输港蔬菜园区喷灌供水工初步设计 精品.docx
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输港蔬菜园区喷灌供水工初步设计精品
XX输港蔬菜园区喷灌供水工程
初步设计
二○一○年四月
核定：
审核：
校核：
设计：
项目主要工程特性表
基本情况
项目名称
单位
指标
备注
项目规划面积
亩
5000
灌溉保证率
喷灌
%
90
灌溉水有效利用系数
喷灌
%
90
规划水平年
年
2015
现状年
年
2010
水利措施
泵房
平米
40.5
离心泵
台
2
UPVC干管材
米
3400
UPVC支管材
米
10000
UPVC田间管材
米
226000
UPVC田间立管
米
42000
管沟土方开挖
立方米
125592
管沟土方回填
立方米
75355
资金筹措
总投资
万元
470.09
项目资金
万元
470.09
亩均投资（元）
2350
1.项目概要
1.1项目背景
XX地区地势平坦、土地资源丰富，耕地面积12万亩，总人口0.98万，人均收入2300元。
为了改善农业生产条件，实现农业产业结构全面优化和调整，促进农业增产、增效和移民增收，实现水资源可持续利用和经济可持续发展，围绕发展现代农业建设社会主义和谐新农场为目标，采取稳定农业种植面积,发展优势农业，支持重点产业等措施,确保农业丰产丰收。
有效推动XX当地经济建设，确定了XX生态移民区为项目建设区。
根据国务院出台的《关于进一步促进宁夏经济社会发展的若干意见》（简称《意见》），为进一步促进宁夏经济社会又好又快的发展，明确提出了指导思想、基本原则、主要目标，重点就宁夏全面推进节水型社会建设，以及促进农业稳定发展强化农业基础地位，加大基本农田保护力度，提高农业生产效益和抗御自然灾害的能力，提出了新的更高的要求。
XX移民区经过多年来的发展建设有了一定的成绩，但农业基础依然薄弱，与国家提出的西部大开发战略农业发展要求还有很多的差距，因此，还需要继续加大投入力度，从而为全面提升本地区农业综合生产能力，奠定坚实的基础。
该项目实施后，将会有效改善项目区农业生产条件，提高耕地利用率，改善农产品品质提高农产品产量，增加移民收入，促进市场区域发展。
对于转变经济发展要求、调整产业结构、建设社会主义新农村、促进社会和谐等起着重要作用。
综上所述，为了高效可持续利用水资源，更大限度的提高灌溉水的利用率，采取水利措施、林业措施相结合的方式，提升农业综合效益，迫切需要建设高标准节水灌溉工程。
1.2项目范围、规模、内容与工期
1.2.1项目范围
项目区主要在XX生态移民区内。
XX地处吴忠市中部干旱带，540平方公里的总面积中有近一半是荒山坡地，多年来，这里一直是吴忠市以林草畜一体化产业为主的农业开发区。
项目区地理位置介于东经106°11′58″～106°16′49″，北纬37°45′50″～37°46′39″之间。
1.2.2项目规模及内容
项目区总面积5000亩，其中规划灌溉净面积为2000亩，占83.5%；林地面积110亩，占4.5%；其他土地（包括道路占地，沟渠占地，房屋占地，冲沟等）面积350亩，占12%。
（1）水利措施
XX输港蔬菜园区喷灌规划净面积2000亩：
新建供水泵站2座，配套电力线路、离心泵、过滤器等。
泵房1间，40.5平米;铺设Φ400UPVC管道1200米;铺设Φ315UPVC管道2200米;铺设Φ160UPVC管道4400米;铺设Φ140UPVC管道4400米;铺设Φ110UPVC管道1200米;铺设Φ63UPVC管道2.26万米;铺设Φ25UPVC管道4.2万米;管道土方开挖125592方，管道土方回填75355方，阀门井12座，排水井6座。
1.2.3项目工期
计划在2010年春季进行全部工程施工的前期准备工作。
