节水灌溉供水工程初步设计说明.docx
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节水灌溉供水工程初步设计说明
1概述
XX节水灌溉供水工程自2006年11月建成以来。
产生了很大的效益，在坚持以节水为中心建设高效节水型灌区，提高农业综合生产能力，把发展特色优势农业作为改善生态环境、农民增收的重要途径。
在项目区发展同心圆枣种植面积约3.0万亩。
特别是在2007年上半年同心县遇到了特大干旱，作物无法种植，在自治区水利厅的大力扶持下，吴忠市水务局和同心县水利局组织职工联合作战，克服技术难题和资金困难，利用XX节水灌溉供水工程的水源，同时利用东部引水工程管线，铺设完成输水管道64公里，设置补水灌溉供水设施315处，采用拉水补灌、坐水点种等措施，既解决了补水种植劳动力不足的问题，又为抢抓播种季节赢得了时间。
在短短半个月时间内完成抗旱补水点种特色种植作物面积5.18万亩，其中：
马铃薯3万亩，西甜瓜1万亩，玉米1.18万亩，确保了当地农业生产和的社会稳定。
XX节水灌溉供水工程建成以来。
没有充分发挥工程应有的效益，灌溉面积及年供水量均未达到设计规模，2007年供水量为8.0万m3，主要是因为蓄水池拉水补灌、点灌、穴灌的一种灌溉方式，该灌溉方式是拉水成本高，劳动强度大，群众接受程度低，仅拉水成本为每方最高达10元，群众负担重，很多家庭劳动力少，无力种植，其次配套设计标准低，配套设施不完善，蓄水池之间的间距较大，拉水距离过远，一部分受水范围区没有配套设施，降低了群众种植的积极性。
随着《宁夏中部干旱带同心县生态移民规划》的实施，为了减小移民群众灌水劳动强度，减轻移民群众负担，利于移民群众发展设施农业，节水补灌区输水，补灌方式急需改变，灌区田间工程需进一步配套完善。
为此，受同心县水利局委托编制了同心县XX一、二级灌区高效节水补灌工程初步设计，供审查批复。
2灌区基本情况
2.1自然情况
XX灌区位于距同心县城以东50km罗山东麓的南部，介于东经106°00′～106°30′、北纬37°00′～37°20′之间。
受水区涉及同心县XX镇。
灌区范围北以红寺堡五干渠为界，南到长城以南的1600m等高线以下，东至红沟，西到小罗山脚下红城水，灌区南北最长约15km，东西最大宽度8km，土地总面积73km2。
地貌属罗山洪积扇区，地处韦州—XX盆地南端，甜水河东岸小罗山、青龙山之间。
灌区南高北低，西高东低，向东北倾斜的洪积倾斜平原。
以长城为界，以北地域海拔高程在1438～1550m之间，地形起伏变化较大，沟壑遍布其间；长城以南海拔高程在1550～1700m，地势平坦开阔，连片集中，土壤条件较好，地面坡度为1/600～1/700。
交通道路有韦州～XX公路、韦州～新庄集公路。
邮电、通信、供电等设施健全。
2.2气象、水文
项目区位于同心县东北部，为典型的大陆性季风气候，属干旱半干旱地区。
多年平均降雨量258.7mm，其中7～9月降水量占全年总降水量的66.5%。
年蒸发量高达2334.5mm（20cm蒸发皿），是年平均降水量的9.3倍。
年平均气温8.8℃，七月份平均气温为22.8℃，极端最高气温38.5℃；最冷一月平均气温为-6.8℃，极端最低气温-27.3℃，年平均日较差14.0℃，年较差29.6℃，年平均≥10℃积温达3144.1℃，年太阳辐射总量5865.54MJ/m2，年日照时数2882.1h，年平均日照率为65%。
本区光热资源丰富，适于发展灌溉农业。
多年平均风速3.3m/s，以东、南风和西北风居多。
一年中风速大于或等于3m/s的月份占全年的9/12，全年大风日数平均16天。
沙暴多发生在春季，沙暴日数年平均为16天。
初霜出现一般在10月6日左右，翌年4月22日左右终霜，≥2℃的无霜期140～170天。
