灌区续建配套节水改造项目设计方案.docx
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灌区续建配套节水改造项目设计方案
灌区续建配套节水改造项目设计方案
1综合说明
1.1灌区概况
港口抽黄灌区位于陕西省关中平原东部的潼关县和华阴市境内。
灌区东西长30.5km，南北宽12.1km，总面积369km2。
设计灌溉面积21万亩，抽水流量7.15m3/s。
灌区涉及潼关县7个乡镇、华阴市3个乡镇，共125个自然村，总人口14万余人，耕地面积30.6万亩。
灌区已成设施灌溉面积12.02万亩，共分4个灌溉系统，分别为2～5级抽水。
已建成抽水站共11座，安装水泵电动机组47台套，总装机容量2.60万kw，建设变电站10座，架设输电线路52.6km。
已建成干渠4条，总长15.39km，支渠分支渠8条，长50.34km，支渠以上渠系建筑物316座，渠首站建成排沙漏斗1座。
1.2项目区水资源平衡分析
本次改造的南头支渠2.09km（桩号6+205～8+292）、南头低支渠7.00km，（桩号0+000～7+000）、代字营支2.88km（桩号0+000～0+830,1+050～3+100），均位于南头塬灌溉系统，控制灌溉面积2.56万亩，占南头塬总灌溉面积的45%，现状渠系水利用系数为0.45，现状年灌溉毛需水量3801万m3，现状供水能力1675万m3，缺水2126万m3。
根据测算，南头塬灌溉系统改造全部完成以后，渠系水利用系数可以达到0.60，由此推算出本次改造后，南头塬灌溉系统渠系水利用系数可以达到0.52，认为田间水利用系数和净灌溉定额不变，则本次改造后灌溉需水量为3289万m3，较改造前减少512万m3，但南头塬系统仍缺水1614万m3，还需继续改造。
本次西傲站更新14sh-6水泵，配套电机大修，项目实施造后，改造水泵的出水效率可由现在的65%提高到95%，西傲站4台水泵平均出水效率可由现在的65%提高到80%，按现状年运行142天计算，供水能力可由973万m3提高到1112万m3，增加引水量139万m3，本次改造后吴村塬系统还缺水5万m3。
1.3灌区续建配套节水改造的必要性和可行性
港口抽黄灌溉工程兴建于20世纪70年代。
由于工程设计标准低，建设质量差，再加上受黄河水源泥沙含量高的影响，使工程设施存在严重问题，主要表现在：
①干支渠预制块衬砌冻胀破损严重，未改造的干支渠衬砌完好率不足50%；②部分建筑物或老化失修、或因设计标准太低不能满足实际生产需要；③抽水机组受水流中有害泥沙颗粒磨蚀，泵体穿孔，叶轮直径磨小，叶片磨短，导致水泵出水能力锐减或根本无法运行；④部分电器设备已属淘汰产品，运行安全难以保证；⑤管理设施陈旧，给生产运行带来极大不便。
为了解决这些问题，迫切需要对灌区工程设施实施进行改造。
目前，在大中型灌区实施的续建配套节水改造项目，受到各级领导的重视和灌区群众的大力支持，持续几年的项目建设，解决了灌区的“卡脖子”，问题，使灌区设施状况得到一定程度的改善，同时，也培养了一批熟悉工程建设与管理的技术人员。
另外，灌区委托具有相应资质的设计单位进行项目的设计，方案科学，经济合理，施工技术成熟，安全可靠。
1.4续建配套节水改造的指导思想
港口抽黄灌区续建配套节水改造的指导思想是：
合理利用水资源，大力发展节水灌溉，以改善工程设施状况、降低能源单耗、提高灌溉水利用系数为目标，促进灌区良性循环机制的建立，进一步改善农业生产基础条件，提高农业抗灾能力，以人为本，服务“三农”，建设和谐社会，积极推进社会主义新农村建设。
1.5续建配套节水改造项目建设内容
本次续建配套节水改造项目计划实施以下内容:
（1）渠道及建筑物改造工程
①南头支渠衬砌改造2.09km，桩号6+205～8+292，改造生产桥2座。
②南头低支渠衬砌改造7.00km，桩号0+000～7+000，改造生产桥8座、斗门15座。
③代字营支渠衬砌改造2.88km，桩号0+000～0+830,1+050～3+100，桩号0+830～1+050为铁沟倒虹，维持现状。
④南头灌溉管理站管护设施200m2建设。
（2）泵站及管理站改造
①港口站前池及进水闸改造。
②试验站水泵更新、电机大修及电气设备改造（另册编写）。
③西傲站更新2台14sh-6水泵，配套电机大修。
