吉林省镇赉县白沙滩灌区续建配套与节水改造规划报告.docx
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吉林省镇赉县白沙滩灌区续建配套与节水改造规划报告
吉林省**县白沙滩灌区续建配套
与节水改造规划报告
设计证号：
设乙级0711182
**市水利勘测设计院
一九九九年十一月
综合说明
吉林省**县白沙滩灌区地处吉林省西部的**市**县境内，位于**县东部嫩江右岸，嫩江左岸和灌区北部陆地都与黑龙江省临界。
行政区域包括丹岱、嘎什根、五棵树、莫莫格、大屯和张家园子等6个乡镇。
灌区内总面积712km2，设计灌溉（水田）面积为31.02万亩大型灌区，是吉林省重要的商品粮基地和重点发展的大型骨干灌区之一。
白沙滩灌区的建设与发展，对当地经济和提高人民生活水平起关键作用，并占重要地位。
白沙滩灌区是以嫩江为灌溉水源的电力提水灌区，现有渠首枢纽为白沙滩电灌站，提水能力为15.1m3/s,总装机2940kw，实际提水量109003m3。
总干渠1条，长15.6km；干渠4条，总长64km；支渠66条，长138.6km；骨干渠系建筑物203座。
排水总干沟一条，长15.75km,干沟4条，长60.55km；支沟10条,长57km；排水泵站4座，总装机1350kw；排水骨干建筑物共30座。
初步形成了比较完整的灌排体系。
1998年实灌面积10.5万亩水田，占**县水田面积90%以上，在全县农村经济发展中起到举足轻重的作用。
白沙滩灌区始建于1972年，历经旱田灌区、水田开发、灌区治理阶段。
受建设投资的制约，目前灌区还不能达到设计规模和标准，存在的主要问题：
一是工程不配套，灌区现有工程经过多年建设具有一定规模，但不完善，配套率仅为63.2%，工程欠账较多，达不到设计灌溉效益。
二是工程完好率低，由于工程运行时间长，加上98年洪水冲击，经过水毁修复和新建，现有工程完好率仅为65%，由于完好率底，灌溉水跑、冒、渗、漏严重，水量损失大、浪费大。
三是节水灌溉措施和农业新技术推广滞后，灌水方法落后，节水工程没有建设，灌溉水利用系数仅为0.5。
上述存在的问题，目前已不能满足发展要求，因此，进行灌区续建配套和节水改造十分急需，非常必要。
本次规划的主要内容是：
经过灌区续建配套和节水改造，到设计水平年2015年，改扩建水源工程，电灌站1座；改扩建骨干渠道264.8km,建筑物257座；排水骨干沟道182.7km，建筑物66座。
灌区总投资44082万元,达到设计灌溉水田总面积31.02万亩，年节水总量达1.50亿m3，粮食（水稻）增产能力0.94亿kg，年增产值达1.47亿元，灌溉农业产值2.99亿元。
从经济分析中表明，经济内部收益率15.4%，经济效益费用比1.25，经济净现值9724万元，满足经济效益指标，故经济可行。
灌区续建配套与节水改造工程建成后，改善了耕地环境，治理了低洼易涝地，盐碱地等不利种植环境。
原有湿地、草原、林地等没有破坏，面积稍有增加，因此该项目实施不会对环境造成不良影响，故规划是可行的。
第一章灌区现状
**县白沙滩灌区位于吉林省**县东北部，嫩江右岸，北部为黑龙江省泰赉县，总面积712km2，灌区是通过白沙滩电灌站提取嫩江水灌溉水田,设计灌溉水田面积31.02万亩的大型灌区,1998年实灌水田面积10.5万亩。
第一节自然地理概况
白沙滩灌区位于吉林省西部半干旱地区，属于温带大陆性季风气候。
年平均气温3.7℃，多年平均降雨量396.2mm，多年平均相对湿度58%，多年平均蒸发量1531.7mm，初霜期一般在九月下旬，终霜期一般在五月下旬，多年平均无霜期155天，50%典型年干旱期起止日期为8月21日至9月5日（典型年1967年），75%典型年干旱期为7月1日—8月31日（典型年1989年），最大干旱天数为62天，最大冻土深度1.9米，多年平均风速3.5m/s，最大风力10级。
白沙滩灌区地处松嫩平原西部，嫩江冲积平原上，地势平坦，也有起伏不大的漫岗和洼地。
主要地貌特征为一级阶地，分布河漫滩、牛轭湖和湿地。
白沙滩灌区区域地质，表层主要岩性是第四系全新统冲积堆积物，主要为粘土、壤土、砂壤土和细砂。
