浪庄县王庄渠末级渠系节水改造与配套工程初步设计.docx
《浪庄县王庄渠末级渠系节水改造与配套工程初步设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浪庄县王庄渠末级渠系节水改造与配套工程初步设计.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
浪庄县王庄渠末级渠系节水改造与配套工程初步设计
末级渠系配套与节水改造
工程初步设计
1项目区概况
1.1自然概况
王庄渠渠系配套工程属于水洛河流域，水洛河是庄浪县内最大的河流，属渭河的三级支流，流经庄浪县韩店、南坪、通化、良邑、水洛、朱店、万泉7乡（镇），县域内河道全长89.5km，流域面积836.6km2，径流总量5746.3万m3，其中自产水量5314.7万m3，入境水量431.6万m3，年均输沙量395万t。
王庄渠渠首位于南洛河水洛镇王家庄村前河段，渠首以上流域面积317km2。
干旱是庄浪县农业的主要自然灾害，在有资料可查的50年（1959--2008年）中，90%的年份不同程度存在干旱，干旱指数为1.65。
平均初霜冻日在10月1日，最早出现在9月3日（72年），最晚出现在10月20日（62年）。
平均终霜日期在5月11日，最早结束在4月21日（73年），最晚结束在6月4日。
无霜平均141天，最长183天，最短91天。
历年最大冻土深度为63cm,最大风力为8级，风速20m/s。
干旱、暴雨、水土流失是本区的主要自然灾害，对农业生产有一定的影响。
有关气象资料详见表1-1
1.2径流
水洛河径流主要由流域内降水形成，其中以雨水补给为主，径流年际变化与降水的变化基本相应，年内分配不均，6-10月初丰水期，由大面积降水和局部暴雨形成，占径流量的70%左右，12月至翌年3月为枯水期，占径流量的16%左右。
庄浪县县内没设水文站，缺乏水文资料，根据1989年7月平凉地区行政公署水利处勘测设计队编制的《庄浪县金锁灌区初步设计报告》，南洛河金锁灌区渠首年来水量为4387万m3；2009年12月平凉市水务局编制的《平凉市水资源开发利用规划》，南洛河金锁灌区渠首年来水量为2992万m3，采用同比例缩放法推算，庄浪县南洛河金锁灌区渠首流量年内分配详见表1-2。
庄浪县气象站地面气候要素表表1-1
项目
单位
一月
二月
三月
四月
五月
六月
七月
八月
九月
十月
十一月
十二月
全年
平均气温
℃
-5.5
-2.7
3.5
9.4
14.2
17.8
19.9
19.1
13.8
8.4
1.6
-4.1
7.9
最高气温
℃
1.2
3.7
9.7
16.1
20.6
24.5
25.9
24.9
19.3
14.1
7.4
2.2
14.1
最低气温
℃
-11
-7.5
-1.3
3.5
7.8
10.8
14.4
13.9
9.4
4
-2.5
-8.7
3
降水量
mm
3.1
4.766
11.86
41.78
46.04
56.28
118.6
114.6
93.8
4.563
15.5
2.8
513.7
蒸发量
mm
38.4
51.1
105
154
182
192
174
162
101
72.6
46.2
31.6
131
日照时数
h
172
149
173
195
220
246
216
200
144
149
148
166
2179
最大冻土层
cm
63
61
58
6
0
0
0
0
0
4
20
46
63
平均风速
m/s
1.8
2
2.2
2.4
2.2
1.8
1.7
1.8
1.5
1.6
1.7
1.7
1.9
最大风速
m/s
12
11
16
20
15
12
11
14
10
12
14
14
13.4
庄浪县南洛河王庄渠灌区渠首流量年内分配表表1-2
保证率
单位
一月
二月
三月
四月
五月
六月
七月
八月
九月
十月
十一月
十二月
年平均流量
年来水量
备注
p=50%
m3/s
0.35
0.38
0.63
0.81
0.87
0.93
1.71
2.06
2.48
1.74
1.1
0.64
1.14
3598
原设计资料
p=75%
m3/s
0.21
0.25
0.41
0.53
0.46
0.61
0.87
1.05
1.16
0.95
0.63
0.4
