宁夏沙泉葡萄酿酒工程报告.docx
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宁夏沙泉葡萄酿酒工程报告
1绪言
1.1概述
为了使公司对大坝梁生荒地的开发种植酿酒葡萄规划设计能够提高水资源的利用率，充分利用现有的土地资源，科学合理的使用现有的资金，保持今后的酿酒葡萄种植发展的可持续性。
鉴于项目区的自然条件，结合该区域的实际情况，规划在青铜峡市甘城子地区开发土地灌溉面积5250亩，控制高程1188m，以甘城子三泵站扬水干渠为水源，拟建扬水灌区。
对该项目区的开发建设，规划采用沟种沟灌方式种植葡萄。
为此，受宁夏沙泉葡萄酿酒公司的委托，我院对《宁夏沙泉葡萄酿酒公司土地开发工程》进行了实地勘测和设计。
1.2项目主要建设内容
根据该项目的规划布置，主要建设内容如下：
改建引水渠1条，长4.90km；
新建泵站1座；
铺设压力管道3.24km。
2基本情况
2.1地理位置及区域范围
项目区位于宁夏青铜峡市甘城子地区，东至包兰铁路，西临沿山公路（201省道），南接大沿公路，北靠广夏第二种植分公司及甘城子扬水三泵站干渠。
该工程为土地开发工程，项目区灌溉总面积7550亩，其中引渠自流灌溉面积2300亩（已开发），引渠末端新建扬水泵站开发灌溉面积5250亩。
2.2地形地貌
甘城子地区属于贺兰山东麓洪积、冲积地带，海拔在1153～1189m之间，地势平坦开阔，地形西南高、东北低，其地貌为山地，低山丘陵及缓坡地。
2.3水文气象
项目区属典型的大陆性气候，其特点是：
风多沙大、干旱少雨、日照充足、蒸发强烈、冬寒长、夏热短，并常伴有干旱、冰雹、霜降及沙暴等自然灾害，按农业分区为中温干旱带。
多年平均日照数为2853.5h，年平均气温8.8℃，无霜期162天。
年降雨量188.7mm，主要集中在7、8、9三个月；年蒸发量2085.9mm，是年降雨量的10倍以上。
由于干旱少雨，蒸发强烈。
因此，没有灌溉就没有稳定的农业。
2.4土壤
该区域土地大部为砂壤土、淡灰钙土层，其特点是上部为0～100cm的砂壤或轻壤土，含砾量在5～10%，便于耕作利用。
2.5交通及水电状况
项目区西依沿山公路（201省道），南有大沿公路，灌区生产道路纵横交错，交通十分便利。
项目区域就近村庄，村村通电，附近有10kv供电线路通过，电力充足，可满足工程建设所需。
2.6水利现状
甘城子三泵站扬水干渠已建成，位于项目区的西北。
甘城子灌区降水各年平均值为188.7mm，年内降水分配不均，主要集中在6～9月份，占全年的70%以上，降水资源贫乏，只在一定的时期有补给作用。
灌区内农、林、牧业用水主要以三级泵站从西干渠提水灌溉。
三级提水的抽水流量分别是：
一、二级5m3/s，三级3m3/s，二级泵站的灌溉面积相对较小。
3工程地质
项目区多为砂壤土、淡钙灰土段，呈坚硬、低压缩性，属
级非自重湿陷性土，自然边坡比1：
1.5。
4工程任务及规模
4.1指导思想
本着建设一个“环境友好型，自然和谐型，生态经济型”的新型灌区为指导思想，坚持以人为本，围绕项目区干旱缺水的矛盾，从促进区域经济可持续发展的战略高度出发，抓重点，上规模，统一规划，因地制宜，合理布局，建设高效节水的新型农业产业。
规划以保护现有植被为基础，通过因地制宜的开发土地资源，发展观光农业，建设精品工程，进一步改善区域种植业发展缓慢、经济结构单一的局面，提高区域经济综合实力。
4.2设计原则
依据规划的指导思想，结合当地实际情况，确定以下设计原则：
（1）保护土地开发原则
充分尊重自然规律，在不破坏或尽可能少破坏自然植被和的前提下，开发利用水土资源，增加自然植被，改善局部生态环境。
（2）协调性原则
在确保生态优化的前提下，实现生态效益、社会效益与经济效益的有机统一。
设计突出绿化美化与自然环境现状相结合，与旅游环境相结合，与历史文化相结合，使之达到高度的协调统一。