2010年5月完成工程的全部建设内容。
1.2.4项目土地利用现状
项目区总面积2460亩，其中规划灌溉净面积为2000亩，占83.5%；林地面积110亩，占4.5%；其他土地（包括道路占地，沟渠占地，房屋占地，冲沟等）面积350亩，占12%。
1.3投资概算
根据上述依据和标准以及本期工程的工程量，本项目工程概算总投资为470.09万元，其中建筑工程445.59万元，独立费用24.51万元。
1.4效益
通过项目区的建设，建设高标准喷灌工程，同时路上规划林带，将有效完善灌溉系统。
使项目区成为环境优美、生产条件完善、高产高效的示范区。
项目建成后，达到正常运行期后新增灌溉效益400万元/年，经济效益非常明显。
通过综合治理，项目区生产水平和效益明提高，改善农业生产条件和农业资源状况，优化产品结构，促进农村经济发展，增加移民收入，充分体现党和国家经济建设向西部倾斜的政策，体现党和国家重视民族自治地区经济发展，建设小康的政策，更加密切党和政府同群众的联系，有利于农村社会稳定和民族团结。
总之，此项工程无论从经济效益、生态效益和社会效益都是十分显著的，项目的实施是完全必要的，也是非常迫切的。
建议工程尽早实施，尽快发挥效益。
1.5组织领导和管理
在本项目具体实施过程中，业主单位应切实做好工程招投标工作，落实工程的设计、施工、监理、质检工作，要求各项任务的承担单位具有相应的专业资质，尤其要注意在合同中明确施工责任，并依法成立项目实施领导小组。
工程建设管理是保证工程质量的重要措施之一。
XX管委会成立项目建设领导小组。
工程实施由农垦局负责全部项目工程的申报、协调、组织、实施、监督等工作。
工程项目建成后，交吴忠市天禾农牧开发有限公司使用管理，做到管理企业化、供水商品化、用水制度化、运行科学化。
2.项目区概况
2.1自然概况
2.1.1地理位置及范围
项目区在XX地区内。
XX地区地处吴忠市中部干旱带，540平方公里的总面积中有近一半是荒山坡地，多年来，这里一直是吴忠市以林草畜一体化产业为主的农业开发区。
项目区地理位置介于东经106°11′58″～106°16′49″，北纬37°45′50″～37°46′39″之间。
2.1.2气候条件
项目区地处温带干旱荒漠地区，具有典型的大陆性气候特征，热量丰富、日照充足、蒸发强烈、冬寒长、夏热短、温差大、干旱少雨，风大沙多的气候特点。
多年平均气温8.7℃，极端最低气温达-27.3℃，极端最高气温38.5℃，最冷一月平均气温-7.7℃，最热七月平均气温23.0℃。
日照时数多年平均为2900～3055h，全年日照百分率65～69%，太阳辐射强度为148.9kcal/cm2。
无霜期年均165～183天。
多年平均风速2.9～3.7m／s，最大风速21m／s，风向多为西北风。
冬季起风时间居多，而且常伴有沙暴。
2.1.3地形、地貌及土壤
项目区出露的地层岩性由古生界和新生界组成，古生界地层为二叠系统上石盒子组（p2sh），岩性为厚层-中层的浅紫红色-灰色长石英砂岩；新生界地层由第三系和第四系地层组成，其中第三系中新统红柳河组（Nln）岩性为壤土，壤土夹青灰色碎石、角砾层。
地下水资源量为28×104m3/a，每平方公里有地下水约500m3/a，地下水埋深50～150m，矿化度1～3mg/l，单井涌水量10～600m3/d，降雨量是山区地下水的主要补给源，由于降水少、蒸发大，所以降雨对地下水补给微弱。
距项目区20km处的皮条沟具有丰富的砂子、砾石料，距项目区40km的太阳山有丰富的块石料源，工程所需要水泥可采用青铜峡水泥厂生产的水泥。
钢材，木材均从当地选购。
2.1.4水资源
（1）降水：
多年平均降水量为203mm，多年平均蒸发量1200～2000mm，年际变化大，年内分配不均，难以利用。
（2）地下水：