0.63
1982
多年平均
m3/s
0.4
0.42
0.7
0.85
1
0.97
2.2
2.7
3.3
2.1
1.3
0.71
1.39
4387
p=50%
m3/s
0.24
0.26
0.43
0.55
0.59
0.63
1.17
1.40
1.69
1.19
0.75
0.44
0.78
2454
缩放系数为0.682
p=75%
m3/s
0.14
0.17
0.28
0.36
0.31
0.42
0.59
0.72
0.79
0.65
0.43
0.27
0.43
1352
多年平均
m3/s
0.27
0.29
0.48
0.58
0.68
0.66
1.50
1.84
2.25
1.43
0.89
0.48
0.95
2992
1.3天然建筑材料及施工用水
（1）砼粗骨料
依据就近取材、便于开采、交通便利原则，砼粗料直接在水洛河开采拉运，粗骨料储备丰富，级配良好，完全能够满足工程施工要求。
除此以外，沿河两岸河谷、河漫滩均可就近少量开采。
粒径一般0.5—10cm，最大15cm，呈次圆、扁平状，颗粒组成为变质砂岩、砂岩及花岗岩为主，夹有粘土团状，冲洗后可使用。
（2）砼细骨料
工程区水洛河砼细骨料贮量丰富，含泥量小，级配良好，工程所用细料从水洛河开采拉运，平均运距10km。
工程施工用水可就近选用下洛河河水，其水质良好，水量充足，抽取方便，对普通硅酸盐水泥无侵蚀作性。
但洪水期泥沙较大，需进行必要的净化处理，平均运距1—2公里。
1.4项目区社会经济
该灌区建成于上世纪九十年代，有效灌溉面积1850亩，灌区涉及水洛、南坪2镇，5个村，9785人。
项目区主要以果树栽植为主，其次是小麦、玉米和经济作物，种植比例为6：
2.5:
1:
0.5。
项目区2009年粮食总产量236万kg，农民人均纯收入2342元。
1.5基础设施
王庄渠辖区有庄华公路穿过，与周边各县均有省道、县级公路连接，交通便利，且灌区农村电网已全部形成，供电设施齐全，电力供应有保障。
灌区通讯系统健全，通讯便捷。
灌区内的各类建筑材料的采购与开采条件较好。
庄浪县县城有水泥厂，本工程水泥采用该水泥厂水泥满足要求，平均运距4km；工程用砼粗、细骨料均采用成品料，质量较好，平均运距2km；钢筋、钢材及其他材料均从庄浪县城采购，运距4km。
灌区南北两岸各村皆有10千伏线路通过，在建设施工期，电力满足要求。
2配套与节水改造的必要性
2.1灌区工程的地位与作用
王庄渠位于庄浪县城南部水洛南河河谷两岸川区台地，灌区土壤肥沃，是当地主要的经济作物生产基地，也是庄浪县的农业经济发展的重要组成部分。
⑴为灌区提供了充足水源，有效地提高了灌区的抗灾能力，促进了灌区种植结构调整，保证了农业生产的稳定发展。
⑵带动了相关产业快速增长，促进了灌区经济的全面发展。
⑶保障了灌区的社会稳定和农村经济的发展，创造了安居乐业的良好局面。
2.2灌区存在的主要问题
王庄灌区建成于上世纪九十年代初期，灌区原设计灌溉面积1850亩，由于当时受技术、经济、自然条件等多方面因素的制约和影响，工程设计标准低，田间斗、农渠配套不完善，工程建设质量差，经过多年运行，目前大部分渠道和渠系建筑物超过设计使用年限，工程设施老化失修，部分渠道段落出现裂缝和破坏，但由于实行水管所专业管理，利用逐年争取的灌区维修资金，对破坏严重的段落进行了维修，基本能够保证通水。
而田间农渠由受益村社自己管理，缺乏维修资金，渠道大部分已塌陷、毁坏，基本不复存在，渠系水利用系数减低，跑水、漏水现象十分严重，造成水资源浪费，导致农田低处积水成涝，高处干旱无水，灌区灌溉效益锐减。
经实际调查，目前灌溉面积为810亩，仅为原设计灌溉面积的44%。
2.3灌区节水改造的必要性
（1）末级渠系配套与节水改造是经济发展的需要
因现有灌溉设施无法满足灌溉需求，灌区玉米、小麦等由于末级渠系没有配套，致使总产量低而不稳定，为了改变这种局面，使作物产量有较大的提高，使项目区经济发展迈上新的台阶，该项目的实施是必要的。
（2）末级渠系配套与节水改造是节约水资源的需要
项目现状灌溉方式水资源的浪费比较严重，昼浇夜退，大水漫灌的现象比较普遍。
这与建立节水型农业的发展方向背道而驰。
因此，通过末级渠系配套与节水改造改造，可遏制水资源的浪费，也成为灌区水资源管理的当务之急。
（3）末级渠系配套与节水改造是水利管理改革的需要。