（3）可持续原则
贯彻环境、经济、社会协调一致的长远发展目标，获得生态、社会、经济三方面的最佳综合效益。
充分保护当地的生态环境，所有的开发建设项目必须建立在保护生态环境的基础上，以期使当地生态环境走上良性循环阶段，实现农业经济的可持续发展。
（4）可操作性原则
在理论上以高起点的战略研究指导项目建设，保持实施的连续一致性。
通过分区展现各分区的独特风格，使其各具特点。
在实施中，采取整体规划，分项目实施，以保证项目的可操作性。
（5）可行性原则
在技术上尊重科学、尊重自然规律，确保技术上的可行性。
在种植结构上要选择经济效益好，节约水资源的作物，兼顾经济效益和生态效益。
在工程的布置上要求符合当地实际，技术上成熟、可靠，投资上最优。
4.3工程建设的必要性
（1）近年来，西北地区持续干旱，黄河来水持续偏枯，经济社会和生态用水严重不足，生态环境和水环境恶化，水资源供需矛盾日益突出等直接关系到项目区经济发展、社会进步大局，关系到全面建设小康社会的重大问题，引起了各级政府的高度重视。
随着《黄河水量调度条例》的颁布，指标供水、限量供水的实施，该灌区供需水矛盾日益突出，干旱缺水已成定局。
水资源短缺与浪费并存，目前灌区水资源利用率低，也限制了当地经济社会的发展。
节约水资源，发展高效节水灌溉是红寺堡可持续发展的唯一出路，实施该项目势在必行。
（2）项目的实施使灌溉水资源得到了高效利用和优化配置。
（3）在该区域种植葡萄，不仅开辟了一条农民增收的途径，而且还可防风固沙，改善周边的生态环境，提高甘城子现有扬黄水源工程综合效益，优化配置和高效利用水资源，充分发挥了扬黄水源工程的支柱效益，以水资源的可持续利用支撑当地经济社会的跨越式发展。
（4）建设现代节水农业，实现农业可持续发展，促进农村经济不断增长，增加农民收入是党的十七大提出的全面建设小康社会的主要任务。
通过在项目区实施高效节水补灌，使其真正成为农村经济的产业支柱,改善项目区的灌溉条件，充分利用有限的灌溉水资源；促进农业产业结构调整和节水型社会的建立，实现节水增效、增收，推动地区经济的持续、稳定发展，促进社会稳定、民族团结。
因此工程建设是必要的，建议尽快立项建设。
4.4工程任务
（1）通过工程建设，将解决甘城子新开发5250亩土地的灌溉用水问题，逐步配套完善水利设施，推动当地农业经济持续和稳定发展，促进社会稳定和民族团结。
（2）提高土地利用率，改善农业灌溉条件，改善项目区群众生产条件，不断提高项目区移民的经济收入。
（3）优化配套水资源和高效利用，以水资源的可持续利用推动该灌区的可持续发展。
使其真正成为现代化的高效节水补灌供水工程。
4.5工程规模
规划开发土地面积5250亩，改造引水渠（南二3支渠）4.9km，设计引水渠流量0.73m3/s；新建1座泵站向项目区供水，泵站设计流量0.55m3/s。
根据项目的规划布置，主要建设内容如下：
改建引水渠1条，长4.90km；
新建泵站1座；
铺设压力管道3.24km。
4.6葡萄灌溉制度
4.6.1灌溉设计保证率
根据《灌溉与排水工程设计规范（GB50288—99）》相关规定，结合项目区地处宁夏中部干旱带，根据水文气象、水土资源、作物组成、灌区规模、灌水方法及经济效益等因素综合分析确定，可行性研究报告中参考规范给出的标准参考值并结合可研报告的审查意见，取灌区种植业作物的灌溉设计保证率为75%，已经水利部审查同意。
4.6.2灌水技术和灌水方法
葡萄灌水技术：
主要掌握沟长和入沟流量,沟长和入沟流量与地形、坡度及土壤透水性能有关，它们之间有着相互制约的关系。
灌水沟的断面一般成梯形或三角形。
沟灌坡度一般为1/200～1/500之间，一般灌水沟是沿地面坡度方向布置。
当面坡度较大时，可以与地面等高线成锐角，使灌水沟获得适宜的比降。
沟间距3.0m，株间距0.5m,沟底宽0.3m，沟深约20～30cm，沟内边坡1:
1,沟上口宽70～80cm，水深一般为沟深的1/3～2/3。
