某节水增效示范项目方案设计参考资料Word文档下载推荐.docx

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1500竖管26套，φ33×

1500支架26套。

发展低压管道灌溉面积800亩，半固定式喷灌面积200亩，硬化渠道灌溉面积4000亩。

四、投资估算

1、预算编制参照2006年《***水利水电工程概预算定额及设计概（估）算编制规定》（2007年元月1日起执行）的有关规定，本工程总投资428.56万元，其中，田间管网及硬化渠道工程投资203.90万元，水源工程及土建工程投资28.93万元，供电工程102.45万元，机电设备及安装工程61.85万元，独立费用31.43万元。

资金来源，争取上级资金321.42万元，地方自筹资金107.14万元。

五、经济评价

工程经济寿命按20年计，年增效益103.91万元，经济内部收益率ro=18.8%>

12%，投资回收期T=6.9年，经济效益费用比R=1.62>

1.2。

第一章项目概况

第一节项目建设背景

我国人口多，耕地少，粮食生产形势十分严峻，基本农田面积逐年减少，农业有害生物越来越重，农田基础设施日趋老化，抵抗自然灾害能力持续下滑，粮食安全压力越来越大，这些问题直接关系到国家存亡。

为了稳定我国的粮食生产，中央制定了《国家优质粮食产业工程建设规划（2004—2010）》、《农产品优势区域布局规划（2003—2007）》、《全国粮食生产发展规划（2006—2020年）》等一系列支持农业粮食生产的产业政策，把加强粮食生产、提高农民收入、保证我国粮食安全提到了重要的议事日程。

同时中央指出 

“加强以农田水利为重点的农业基础设施建设是强化农业基础的紧迫任务。

必须切实加大投入力度，加快建设步伐，努力提高农业综合生产能力，尽快改变农业基础设施长期薄弱的局面”。

****节水增效示范项目区位于**粮食高产核心示范区的****等六个行政村，项目区种植作物以小麦、玉米为主。

按照国家发改委和水利部对建设节水增效示范项目的要求，本着工程建设高起点、高质量、高效益、高科技含量，适度超前、为本地区节水灌溉起示范和推广作用为指导思想，并立足于本地实际，通过对示范区内基本情况、工程建设内容和项目总投资进行分析论证，确定项目区工程形式为低压管道、半固定式喷灌和硬化渠道相结合的灌溉方式，发展灌溉面积5000亩。

第二节项目区概况

一、自然条件

1、地理条件及地形地貌

******位于***东麓，为**过渡地带，北纬35°

48′～36°

50′，东经113°

57′～114°

20′之间；

海拔高程在117.3－763.5m之间，西部为浅山区，岩石裸露，自然条件恶劣，地表为奥陶系和寒武系灰岩；

东部地势平坦，地表被第三系粘土所覆盖。

项目区位于**南部，**东侧，地形为平原区，地势平坦，高程在100m左右。

2、气候、水文

项目区属于温暖大陆性季风气候，四季分明，光热充足。

降雨受太行山影响，由西向东递减。

据***气象局统计资料，多年降雨量平均值为600mm，且降雨时空分布不均，年际间变幅较大。

降水主要集中在7、8、9三个月为390.3mm，降雨量占全年的65％，最大年降水量为1394.1mm，最小年降雨量为266.6mm，多年平均蒸发2083.9mm；

