汛抗旱指挥部，搞好施工前的土地征用及有关事宜的协调。其它各有关方要密切配合，共同努力，保质，保量按时完成工程建设任务。

第八章 水土保持方案

第一节 编制说明

一、编制目的

1、对工程建设新造成的水土流失采取各种有效措施进行同步治理，对工程运行后可能造成的水土流失采取各种合理的防护措施，使其得到有效控制；

2、结合工程建设，为项目区内原有的水土流失治理创造更有利的条件，使其尽快得到有效治理；

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3、通过工程建设使项目区内生态环境得到明显改善。

二、编制依据

1、《中华人民共和国水土保持法》（全国常委会1991年6月29日通过）；

2、《中华人民共和国水土保持法实施条例》（1993年颁布）；

3、《山东省实施<中华人民共和国水土保持法>办法》（1999年6月18日省九届常委会第九次会议通过）；

4、《开发建设项目水土保持方案大纲编制规定》（水保[1999]288号文）。

三、采用的技术标准

1、《开发建设项目水土保持方案技术规范》SL204-98；

2、《土壤侵蚀分类分级标准》SL190-96；

3、《水土保持综合治理技术规范GB/T153.3-153.6—1996；

4、《水土保持综合规划通则》GB/T15772—1995。

第二节 水土流失预测

该工程位于某河入海口，本工程水土流失预测主要为为建设施工期和运行期两个时段。

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在建设初期，由于土方开挖填筑，破坏了原有地貌，扰动了地表土结构，致使土体裸露，抗侵蚀能力降低，导致水土流失增加，经计算扰动土壤面积1.26万平方米。在运行期，因施工破坏而影响水土流失的各种因素在各项水土保持措施后逐渐消失，并且随着时间的推移，各项措施的水土保持功能得到发挥，生态环境得到恢复和改善，水土流失量逐渐减少，直至达到新的稳定状态。

第三节 水土流失治理方案

根据“谁开发，谁保护，谁造成水土流失谁治理”的原则，根据水土保持目标的要求和特点，结合某河河道治理的实际情况，在堤防工程设计时，通过工程措施、生物措施相结合，确保工程建设期及完成后不发生水土流失，恢复和改善项目区生态环境。

第九章 工程管理

根据《堤防工程设计规范》（GB50286-98）的规定，堤防工程管理设施设计应根据工程规模和防洪任务，设置满足工程运用要求与现代化管理需要的管理设施；应根据堤防工程的级别、安全和管理工作的需要，提出工程管理范围和保护范围。

第二节 工程管理

一、实行项目法人责任制。根据建管并重的原则，为切实加强对河道工程的管理，确保工程建成后正常运行，充分发挥其巨大的防洪社会效益，A市抗旱防汛指挥部负责工程的统一指挥、统一管理、统一调度，要将河道防洪与群众的切身利益联系在一起，鼓励广大群众积极参加河道管理。主要职责是：

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1、根据《中华人民共和国防洪法》的规定，制定某河工程开发、利用管理法规和办法；

2、在防汛主管部门的领导下，编制防洪方案，认真报汛、防汛，积极参加抗洪救灾；

3、负责有关法律法规的宣传和对有关违法违章行为的查处工作；

4、负责堤防工程的日常管理、安全巡逻、险情报警及各种技术观测。

二、实行工程质量终身负责制。工程建设质量实行行业主管部门、工程所在地行政领导人和参建单位领导人责任制，要按各自职责对所承建项目的工程质量负终身责任。

三、实行招标、投标管理，择优选择工程勘察、设计、施工、监理单位。要严格核查投标单位资质等级，不得让无资质或资质等级不够的单位参加投标。

四、贯彻执行“百年大计，质量第一”的方针，建立健全质量管理体系。项目参加单位必须接受和支持质量监督机构的工作，建立健全质量检查体系及相关程序，按照国家和行业技术标准，全过程的检查和控制工程质量。

五、贯彻落实“安全第一，预防为主”的方针，建立健全安全保证体系。建设单位要成立联合领导小组，加强检查监督，工程监理单位要协助施工单位，加强安全管理及制定安全措施，并付诸实施。