灌水方法采用沟种沟灌，田间输水采用明渠，渠道等别分为支渠、斗渠和农渠三级渠道来控制作物的灌水需求，规划设计开发种植葡萄面积5250亩。
葡萄沟灌方法：
在田间农渠渠上给每档田块设毛口1座，每档田自毛口取水，后自流进入葡萄沟来满足作物的灌溉需水要求。
实行浅浇快轮，以保证灌水均匀，不超定额，降低沟道渗漏损失。
4.6.3灌水定额
灌水定额应等于在t时间内的渗入水量与灌水停止后在沟道中存蓄水量之和。
由公式：
mal=（b0h+p0Ktt）l
得出：
h=（ma-p0Ht）/b0
式中:
h——沟中平均蓄水深度，（取0.15m）m；
a——灌水沟间距，（取3.0m）m；
m——灌水定额，m；
l——沟长，m；
b0——平均水面宽，b0=b+φh，（取0.6m）m；
b——灌水沟底宽度,（取0.3m）m；
p0——在时间t内，灌水沟的平均有效湿周，p0=b+2γh（1+φ2）0.5，m；
γ——为借毛细管作用沿沟的边坡向旁侧渗水的校正系数，土壤毛细管性能愈好，系数愈大，一般γ值为1.5～2.5；
φ——灌水沟边坡系数,（取1）m；；
Kt——在t时间内的平均渗吸速度，m/h；
Ht——在t时间内的入渗深度，（取0.40）m；
计算出葡萄沟灌最大一次灌水定额m=0.186m,即124.1m3/亩，取125m3/亩。
4.6.4沟长、坡度及沟中水深有下列关系
l=（h2-h1）/i
式中：
h1——灌水停水时沟首水深，m；
h2——灌水停止时沟尾水深，m；
i——沟的坡度；
为了使土壤湿润均匀，h2-h1之差值应不超过0.06～0.07m。
如灌水沟的最小极限坡度为1/500，则其最小长度为30～35m。
4.6.5灌水周期
按下列公式确定
式中：
T——设计灌水周期，天；
m——设计灌水定额，mm；
Ｅa——设计耗水强度，9.0mm/d；
η——田间水利用系数，0.9。
经计算，T=14.9天，根据实际情况,灌水周期取15天。
4.6.6灌溉制度
由灌区地面和灌溉条件确定作物灌溉制度，由水量平衡分析确定灌溉定额，据青铜峡建设以来的实际灌溉经验综合分析确定。
根据宁夏引黄灌区和项目区周边地区的种植经验，葡萄全年共需催芽水（4月上旬开始）、催条水（5月中旬开始）、催果水（6月中旬到7月上旬）、催熟水（8月中旬）、冬水（10月下旬）5次。
一般为每隔10天～15天一次，伏天5～10天一次。
葡萄沟灌灌溉定额650m3/亩，详见表4-1。
甘城子扬水灌区灌溉制度统计表
表4-1
项目（灌溉时间）
灌水天数（天）
葡萄
备注
4.18——5.08
15
65
夏秋合计550
5.16——5.27
15
65
6.02——6.16
15
80
6.27——7.14
15
125
7.19——8.03
15
90
8.13——9.03
15
125
10.27——11.12
15
100
冬灌
合计
105
650
4.6.7设计灌水率
灌水率是指灌区单位面积上所需灌溉的净流量q净又称灌水模数，它是根据灌区的作物种植比例和灌溉制度确定的，按下式计算：
q净=a.m/（B×T）（m3/s/万亩）
式中：
a——种植比例；
m——某次灌水定额,（m3/亩）；
T——某次灌水延续时间,（天）；
B——时间常数，取值7.92。
根据灌水率计算结果，选择历时较长、灌水率较大的作为设计灌水率，项目区q净取0.28m3/s/万亩。
5工程总体规划布置
该项目为土地开发工程，项目区灌溉总面积7550亩，其中引渠自流灌溉面积2300亩（已开发），新开发灌溉面积5250亩。
规划改建引水渠4.9km，新建泵站在引水渠（南二3支渠）末端取水，通过泵站扬水进行灌溉。
泵站为引水式正吸程泵站布置，采用高、低口供水方式进行灌溉。
主要由进水前池、泵房和出水池组成。
在引水渠末端处布置进水闸，将渠水引入泵站前池。