1.6实施方案设计
1.6.1渠道及建筑物改造设计
（1）南头支渠改造设计
维持渠道平面位置、比降不变，将梯形断面改造为弧底梯形，桩号6+205～6+548段，弧形底半径R=1.21m，设计渠道衬砌高度1.25m，渠深1.40m，渠口宽4.10m；桩号6+548～8+292段，弧形底半径R=0.72m，设计渠道衬砌高度0.95m，渠深1.10m，渠口宽2.80m。
改造渠道总长2.09km，弧形底及边坡采用C15·F50·W4砼现浇，设计衬砌厚度为8cm，防渗用一布一膜复合土工布，膜厚0.25mm，基布100g/㎡。
（2）南头低支渠改造设计
维持渠道平面位置、比降不变，将梯形断面改造为弧底梯形，弧形底半径R=0.72m，设计渠道衬砌高度0.95m，渠深1.10m，渠口宽2.80m。
弧形底及边坡采用C15·F50·W4砼现浇，防渗用一布一膜复合土工布，膜厚0.25mm，布重100g/㎡。
（3）代字营支渠段改造设计
维持渠道平面位置、比降不变，将梯形断面改造为弧底梯形，弧形底半径R=0.72m，设计渠道衬砌高度0.95m，渠深1.10m，渠口宽2.80m。
弧形底及边坡采用C15·F50·W4砼现浇，防渗用一布一膜复合土工布，膜厚0.25mm，布重100g/㎡。
（4）建筑物改造设计
南头支渠改造生产桥2座，南头低支渠改造生产桥8座，改造斗门15座。
生产桥荷载按汽-20设计，验算荷载挂车-100，设计桥面宽4.00m，桥型为现浇C25钢筋砼板式桥，板厚20～24cm，桥两端支墩采用M7.5浆砌石结构。
斗门采用铸铁斗门，斗门后接矩形涵洞与斗渠相连。
南头低支渠改造涵洞长500m，采用城门洞型断面，宽1.30m，高1.80m，拱圈采用现浇C20砼，厚30cm，侧墙采用M7.5水泥砂浆砌石。
1.6.2泵站改造设计
（1）港口一级前池及进水闸改造
将5座前池采用现浇C20砼加高1.50m，将流道、人行桥、进水闸台板加高1.50m，增设高度3.53m，厚20cm钢筋砼结构胸墙，更换5个进水闸及其启闭机，设计选用铸铁镶铜闸门，尺寸2.20×2.00m，选用手电两用5t启闭机。
（2）西傲站改造
对该西傲站1#、2#水泵进行更新，设计水泵选用350S125型。
1.6.3新建南头灌溉管理站
为方便南头塬系统的灌溉管理，拟建管理站1座，管理站位于南头乡西部，占地2亩，建砖混结构管理房200m2，配套进行站区内道路、绿化区、水窖等附属设施建设。
1.7施工组织设计
根据建设内容，工程建设计划工期8个月，从2007年4月份进入施工招标及设备采购，2007年11月30日全面完工，进入资料整编和竣工验收。
1.8环境保护设计
1.8.1环境影响
本项目为已成工程改造，建成后不会给灌区环境带来不利影响，而且建设期的不利影响均为暂时的、局部的。
主要影响是支渠改造工程拆除破损的衬砌预制块会产生一些废渣，土方工程施工可能会产生土壤扰动。
1.8.2环境保护措施
（1）施工时把废渣及时运出场地，堆放在指定地点进行平整并用土覆盖。
生产桥改造时，用土填平渠道作为临时交通道路。
（2）可以利用的预制块和块石回收备用。
（3）渠道施工拉运土方时，定点取土，修建临时道路，尽量减少对农作物的损害。
1.9工程管理
为了保证续建配套节水改造项目的顺利实施，港口抽黄灌区成立了专门管理机构
——港口抽黄灌区续建配套节水改造项目管理办公室，负责工程建设管理的各种事务。
工程建成后的运行管理由港口抽黄管理局有关单位负责。
1.10工程投资概算
投资概算依据陕西省计委以陕计项目[2000]1045号文颁发的《陕西省水利水电工程概预算编制办法及费用》和2006年价格水平进行编制。
港口抽黄灌区2006年续建配套节水改造项目（不含实验站改造）概算总投资484.63万元，其中建筑工程费393.67万元，设备及安装工程费30.95万元，费用36.92万元，预备费23.08万元。
1.11经济评价
根据《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）和《陕西省大型灌区续建配套与续建配套节水改造项目工作指南》，用本工程增量效益和费用进行经济分析，分析结果如下：
经济内部收益率EIRR=18.47%
经济效益费用比EBCR=1.26（is=12%）
经济净现值ENPV=144.50（is=12%）