XX生态移民区地处南部丘陵地区，地下水含量丰富，水质较差。
（3）地表水：
项目区引黄河水灌溉，水量基本满足灌溉要求。
2.1.5耕地种类、数量及开发潜力、种植业结构
项目区总面积2460亩，其中规划灌溉净面积为2000亩，占83.5%；林地面积110亩，占4.5%；其他土地（包括道路占地，沟渠占地，房屋占地，冲沟等）面积350亩，占12%。
项目区耕地面积2000亩，全部种植蔬菜。
由于自然环境恶劣，农业基础薄弱，经济较为落后，加之灌排系统不完善，部分耕地撂荒与沙化。
通过项目建设，可有效改善项目区内农业生产现状，加快农业产业化步伐，提高农业生产水平和效益。
2.1.6自然灾害
主要自然灾害有霜冻、大风、沙尘暴、热干风、低温冷害等，其中以风沙、霜冻最为常见。
这些自然灾害不同程度地影响着农业生产。
2.2社会经济状况
2.2.1人口及劳力
XX地区共居住有3200户，总人口达9800人。
主要以粗放型的传统畜牧业为主，现有羊2.3万只，牛、驼集大型牲蓄1600头。
项目区群众主要依靠农业为收入来源。
2.2.2农业生产水平
XX移民区总面积9300亩，耕地面积6300亩，以种植、养殖业为主。
根据2009年统计年报，XX项目区人均纯收入2860元。
2.3基础设施
2.3.1水利工程现状
由于项目区多为新开发垦地，项目区内排灌系统不完善，有部分项目区内有一级干渠供水，水利设施不完善，水利设施年久失修多已废弃。
造成项目土地难以开发利用。
2.3.2田间工程现状
项目区田间工程几乎没有，部分项目区内有的田间工程由于建设设计标准低，资金投入不足长期得不到维修改造，经过多年运行，老化失修十分严重，给用水管理带来了很大的难度。
2.3.3交通与电力
项目区生产条件良好，公路和高速公路纵横交错，交通便利，有利于项目的实施。
农村电网改造基本完成，可以满足各种用电需要。
3.项目区水资源评价及供需平衡分析
3.1水资源概况
（1）降水：
多年平均降水量为203mm，多年平均蒸发量1200～2000mm，年际变化大，年内分配不均，难以利用。
（2）地下水：
XX生态移民区地处南部丘陵地区，地下水含量丰富，水质较差。
（3）地表水：
项目区引黄河水灌溉，水量基本满足灌溉要求。
3.2现有水利工程可供水量、现状需水量及供需平衡情况
3.2.1现状需水量
项目区全部种植蔬菜，现状为无作物灌溉。
3.3项目区可供水量、需水量预测及供需平衡分析
3.3.1设计可供水量
（一）地表水：
参用管理部门提供的资料，项目区灌溉用水基本采用黄河引水。
3.3.2需水量预测
项目区2000亩种植蔬菜全部采用喷灌系统，需水量根据《中国主要作物需水量与灌溉》，采用彭曼公式分析，按土壤计划湿润层深度内，设计灌水定额分别为m=18.615mm=12.41m3/亩，每年均灌水20次，则年总需水量为50万m3。
3.3.3供需平衡分析
项目区多年平均供水总量为96万m3，年需水量为50万m3，余量为46万m3，年供水量能够满足年需水量要求。
虽然年供水量能够满足灌溉需要但河道各月来水量极不平衡，存在月供水不的足问题，因此采用引黄灌溉的系统需建蓄水池，蓄水池容量至少满足灌溉控制面积一次灌水的需要。
4.规划设计
4.1指导思想
以党的十七大精神为指导，以提高农业综合生产能力、增加移民收入以及保障农村经济社会的可持续发展为目标，坚持统筹规划，稳步推进，高标准建设的原则；采取水利、农业、林业、科技推广措施相结合；工程措施与生物措施相结合；开发、保护相结合；开发建设与管理维护并重；充分发挥整体效益和持续效益。
4.2选项原则
4.2.1尊重移民意愿
项目区移民群众积极性高，同意并支持本项目的建设。
4.2.2突出扶持重点
本项目主要是以改善项目区灌溉、排水、道路体系等基础工程为重点，进行连片规模建设，规模经营，促进农业和农场经济的发展。