灌区主要农业自然灾害是干旱、大风、沙暴、热干风、霜冻和冰雹。
2.3土地资源条件
同心县XX地区幅员辽阔，土地资源丰富，该区域土质较好，旱作农业历史悠久，土壤熟化程度较高。
地表土质多以黄绵土为主，土层深厚，土质松软，宜于作物生长，地势平坦，地形自然坡度在1/40～1/100之间，适宜发展灌溉农业。
土地总面积39.4万亩,可耕作的耕地面积为29.95万亩，人均12.91亩。
2.4社会经济概况
项目区所在地XX镇辖14个行政村，86个自然村，5272户，总面积39.4km2，耕地面积为29.95万亩。
2007年总人口23216人。
回族人口8315人，占总人口的35.8％。
劳动力11262人，占总人口的48.5％。
大家畜15816头、羊47448只，2007年农业总产值3686万元，农民人均纯收入1758元。
当地种植业属半自给性的，受年份降雨量影响，具有广种薄收，产量低而不稳特点，作物以种植小麦、糜谷等粮食作物和胡麻、麻子油料作物为主。
旱地粮食亩产一般年景只有30kg，丰水年可达50kg，若遇自然灾害则颗粒无收。
本项目涉及XX镇6个行政村24个自然村，1529户，6425人，生态移民为2893户，12270人。
2.5工程建设现状
项目区已建成XX一级、二级泵站及其输水管道，两座调蓄水池。
年供水量为540万m3。
XX一泵站自红寺堡五干渠15+650右岸取水，设计流量为0.8m3/s，控制灌溉面积为6.03万亩，泵站前池设计水位1436.54m，出水高程为1538.00m，净扬程为101.46m，总扬程为118.2m。
泵站主机3台，2用1备，总装机容量2400KW，输水管道为DN1000的PCCP、PCP，长8km，有3.0万m3调蓄水池1座。
一泵站田间配套管线为2条，从一泵站压力管道取水，管径均为φ250mm，长度分别为600m、1000m，有两座蓄水池，蓄水池容积均为2000m3，控制灌溉面积为0.5万亩，
XX二泵站自一泵站调蓄水池取水，设计流量为0.6m3/s，控制灌溉面积4.5万亩，最高扬程76.0m，最低扬程72.0m，总扬程88.66m，泵站主机3台，2用1备，总装机容量1350KW，总运行900KW，DN1000的PCP，长6.6km，有2.0万m3调蓄水池1座。
二泵站灌区田间配套工程建设有两条支管线11.42km，三条分支管线。
其中一支管线为DN400UPVC管5.92km，建2000m3蓄水池8座，二支管线为DN315-280UPVC管5.5km。
分支管线一条长2.5km，两条各长1km.2000m3蓄水池7座。
为了满足XX地区生态移民工程开发土地15.1万亩，将对XX一级、二级泵站进行改造，改造后两级泵站供水能力将达到1.0m3/s.
3工程建设任务和规模
3.1工程建设的必要性
（1）是加快宁夏中部干旱带社会经济发展的需要
我区中部干旱带聚集了120多万农村人口。
多年来，国家和自治区投入了大量的财力和物力，解决了干旱带80万群众的饮水困难，但仍有40多万群众为水发愁。
同心县XX镇基本处在中部干旱带的中心位置，其土地资源丰富，地形平坦，集中连片，具有广阔地开发前景。
将黄河水引入这一地区，不仅可以改善生态环境、解决人畜饮水以及脱贫致富问题，而且还可以为当地的工业发展、城镇化建设提供水资源支持，对加快推进中部干旱带由传统农牧业向现代生态农牧业的战略性转变，实现稳定解决温饱的目标具有十分重要的现实意义。
（2）是解决温饱和脱贫致富的需要
同心县东部地区是该县较贫困地区之一，由于干旱少雨，水资源奇缺，加上自然灾害频繁，农业生产受制于天，农民收入低，生活贫困。
据统计，人均收入不足全区平均水平的80%，人均粮食仅为全区人均粮食占有量的54.6%。
贫困落后局面，不仅极大地影响当地经济发展，而且不利于社会稳定和民族团结。