以上指标中，经济内部收益率＞12%，经济效益费用比＞1，经济净现值＞0，表明该项目具有良好的国民经济效益。
1.12结论
经技术论证和经济分析，2006年续建配套节水改造项目工程实设计方案可行，经济指标合理。
项目施后，南头塬系统可减少渗漏损失512万m3，同时增强了输水安全性，提高了供水服务质量和灌溉供水的可靠性；吴村塬系统设备供水效率可由现在的65%提高到80%，供水能力可由973万m3提高到1112万m3，增加引水量139万m3，本次改造后吴村塬系统基本不再缺水；渠道上的生产桥改造后，可为灌区群众的生产生活带来方便；斗门及管理站的建设，可以提高灌溉管理水平和改善管理人员的工作环境。
1.13工程特性表
工程特性见表1-1
表1-1港口抽黄灌区2006年续建配套节水改造项目工程特性表
序号
项目
单位
数量
备注
一
工程概况
1
水源
黄河
2
取水形式
电力提水
3
设计灌溉面积
万亩
20.89
4
取水流量
m3/s
7.15
5
抽水站
座
11
6
抽水机组
台
47
7
累计最高扬程
m
294.57
8
干渠
km
15.39
4条
9
支渠
km
50.34
8条
10
渠系建筑物
座
316
二
项目建设内容
（一）
南头支渠改造
km
2.09
6+205～8+292
1
设计流量
m3/s
1.80、0.80
2
最小流量
m3/s
0.72、0.32
3
断面形式
弧底梯形
4
纵向比降
1/2000～1/1500
5
渠深
m
1.40～1.10
6
渠底半径
m
1.21～0.72
7
衬砌形式
砼板膜复合结构
（二）
南头低支渠改造
km
7.00
0+000～7+000
1
设计流量
m3/s
0.70
2
最小流量
m3/s
0.28
3
断面形式
弧底梯形
4
纵向比降
1/1500
5
渠深
m
1.10
6
渠底半径
m
0.72
7
衬砌形式
砼板膜复合结构
（三）
代字营支渠改造
km
2.88
0+000～3+100
1
设计流量
m3/s
0.73
2
最小流量
m3/s
0.29
3
断面形式
弧底梯形
4
纵向比降
1/1500
5
渠深
m
1.1
6
渠底半径
m
0.72
7
衬砌形式
现浇砼结构
（四）
机电设备改造
更新水泵机组
台套
2
三
施工
（一）
工期
月
8
（二）
主要工程量
1
土方开挖
万m3
0.99
2
回填土方
m3
0.93
3
浆砌石
m3
1220
4
砼
m3
3832
5
弯扎钢筋
t
6
（三）
主要材料量
1
钢材
t
6
2
水泥
t
1344
3
砂子
m3
3139
4
碎石
m3
4379
5
块石
m3
1510
（四）
劳动力用量
1
技工
工日
6300
2
普工
工日
13400
四
工程概算
1
静态总投资
万元
484.63
2
其中：
建筑工程
万元
393.67
3
金属结构设备安装工程
万元
30.95
4
临时工程
万元
19.40
五
经济评价
1
经济内部收益率
%
18.47
2
经济净现值
万元
144.50
3
效益费用比
1.26
2灌区概况
2.1自然条件
港口抽黄灌区位于关中平原东部，东起陕豫交界，西至华阴岳庙镇，南以陇海铁路为界，北抵黄、渭河右岸，东西长30.5km，南北宽12.1km，总面积369km2。
灌区地形西南高、东北低。
南部主要为秦岭北麓的黄土台塬，北部主要为黄、渭河阶地。
由于受南山支流冲刷切割，灌区沟壑发育，地形支离破碎，坡陡沟深，冲沟边坡一般在40°～65°，切深在40～80m。
灌区属大陆型干旱季风气候区，多年平均降水量为625.5mm，降水年内分布极不均匀，7-9月降水量约占全年降水总量的50%～60%。
年平均蒸发量1193.6mm，无霜期220天，年平均气温13℃，极端最高气温42.7℃，极端最低气温-18.2℃，最大冻土层深440mm，冻结期一般从11月下旬至次年3月上旬。
灌区自然灾害以干旱为主。
从1960年--2006年45年，灌区共发生百日以上干旱6次，约7.5年一遇，30日以上干旱13次。
由于灌区土壤疏松，保水性差，一旦发生干旱，农作物产量锐减。
2002年春旱比较明显，灌区未灌的小麦当年基本上绝收。
表层土壤以中更新统风积黄土为主，结构松散，具有湿陷性，自然容重1.34～1.63t/m3。
