工程建设的任务和规模.docx
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工程建设的任务和规模
1工程建设的任务和规模
1.1项目建设的必要性
1.1.1存在的主要问题
南皮县水资源匮乏，大气降水主要集中在汛期。
过境水受上游工程控制和用水量不断增加、县内的引水工程配套不足影响，利用率不高。
目前地下水已成为主要供水水源，开采量渐渐大于补给量，浅层地下水位大幅下降，由于外围区域性过量开采，深层承压水难以回补。
地下水的超量开采对环境水利问题已经产生严影响。
随着经济的发展及人民生活水平的提高，县内的用水量呈不断增加的趋势，地表水、地下水利用缺乏统筹规划、降水难蓄、地表水难以利用，水资源供需矛盾突出。
1.1.2项目建设的必要性
地下水超采综合治理项目未实施前，结合沧州市农村超采任务分解任务表，南皮县农业灌溉总超采量为5000万m³。
南皮县于2014~2017年连续4年实施地下水超采综合治理项目，取得较大压采效果。
其中，2014年地表水灌溉项目实现压采量444.37万m3；井灌区高效节水灌溉工程实现压采量5.12万m3。
2015年李家岸引黄沧东灌区南皮灌区地表水灌溉项目压采地下水791.53万m3。
2016年地表水灌溉项目的实现压采量454.54万m3；地下水高效节水灌溉工程实现压采量3.34万m3。
2017年地表水节水灌溉项目实现压采地下水量383.3万m³。
上述项目实施后压采地下水共计2081.53万m³。
2014~2017年压采项目实施后极大减轻了项目区对深层地下水的抽取，对地下水位的恢复是十分有利的。
压采项目实施后普遍受到项目区受益群众的一致欢迎，极大的带动项目区群众的耕作热情，并为项目区农业的丰收打下有利基础。
2018年南皮县压采项目区灌溉用水主要利用深井抽取地下水，通过田间地块的农、毛渠入田间灌溉，灌溉方式落后，灌溉用水效率偏低。
项目区群众申报压采项目的热情十分高涨，热切期盼压采项目实施。
同时，通过对以往引卫水量分析，其具备为当地配套工程提供充足水源的条件。
在外部水源有保障的前提下，及时响应国家和省里政策，通过为项目区新建扬水点及铺设田间管道的方式，将农业灌溉用水以外调水替代现在的地下水，并提高灌溉用水效率，可以有效保证2018年项目区农业项目的丰产，增加项目区群众收入。
1.2先期完成的建设任务和规模
南皮县于2014年完成的治理项目包括《南皮县2014年地下水超采综合治理地表水灌溉项目》及《南皮县2014年地下水超采综合治理井灌区高效节水灌溉项目》，共2部分，共计投资4974万元，完成压采效益449.49万m3（项目库：
438万m3），节水灌溉总面积3.50万亩。
其中地表水灌溉项目中批复实施高标准管灌3.40万亩；渠道清淤长度84.19km；渠系建筑物维修改建工程12座（其中干渠节制闸维修6座，干渠节制闸新建、改建3座，支渠节制闸新建、改建3座）；坑塘清淤扩容工程20座；扬水点工程61座；新铺田间配套低压管网工程3.40万亩。
井灌区高效节水灌溉项目批复实施固定式喷灌节水面积0.1万亩。
深井首部安装加压泵及配套电机（15kW）3台，智能井房3套；安装ZY-2喷头2272个。
铺设各类管材41.368km。
2014年南皮县共计完成压采任务960万m3，其中农业完成压采任务511万m3，水利项目完成压采任务449万m3。
南皮县于2015年完成的治理项目包括《沧州市2015年地下水超采综合治理李家岸引黄沧东灌区一期工程实施方案》，投资6364.06万元，完成压采效益791.53万m3，节水灌溉总面积6.09万亩。