末级渠系配套与节水改造后，实施从按亩收费到按方计费的过渡有了硬件保障，水管单位可以按照市场经济体制的要求，不断推进灌区水利改革改进和完善水利管理体制和运行机制。
通过水权管理，建立合理的水价形成机制，保证水资源的合理、高效、可持续利用，从而使灌区水利管理水平登上一个新台阶。
综上所述，通过末级渠系配套与节水改造可以有效解决灌区用水量不足的问题，同时通过灌区节水措施，为建立节水高效农业示范区创造了条件，项目建设十分必要。
3水土资源平衡分析
本灌区以2009年为现状基准年，2010年为设计水平年。
灌区所在地属半干旱地区，作物以果树为主，根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）规定，灌溉设计保证率为70～80％，结合灌区实际情况，灌溉设计保证率取75％。
3.1灌区现状水土资源平衡分析
3.1.1灌区土地资源
王庄渠灌区末级渠系配套与节水改造控制灌溉面积1902亩。
灌区分布在南洛河河谷盆地，地形呈现出河谷阶地、古滑坡坡积等地貌景观。
根据土壤普查资料，灌区土壤分为黄土类、红土类、黑土类、碱土类四类，其中黄土类占55.3%，黑土类占27.4%,红土类占15%，碱土类占2.3%，区内土地肥沃，灌区内植被良好、地面平坦、耕地连片，具有发展农业的优越条件，适宜种植粮食作物和瓜果蔬菜。
3.1.2灌区水质分析
根据《庄浪县水利区划》，水洛河水质属于HCO3—SO4—Ca.Na型淡水。
其中HCO3含量300-700mg/L，SO4含量40-160mg/L，Ca含量100—160mg/L，Na含量100—200mg/L，矿化度300—1000mg/L，总硬度15-22德度，含碘量10V/L，含氟量0.5-1.0mg/L，酸碱度7.4-8之间。
经县卫生防疫站检验和1982年地县的水资源调查评价，符合《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）。
3.2灌溉制度
3.2.1现状灌溉制度
该灌区是一个典型的果林灌溉区，作物种植以果园为主，其次是玉米和经济作物，现有作物种植比例为果园：
小麦：
玉米：
其它作物=6:
2.5:
1:
0.5，灌溉制度根据现状作物的种植情况并参考相关资料确定。
灌溉制度详见表3-1。
⑴灌溉面积：
王庄灌区工程实际控制面积1902亩，有效灌溉面积1850亩，现状灌溉面积450亩，种植作物果园占60%，为270亩；小麦占25%，为112亩；玉米占10%，为45亩；其它作物占5%，为23亩。
⑵灌溉水利用系数：
根据灌区运行资料，现状渠系水利用系数为0.46，田间水利用系数0.8，灌溉水利用系数0.37。
⑶灌溉制度：
灌区现状灌溉制度根据灌区近年来实际的灌溉定额和灌水次数以及作物种植比例确定，果树灌溉定额260m3/亩，小麦溉定额255m3/亩；玉米灌溉定额255m3/亩，其它作物250m3/亩，计算得农田综合净灌溉定额为258m3/亩。
（4）灌溉需水量：
根据现状实灌面积450亩，农田综合净灌溉定额为258m3/亩，灌溉水利用系数0.37，计算现状灌区中净灌溉需水量11.6万m3，毛灌溉需水量31.4万m3。
王庄渠灌区现状灌溉制度表
表3-1
作物名称
种植比例
灌水次数
灌水分期
灌水定额
灌水日期
延续天数
灌溉定额
灌溉模数
起始
终止
（次）
（m3/亩）
（日/月）
（日/月）
天
（m3/亩）
（m3/s.万亩）
果树
60%
1
冬灌期
60
10月22日
11月6日
15
260
0.27
2
生长期
40
3月5日
3月26日
22
0.123
3
生长期
40
6月10日
6月24日
15
0.180
4
生长期
40
6月25日
7月9日
15
0.180
5
生长期
40
7月10日
7月24日
15
0.180
6
生长期
40
8月5日
8月24日
20
0.135
小麦
25%
1
冬灌期
75
10月23日
11月9日
18
255
0.117
2
返青期
60
4月11日
4月25日
15
0.112
3
拔节期
60
5月1日
5月15日
15
0.112
4
灌浆期
60
5月22日
6月5日
15
0.112
玉米
10%
1
泡地期
75
10月15日
10月22日
8
255