六、各单位应明确管理范围、管理权限，分清责任，团结协作，共同做好管理工作。

第二节 河道保护范围

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根据《中华人民共和国河道管理条例》，有堤防的河道，其管理范围为两岸堤防之间的水域、滩地、行洪区，两岸堤防及护堤地。

第十章 投资估算及资金筹措

第一节 编制说明

一、编制依据

1、山东省水利厅鲁水定字[2000]1号文颁发的《山东省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准》；

2、山东省水利厅鲁水定字[2000]1号文颁发的《山东省水利水电工程设计概（估）算编制办法》；

3、原水利电力部水利水电规划设计院（88）水规设字第8号文颁布的《水利水电工程设计工程量计算规定（试行）》；

4、国家和主管部门颁发的有关条例、规定等；

5、本工程的设计说明书及附图。

二、定额采用

1、土、石方工程采用山东省鲁水定字[2001]1号文颁发的《山东省水利水电建筑工程预算定额（上册）》；

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2、砌石及混凝土工程采用山东省鲁水定字[2001]1号文颁发的《山东省水利水电建筑工程预算定额（下册）》；

3、施工机械台班费采用山东省鲁水定字[2001]3号文颁发的《山东省水利水电工程施工机械台班费定额》。

三、工程单价

1、人工预算单价

根据鲁水定字[2000]1号文，专业队伍施工的工程，人工预算单价为21.56元/工日；

2、材料预算价格

石料按当地市场价格计取；汽油、柴油按现行市场调查价格计取；其余工程材料价格执行A市建委颁发《A市工程建设材料指导价格》（2002）计取；外购砂、碎石、块石预算价超过40元/m3的按40元/m3进入工程单价，料石预算价超过60元/ m3的按60元/m3进入工程单价，超出部分计取税金后列入相应部分之后。

四、费用标准

1、其它直接费

建筑工程直接费的2.5%计算；

2、现场经费

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土石方工程按直接费的6.5％计算；

砼工程按直接费的7%计算；

3、间接费

土石方工程按直接工程费的6％计算；

砼工程按直接工程费的4.5%计算。

4、企业利润

按直接工程费与间接费之和的5%计算；

5、税金

按直接工程费、间接费、计划利润三项之和的3.22%计算。

五、其它费用

其它费用由建设管理费、生产及管理单位准备费、科研勘测设计费及其它费用四项组成。

（1）建设管理费

①建设单位管理费：按一至四部分建安工作量的2.5 %计算；

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②工程监理费：按一至四部分建安工作量的2.5%计算。

（2）生产及管理单位准备费：

按一至四部分建安工作量的0.4%计算。

（3）科研勘测设计咨询费

①资源勘察规划统筹费：按工程设计费的10%计算；

②工程科学研究试验费：按一至四部分建安工作量的0.08%计算；

③工程设计费：根据国家发展计划委员会、建设部文件计价格[2002]10号文发布《工程勘察设计收费管理规定》的通知计算；

④工程技术经济咨询费：按一至四部分建安工作量的0.05%计算；

（4）其它

①定额编制管理费：按一至四部分建安工作量的0.08%计算；

②工程质量监督费：按一至四部分建安工作量的0.25%计算。

六、工程预备费

因本工程当年就可完成，所以只计基本预备费，不计价差预备费。按第一至五部分投

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资之和的5%计算。

七、工程投资算成果

经计算，工程共需完成土方22137立方米，铺筑碎石垫层3672立方米，浆砌乱石7027立方米，浆砌料石655立方米，现浇砼603立方米。全部工程共需投资365.86万元，其中建筑工程266.10万元，临时工程63.46万元，其它费用36.30万元。工程投资估算成果详见：