主要批复建设内容包括实施高标准管灌6.09万亩；治理支渠50.93km；渠系建筑物维修改建工程10座（其中节制闸2座，泵站8座）；坑塘清淤扩容工程7座；扬水点工程119座；桥梁工程11座；新铺田间配套低压管网工程6.09万亩。
2015年南皮县共计完成压采任务1887万m3，其中农业完成压采任务1095万m3，水利项目完成压采任务792万m3。
南皮县于2016年完成的治理项目包括《南皮县2016年地下水超采综合治理地表水灌溉项目》及《南皮县2016年地下水超采综合治理地下水高效节水灌溉项目》共2部分，共计投资10974.91万元，完成压采效益457.88万m3，节水灌溉总面积8.50万亩。
其中地表水灌溉项目中批复实施高标准管灌8.4281万亩；渠道清淤93.652km；渠系建筑物维修改建工程32座；坑塘清淤扩容工程14座；扬水点工程128座；桥梁工程14座；新打浅井172眼；新铺田间配套低压管网工程7.317万亩。
地下水高效节水灌溉项目批复实施固定式喷灌节水面积0.069万亩。
深井首部安装ISG80-200型立式离心加压泵及配套电机（15kW）3台，变频3套；灌溉IC卡智能计量设施3套；二次加压设备房3座；安装ZY-2喷头1457个。
铺设各类管材28.169km。
2016年南皮县共计完成压采任务1115万m3，其中农业完成压采任务657万m3，水利项目完成压采任务458万m3。
南皮县于2017年正在实施的治理项目为《南皮县2017年度地下水超采综合治理地表水节水灌溉项目》，共计投资5830.49万元，完成压采效益383.3万m3，节水灌溉总面积4.291万亩。
批复实施高标准管灌4.291万亩；渠道清淤82.407km；渠系建筑物维修改建工程18座；坑塘工程1座；扬水点工程79座；桥梁工程11座；过路管涵工程11座；新打浅井35眼；新铺田间配套低压管网工程3.8114万亩。
2017年南皮县共计完成压采任务993万m3，其中国土、千亿斤和农开办项目完成压采任务610万m3，水利项目完成压采任务383万m3。
南皮县2014～2017年共计完成压采任务4955万m3。
由河北省地下水超采试点各市、县超采量及中长期压采措施效果表—省技术组初步分解成果可知，南皮县剩余压采任务为443万m3。
任务仍然十分艰巨。
1.3水平年
根据现有掌握资料及相关规划要求，确定项目基准年为2016年，建设实施年份为2018年。
1.4建设目标、任务和规模
1.4.1建设目标
在2014年~2017年地下水超采综合治理项目实施的基础上，按照《关于申报2018年度地下水超采综合治理水利项目的通知》（冀水农[2017]39）的要求和年度实施方案与中长期规划有机衔接，集中连片、规模推进的原则，争取项目区建成一片，成效一片，在充分征求建设单位意见的基础上最终确定了南皮县2个乡镇共计14个行政村，做为2018年度地下水超采治理项目区，实现地表水控制灌溉面积1.5005万亩。
通过河道渠系整治及连通工程、渠系建筑物工程和田间工程等，多管齐下，以地表水替代深层地下水，实现压采地下水量不小于161.75万m³的目标。
1.4.2建设任务和规模
项目区的工程分类主要有河渠清淤工程、桥梁工程、渠系建筑物工程、泵站工程、扬水点工程、田间低压管网等工程组成。
主要建设内容如下：
（1）渠道清淤长度13.4km，具体建设内容见表3-1。
表3-1项目区渠道清淤工程建设任务表
序号
渠道名称
建设性质
长度（km）
功能
备注
南皮县
寨子干沟
利用现状/清淤疏浚
13.4
灌排两用
（2）拆除重建桥梁工程3座；新建、改建涵闸工程2座，维修1座；新建泵站1座。
（3）配套扬水点工程30座。
（4）实现地表水控制灌溉面积1.5005万亩，新铺田间配套低压管网1.5005万亩。