通过兴建XX生态移民高效节水补灌工程，对发展灌溉农业，改善农业生产条件，提高农业生产力，增加农民收入，彻底改变贫穷落后面貌具有深远的意义。
同心东部地区矿产资源奇缺，经济社会发展落后。
该地区总人口约22万人，农民人均收入为1132元。
其中贫困人口16.2万人，其中60%以上的贫困人口就分布在东部地区，贫困人口8.7万人，人均收入仅为1050元，是全国和宁夏回族自治区贫困人口重点分布地区之一。
通过项目建设，大面积推广马铃薯、枣瓜间作、枣署间作及设施农业种植，可以使项目区农户增产增收，估算通过大面积推广马铃薯等节水种植，可以使项目区农民人均收入增加500元左右，人均收入达到1500元以上。
目前宁南山区大面积异地搬迁扶贫受土地资源和水资源限制，规模和数量受到制约。
项目的实施是实现当地农民脱贫致富的有效途径。
（3）是中部干旱带生态建设的需要
“有水即为绿洲，无水则为荒漠”已被实践所印证。
以XX生态移民工程为保障，通过加强农田水利基本建设、加快小流域综合治理、旱作基本农田建设、生态移民等基础设施建设，必然会改善当地的农业生产条件和生态环境条件，在近期内即可形成十三万亩新绿洲，使灌区原有荒漠化的土地变为“山川秀美”的新绿洲。
同时，由于供水工程的辐射作用，使其周边的万亩草原与荒山得到保护。
（4）是充分发挥已建水利工程作用的需要
项目区毗邻红寺堡扬水灌区，对XX高效节水补灌区实现旱改水提供了工程建设条件。
红寺堡原规划设计灌溉面积75万亩，分布在红寺堡二～五干渠和新圈、新庄集、海子塘三条扬水支线上。
目前，已开发土地30万亩，安置移民12万人。
在灌区开发建设过程中，苦水河以东的马井支干渠灌区和孙家滩支干渠灌区的灌溉面积调减了10万亩，但扬水泵站及输水干渠等骨干工程均已按原设计规模建成，富余的水量为寻找与开发新灌区提供了条件。
同心XX具有良好的自然条件和土地资源，将此纳入红寺堡灌区，可以充分发挥已建水利工程的作用与效益。
（5）为同心东部地区大面积推广特色种植提供条件
同心县东部地区年降雨量258.7mm，且多集中在7、8、9三个月，作物春季播种时节和出苗期严重缺水，影响出苗率和后期作物的生长。
据资料统计，旱作区种植马铃薯亩株数2000～3000株时，产量及品质均达到合理值。
每年4、5月份马铃薯播种季节，土壤墒情相对较差，土壤含水率低于50%以下，出苗期拉长，在土壤含水临界线15%时，种薯被迫休眠，旱作物种植马铃薯实际出苗率只能达到60～70%，相应产量减少30%～40%，旱情越重则出苗率和减产更加严重。
近年来当地群众在农业技术人员的指导下，利用窖水采取坐水种植，或在马铃薯发育期实施渗灌补水，在正常年份下可以促成马铃薯田间出苗、齐苗、壮苗，实现马铃薯种植的稳产高产。
但由于春季往往水源紧缺，窖水严重不足，群众拉水成本过高，影响了马铃薯种植的大面积推广。
通过实施同心县XX生态移民区高效节水补灌工程，可以为东部地区大面积推广马铃薯等种植提供基本保证。
3.2生态移民安置规划
3.2.1同心县生态移民规划
根据自治区人民政府批准的《宁夏中部干旱带县内移民规划》和同心县发改局编制的《宁夏中部干旱带同心县生态移民规划》（2007－2011），同心县规划了16个生态移民项目区，移民规模为31326户13.33万人，涉及8个乡镇112个行政村338个自然村。
规划建设包括韦州－XX－预旺、河西菊花台、石狮庙儿岭、沙沿、麻疙瘩、王团大沟沿、韦州阎圈、固海西干渠扬水、红寺堡五干渠罗山东坡等16个移民安置区，开发安置移民土地24.44万亩，就地旱改水17.2万亩。
3.2.2XX生态移民规划
韦州－XX－预旺生态移民工程开发土地17.42万亩，其中安置县内生态移民用地12.8万亩，就地旱改水17.2万亩，安置生态移民40687人，就地旱改水23216人，
XX地区规划开发的15.1万亩土地，安置生态移民14882户、63903人，其中就地旱改水5272户，23216人；县内异地搬迁移民9610户，40687人。