为地下水主要贮存空间，地下水埋深5—10m。
下层为新第三系和新白垩系下统。
灌区建筑物基础持力层为第四系地层。
高程分布一般在116.90-134.80m。
白沙滩灌区地震基本烈度为Ⅵ度。
属相对稳定地带。
白沙滩灌区土壤共分3大类，草原土型的沙土，轻度盐化草甸壤土，中度盐化草甸壤土。
土壤渗透系数大于5.4×10-3m/s。
第二节社会经济概况
全灌区行政区域包括丹岱乡、嘎什根乡、五棵树镇、莫莫格乡、大屯镇、张家园子乡，总人口8.80万人，其中农业人口8.03万人。
97年社会总产值3.05亿元，其中农业产值2.61亿元。
灌区内农作物主要以水稻、玉米为主，并兼种高粱、小麦、大豆、甜菜等。
水稻年平均单产400kg/亩，旱田单产420kg/亩（以玉米为例）。
粮食总产量2.21亿公斤。
灌区内交通十分便利，白齐公路由南向北在灌区中心穿过，并有通往各乡镇的县级公路和通往各村屯的乡路纵横交错，四通八达。
第三节灌区水资源、土地利用及工程状况
一、灌区水资源状况
白沙滩灌区规划区内地表水分为过境水和区内径流。
过境水占99.9%以上，区内径流不足0.1%。
过境水为嫩江，多年平均水量217亿m3，多年平均可利用量162亿m3，保证率75%年可利用量105亿m3，根据《松花江流域规划》嫩江干流分配给**县的水量约为10亿m3，区内多年平均径流量0.089亿m3，多年平均可利用量0.058亿m3，75%年可利用量0.045亿m3。
灌区回归水量为0.33亿m3。
规划区内地下水为嫩江低平原越流系统地下水亚区和洮儿河冲积扇潜水亚区。
地下水资源量0.34亿m3，地下水可利用量0.23亿m3，现实际开采量0.041亿m3。
地下水矿化度低于0.5g/L，无污染，水质优良，适合人畜饮用。
灌区内水由泄水沟排入嫩江及洮儿河。
区内污水主要为生活污水，污水主要由大地入渗和地表蒸发。
二、灌区土地利用状况
全灌区内总土地面积106.80万亩，耕地面积58.42万亩，其中水田10.5万亩，旱田47.92万亩；居民及其它占地面积8.74万亩；河道、湖、塘面积2.40万亩；其他面积37.24万亩，其中林地7.34万亩，草原9.58万亩，易农荒地20.32万亩。
耕地面积占灌区总面积54.7%，灌溉面积占总面积的9.83%，占耕地面积18%，易农耕地占总面积19%，因此本灌区发展潜力巨大。
三、灌区工程现状
白沙滩灌区现有工程设施兴建于1972年，74年灌区开始灌溉，经过多年建设改造，现已建成：
1、灌区渠首提水泵站，即白沙滩电灌站,建筑物形式为侧向临江式，水源为嫩江。
原设计防洪标准20年一遇洪水，工程等级为Ⅲ等3级，设计灌溉保证率75%，设计扬水流量15.1m3/s，装机容量2940kw，单机容量1.1m3/s，单机容量210kw，设计扬程12.5m，现机组实际效率65%。
已运行25年，配电设备为七十年代产品，事故率增大，检修频繁，年运行费增加。
2、灌区灌排渠（沟）及其建筑物
白沙滩灌区渠道及渠系建筑物现有总干渠一条长15.6km；干渠4条，总长64km；支渠66条，总长138.6km；均没有防渗措施，由于灌区原设计历时长，规划不完整，布局不尽合理，造成渠道脱坡、淤积，部分渠段经过沙壤土，渗漏严重。
灌区支渠以上骨干建筑物203座，大部分已建25年，由于98年洪水冲击，被冲毁和损坏渠系及建筑物严重，经灾后修复，现能运行132座，需配套改造。
现有排水总干沟1条，长15.8km；干沟4条，长60.6km；支沟16条，长57km，排水泵站4座，支沟以上建筑物共30座。
第四节灌区运行管理状况
吉林省**县白沙滩灌区管理机构为**县灌溉排涝区管理局，现有职工73人，技术人员37人，（高级4人，中级12人，初级及技术员21人）。
其他人员36人。
灌区管理没有量水设施，管理办法采用引水渠首计量。
白沙滩及各分站采用无线通讯方式，主要设备为无线对讲机及电台，没有自动化管理和灌溉试验设施。
灌区现年运行费用有
（1）工程维护费6万元/年；
（2）工程折旧费6.0；（3）职工年工资4300元/人年；共计31.39万元/年；（4）提水电费240万元/年；（5）其他费用包括办公、采暖等102万元。