进水闸处引水渠渠底高程1154.97m，进水前设计水位1155.67m，设计流量0.55m3/s，出水高程1189.81m，净扬程34.14m，总扬程为43.67m。
泵站共安装3台机组，其中运行2台，备用1台。
总装机容量400KW。
机组呈一列式布置，主厂房平面尺寸为16.87×6.37m（长×宽），净高4.2m，面积106.46m2；副厂房位于泵房右侧，与泵房平行布置，平面尺寸13.57×6.37m（长×宽），净高3.3m，面积86.44m2。
管理房共4间，平面尺寸为13.57×5.47m（长×宽），净高3.0m，建筑面积74.23m2。
自泵站出水管布设压力管道总长2970m，为一路管道，其中D800预应力砼管1875m，UPVC管895m。
低口控制高程1184m，控制灌溉面积3950m，设计流量0.41m3/s，自低口出水分东、西两个片区，各布置一条支渠，分别长786m和104m；高口控制高程1188m，控制灌溉面积1300亩，设计流量0.14m3/s，自高口出水布置斗渠1条，长1028m。
项目区共布设支渠2条，长0.79km；斗渠10条，长5.24km。
6工程设计
6.1设计标准及依据
6.1.1工程等级及建筑物级别
由于泵站设计流量小于2.0m3/s，根据《泵站设计规范》（GB/75-97），此泵站为V等小
（2）型，建筑物为5级。
6.1.2防洪标准
根据《灌溉与排水工程设计规范》和国家《防洪标准》，支渠及其建筑物为5级，相应的防洪标准为10年一遇（P=10%），不考虑校核洪水。
6.1.3抗震标准
根据《可行性研究报告审查意见函》要求设计地震烈为Ⅶ度。
6.1.4设计采用规范
（1）《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）；
（2）《防洪标准》（GB50210-94）；
（3）《湿陷性黄土地区建筑规范》（GBJ25-90）；
（4）《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）；
（5）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）；
（6）《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191-96）；
（7）《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）；
（8）《公路桥涵设计规范》；
（9）《渠道防渗工程技术规范》（SL/T18-94）；
（10）《渠道工程抗冻胀设计规范》（SL23-95）；
6.2指导思想
（1）本次设计坚持安全第一、技术可行、经济合理的基本思想；
（2）按照甲方合同文件提出的各项要求，做到设计进度、设计质量、工程投资“三控制”；
（3）按照《委托书和合同文件》规定的乙方责与义务，为业主做好服务和自己合作。
（4）认真总结，并吸取已建成或在建工程设计当中出现的问题与经验，重点放在施工和便于运行管理这两个方面，改进、完善、提高设计水平。
（5）处理好新技术应用和工程投资之间的关系。
对采用新技术、新材料要进行认真地分析论证，便于施工和进行管理。
（6）凡属国家优质合格产品，满足工程安全运行、技术上可行、经济上合理的，都应认真对待，对其特点或优缺点作必要的分析，合理采用。
6.3泵站工程及建筑物
6.3.1流量确定
项目区开发土地灌溉面积5250亩，根据灌溉制度确定全年最大一次灌水定额为125m3/亩，每次灌水时间15天，拟定每天扬水时间22小时，确定泵站设计流量0.55m3/s。
6.3.2前池及进水池
泵站前池的设计水位1155.67m，前池底高程1153.82m，池顶高程1157.10m，池深3.28m，设计水深1.85m，安全超高1.43m。
进水前池为正向进水，前池长5.8m，池底纵坡1:
5；进水池为矩形池，设计池长9.2m，池宽5.0m，池深3.28m。