在XX节水补灌工程已开发的6.03万亩土地范围内，已完成节水补灌面积3.8万亩，本次设计发展节水补灌面积2.2万亩，就地旱改水人口558户，2353人；移民1055户，4477人，建移民村1个。
3.2.3XX移民用地规划
根据自治区人民政府批准的《宁夏中部干旱带生态移民总体规划》，中部干旱带扬黄灌区移民，包括易地移民及就地旱改水农民用地标准统一采用宁夏扶贫扬黄一期工程标准，按人均2亩地考虑，设施农业按户均1亩控制，并包括在人均用地之中。
在移民安置区的土地调剂时，本着当地人优先的原则，就地旱改水按人均3亩分配，并预留1亩旱地；移民按人均2亩分配。
3.3工程建设任务
对XX高效节水补灌工程的6.03万亩范围内，对未开发的2.2万亩灌区田间工程进一步配套完善。
建设管道输水补灌区2.2万亩。
（灌区面积统计见下表3-1）节水补灌区采用管道输水补灌方式。
同时，对已建的3.8万亩高效节水补灌面积内，在支管和分支管线上，增加检修闸和节制闸，最大限度保证灌溉流畅，减小移民群众灌水劳动强度，减轻移民群众负担，便于移民群众发展设施农业，最大限度地发挥已建水利工程的效益。
改善项目区农民的生活环境、生产条件，推动同心县经济持续、稳定发展，促进社会稳定、民族团结。
3.4建设规模
本工程建设规模为：
高效节水补灌发展3块面积，灌区新建2条支管14.1km，12条分支管道22.18km，布设田间管灌农管153条130.76km，竖管2900条4350m,软管2900条145km,建各类建筑物183座（其中控制闸阀井178座，过路建筑物2处，闸阀井房3间），管件安装627个（详细数据见建筑工程概算表）。
表3-1灌区面积统计表
名称
总面积
（亩）
总净面积
（亩）
备注
总计
1#管
8300
7300
4#管
20200
15000
4灌溉制度及灌水定额
4.1种植结构规划
根据项目区的土壤、气候条件，以及宁夏中部干旱带近几年特色种植试验示范所取得的成功经验，拟定XX生态移民区种植结构以地膜马铃薯、枣薯间作为主，并适当发展设施农业种植。
考虑到马铃薯种植的倒茬和灌区配水的需要，安排一定比例的枣、瓜间作种植面积。
种植结构比例为：
枣、薯间作种植面积为2.77万亩，占45．94%；马铃薯种植面积为1.5万亩，占总面积26.37%；枣、瓜间作种植面积为1.76万亩，占总面积的27.69%。
项目区种植结构规划见表4－1。
表4－1XX项目区种植结构规划表
序号
种植作物
面积（万亩）
比例（％）
1
枣薯间作
2.77
45．94
2
枣瓜间作
1.76
27．69
3
马铃薯单种
1.5
26．37
合计
6.03
100
4.2需水量分析
4.2.1灌溉方式
本项目全面推行节水灌溉技术，采用以补灌为主的非充分灌溉方式，在配水和田间灌水方式上比较了以下两种方案：
（1）拉水补灌
输水干管、支管采用压力管道，田间布置蓄水池，单座蓄水池控制灌溉半径0.5km左右，控制面积1500亩左右。
以蓄水池为水源点，采用拉水的方式向田间地头送水，采用坐水种、点灌等人工灌水方式。
该灌水方式的优点是用水量易控制，田间工程造价较低；缺点是拉水成本高，灌水劳动强度大，群众接受程度低，影响开发的积极性。
（2）管灌
在每级加压泵站压力管道的末端布置大型蓄水池，以蓄水池为水源点，向灌区布置支、斗、农等各级压力管道，田间配置给水栓，采用软管点灌。
该灌水方式的优点是灌水方便，动强度相对低，群众容易接受，而且可以为今后结合地膜覆盖、发展膜下滴灌创造有利条件；缺点是田间管网工程造价较高。
综合以上两种灌水方式的优缺点，为了能让移民搬得来、留得住，从方便群众灌水、减轻灌水负担、激励群众开发的积极性等方面考虑，本设计采用管灌方案。
设施农业（日光拱棚）生长期较长，管灌用水量大而且劳动强度高，设计采用膜下滴灌方式。