4.2.3体现综合治理
充分体现水利、农业和林业三大措施，做到结合项目区的实际，因地制宜，以保持生态环境和农业生产相平衡为原则，密切配合、突出特色农业、规模经营、提高农业综合生产能力和农场移民增收。
4.2.4加大科技投入
农业科技在农业生产中的增产作用已由上世纪八十年代的30%提高到现在的43—45%，本项目建设中应重视农业科技的投入，加大新技术和新品种的引进和推广，项目建设中切实加强对农业和管理人员的技术培训，加强病虫害防治，做好科技兴农的大文章，确保农作物安全生产，提升优质特色农产品及其市场竞争力。
4.2.5加大节水农业的措施和应用力度
随着黄河上游来水量的减少，我区分配的灌溉水量也相应减少，为确保农业持续发展，本项目建设高标准喷灌，节约用水量，使项目朝着可持续的方向发展。
4.3建设标准
4.3.1综合标准
（1）项目区内制约农业生产发展的主要因素基本排除，农业科技服务体系健全，生态环境明显改善。
（2）项目区达到田成方、林成网、路相连，实现园田化。
工程建设不留“尾巴”。
项目区及主要工程建筑物设立永久性标志。
（3）管护制度和管护组织健全，各项工程设施保持完好，能长期发挥效益。
4.3.2喷灌工程标准
（1）灌溉保证率取90%。
（2）喷灌用水必须经过严格过滤、净化处理。
（3）灌溉时应满足均匀度要求，不得产生地表径流。
（4）建成以喷灌系统为主、水利工程配套的高效灌溉模式。
4.3.3田间工程标准
田间道路的密度和宽度合理，机耕道路面平整，农业机械能进入田间作业，运输方便。
4.3.4推广先进农业技术标准
（1）农业机械化。
机械作业水平在原基础上有较大提高。
（2）技术推广。
积极推广蔬菜高产栽培、喷灌等先进技术，提高科学技术在增产中的作用。
（3）技术培训。
在项目建设期内，对基层干部、移民技术员和科技示范户进行先进适用技术培训3—4次，培养技术骨干15-20名，科技示范户20-30户。
4.4建设规模
4.4.1水利项目建设规模
项目区总面积为2460亩。
规划净灌溉面积2000，全部建成喷灌工程。
（1）水利措施
XX输港蔬菜园区喷灌规划净面积2000亩：
新建供水泵站2座，配套电力线路、离心泵、过滤器等。
泵房1间，40.5平米;铺设Φ400UPVC管道1200米;铺设Φ315UPVC管道2200米;铺设Φ160UPVC管道4400米;铺设Φ140UPVC管道4400米;铺设Φ110UPVC管道1200米;铺设Φ63UPVC管道2.26万米;铺设Φ25UPVC管道4.2万米;管道土方开挖125592方，管道土方回填75355方，阀门井12座，排水井6座。
4.5规划布局
4.5.1喷灌工程布局
项目区全部种植蔬菜，喷灌管沿种植方向布置，喷灌管间距为8米，喷头间距7米。
XX输港蔬菜喷灌项目区总规划面积2460亩，由于项目区为引黄灌区，水源为地表水，两喷灌系统均已建蓄水池，综合考虑灌排结合的思想，项目区喷灌全部采用泵站抽水灌溉。
项目区新建供水泵站2座，配套电力线路、变压器、离心泵、过滤器等，共2个喷灌系统。
PVC主干管采用“E”字形布置，支管垂直干管布置，喷灌管线垂直支管布置。
详见XX输港蔬菜园区喷灌管网平面布置图。
4.6方案确定
由于项目区基础配套设施不完善，水资源溃乏，为尽快解决以上问题缓解用水矛盾和提高农场移民收益，根据经验和长远考虑，本项目将全部建成喷灌灌溉系统。
XX输港蔬菜园区全部采用泵站取水为灌溉水源。
因此，从技术、经济角度和工程合理性、可操作性考虑，本方案是最佳方案。
5.开发任务和工程设计
5.1开发任务
以农业增效、农场稳定为大局，以提高水资源利用率和效益为核心，尽量与当地农业区划、水利区划协调，保持生态环境和农业生产相平衡为原则，改善灌排条件，增加经济效益。