（5）实施地表水扬水点与机井出水管联接35处，配套阀门井35个。
1.5水土资源平衡分析与项目规模复核
1.5.1水资源可利用量
自产水资源量是由本地降水所形成的河川径流量，根据《沧州市资源调查与评价》相关内容，径流系列采用1956～2005年50年系列，其中1956～1984年系列采用省水文局分析的成果，1985～2005年系列采用沧州市逐年水资源公报刊布的成果，整个系列基本反应了天然状态和开发利用后的现状情况，采用皮尔逊Ⅲ曲线分析，经分析计算，南皮县50%保证率的地表水资源总量868万m³。
根据沧州市《沧州市资源调查与评价》，项目县内项目区自产水可利用量采用面积比拟法计算，同时考虑现状水利工程并结合近年地表水实际利用量，工程建设以后，地表水有效利用系数按0.3计，灌区平水年地表水可利用量为3.24万m3。
项目区自产水资源量及可利用量见表3-2。
表3-2项目区自产水资源量、可利量成果表
项目县地表水资源成果表
耕地面积
项目区面积
地表水资源可利用量（万m3）
县（市）
面积
（km2）
年径流均值
保证率
万亩
万亩
保证率
R（mm）
W（万m3）
50%
75%
50%
75%
南皮县
804
41.4
3329
868
362
79.6
1.5005
3.24
1.35
3.5.1.2地下水可利用量
（1）浅层地下水资源量
浅层地下水可开采量指在经济合理、技术可行且不引起生态恶化的条件下，从地下含水岩层中可以开采的最大水量。
在平原区，采用开采系数法进行计算，根据《沧州市水资源调查与评价》和《南皮县水资源开发利用现状分析报告》（南皮县水利局编制），南皮县全县浅层地下水资源量5716万m³，可利用量为4252万m³。
项目区耕地面积为1.5005万亩，按照耕地面积比例折算项目区内浅层地下水可利用量为52.93万m³。
（2）深层水可开采量
参照《河北省地下水超采综合治理试点方案（2014年度）》的要求，除生活用水外，在地表水覆盖区和休耕退耕区停止开采深层承压水，因此，深层水可开采量不再计入本次超采治理的水资源可利用量。
3.5.1.3外调水
南皮县现状用于农业灌溉外调水源为引卫水源和引黄水源，根据南皮县和漳卫南管理局签定的引水协议，每年漳卫新河分配南皮的协议引水指标和部分上游客水，每年可引漳卫新河2500万m3来水主要用于南皮县农业灌溉。
近几年南皮县均从漳卫新河引水，引卫毛水量基本达到了供水协议水量，主要用于供农业灌溉用水，引卫水源保证率较高。
南皮县2014~2017年地下水超采综合治理项目区取水水源及渠首引水量见表3-3。
表3-3南皮县2014~2017年地下水超采综合治理渠首引水量统计表（毛水量）单位：
万m3
县（市）
年份
引卫水量
李家岸引黄水量
位山
（潘庄）
合计
南皮县
2014
214
-
572
786
2015
-
1108
-
1108
2016
-
665
121
786
2017
-
-
541
541
合计
214
1773
1234
3221
南皮县农业压采项目是通过调整农业种植结构和农艺节水项目达到压采深层地下水的目的；林业压采项目通过发展种树面积来减少深层水的用水量达到压采深层地下水的目的。
所以，由表3-3和表3-4可知，引卫省界毛引水量最大可为2286万m³。
根据多年用水情况进行统计，项目区现状无外调水量。
本工程项目区地表水源为引卫水源，主要引水线路为：
“漳卫新河—寨子干沟—各支渠（坑塘）—田间管网—项目地块”。
引卫省界毛引水量最大可为2286万m³。
综合考虑渠首至县界输水损失0.1、县界至斗口输水损失0.15和蓄水工程蓄水损失0.3，沿线节制性建筑物漏水损失等，参照《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99），经初步估算外调水可利用水量为1200万m³。