均采用M7.5浆砌石砌筑，内壁采用100mm厚C20钢筋砼现浇。
在进水前池池顶中部设1.0m高的钢制栏杆。
6.4厂房及管理房布置
6.4.1厂房布置
泵站共安装3台卧式离心泵，配套电机3台。
根据布置和运行检修要求，机组采用单列式布置，依照机组安装范围进行平面设计，相邻机组间距0.8m，综合考虑，确定主厂房平面尺寸为16.87×6.37m（长×宽），净高4.2m，面积106.46m2；副厂房位于泵房右侧，与泵房平行布置，平面尺寸13.57×6.37m（长×宽），净高4.2m，面积86.44m2，分设为高压配电室和低压配电室。
考虑设备渗漏水和清扫卫生积水排到厂外，在每台水泵机座周围和出水管道轴线位置的厂内底板上设置宽150mm排水支沟，将积水排入宽200mm干沟，再由干沟排入集水井。
集水井平面尺寸1.0×1.0m，井深0.8m。
井壁为厚200mm的现浇C20砼，井口加盖扁豆形花纹钢板。
采用人工清除井内积水排入进水前池。
6.4.2管理房布置
管理房布置在泵站东边，占地面积1200m2，场地40×30m（长×宽），不设围墙。
共布置管理房共4间，面积67.32m2。
为单层平房，单间尺寸为3.3×5.1m，高3.0m。
6.4.3场区布置
泵站场区尽量扩大绿化面积，需硬化的场区地坪铺设预制C15砼板，边长500×500mm，板厚100mm。
场区开挖边坡用预制C20砼条板砌护，坡比1：
1.5，坡脚设排水沟，将场区内汇水最终导入进水前池。
场区排水沟宽0.3m，平均深0.4m，采用M7.5浆砌石砌筑。
泵站开挖弃土可用于泵站周围的防洪围堰，设计围堰顶宽2.0m，边坡1：
1.5，平均高2.0m，要求平整碾压，表面洒草籽，形成植被保护。
6.4.4房屋结构选型
厂房及管理房均为砖混结构，屋盖采用预应力砼空心板。
6.4.5基础设计
泵站主厂房墙体采用钢筋砼封闭圈，副厂房为浆砌石条形基础。
且将基础以下原土夯实深300mm，夯实度大于95%，再铺设3：
7灰土厚300mm。
6.4.6构造设计
构造设计虽是整个设计中的局部，但却能影响全局，节点构造处理不当会影响厂房的使用和安全，施工上应引起足够的重视。
厂房及管理屋面防水等级为Ⅲ级，采柔性防水疏导雨水，通过雨水管排至地面。
屋面防水层采用SBS-4带板岩的氧化改性沥青防水卷材，保温采用50mm厚水泥聚苯乙烯泡沫保温板和50mm厚膨胀珍珠岩保温芯板，以最大限度提高屋面保温隔热效果。
主厂房大门为向外开启的平开钢木大门，且在大门扇上设有行人的小门，主副厂房之间的门用隔音防火门，配电装置室的门为向疏散方向开启的丙级防火门，其他功能房间的门为普通木门。
主、副厂房和管理房的窗户均为单层推拉式铝合金窗。
主厂房墙体为360mm厚粘土多孔砖砌体，副厂房外墙和内墙分别用360mm和240mm厚粘土多孔砖砌体。
根据抗震构造要求，墙体设置水平构造筋、构造柱和圈梁，加强房屋的结构整体性。
水泵进出水管穿主厂房前后墙时，均设相应外径的钢套管，套管在墙体砌筑时一并埋设。
主、副厂房和管理房外墙均为清水砖墙。
6.5水泵选型及动力选择
6.5.1水泵选型
泵站自引水渠引水至泵站前池，进水前设计水位1155.67m，设计流量0.55m3/s（1980m3/h），出水高程1189.81m，净扬程H净=34.14m，经计算总扬程为43.67m，根据流量及扬程选择水泵为SL0250-470A型3台，其中运行2台，备用1台，单泵流量370～1300m3/h，扬程64.0～33.5m，转速1480r/min，效率82.5%，必需汽蚀余量3.5m。
6.5.2配套电机选择
采用直接传动的电动机，配套功率用下式计算：
式中:
K——备用系数，取1.10；
Q——水泵流量（m3/s）；
H——水泵扬程（m）；
η泵——水泵效率（%）；
η传——传动效率（%）；
n1——水泵额定转速（r/min）；