灌区总支出385万元，总收入385万元，其中水费145.0万元，实际水费收缴率86%，由于目前灌区水费没有实行成本水价，现售水水价执行吉林省水利工程统一水价，低成本运行，使管理单位入不抵出。
第五节存在问题及节水改造必要性
白沙滩灌区建设年代为1972年，1974年渠首工程和灌区渠系工程部分配套完成，开始通水灌溉旱田。
灌区发展历经旱田灌区建设，水田开发建设及涝区治理等阶段，现已初具规模。
灌区设计水田灌溉面积31.02万亩，现实际水田灌溉面积为10.5万亩。
由于运行时间较长，大部分工程老化，破损严重；由于缺少资金投入，建筑物配套程度差，难以满足水田灌溉用水要求。
因此灌区始终未能达到设计灌溉面积，存在的主要问题有：
1）、工程不配套，白沙滩灌区设计各类渠系建筑物324座（骨干建筑物），现有各类骨干渠系建筑物234座，工程配套率72%，因此灌区还不完善。
2）、现有工程年久失修，完好率低。
在现有各类骨干水工建筑物中，由于运行时间长，大部分工程将达设计使用年限，工程老化。
嫩江98年发生大洪水，灌区北部的黑龙江省泰赉县嫩江堤防决口，大量洪水涌入**县及白沙滩灌区，洪水总量达30多亿立米，淹没范围涉及**县17个乡镇，总淹没面积达1575平方公里，灾区人口18.8万人，淹没耕地面积108.68万亩。
白沙滩灌区全部被淹,冲毁总干渠，干渠达29.50km，灌排渠系建筑物大部分毁坏,变形、移位等，损失率达50%左右，田间渠系及建筑物损失率达75%左右，立新排水站被冲毁。
洪水过后，在灾区军民共同努力下，99年恢复灌溉面积仅达洪灾前65%左右，目前能运行的建筑物仅132座，现灌区建筑物完好率为56%，灌溉水跑、冒、漏严重，水量损失大，水资源不能合理利用。
3）、渠道防渗工程建设滞后。
根据白沙滩灌区勘察结果表明：
表层土壤薄，一般为20—60cm，下层为细砂层，渗透系数大，总干渠、干渠及支渠，部分渠段为半挖半填渠道，并通过细砂层地段，渗水严重。
现渠系水利用系数低为0.53左右,灌溉水利用系数仅为0.5，因此不能实现计划用水和节约用水,水资源不能合理利用，限制了灌区发展。
单位耗水量高达1347m3/亩。
4）、管理落后，现行水价低。
白沙滩灌区现没有配套量水设施，采用渠首计量方式，以平均每亩用量计价，管理不科学，收费不合理，影响节水技术的推广应用。
目前灌区执行是政府限制水价0.028元/m3,水价严重偏低，达不到生产成本,造成灌区管理单位入不敷出,加重灌区的运行负担,不能满足现代农业和水利产业要求。
因此，进行白沙滩灌区续建配套与节水改造工程建设是非常必要，十分急需。
该工程可采取分阶段、分片开发，并分轻重缓急，集中连片发挥效益。
工程实施后，可有效的改善灌区供水条件，提高灌溉水利用率，改造中低产田和弃耕地。
扩大水田灌溉面积，促进农村经济向集约化、产业化、效益化方向发展。
第二章工程规划
根据白沙滩灌区的实际，进行灌区续建配套与节水改造，充分利用灌区现有灌排设施，合理规划利用水土资源，因地制宜，采取综合措施兼顾，农、林、牧、副、渔等统筹规划,不破坏草原，不毁林，不开垦荒地，不挤占河道、湖、塘面积。
改造中低产田，进行旱改水田，治理盐碱地和低洼易涝地等。
灌区规划以节水为中心,完成灌区续建配套，集中连片开发，发挥效益，提高经济效益为重点，保护生态环境，促进国民经济发展的指导思想。
第一节国民经济发展预测
本次白沙滩灌区续建配套与节水改造规划的设计水平年为2015年。
近期规划水平年为2005年。
根据**县经济发展中长期规划，以发展东部农业经济为重点，大力发展灌溉农业，使灌溉面积达到占耕地面积的70%。
通过调查农业经济发展状况和国民经济各部门需水情况根据**地区水利区划成果分析，规划水平年2005年，2015年灌区主要用水部门集中在农业灌溉用水，城镇生活用水，农业其他用水，工业用水等。
农业灌溉用水占95%，主要利用地表水，即嫩江过境水；其他部门用水占5%，主要利用地下水、回归水和区内径流。
以节水灌溉为主要方向的农业灌溉是灌区发展主要目的和方向，是合理开发水资源根本途径，是保证农业经济可持续发展的前提。
根据灌区农业生产要素的变化情况及农业发展的总体计划与布局表明，灌区续建配套与节水改造应尽快改造，抓紧实施。