3.5.1.4水资源可利用量
项目区内可利用水源包括自产地表水、外调水和浅层地下水，各水源可利用量见表3-4。
表3-4水资源可利用量分析表单位：
万m³
水平年
地表水
浅层地下水
合计
自产水
外调水
多年平均
12.43
1200
52.93
1265.36
平水年（50%）
3.24
1200
52.93
1256.17
枯水年（75%）
1.35
1200
52.93
1254.28
1.5.2地表水的灌溉利用系数分析
渠系水利用系数：
根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）中的公式计算输水渠道渗漏损失，计算公式如下：
σ’=ε’σ=ε’K/Qm
式中σ’—考虑地下水顶托情况，单位长度水量损失率（%/km）；
ε’—受地下水顶托的渗水损失修正系数；
K—土壤透水性系数；
Q—输水渠道净流量（m³/s）；
m—土壤透水性指数。
依据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）灌溉面积1~30万亩渠系水利用系数不小于0.65。
管道水利用系数：
本次各地块田间均采用低压管道灌溉，渗漏损失较少，按《灌溉与排水工程设计规范》：
采用低压管道灌溉技术，管道水利用系数可以达到0.95。
田间水利用系数：
采用低压管道灌溉，已省去大部分田间沟畦，田间水利用系数在0.9以上。
根据以上分析，地表水直供灌溉水利用系数为0.765，蓄供灌溉水利用系数0.536。
1.5.3灌溉面积确定
依据可利用水量复核实际可灌溉面积，可灌溉面积成果见下表。
表3-5可灌溉面积计算成果表
斗口自产水量（万m3）
斗口引调水量（万m3）
浅层地下水量（万m3）
斗口总水量（万m3）
田间灌溉水利用系数
可灌溉面积（万亩）
项目区
32.61
1200
319.47
1552.08
0.855
7.74
由上表可知，可灌溉面积大于实际灌溉面积1.5005亩，满足设计要求。
1.5.4灌溉面积复核
3.5.4.1灌溉片区位置
地表水节水灌溉项目涉及南皮县2个乡镇，14个行政村。
包括潞灌乡的大薛、刘奇家、刘硕盘、潞灌、张庄和李庄，寨子镇的西街、东街、王国针、前印、小马、周庄、西陈和大庄子。
3.5.4.2作物种植结构
南皮县土地类型多样，土质较好，适于植物生长。
南皮县农业以盛产小麦、玉米、棉花、大豆而著称，先后被国家列为粮、棉基地县。
林果生产跨入省市先进行列，鸭梨、苹果、金丝小枣等干鲜果品蜚声中外，年产超亿斤。
畜牧产品种类齐全，已形成规模优势，肉类、禽蛋产量逐年递增。
露天蔬菜和设施蔬菜种植面积5.1万亩，总产量10.2万吨。
农业开发和建设正在大规模进行。
据调查，项目区主要种植作物主要为冬小麦、夏玉米和经济作物，各作物种植面积占总耕地面积的50%，复种指数为1.50。
3.5.4.3灌溉制度
根据南皮县现状农业种植结构，项目区内以种植小麦、玉米和经济作物为主，为旱地作物。
农作物的灌溉制度是指作物播种前及全生育期内的灌水次数、每次的灌水日期和灌水定额以及灌溉定额。
在征求当地农业部门意见、参考河北省《用水定额》（DB13/T1161-2016）、结合当地农民灌溉习惯的基础之上确定如下灌溉制度。
50%保证率时，冬小麦灌水次数为3次，灌溉定额为165m³/亩；夏玉米灌水次数为1次，灌溉定额为50m³/亩；经济作物灌水次数为1次，灌溉定额为50m³/亩；75%保证率时，冬小麦灌水次数为4次，灌溉定额为200m³/亩；夏玉米灌水次数为2次，灌溉定额为100m³/亩；经济作物灌水次数为2次，灌溉定额为100m³/亩。