4.2.2灌溉设计标准
本项目供水对象是农业种植和农村人畜饮水，采用蓄水池拉水补灌、点灌和管道输水灌溉（或供水）。
对于农业灌溉供水由泵站、输水管道或蓄水池直接供水。
以XX节水灌溉工程为水源，故灌溉设计保证率与其保持一致，采用75%。
本工程全部采用管道输水，田间采用滴灌、管灌灌溉方式。
根据《灌溉与排水工程设计规范》、《节水灌溉工程技术规范》的有关规定，管道输水农业水利用系数不宜低于0.95，设计采用0.95；田间采用点灌、滴灌等高效节灌方式，田间灌水利用系数取0.95；调蓄设施全部采用土工膜防渗，而且调蓄时间主要为4～6月份，蒸发渗漏损失取调蓄水量的3%。
综合以上各环节损失，计算本项目灌溉水利用系数为0.875，设计采用0.87。
4.2.3灌溉制度
4.2.3.1灌水定额
本项目属补灌性质，作物灌水定额主要根据种植及灌水方式，结合自治区内已建类似项目的用水实际，综合确定。
（1）枣薯间作种植
该种种植模式下，枣树的株行距为3×8m，马铃薯的株行距按0.3×0.7m计算，亩均定植枣树36棵，马铃薯3000株左右。
按枣树每棵一次浇水25L、马铃薯每株一次浇水5L计算，亩均一次灌水量为15.9m3，设计采用16m3/亩。
（2）枣瓜间作种植
该种种植模式下，枣树的株行距为3×8m，瓜的株行距按0.4×1.0m计算，亩均定植枣树36棵，瓜1800株左右。
按枣树每棵一次浇水25L、瓜每株一次浇水7L计算，亩均一次灌水量为13.5m3，设计采用14m3/亩。
（3）马铃薯种植
该种种植模式下，马铃薯的株行距为0.3×0.7m，亩均定植马铃薯3000株左右。
按马铃薯每株一次浇水5L计算，亩均一次灌水量为15m3。
以上各种种植方式均不考虑冬灌。
4.2.3.2灌水时间及灌水次数
作物灌水时间及灌水次数主要根据XX地区的气候特点，结合作物生长对水的敏感性确定，在作物需水的敏感期灌关键水。
枣树灌水按3次设计，第一水在4月上中旬前后浇催芽水，第二水在5月下旬～6月上旬灌花期水，第三水在7月上旬开始灌膨果水。
马铃薯灌水按3次设计，第一水在4月下中旬～5月上旬浇好种植前的底墒水，第二水在5月下旬～6月上旬浇保苗水，第三水在6月下旬灌开花现蕾水。
瓜的灌水按3次设计，一是底墒水，二是保苗水，三是催蔓水。
设施农业（日光拱棚）自4月下旬至9月底，灌水间隔为10天左右，灌水次数按20次计算。
4.2.3.3灌溉制度
枣瓜、枣薯间作、马铃薯的灌溉定额分别采用42m3/亩、48m3/亩、45m3/亩，设施农业采用200m3/亩，综合净灌溉定额60.79m3/亩，毛灌溉定额69.88m3/亩。
设施农业按膜下滴灌设计，日灌水时间采用24小时。
大田补灌作物（枣薯、枣瓜、马铃薯）主要采用人工点灌的方式，按白天灌水考虑，不考虑夜间灌水，日平均灌水时间12小时。
大田补灌作物的关键水在6月底灌完，每轮灌水10～15天；自7月以后，主要靠自然降水。
根据上述分析，拟定本项目灌溉制度见表4－2。
表4－2XX高效节水补灌灌溉制度表
灌水时间
（月·日）
灌水天数
（d）
灌水定额（m3/亩）
灌水率
（m3/s万亩）
枣瓜间作
枣薯间作
马铃薯
日光拱棚
27.24%
41.03%
24.42%
7.31%
4.10～4.19
10
14
10
0.099
4.20～5.4
15
16
15
10
0.127
5.5～5.14
10
14
10
0.079
5.15～5.29
15
16
15
10
0.127
5.30～6.8
10
14
10
0.079
6.9～6.23
15
16
15
10
0.127
6.24～6.30
7
10
0.018
7.1～9.30
75
130
0.022
生育期小计
157
42
48
45
200