0.106
2
苗水期
60
6月20日
6月27日
8
0.085
3
拔节期
60
7月7日
7月14日
8
0.085
4
灌浆期
60
7月26日
8月2日
8
0.085
其他经济作物
5%
1
冬灌期
60
10月2日
10月21日
12
250
0.03
2
生长期
50
4月21日
4月30日
10
0.03
3
生长期
50
5月16日
5月25日
10
0.03
4
生长期
50
6月16日
6月25日
10
0.03
5
生长期
40
7月7日
7月16日
10
0.024
备注：
现状渠系水利用系数为0.46，田间水利用系数0.8，灌溉水利用系数0.37
3.2.2近期水平年（2015年）灌溉制度
近期水平年灌溉制度以现状种植结构为基础，以市场经济为导向，注重生态环境，本着效益优先、尊重现实的原则，优化种植结构和比例，根据王庄灌区规划情况，将来果树的种植比例提高到70%，小麦种植比例20%，玉米种植比例5%，其它经济作物种植比例5%。
灌溉制度详见表3-2，灌水率见图3-2。
⑴灌溉面积：
王庄灌区实行末级渠系配套与节水改造后可恢复灌溉面积1400亩，使灌区总灌溉面积达到原设计面积1850亩，其中果园面积1294亩，小麦面积370亩，玉米面积93亩，其它经济作物面积93亩。
⑵灌溉水利用系数：
灌区实行末级渠系配套与节水改造后，渠系水利用系数为0.73，田间水利用系数0.92，灌溉水利用系数0.67。
⑶灌溉制度：
王庄灌区末级渠系配套与节水改造工程近期灌溉制度根据灌区近年来实际的灌水定额、灌水次数及规划的作物种植比例确定，并对原灌溉制度中不合理的部分进行修正，最后确定果树灌溉定额260m3/亩，小麦溉定额225m3/亩；玉米灌溉定额225m3/亩，其它作物240m3/亩，计算得农田综合净灌溉定额为250m3/亩，年最大灌水率为0.284m3/s.万亩。
（4）灌溉需水量：
根据灌区实行末级渠系配套与节水改造工程后的灌面积1850亩，农田综合净灌溉定额为250m3/亩，灌溉水利用系数0.67，计算现状灌区中净灌溉需水量46.25万m3，毛灌溉需水量69.03万m3。
⑸引水流量分析确定：
从灌区灌水率图上可以看出，最大灌水率为0.284m3/s/万亩，灌区设计灌水率取最大灌水率0.284m3/s/万亩，灌区最大引水流量0.008m3/s，加大流量0.011m3/s。
王庄渠灌区设计水平年灌溉制度表
表3-2
作物名称
种植比例
灌水次数
灌水分期
灌水定额
灌水日期
延续天数
灌溉定额
灌溉模数
起始
终止
（次）
（m3/亩）
（日/月）
（日/月）
天
（m3/亩）
（m3/s.万亩）
果树
70%
1
冬灌期
60
10月22日
11月6日
15
260
0.324
2
生长期
40
3月5日
3月26日
22
0.147
3
生长期
40
6月10日
6月24日
15
0.216
4
生长期
40
6月25日
7月9日
15
0.216
5
生长期
40
7月10日
7月24日
15
0.216
6
生长期
40
8月5日
8月24日
20
0.162
小麦
20%
1
冬灌期
75
10月10日
10月21日
12
225
0.145
2
返青期
50
3月15日
4月5日
21
0.055
3
拔节期
50
4月21日
5月10日
20
0.058
4
灌浆期
50
5月22日
6月6日
15
0.077
玉米
5%
1
泡地期
75
10月15日
10月22日
8
255
0.054
2
苗水期
60
6月20日
6月27日
8
0.043
3
拔节期
60
7月7日
7月14日
8
0.043
4
灌浆期
60
7月26日
8月2日
8
0.043
其他经济作物
5%
1
冬灌期
60
10月2日
10月21日
12
240
0.029
2
生长期
50
4月21日
4月30日
10
0.029
3
生长期
50
5月16日
5月25日
10
0.029
4
生长期
40
6月16日
6月25日
10
0.023
5
生长期
40
7月7日
7月16日
10
0.023
备注：
灌区实行末级渠系配套与节水改造后，渠系水利用系数为0.73，田间水利用系数0.92，灌溉水利用系数0.67
3.3灌区设计水平年水资源平衡分析