年平均气温14.2℃，极端最高气温42.3℃，极端最低气温-15.5℃；

多年平均日照2352小时，热量资源丰富，光照充足；

无霜期为216天，平均风速为3.4m/s；

最大冻土深300mm。

3、水资源现状

****水资源总量为3.9亿m3，其中地下水0.9亿m3，可开采量0.6亿m3，人均317m3，亩均442m3，仅占全国人均的12.7%。

由于地下水连年超采，水位持续下降，在平原丘陵区已形成漏斗。

4、土壤与农作物

项目区土壤属黄粘土，土壤干容重为1.4g/cm3，入渗强度为8mm/h，田间持水量为土壤干容重的25％，冻土层厚度为30cm，根系活动层深度50cm。

区内主要种植小麦、玉米。

本项目实施后，经济作物种植比例将有较大增加。

二、现有工程情况及施工条件

示范区内现有机井2眼，井深在40-50m之间，静水位20m，动水位35m，时上水量80m3以上。

交通方面，距鹤壁新区5km，紧邻107国道，京珠高速、大白线，钜新公路从项目区穿过，村村之间有柏油路相通，交通便利。

电力方面，国家电网覆盖全区，电力供应保证率高，用电方便，施工时可就地用电。

通信方面，程控电话已通各村，大多数农户已安装了电话，移动通信已覆盖全区。

三、社会经济状况

项目区总人口10300人，劳力3430人，耕地总面积12360亩，平均粮食单产400公斤，农民人均年纯收入4600元。

第三节项目建设的必要性

一、发展节水灌溉是***经济社会可持续发展的必然选择

****属典型的大陆性季风气候，地理位置特殊，降雨时空分布不均，十年九旱，特别是近年来，年降雨量逐年减少，干旱发生频繁，水资源供需矛盾更加突出，严重制约着全区工农业和国民经济的发展，影响着人民生活水平的提高。

解决水资源短缺的问题必须从开源节流两方面着手，从长远看，必须大规模兴建蓄水工程，但开源的难度越来越大，且这些大型工程的兴建不是短期内能够实现的，当前最现实的还是要在节流上做文章。

农业灌溉是用水大户，占全区用水量的80％，长期以来，由于工程老化，年久失修，管理落后，配套设施不完善等原因，致使灌水定额偏大，渠系水有效利用系数及田间灌溉水有效利用系数很低，据统计全省各类渠系水有效利用系数仅为0.5，其中井灌区0.6，站灌0.5。

从***已建节水工程来看，采用了先进的节水增产灌溉技术和现代化的管理方法后节水效果十分明显，采用低压管道输水，可以节水35－45％。

采用节水技术，大力推广节水灌溉，减少农业灌溉用水是解决******水资源紧缺矛盾的成熟有效的工程措施，是保障全区经济社会可持续发展的必然选择。

二、节水灌溉是发展双高农业，增加农民收入的必然选择

节水灌溉，不仅以节水为目的，而且在提高水的利用率和水分生产率，降低灌溉成本的同时，可达到适时适量灌溉，省工、省电、节地，可大幅度减轻劳动强度，提高产品的产量和产品的质量，可使农民有余力进行农业结构调整，选择多种种植模式，使优质、高产、高效农业的发展成为可能。

由于******农民相对贫困，没有上级支持的示范带动，节水灌溉很难自发地发展，因而选择条件好的乡村实施节水增效示范项目，有利于以点带面，引导和推动******节水灌溉的发展，为社会主义新农村的建设提供保障。

第四节项目建设的可行性

******搞节水增效示范项目建设，大面积推广节水灌溉具有以下几个有利条件：

１、区委、区政府十分重视节水灌溉工作，始终把推广发展节水灌溉作为确保区域经济可持续发展和促进农业增长方式转变的一项重要战略措施来抓。

项目区乡村领导班子健全，群众积极性高，有决心高标准、高质量完成该项目。

２、项目区以井灌为主，水资源紧缺，节水灌溉的优越性早已家喻户晓，农民有着强烈的节水意识和愿望，可自觉为节水增效示范项目建设投资、投工、投劳。

３、近几年，在高产开发和种植结构调整中，高效农业已形成规模，节水型灌溉农业的优势日益重要和突出，为节水灌溉的连片建设创造了必要条件。

4、**水利局技术力量雄厚，现有高工2人，工程师3人，助理工程师10人，多年从事水利工程规划、设计、施工，经验丰富，先后完成上峪乡省级节水灌溉示范区项目、大赉店镇国家级节水增效示范项目、上峪乡小型农田水利设施建设项目等设计施工任务，可保证该工程顺利完工。