5.2工程设计
（1）工程等级
按照已确定的设计标准，参照GB50288-99《灌溉与排水工程设计规范》，工程等级为5级。
（2）建筑物级别
根据工程等级来划分建筑物级别，建筑物级别为5级。
5.2.1编制依据
依据的有关技术规范、规程、节水灌溉技术规范主要有：
（1）《微灌工程技术规范》SL103-95。
（2）《喷灌与微灌工程技术管理规程》SL236-1999。
5.2.2XX输港蔬菜园区蔬菜喷灌工程
XX输港蔬菜园区项目区地表水源水质良好，水质经分析满足喷灌水质要求，经过过滤后可以使用。
XX输港蔬菜园区项目区总面积2460亩，灌溉规划面积为2000亩。
分为2个喷灌系统，新建供水泵站2座取水，水源为地表水，两喷灌系统均已建蓄水池。
5.2.2.1喷灌设计参数
（1）设计耗水强度Ea（作物日耗水量）
根据有关资料及《微灌工程技术规范》SL103-95（下面简称《规范》）查得蔬菜喷灌日耗水量为3.0～6.0毫米,取Ea=6.0毫米。
（2）灌溉水利用系数η
根据《规范》确定喷灌灌溉水利用系数η=0.90
（3）设计土壤湿润比P
据有关资料和《规范》中的参考值,确定设计土壤湿润比：
蔬菜喷灌P=90%。
（4）灌溉设计保证率
根据《规范》确定,喷灌工程灌溉设计保证率为90%。
（5）设计灌水均匀度Cu=90%
（6）计划湿润层深度Z
蔬菜是深根作物,根深可达0.2～0.3米,喷灌根系主要分布在20～30厘米,所以计划湿润层深度定为20～30厘米,取Z=0.3米。
（7）灌水定额：
，式中：
m—设计灌水定额（mm）；
γ—土壤容重（g/cm3）；1.46
Z—计划土壤湿润层深度（m）；0.3
P—湿润比（％）；90％
θ田—土壤田间持水量17％
η—灌溉水利用系数，0.90。
θmax、θmin—适宜土壤含水率上、下限（占干土重的百分比，一般θmax为田间最大持水率的80％、θmin为田间最大持水率的55％，即θmax-θmin=0.25θ田）；
经计算：
蔬菜m=18.615mm=12.41m3/亩,
此灌水定额为作物需水高峰期的值。
（8）灌水周期：
T=（m/Ea）×η，式中:
T－设计灌水周期，（d）
m－设计灌水定额，（mm）
Ea－最大日平均耗水强度（mm/d），6mm/d
经计算：
T=2.79≈3天。
5.2.2.2喷灌系统的规划
XX输港蔬菜园区项目区共2个喷灌系统，系统控制面积在600～800亩之间，因此选取其中的1#泵站取水为典型设计说明，系统总控制面积600亩。
一、喷灌系统结构
水源→离心泵（加压）→计量装置（水表、压力表）→离心＋网式过滤器（施肥罐）→干管（地埋PVC管）→支管（地面PE黑管）→喷灌管→喷头。
二、泵站供需水量平衡计算
根据已有资料，泵站从蓄水池取水，水量为240m3/h。
以此作为项目区蔬菜地灌溉水源井的设计资料，则泵站供水可控制的喷灌面积：
式中：
A－一眼机井可控制的灌溉面积（亩）。
Ｑ－泵站设计出水量m3/h。
t－每日水泵抽水时间（小时），取t=20小时。
Eamax－日平均耗水峰值（mm/d），Ｅa=6mm/d。
则一眼机井控制的喷灌面积可达1079亩，水量满足灌水要求。
三、系统管网布置
（1）管网布置原则
根据作物种植要求及采用的灌溉技术，要求输水干管要适合灌溉形式的要求。
因地制宜，结合首部位置和作物最佳种植方向的要求，使管道总长度最短和尽量少穿越其它地物。
确保作物用水要求，调水便捷，管理维修方便。
管道的纵剖面应力求平顺，为防止热胀冷缩和冬季冻害，干管均采用U-PVC管，地埋深度1.6m。
并在主管尾部修排水井，以便排除管道中冲砂水和秋季积水。
（2）管网布置
其中主管道与支管与喷灌管均采用树状布置。
主管道为地埋管，支管垂直于干管，采用竖管及三通连接。