表1—工程总估算表

表2—工程估算表

表3—建筑工程单价汇总表

表4—施工机械台班费汇总表

表5—工日及主要材料价格表

表6—工程量汇总表

第二节 资金筹措

白沙口防潮堤工程总投资365.86万元，其中：国家投资120万元，地方配套资金245.86万元。

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第十一章 环境影响评价

第一节 社会影响评价

工程治理后，将彻底改善河道的现状环境：一是从根本上改变了防洪现状，有效保护了沿河两岸人民和部分工商企业等单位免受洪水侵害，而且能使桃威铁路、309国道、青威高速公路等一批重要交通要道得以安全畅通，促进了当地经济发展，维护了社会安定；二是改善了生态环境，通过对河道的治理，两岸的绿化，流域内碧水环绕、山水相应的特点，可带动当地旅游事业的发展，以点带面促进当地各项事业的发展。

第二节 环境影响评价

一、环境状况

某河目前防洪能力较低，安全隐患多，不能发挥正常效益，一旦遇到较大洪水等自然灾害，将危及两岸人民的生命财产，桃威铁路、青威公路、309国道等也必将受到冲击，给国家和人民的生命财产带来较大损失。

目前河道杂草丛生，河道单薄，左右岸堤防残缺不全，人为侵占河道现象严重，环境状况较差。

二、有利影响

1、保障人民群众生命财产安全

河道治理后，河道的防洪能力将达到二十年一遇，防御洪水的能力将大大提高，有利

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于保护沿岸人民群众生命财产安全，对社会的稳定和发展将起到积极的作用。

2、促进生产发展，改善居民生活条件

工程完成后，有利于改善和提高人民生活水平、生活质量，也为产业结构调整、农业生产持续稳定发展提供了有利条件。

3、改善自然环境，促进社会发展

工程建成后，沿河两岸通过植树绿化，可减缓风速，净化空气，改善局部小气候，增加旅游景观，提高人民生活质量，促进社会发展。

三、不利影响

1、工程建设中，机动车辆、挖掘机等会不可避免地产生一定的噪声，对当地群众的生产、生活产生不利影响。

2、由于施工期运土以及地表清理等过程中会产生扬尘，机动车辆行使、机械作业等也会产生扬尘污染。如果处理不当，在遇到大风天气时，扬尘对周围环境将产生一定的不利影响。但是通过对交通道路定时洒水，保持作业面及道路湿润等措施，可有效地控制扬尘污染。另外，各类机动车辆、施工机械作业时会产生尾气污染。

3、施工期间会产生少量的生活废水和生活垃圾，由于生活废水量很少，而施工场地空间大，污染物相对较少，对环境影响较轻。对于生活垃圾，计划袋装收集，作为生活垃圾统一运往垃圾场，以减轻对环境的影响。

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综上所述，在施工期只要注意土地的清理、回填、平整和绿化，对取土的不良影响基本得到消除；要严格管理施工机械，按程序施工，并注意洒水降尘，减少和降低噪声和大气污染；要加强施工期间施工人员素质教育，增强环保意识，避免生活污、废水对环境污染。因此，从环境角度上评价，其建设是可行的。

第十二章 经济评价

第一节 评价依据及基本参数

一、评价依据：

1、《建设项目经济评价方法及参数使用手册》；

2、《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）；

3、水利部水财字[1995]281号文《关于试行财务基准收益率和年运行费率的通知》。

二、基本参数

1、工程规模

本工程 ，可提高防洪能力，保护沿岸人民免受洪涝灾害影响，维护社会稳定，保卫国家和人民群众财产。

2、计算期及社会折现率

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工程建设期从2004年1月底—2004年4月，工期4个月，折算年限按1年计算，当年发挥效益，正常运行期三十年，项目计算期三十一年，社会折现率采用12%。

3、基准年

工程计划于2004年开工建设，经济评价以2004年为基准年。

4、价格

国民经济评价时项目的主要投入物和产出物采用影子价格。

第二节 国民经济评价

国民经济评价采用有无该工程的增量费用和增量效益进行计算。

一、增量费用计算：

增量费用是指实施本工程增加的固定资产投资、年运行费。

1、固定资产投资

固定资产投资包括工程的全部建设费用。国民经济评价需对工程估算投资进行调整，经济（影子）投资是在财务静态总投资的基础上，按《水利建设项目经济评价规范》（SL72—94）规定进行编制和调整，剔除工程财务投资中国民经济内部转移支付的税金、计划利润、国内借款利息及设备储备贷款利息。该工程的固定资产投资为405.68万元，因此，在计算期内应更新一次，更新费用118.72万元。