5、能源能够满足工程需求。

国家电网覆盖全区，电力供应保证率高，用电方便，施工时可就地用电。

6、交通方面，距鹤壁新区5km，紧邻107国道，京珠高速、大白线，钜新公路从项目区穿过，村村之间有柏油路相通，交通便利，可以及时购买工程所需设备、材料。

第二章项目区总体规划及工程内容

第一节建设规划原则

一、规划原则

根据国家发改委和水利部关于建设节水增效示范项目区的具体要求，按照国家发改委、水利部制订的《节水增效示范项目管理办法》的有关规定，结合当地政府和群众意见，确定本项目区工程的规划设计指导原则是：

1、要充分体现对经济增长的拉动作用，按照“节水、增产”的总体要求，本着集中连片的建设原则，项目区建设面积为5000亩。

2、项目区的选择应以大田作物为主，以增产增效和提高灌溉水的利用率为目标，项目区节水工程体系以先进、成熟的节水技术为主。

项目区完成后，确实能达到节水、节能、省地、省工、降低灌溉成本、增产增收的目的。

3、节水灌溉工程形式要有利于工程管理、有利于调整作物种植结构，通过实施节水灌溉，粮食作物和经济作物的单产和总产有较大的提高，经济效益明显。

4、节水增效示范项目区的建设，要能带动周边地区节水灌溉的发展，推动科技兴农工作的开展。

二、示范项目区的选择

项目区的选择应坚持以下原则：

1、各级领导高度重视农业节水灌溉工作，当地群众积极性高，要求迫切，群众自筹资金能力强；

2、项目区所在地的水资源相对紧缺，农业灌溉用水较为紧张；

3、项目区所在地财政状况良好，配套资金能够及时足额到位；

4、有比较健全的水利科技推广组织，建设和管理水平高；

5、项目区内灌溉水源有保证，农业生产条件和作物种植结构具有较强的区域代表性；

6、示范项目区建成后，社会效益和经济效益显著。

根据国家发改委和水利部制定的节水增效示范项目管理办法的指导思想，示范区选在****等六个行政村，规划建设地埋低压管道节水灌溉面积800亩，半固定式喷灌200亩，硬化渠道灌溉面积4000亩。

第二节项目区水量平衡分析

一、项目区供水量分析

1、地下水可开采量

***位于**过渡地带，根据《***水资源调查及水利区划报告》，项目区年平均地下水开采模数为12.5万m3/km2，耕地面积12360亩，土地利用系数0.80,可供水量计算以保持地下水平衡时的地下水可开采量为计算依据，由此可得项目区供水量（地下水可开采量）：

Wd=12.5×

12360/5000=30.9（万m3）

2、有效降雨量采用公式PO=σ×

P计算，其中σ为作物可以利用的有效降雨系数，根据河南经验σ=0.7-0.8，***降雨主要集中在7、8、9三个月，取σ=0.75，则：

PO=0.75×

600=450（mm）。

项目区可利用降雨量

WP=P0×

A=450×

12360×

667/1000=370.98（万m3）

二、项目区作物灌水分析

查***作物需水量等值线图得知：

项目区冬小麦生育期需水量415mm，多年平均灌水量150mm；

夏玉米生育期需水量400mm，当地农作物以小麦为主，玉米占80%。

复种指数1.80。

则作物全年需水量Ex=415+400×

0.8=735（mm）

用水量Ey=150+35.0×

0.8=178.0（mm）

项目区作物总需水量Wx=Ex×

A=735×

5000×

667/1000=245.12（万m3）

灌溉用水量WY=EY×

A=178.0×

667/1000=59.36（万m3）

三、项目区水量平衡计算

计算公式：

WY+WP>

Wx

59.36+370.98=430.34（万m3）>

Wx=245.12（万m3）

项目区水量平衡计算结果表明,项目区在采用节水灌溉方式时,地下水基本可以达到平衡,地下水位可保持稳定,有利于缓解当地地下水持续下降的现象。

第三节项目区工程内容

按照《2000年中央财政预算内专项资金节水灌溉示范项目建设管理办法》和***水利厅、财政厅制定的《***节水灌溉示范项目区建设实施办法》的原则和要求，根据示范区的实际情况，结合本地实际情况，本项目选择地埋低压输水管道节水灌溉、半固定式喷灌和渠道灌溉相结合的形式，大田粮食作物低压管道800亩，半固定式喷灌面积200亩，渠道灌溉面积4000亩，共布置机井20眼。