为缓解水资源供需矛盾，目前农业均采用非充分灌溉制度。
根据《河北省主要农作物灌溉定额》和当地实际灌溉经验，一般保证率下，冬小麦灌3水、夏玉米灌1水、经济作物灌1水。
设计灌水周期由于实际灌水中可能会出现停水、配水设备故障等原因，故设计灌水周期应小于理论灌溉周期，本实施方案取为冬小麦取为12天、夏玉米取为12天、经济作物取为10天。
各作物生育期内不同保证率的灌水时间、灌水率如表3-6、如图3-1。
表3-650%灌溉保证率下灌水率计算表
作物种类
作物种植面积（%）
灌水次数
灌水定额（m³/亩）
灌水时间（日/月）
灌水延续时间（d）
灌水率[m³/（s.万亩）]
始
终
中间日
冬小麦
50%
1
55
11月16日
11月27日
11月21日
12
0.27
2
55
3月18日
3月29日
3月23日
12
0.27
3
55
5月7日
5月18日
5月12日
12
0.27
经济作物
50%
1
50
4月15日
4月24日
4月19日
10
0.29
夏玉米
50%
1
50
6月18日
6月29日
6月24日
12
0.24
图3-150%保证率下灌水率成果图
3.5.2.4灌溉面积分析
（一）来水过程
项目区水源为引卫水源，根据南皮县历年引卫时间统计资料，引水时段一般集中在8.30～11.30，考虑到南皮县境内漳卫新河有前罗寨节制闸，其最高蓄水位可达10.7m，可以有效延长引水南皮县时段。
结合往年漳卫新河存蓄及引水量情况，为了尽可能更合理确定项目区蓄水工程规模、减少蒸发渗漏损失，提高灌溉水利用效率，结合农作物灌溉制度，项目区考虑直供、蓄供相结合供水。
南皮县引卫引水过程见表3-7。
表3-7引卫过程表
保证率
水源
来水时间
引水天数（天）
备注
50%
引卫
8月15日～10月15日
60
（二）项目区单位面积需水量分析
根据当地农业部门规划及布局，确定冬小麦、夏玉米、经济作物种植面积各占总耕地面积的50%、50%和50%，复种指数取1.5。
根据以上种植结构预测单位面积需水量见表3-8。
表3-8-1地表水井渠双灌灌区灌溉单位面积需水量计算表
作物种类
保证率
种植比
灌溉基准定额
（m³/亩）
规模调节系数
工程形式调节系数
水源调节系数
灌溉用水定额
（m³/亩）
综合需水量
（m³/亩）
冬小麦
50%
0.5
165
1
0.92
1.05
159.4
129.15
经济作物
0.5
50
1
0.92
1.05
48.3
夏玉米
0.5
50
1.15
0.88
1
50.6
表3-8-2地表水渠灌灌区灌溉单位面积需水量计算表
作物种类
保证率
种植比
灌溉基准定额
（m³/亩）
规模调节系数
工程形式调节系数
水源调节系数
灌溉用水定额
（m³/亩）
综合需水量
（m³/亩）
冬小麦
50%
0.5
165
1
0.92
1.05
159.4
128.0
经济作物
0.5
50
48.3
夏玉米
0.5
50
48.3
（三）供需平衡分析
项目区引黄水量根据项目区面积、灌溉制度等因素综合确定，项目区种植作物主要为小麦、玉米、经济作物等，本次项目区分为引卫水井渠双灌区块和渠灌区块，地块面积共计15005亩。
根据上述项目区灌溉区片划分情况，2018年南皮县地下水超采地表水节水灌溉引卫水井渠双灌面积13005亩。
井渠双灌即小麦三次和经济作物灌溉全部采用地表水，灌溉时间较为靠后的夏玉米灌溉采用地下水，即井渠双灌灌区小麦采用地表水直灌两次，采用地表水蓄灌一次；夏玉米采用井水灌溉一次；豆类等经济作物采用地表水蓄灌一次。
2018年南皮县地下水超采地表水节水灌溉引卫水渠灌面积2000亩。