王庄渠灌区是一个单纯的农业灌区，无工业、生活及其他用水需求，根据以上分析、计算结果，灌区末级渠系配套与节水改造前，灌区实灌面积450亩，总需水量为31.4万m3，灌区节水改造后，综合灌溉定额为250m3/亩，灌溉水利用系数0.67，总需水量为16.8万m3，年总节水量为14.6万m3；本次末级渠系配套与节水改造后，灌区灌溉面积恢复到设计灌溉面积1850亩，总需水量为69.03万m3。
末级渠系配套与节水改造后，根据灌区作物种植比例，设计频率p=75%时，灌溉期（3—11月）除三月份河道来水量不能够满足灌溉要求外，其他各月均能达到灌溉要求。
来水量与灌溉流量详见表3-3。
王庄灌区渠灌溉来水量与耗水量表
表3-3
保证率
单位
一月
二月
三月
四月
五月
六月
七月
八月
九月
十月
十一月
十二月
p=75%来水量
m3/s
0.14
0.17
0.28
0.36
0.31
0.42
0.59
0.72
0.79
0.65
0.43
0.27
灌溉耗水量
m3/s
0.00
0.00
0.33
0.09
0.07
0.33
0.33
0.25
0.00
0.25
0.00
0.00
余（+）缺（-）水量
m3/s
0.14
0.17
-0.05
0.27
0.24
0.09
0.26
0.46
0.79
0.39
0.43
0.27
对于灌溉用水量不足，可通过竹林寺水库调节以达到灌溉要求。
竹林寺水库工程为小
（一）型水库，水库总库容577万m3，其中调兴利库容516万m3，坝址以上流域面积43.4km2，河道多年平均流量0.34m3/s，多年平均径流量1070万m3。
4末级渠系配套与节水改造规划
4.1工程建设等级标准
王庄渠灌区末级渠系配套与节水改造设计恢复灌溉面积1400亩，根据水利部2000年颁布的《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）及1999年颁布的《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）规定，本工程属小
（1）型工程，工程等别为Ⅳ等；因输水流量小于2m3/s，渠道及建筑物级别为5级,设计洪水重现期为10年。
王庄灌区末级渠系配套与节水改造所在区域地震烈度为Ⅷ度,渠道及建筑物按Ⅷ度设防。
4.2工程规划
本次规划以灌区配套斗、农渠为主，在原有渠系工程的基础上进行总体规划布置，通过对灌区所在范围内现有田间工程的配套与改造，使工程布置更趋合理化，为项目区的灌溉创造便利条件。
该灌区是运行几十年的老灌区，渠系布置基本合理，加之部分区段紧靠居民区，横穿村庄，周边为高效苹果园，征地费用较高，故本次设计对渠线和纵坡不做调整，渠道各建筑物位置保持不变。
为提高灌水利用率，本次末级渠系配套与节水改造工程拟增设斗农渠工程，渠道纵坡根据地形走势确定，比降控制在1/800—1/1000之间。
4.3工程布置
（1）本次改造工程是在原灌区现状的基础上进行，因此渠道规划遵循项目现状建设要求，做到因地制宜、布局合理。
（2）基本维持现状灌溉体系，渠道规划高程以能控制全部规划面积为原则，避免新增加占地或引起下级渠道调整。
（3）渠道布置以地形条件为主，做到渠、路、林、田结合，形成灌溉有保障、林带成网、防风护田、条田平整，满足灌区总体规划要求。
4.4主要建设内容
（1）斗渠工程
本设计规划拆除及新建斗渠6条2.55km，共设渠道建筑物63座，其中农口22座，量水堰22座，架子车桥9座，跌水6座，涵洞4座。
详见表4-3。
斗渠长度、建筑物统计表
表4-3
上级渠道名称
斗渠
名称
现状渠道长度（m）
本设计建设长度（m）
控制灌溉面积
渠道建筑物（座）
小计
拆除重建
新建
小计
新建
拆除重建
干渠
1#斗渠
280
368
368
315
10
10
2#斗渠
220
250
250
310
11
11
3#斗渠
470
490
300
190
285
14
14
4#斗渠
350
390
390
220
10
10
5#斗渠
790
852
852
450
14
14
6#斗渠
120
200
200
270
4
4
合计
6条斗渠
2230
2550
2110
440
1850
63
63
（2）农渠
新建农渠22条，全长8.39Km，设计渠道断面采用砼予制U型槽。
农渠设建筑物
升级会员 