第三章工程设计

第一节主要技术参数及布置

1、田间PVC管道技术参数

依据《低压管道输水灌溉工程技术规范SL/T152-95》，管网设计采用以下主要技术参数。

（1）管网水利用系数应不低于0.95。

（2）低压管道输水灌溉区，应做到田间工程配套齐全、灌水方法合理、灌水定额适当，其田间水利用系数应不低于0.85。

（3）灌溉水利用系数应不低于0.80。

（4）地面坡降为0.002～０.005的弱透水性的土壤，畦长取60～80m、入畦单宽流量取3～4L/s.m。

2、渠道防渗技术参数

依据《渠道防渗工程技术规范》SL18-91-95及《渠系工程抗冻胀实际规范》SL23-91，渠道设计采用以下主要技术参数。

（1）渠道水利用系数取0.90。

（2）渠道防渗灌溉区，应做到田间工程配套齐全、灌水方法合理、灌水定额适当，渠道防渗率达100%，其田间水利用系数取0.80。

（3）灌溉水利用系数取0.75

（4）地面坡降为0.002-0.005的弱透水性的土壤，畦长取60-80m、入畦单宽流量取3-4L/s.m。

（5）糙率按照金属模板，平整顺直，表面光滑取0.014。

（6）允许不充流速为2.5m/s。

3、喷灌工程技术参数

依据《喷灌工程技术规范GBJ85-85》，管网设计采用以下主要技术参数。

（1）喷灌设计保证率根据项目区自然条件和经济条件确定，应不低于85%。

（2）风速为2.5m/s。

（3）喷灌均匀系数不低于75%。

（4）土质为壤粘土，允许喷灌强度取10mm/h。

（5）设计雾化指标取4000hp/d。

第二节地埋管道设计

一、地埋管道设计灌水定额

低压管道灌溉属传统的地面灌溉技术。

按照节水灌溉技术要求，通过采取变长畦为短畦、变宽畦为窄畦、土地平整等田间工程措施，可以达到减少灌水定额、减少水量浪费的目的。

根据以往试验成果及当地群众的灌水经验，畦田规格采用长80m、宽2.1m。

设计净灌水定额由下式计算:

式中：

β田——田间持水量（重量比%），其他符号同前。

根据项目区土壤情况和作物种植情况，土壤容重r=1.40g/cm3，计划湿润深h=0.5m，适宜土壤含水量上限0.95%、下限0.65%，土壤田间持水量25%，将以上参数代入，计算得设计净灌水额为35.02m3/亩，设计取值35m3/亩，合53mm灌水水深。

二、地埋管道设计灌水周期

灌溉周期由下式计算:

Ep—作物临界日均需水强度（mm/日）

取作物需水临界期日均需水强度为7mm/日，设计净灌水定额为53mm，计算得作物灌水周期为7.5天，取7.5天。

三、地埋管道设计流量及同时工作的出水口数

同时工作的出水口数，取决于设计流量、土壤质地、入畦单宽流量和畦宽。

对照《节水灌溉规范》要求，本规划单宽流量取3—4L/s.m，畦宽3m。

N=Q/3.6qB

式中：

N—同时工作的出水口数（个）

Q—单井设计出水量（m3）

q—入畦单宽流量

B—畦宽（m）

将有关参数代入得N=1.9个，同时工作的出水口数为2个

四、地埋管道设计单井控制灌溉面积

单井控制面积按下式计算：

A＝ηQ0Tt/mα

A—单井控制面积（亩）

Q0—设计流量（m3/h）

t—设计水泵每天工作时间（15h）

η—设计灌溉水利用系数（0.8）

α—控制性作物种植比例（α=0.8）

取设计流量80m3/h，设计灌水周期为7.5天，设计水泵每天工作时间17小时，设计灌溉水利用系数η取0.8，设计净灌水定额取35m3/亩。

计算单井控制面积为A=257亩，在进行规划布置时，采用地埋管道单井控制面积不大于250亩时即可满足灌水要求。

五、管网水力计算

1、水头损失计算

管道水头损失包括沿程水头损失与局部水头损失两部分，为简化计算，在计算沿程水头损失时采用加大系数法把局部水头损失估算在内。

2、管网设计工作水头

管网系统应满足下式：

H=Σ（Hf+Hj）+（Z-Z0）+ΔH

H—管网设计工作水头（m）

Z0—水源设计水位（m）

Z—地面参考点的高程（m）

ΔH—出水口与地面的高差（m）取ΔH=0.2m

3、管网水力计算

（1）井管水力损失计算

h=1.1×

6.25×

105×

60×

501.9/805.1=13.64（m）

（2）干管水头损失计算：

管道全部采用Ф125PVC管，壁厚3mm，典型干管长度450m。

通过典型出水口的设计流量为80m3/h，管道水头损失公式：

Hw=βfLQm/Db

Hw——管道水头损失（m）

β——考虑局部水头损失的加大系数（1.1）

f——管材磨擦系数

L、D——管道长度（m）、管道内径（mm）

Q——设计流量（m3/h）

m、b——流量指数、管径数

各种管材的fmb值

管材

f

m

b

钢管、铸铁管

105

1.90

5.10

塑料管

0.948×

1.77

4.77

将以上数代入上式得Hw=3.7m

（3）输水软管水头损失：

由哈-威公式计算

H，w=1.13×

109×

L/D4.871（Q/C）1.852

D——输水软管充满水内径（mm）

C——沿程磨擦系数（软管取120）

其它符号意义同前。

输水软管为塑管，长30m，管径Ф125mm，输水软管水头损失经计算得Hw=0.25m

管网总水头损失

Σ（Hf+Hj）=13.64+3.7+0.25=17.59（m）

管网设计扬程

H=Σ（Hf+Hj）+（ZP-ZO）+ΔH=17.59+30+0.20=84.89（m）

（ZP-Z0）——地下水埋深，取30m。

六、水泵选择

根据以上计算，选取用200QJ80-55/5型潜水电泵，电机18.5KW，可满足要求。

第三节半固定式喷灌设计

一、工程设计

灌水定额取设计净灌水定额取35m3/亩，灌水周期为7.5天，单井控制面积200亩。

（1）喷头造型及组合间距确定：

喷头选择ZY-型喷头，主要性能：

喷嘴直径：

d=7×

3.1mm

设计工作压力：

H=300kpa

设计流量：

3.83m3/h

射程：

R=19.1m

喷灌速度：

P=3.10mm/h

雾化指标：

4285

按照“节水规范”规定，粮食作物要求雾化指标大于4000。

喷头满足需要。

（2）组合间距确定：

喷头采用正方形布置，当风速为2.5m/s时，取Ka=Kb=0.95,支管间距和喷头间距a和b均为18m。

喷灌强度，按单行多喷头同时喷洒计算，风系数Kw:

Kw=1.29

布置系数:

Ka=Kb=a/R=0.96

Cp=1.65

组合喷灌强度：

ρ=Kw×

Cp×

P=6.60mm/h

小于土壤允许喷灌强度8mm。

ZY-型喷头可满足要求。

（3）喷灌制度与运行方案：

喷灌工作制度：

喷头在喷灌上的工作时间：

T=abm/1000q

计算得：

t=2.8h

喷头每日轮灌次数：

N=t`/t

n=6次

同时工作喷头数：

N=Q/q

计算得N=13个。

（4）喷灌运行方案

喷灌时，喷洒支管采用轮灌制度。

轮灌制