灌区地下水主要以孔隙潜水和裂隙潜水的形式存在，埋深为15～250m。
空隙率43%～47%，土壤物理性状基本良好。
2.2社会经济状况
港口抽黄灌区包括潼关县和华阴市的10个乡镇，涉及125个自然村，总人口14万余人，耕地面积30.6万亩，人均耕地面积2.19亩。
灌区交通发达，通讯便利，经济基础条件好。
灌区农作物以小麦、玉米等粮食作物为主，棉花、瓜果等经济作物为辅，粮经比为8:
2，复种指数为1.50左右。
灌区经济以农业经济为主，农业经济占经济总产值的85%以上。
2.3工程状况
港口抽黄灌溉工程建于20世纪70年代，是一座高扬程电力提灌工程，最高累计总扬程294.57m。
临河泵站港口站引水枢纽设在黄河潼关水文站上游800m处，引水流量为7.15m3/s，在站港口站上游2km处，为备用水源站零级站，引水流量为3.375m3/s。
港口站出水池后设排沙漏斗1座，排沙漏斗下游连接东干渠和西干渠。
灌区已成设施控制灌溉面积12.02万亩，根据地形地貌条件分为南头塬、寺角营塬、吴村塬、孟塬等4个独立的灌溉系统，其中南头塬系统灌溉面积5.69万亩、寺角营塬系统灌溉面积1.21万亩、吴村塬系统灌溉面积2.23万亩、孟塬系统灌溉面积2.89万亩。
各灌溉系统主要工程设施情况见表2-1。
全灌区已建成的抽水站有11座，安装水泵电动机组47台套，总装机容量2.60万kw，各站技术参数见表2-2。
建成变电站10座，架设输电线路12条，共52.6km。
建成干渠4条，总长15.39km，其中西干渠最长，全长12.87km；建成支渠分支渠8条，总长50.34km；建成干支渠系建筑物316座；渠首站建成排沙漏斗1座。
表2-1各灌溉系统主要工程设施情况表
序号
灌溉系统
名称
泵站名称
级别
抽水机组数量（套）
渠道名称
渠道长度（km）
1
备用水源站
零级站
1
3
零级站干渠
2.00
2
水源站
港口站
2
5
东干渠
0.50
西干渠
12.87
3
南头塬系统
望远沟站
3
6
南头支渠
10.29
洼里站
4
8
南头低支渠
9.00
李家庄站低池
5
2
代字营支渠
3.09
李家庄站高池
5
1
南头高支渠
4.55
4
寺角营塬
系统
试验站
3
1
寺角营支渠
6.51
5
吴村塬系统
花五站高池
3
4
吴村支渠
6.10
西傲站
4
4
吴村站
5
1
6
孟塬系统
花五站低池
3
5
南场支渠
2.91
西泉站
4
3
张家城站
5
4
孟塬支渠
7.98
序号
站名
级别
灌溉
面积
（万亩）
扬程（m）
流量（m3/s）
水泵
电机
总装机容量（kw）
型号
台数
型号
台数
容量（kw）
1
零级站
1
12.02
6.20
3.375
26HBC-40
3
Y355L-12
3
110
330
2
港口站
2
20.89
14.58
7.15
32sh-19
5
JSQ1510-10
5
400
2000
3
望远沟站
3
4.37
105.12
2.52
14sh-6
6
JSQ1510-4
6
850
5100
4
洼里站
4
4.13
115.31
2.8
14sh-6
8
JSQ158-4
8
680
5440
5
李家庄站
高池
5
0.61
42.10
0.20
12SH-9B
1
JS116-4
1
155
155
低池
5
1.26
24.90
0.70
350S-26
2
JS116-4
2
155
310
6
试验站
3
1.21
220.70
0.50
DK0.5-110×2
1
TD143/44-4
1
2000
2000
7
花五站
高池
3
2.23
95.30
1.56
14SH-6A
4
JSQ158-4
4
680
2720
低池
3
3.48
15.30
2.60
20SH-19A
5
JS126-6
5
155
775
8
西傲站
4
1.87
116.47
1.36
14SH-6
4
JSQ158-4
4
680
2720
9
吴村站
5
0.24
13.10
0.21
12SH-19A
1
H-82-4
1
55
55
10
西泉站
4
1.69
52.75
1.86
20SH-9
3
JSQ158-6
3
550
1650
11
张家城站
5
1.45
116.05
1.36
14SH-6
4
JSQ158-4
4
680