计算最大设计灌水率0.127m3/s/万亩，综合灌水定额10.95m3/亩，一泵站灌区提供0.8m3/s,灌溉净面积14980亩，计算灌水率为0.53m3/s/万亩。
二泵站灌区提供0.6m3/s，灌溉净面积46463亩，计算灌水率为0.13m3/s/万亩。
则0.13>0.127,0.53>0.127，则：
给水量〉需水量。
按灌溉水利用系数0.87、日平均灌水时间16小时计算。
总灌溉用水量采用单项作物毛灌水定额的形势编制，经详细计算，灌区总用水量为393.09万m3,灌区提供总水量为1305.61万m3一泵站和二泵站提供水量分别为746.064万m3和559.548万m3。
5工程总体规划
5.1指导思想
（1）以建设节水型社会为目标，合理有效地利用水资源；
（2）坚持生态效益、社会效益、经济效益相结合，实现人口、资源、环境与经济社会的协调发展；
（3）从受水区的实际情况出发，因地制宜进行土地利用规划，优化土地利用结构，提高土地利用率；
（4）根据受水区的建设开发进程，水资源配置和市场机制作用，因地制宜地逐步调整生产结构，合理安排作物的种植比例。
5.2规划原则
（1）“经济合理，安全可靠”作为输水管道设计的指导思想。
（2）管网的布设应尽量做到“顺、直、便”。
原则上一级管道应沿灌区高线布设，尽可能避免下上级管路逆向（由低向高）输水；
（3）管道线路在地形条件允许下，尽量选择最短线路；为了便于施工管理，新选线路尽量靠近现有道路；
（4）充分利用地形高差产生水压，减小支管和分支管管径；穿越公路和交通道路，采用钢筋混凝土套管作为输水管道的保护措施；
（5）在管线相对高点设置排气补气阀、调压阀等辅助设施。
（6）在管道一侧设宽5.0m的施工道路兼管护道路。
（7）在蓄水池半径0.5km范围内采用“坐水点种，拉水穴灌”；以外的地方均采用管灌的方式灌溉；
（8）农管每隔200米布设1条，新移民7村和8村80米布设一条巷子，农管设计间隔160米，采用双灌的形式，农管上每隔50米设置1个给水栓。
农管末端设置放空阀；
5.3总体布置
XX节水灌溉供水工程有两级泵站，规划区总面积7.09万亩。
土地利用率按85%计，设计灌溉净面积为6.03万亩，其中管灌净面积5.12万亩，拉水点灌净面积0.91万亩；灌区共新布置4条支管7520m,22条分支管道43.38km，农管414条231.27km,竖管3216条4954m。
一泵站灌区规划区总面积1.62万亩，设计灌溉净面积为1.38万亩，其中管灌净面积1.27万亩，拉灌净面积0.11万亩。
灌区共布置4条支管道7.52km，4条分支管道11.09km，农管73条46.01km,蓄水池3座（已建）。
分布在惠平公路两侧。
二泵站灌区规划总面积5.47万亩，灌溉净面积为4.65万亩，其中管灌面积3.84万亩，拉水点灌面积0.81万亩；灌区共布置2条支管道4.5km（已建），18条分支管道32.29km，布设田间管灌农管341条185.32km，蓄水池18座（已建）。
总灌区共有2000m3蓄水池18座，二泵站灌区15座及一泵站灌区1#、2#及3#蓄水池采用拉水补灌的方式或小型加压泵管道输水为规划的4422亩（净面积）设施农业区提供灌溉用水量。
其中一泵站和二泵站分别规划设施农业净面积为3349亩和1073亩。
详细数据见下表5-2。
表5-1XX管灌区管网布置成果表
管名
条数
单位
长度
二泵站
5247
444624
分支管
18
m
32290
农管
341
m
185320
竖管
2658
m
3987
软管
2230
m
223027
一泵站
652
131857
支管
4
m
7520
分支管
4
m
11090
农管
73
m
46007
竖管
558
m
967
软管
13
m
66273
合计
5899
m
576481
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