n2——电动机额定转速（r/min）；
r——水容重（N/m3）。
经计算，电机选用Y315L-4型3台，单台额定功率200KW，转速1480r/min。
6.6吸水管及出水管道的直径确定
吸水管直接和进水嗽叭管直径分别按1.4m/s和1.0m/s控制流速计算，出水管并联前后管道直径按2.0m/s控制流速计算，管径计算公式采用D=1.13
。
经计算，吸水直径为D吸=500mm，喇叭管直径均为D喇=650mm，出水管并联前直径D支=400mm，并联后管道直径D并=600mm。
6.7压力管道及出水池布置
6.7.1压力管道布置
根据高、低口供水流量及管道流速，确定压力管道直径D=500mm和D=800mm两种。
压力管道总长3240m（其中:
DN800预应力砼长1875m、φ500UPVC管道长1311m、倒虹渡管长54m）。
泵站压力主管道自桩号0+000-0+414段为φ500UPVC管道；桩号0+414-2+289段为DN800预应力砼管道；桩号2+289-2+343段为倒虹渡管；桩号2+343-2+970为φ500UPVC管道；另外在泵站压力主管道桩号2+250处外接长270mφ500UPVC分支压力管道。
管道在转弯处设镇墩，压力管道每200m左右设镇墩一座，管道在镇墩处采用钢管连接，镇墩平面尺寸2×2m，高2m，采用C20钢筋砼；PCP管每节设支墩2个，支墩高0.2m，采用C15砼现浇，支墩下铺设浆砌石厚0.3m；UPVC管为地埋式，埋深1.8m，管沟底宽1.2m。
PCP管床全线铺设100mm厚砂砾石，以防雨水冲刷。
根据泵站压力管道水力分析结果，分段确定压力管道的公称压力值，各压力等级管道数量见表6-1。
压力管道压力等级分段表
表6-1
名称
指标
分段桩号
长度
（m）
压力
等级
（MPa）
管材
管径
（mm）
节数
（节）
备注
低口
0+000～0+414
414
0.8
UPVC管
500
0+414～2+289
1875
0.6
PCP
800
374
外接270mUPVC管
钢管
5
2+289～2+343
54
0.6
PCP
600
8
钢管
5
高口
2+343～2+970
627
0.6
UPVC管
500
6.7.2出水池
出水池分别布设在压力管道2+200处（低口）和2+860处（高口），均采用矩形池，为浆砌石结构。
低口出水池：
池底高程为1181.22m，出水池设计水位高程1182.32m，设计出水池为矩形池，池长3.0m，宽1.5m，高1.5m；出水池出口设渐变段与支渠连接，并在东西出口处分别安装整体式钢闸门一套，一支渠闸门采用0.7×0.7m，二支渠闸门采用0.7×0.7m；出口设渐变段与支渠连接。
高口出水池：
池底高程为1187.50m，出水池设计水位1188.50m，设计压力管出口处中心轴线高程为1188.56m，高口出水池为矩形池，池宽3.0m，池长3.5m，池深1.6m。
出水池均采用M7.5浆砌石砌筑，内壁采用100mm厚C20钢筋砼现浇。
6.7.3低口出水闸阀房
在低口出水处建闸阀房一座，分别从DN600钢管引出设南支渠与北分渠的出水池，采用闸阀控制，即在压力管道和南、北引出的钢管上分别安装闸阀Dg600Z45T-10型1个，Dg400Z45W-10型1个（共2个），且在此处DN600钢管出口处设排气阀1个，型号P42X-1.0，公称通径80mm。
在闸阀分水处建闸阀房1座，闸阀房为砖混结构，平面尺寸3.3×3.3m，高2.1m。
基础处理：
基底以下翻夯0.5m，其上铺3:
7灰土厚0.3m。
6.8管道水头损失计算
进出水管水头损失采用下式计算：
式中：
n——钢管糙率，取0.012；
L支——支管长度（m）；
D支——支管内径（m）；
q——支管流量（m3/s）；
Σζ1——各支管渐
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