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2、年运行费

年运行费用包括管理费、综合维护费及其他费用等。

（1）管理费

包括职工工资、工资性津贴和福利费等费用。该项目共需管理人员2人，人均年工资及福利费用按9000元计算，工资及福利费用总额为1.80万元/年。

（2）综合维护费

包括工程日常养护费、岁修和大修理费。根据有关规定，并结合本工程的实际情况，综合维护费按固定资产投资的2.55%，即 10.34 万元。

（3）其它费用

包括清除或减轻项目带来的不利影响所需要补救措施费用、日常开支、观测以及其他经常性开支等费用。该项费用上述两项费用100%计算，年均为24.06万元。

以上三项合计，本工程年运行费为84.20万元。

二、增量效益

增量效益指有项目比无项目所增加的经济效益，主要防洪效益。某河是贯穿C、A、D三市防洪工程的主干河道，控制流域面积652平方公里，沿河两岸已有20多万人口，桃威铁路、309国道及青威高速公路从中通过，一旦发生水灾，其危害后果将十分严重。河

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道治理完成后，可使防洪标准达到20年一遇，大大提高了河道防洪能力，消除了因洪水而产生的溃堤危害，并能有效地控制中小洪水，减少下游受灾面积，防洪效益显著。防洪效益采用频率法分析计算。本工程项目，其多年平均防洪效益为有无本工程减少的洪水灾害损失之差。

根据河道下游典型调查资料，分析计算出保护区各行业单位面积综合财产值现状为1500万元/平方公里，财产综合损失率按12%，则单位面积洪灾综合损失值为180万元/平方公里。采用频率曲线法计算出有无本工程多年平均减灾面积为5.4平方公里，经计算，有无本工程多年平均减少洪灾损失972万元，以此作为本工程的防洪效益。考虑保护区内经济的发展，洪灾损失增长率按1.5%，则多年平均防洪效益为1233.5万元。

三、国民经济评价

从国民经济角度分析工程的盈利能力，根据经济内部收益率、经济净现值及经济效益费用比等评价指标和评价准则进行。由上述工程增量费用和增量效益分析计算，编制国民经济效益费用流量表，见表12-1，经计算该项目经济内部收益率为52.16% ，经济净现值1182.47万元，经济效益费用比为2.46。

由计算的各项指标值可以看出，经济内部收益率大于社会折现率12%，经济净现值大于零，经济效益费用比大于1.0。因此从国民经济盈利能力分析来看，工程在经济上是合理可行的。

四、敏感性分析

为进一步论证本项目国民经济评价的可行性，考察项目抵抗各种风险的能力，对项目

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的经济效益进行敏感性分析，采用不确定因素选取费用和效益增减15%两个因素进行分析，结果见下表：

敏感性分析表

敏感性分析方案

EIRR(%)

ENPV（万元）

EBCR

基本方案

52.16

1182.47

2.46

费用+15%

42.65

1035.29

51 / 52

2.14

效益-15%

41.22

856.27

2.09

从敏感性分析结果看，当费用增加15%或效益减少15%时，其经济评价结果仍然是合理的，说明该项目具备一定的承担风险能力。

第十二章 综合评价结论

从某河工程现状及两岸人民对河道治理的迫切要求分析，通过河道治理，对于消除洪水隐患是非常迫切和十分必要的。从某河的流域条件、地质条件、施工运输条件看，其建设条件也已具备；根据国民经济评价、环境评价，该工程效益显著，对生态环境无不良影响；经过对设计方案分析论证，其工程方案合理、技术上可行。所以我们认为：某河河道条件具备，技术可靠，经济合理，效益显著，建议尽快批准，尽早开工建设，发挥效益。

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