2720
合计
47
47
25975
表2-2各站技术参数特性表
2.4灌区存在的主要问题
港口抽黄灌溉工程建于20世纪70年代，属“三边”工程，建设标准低，施工质量差，配套不齐全，目前灌区存在的主要问是：
（1）河源含沙量大，造成水泵过流部件磨蚀和输水渠道淤积。
由于以前无沉沙设施，直接抽引高含沙水流，水泵的泵体、叶轮和密封环磨损十分严重，甚至出现泵盖穿孔，使水泵效率大幅度下降，实际出水量仅达设计出水量的60%左右。
（2）渠道衬砌老化脱落。
灌区的主要干、支渠道以砼预制块衬砌为主，由于施工质量差，衬砌预制块大量破损脱落。
据统计，衬砌块脱落达40%～50%。
（3）渠系部分交叉建筑物设计标准太低，不能满足日益发展的工农业生产需求。
（4）斗、分、引渠配套不全，无量水配水设施。
本工程在建设时，国家投资修建支渠以上的工程基本上已经完工，而由群众投资投劳修建的支渠以下的田间工程，包括斗、分、引渠，由于多种原因至今尚未配套。
据统计，灌区8条支渠和分支渠上均没有量水配水设施，所有支渠都存在斗、分、引渠配套不齐全的问题，造成水资源的极大浪费。
（5）电器设备目前大多数已属淘汰产品，设备性能差，安全可靠性低，能耗高，运行成本居高不下。
由于灌区存在以上问题和隐患，使工程功能下降，效益逐年衰减，直接影响灌区经济社会的发展和管理单位自我维持能力。
2.5续建配套节水改造情况
从2000年开始，利用国家专项资金对灌区实施续建配套节水改造，港口抽黄灌区截止2005年共完成：
西干渠全段12.87km渠道衬砌改造，并改造西干渠上生产桥9座，改造西干渠花五退水闸1座，修复了西干渠磨沟河渡槽；
衬砌改造吴村支渠0+000～5+500段5.50km渠道，改造生产桥4座，改造倒虹1座,改建渡槽1座；
衬砌改造孟塬支渠1+708～2+646段0.94km、3+115-3+590段0.48km共计1.42km渠道；
衬砌改造南头支渠3+617～6+205段2.58km渠道，改造生产桥4座；
在港口站出水池下游建排沙漏斗1座；
港口站更新抽水机组2台套，望远沟站更新抽水机组2台套，洼里站更新抽水机组3台套，花五站更新抽水机组3台套；
改造35KV输电线路4.10km。
2000年—2005年续建配套节水改造项目建设内容详见表2-3，目前，灌区主要工程设施现状况见表2-4。
年度
项目名称
建设内容
投资（万元）
小计
国家专项资金
省地
配套
2000
西干渠及建筑物改造
西干渠0+000-2+463段2.46km渠道基础灌浆和渠道衬砌改造、2座生产桥改造、花五退水闸改造
154.25
100
54.25
2001
西干渠改造
西干渠2+463-5+010段2.55km渠道衬砌改造
75
50
25
2002
西干渠及建筑物改造
西干渠5+040-8+245段3.20km渠道衬砌改造、3座生产桥改造、磨沟河渡槽改造
154.84
105
49.84
港口站改造
更新32sh-19水泵1台、Z948T-10φ800电动闸阀1台
望远沟站改造
更新水泵2台、电动闸阀1台，更新进水钢管1.8t
洼里站改造
更新水泵2台、电动闸阀1台、更换进水钢管1.8t
2003
西干渠及建筑物改造
西干渠8+245-12+871段4.63km渠道衬砌改造、4座生产桥改造
232.01
150
82.01
排沙漏斗
建1座直径20m、水处理能力3.0m3/s排沙漏斗
2004
吴村支渠及建筑物改造
吴村支渠0+000-4+00段4km渠道衬砌改造、1座倒虹改造、2座生产桥改造
294.21
200
94.21
孟塬支渠改造
孟塬支渠1+708-2+646段0.94km渠道衬砌改造
港口站改造
更新32sh-19水泵1台、更换开关柜3面
望远沟站改造
更换开关柜1面
洼里站改造
更新14sh-16水泵1台、更换开关柜4面
花五站改造
改造主变压器1台
西傲站改造
改造主变压器2台、更换开关柜4面
更新电缆
更新电缆800m
2005
南头支渠改造
南头支渠3+617～6+205段2.58km渠道衬砌改造、4座生产桥改造
525
350
175
吴村支渠改造
吴村支渠4+000～5+500段1.5km渠道衬砌改造、1座渡槽改造、2座生
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