蔬菜南北向种植，喷灌管沿种植方向布置，喷灌管间距为8米，喷头间距7米。
5.2.2.3喷灌工作制度的确定
（1）一次灌水延续时间计算
根据设计中选择的灌水器、灌水器和毛管的布置方式,蔬菜系统定点灌水延续时间为（单条毛管在设计灌水定额下）：
，式中：
t一次灌水延续时间；h；
m－净设计灌水定额，18.615mm；
Se－蔬菜灌水器间距7m；
SL－毛管间距，8m；
q－灌水器流量500L/h；
计算得t＝2.08h。
（2）轮灌组数校核及轮灌组划分
按蔬菜需水要求,系统划分的最大轮灌组数为：
，式中：
Nmax－允许的轮灌组最大数，取整数；
C—一天运行的小时数，取20小时；
T－灌水周期，3d；
t—1次灌水持续时间，2.08h；
经计算系统允许的最大轮灌组数为29个，设计3个轮灌组符合要求。
根据以上确定的3个轮灌组和项目区主、支管道布设，设计轮灌工作制度如下表：
轮灌组编号
第一组
第二组
第三组
同组运行
支管编号
1-1，2-1
3-1,4-1
5-1,6-1
控制灌溉面积（亩）
600
600
800
5.2.2.4各级管道流量计算
（1）喷灌管流量计算
，式中:
L毛－毛管长度（m）;
Se－灌水器间距，7m；
q－灌水器流量，500L/h。
（2）支管流量计算
根据下式计算支管的进口流量。
，式中:
Q支—支管流量（m3/h）；
Q毛—毛管流量（L/h）；
L支—支管长度（m）。
计算结果详见的下表。
支管编号
面积
（亩）
流量
（m3/h）
1-1,2-1
600
109
3-1,4-1
600
9645
5-1,6-1
800
9645
支管流量计算结果统计表
（3）水泵轮灌流量计算
根据以上对支管的流量计算和轮灌组的划分，水泵流量：
第一轮灌组流量：
10038m3/h
第二轮灌组流量：
9645m3/h
第三轮灌组流量：
9645m3/h
5.2.2.5经济管径的确定
管径的确定:
管内流速取1.2m/s。
5.2.2.6管网水力计算
（1）毛管水力计算
蔬菜喷灌选用外径63mm，壁厚2mm喷灌管,喷头间距为7m。
喷头流量为500L/h,压力为0.15-0.35Mpa。
计算参数确定:
滴头流量偏差率qr=0.2，灌水器流态指数X=0.785
经计算喷灌管最大铺设长度为252米，根据条田实际情况和轮灌组要求，喷灌管铺设长度为100米。
喷灌管为等距多孔出流,确定为不变径管道。
喷灌区取最不利轮灌区的管道进行计算。
式中：
f、m、b---分别为摩阻系数，流量指数和管径系数。
m=1.75，b=4.75，f=0.505；
N—毛管实际出水孔个数；
qd—滴头设计流量，500L/h；
So—进口至首孔的间距，0.75m；
S—分流孔间距，7m；
D—管内径,59mm。
hf毛=1.27m
喷灌带的局部水头损失可按沿程水头损失的10%考虑。
即
hw毛=0.1hf毛=0.13m
h毛=hf毛+hw毛=1.40m
（2）支管水头损失计算
支管按等距多孔出流计算其水头损失，参数如下：
N---支管实际出水孔个数；
qd---滴头出水量等于单条毛管设计流量（L/h）；
So---进口至首孔的间距，0.75m；
S---分流孔间距，7m；
d—管内径,158（mm）。
（3）干管水头损失计算
喷灌区取最不利轮灌区的干管进行计算。
其沿程损失按下式计算：
，式中：
hf—干、支管沿程水头损失，m；
f—摩阻0.948×105系数；
Ｑ—流量，m3/h；
D—管道内径mm；
L—管道长度m；
m—流量系数，1.77；
b—管径指数，4.77；
代入上式，
最不利轮灌组水头损失计算表（第二轮灌组）
分项
管外径
（mm）
管内径
（mm）
管段长
（m）
流量
（m3/h）
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