纯渠灌即小麦三次、夏玉米和经济作物灌溉全部采用地表水，即渠灌灌区小麦采用地表水直灌两次，采用地表水蓄灌一次；夏玉米和豆类等经济作物采用地表水蓄灌一次。
地块灌溉定额分别按129.15m3/亩和128.0m3/亩，需灌溉水量198.48万m3，其中地表水直灌水量82.53万m3，井水灌溉水量32.18万m3，地表水蓄灌水量83.78万m3。
考虑地表水蓄水蒸发渗漏损失系数0.3，则需地表水毛蓄供水量为118.29万m3，扣除项目区当地地表水可利用量3.24万m3，需外调地表水毛蓄供水量115.05万m3。
考虑县界至斗口输水损失系数0.15，至县界输水损失系数0.1。
向上逐步推算，外调水至斗口引水量为197.58万m3，至县界引水量需232.45万m3，外调水渠首引水量需为258.27万m3。
综合以上分析，地表水项目区直供水量为107.88万m3，（包括地表水直供75.7万m3和地下水直供32.18万m3），毛蓄供水量150.39万m3（包括地表水蓄供147.15万m3和自产水蓄供3.24万m3），考虑部分生态最低需水量，当项目区蓄水工程规模达到147.86万m3时，地表水可利用量满足项目区的灌溉要求。
2018年南皮县项目区引卫水渠首总引水量为258.27万m3。
项目区总引卫水量小于2017年以后（含2017年）南皮县剩余引卫水量2286万m3，可以满足项目区引卫水量需求。
表3-9项目区灌溉供需分析计算表
灌区
灌溉面积（亩）
渠首引水量（万m3）
渠首-县界输水损失（万m3）
县界水量（万m3）
县界—斗口输水损失（万m3）
蓄水损失（万m3）
斗口水量（万m3）
蓄水工程最小蓄水量（万m3）
合计
地下水直供水量
引卫水直供水量
蓄供水量
直供
蓄供
合计
直供
蓄供
合计
渠首-县界利用系数
直供
蓄供
合计
直供
蓄供
合计
县界-斗口利用系数
蓄供
蓄水利用系数
引蓄水量
自产水量+现状外调水量
小计
寨子干沟
11117
79.93
104.51
184.43
7.99
10.45
18.44
0.90
71.93
94.06
165.99
10.79
14.11
24.90
0.85
23.98
0.70
146.96
27.45
61.14
55.96
2.40
58.36
102.94
2000
14.38
28.14
42.52
1.44
2.81
4.25
0.90
12.94
25.32
38.27
1.94
3.80
5.74
0.85
6.46
0.70
26.50
11.00
15.07
0.43
15.50
27.45
董寨连接渠
462
3.32
4.34
7.66
0.33
0.43
0.77
0.90
2.99
3.91
6.90
0.45
0.59
1.03
0.85
1.00
0.70
6.12
1.16
2.54
2.33
0.10
2.43
4.28
凤寨连接渠
1426
10.25
13.41
23.66
1.03
1.34
2.37
0.90
9.23
12.06
21.29
1.38
1.81
3.19
0.85
3.08
0.70
18.89
3.57
7.84
7.18
0.31
7.49
13.20
合计
15005
107.88
150.39
258.27
10.79
15.04
25.83
97.09
135.36
232.45
14.56
20.30
34.87
34.52
198.48
32.18
82.53
80.54
3.24
83.78
147.86
1.5.5工程规模核定
3.5.5.1蓄水工程规模核定
（一）渠道蓄水能力
项目区内可用于蓄水的
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