增大地表水和过境水的利用率，为灌区今后工业和农业经济发展打下良好的水资源基础。
第二节水土资源供需平衡
一、土地利用规划与供需平衡
根据灌区内土地利用现状，今后发展变化趋势和农业可持续发展的要求，重新复核了灌区总土地面积为106.8万亩。
总耕地面积58.42万亩，（其中灌溉面积10.5万亩），其他面积48.38万亩，主要包括居民及乡村占地面积8.74万亩，河道、湖、塘面积2.4万亩，林业、草原及易农荒地占地面积37.24万亩。
研究制订了2005年及2015年土地利用规划。
在总土地不变情况下到2005年发展耕地面积59.42万亩，盐碱地治理1.0万亩（原弃耕地），退耕地面积0.3万亩，其中灌溉面积18.0万亩，新增灌溉面积7.5万亩，居民及城镇乡村占地9.40万亩，河道、湖、塘面积2.4万亩，其他面积35.88万亩，（林地、草原和荒地）。
到2015年耕地面积为61.54万亩，盐碱地治理总面积5.22万亩（原弃耕地），退还耕地面积2.1万亩，灌溉面积将达到31.02万亩，比2005年增加13.02万亩；居民及城乡占地10.47万亩，河道、湖、塘面积2.6万亩，其他面积32.19万亩，使土地利用趋于合理，生态环境趋于好转。
二、水资源利用规划及供需平衡
根据流域和区域水资源供求计划，调查了灌区内农业、工业、城市、环境、农村生活等用水现状和发展需求，规划了灌区在2005年，2015年水资源供需平衡情况，到2005年灌区总需水约16997万m3，其中农业灌溉约15000万m3；渔苇用水1240万m3；其他用水757万m3，其中农村人畜用水161万m3，工业用水320万m3，城镇生活用水276万m3，均利用地下水。
到2015年灌区总需水量约26326万m3，灌溉用水量23300万m3，环境用水2040万立方米,全部采用地表水，其他方面用水为986万m3，主要包括农业其他用水205万m3，工业用水480万m3，生活用水301万m3，主要利用地下水。
详见水资源平衡表。
白沙滩灌区水资源平衡表
水平年
农村发展情况
水资源总量（万m3）
灌溉面积
泡塘
人口
乡镇工业
牲畜
合计
地表水
万亩
万亩
万人
万元
万头
小计
嫩江
区间水
地下水
1998年
10.5
2.4
8.8
380
3.5
2174290
2170890
2170000
890
3400
2005年
18.0
2.4
9.5
7200
3.9
2174290
2170890
2170000
890
3400
2015年
31.02
2.6
10.5
10600
4.8
2174290
2170890
2170000
890
3400
水平年
可利用水量（万m3）
需水量（万m3）
合计
地表水
地下水
合计
灌溉
农村用水
工业用水
乡镇生活
渔苇
平衡盈亏
小计
嫩江
区间水
回归水
1998年
104650
102350
100000
450
1900
2300
13210
12800
153
17
240
91440
2005年
104250
101950
100000
450
1500
2300
16997
15000
161
320
276
1240
87253
第三节灌溉制度
根据灌区水资源条件和“两高一优”现代农业对水的需求，在充分考虑节水的前提下，调整灌区农业生产布局和作物种植结构，选择白沙滩灌区水田灌溉设计保证率为P=75%。
根据原白沙滩灌区改扩建工程的初步设计成果，对灌区水源（嫩江），采用大赉水文站、江桥水文站的1953年—1989年实测资料对灌区灌溉期最大灌水率时（泡田期），嫩江相应为枯水季节，进行了灌溉水源频率计算，计算结果表明：
嫩江设计频率为P=75%时，枯水流量为197m3/s，而灌区最大引用流量48m3/s，只占过境水量1/4左右，嫩江水量满足灌区设计保证率P=75%用水要求，因此，灌区选取设计保证率P=75%是合理的。
根据灌区多年水田灌溉的实践经验，对灌区水田灌溉制度，按照节水灌溉要求进行了复核，参照临近的前郭灌区的实验成果，进行了适当调整，成果见表2-1。
表2-1白沙滩灌区水田灌溉制度及灌水率表
生育阶段
灌水起止日期
天数
需水量
m3/公顷
有效水量
m3/公顷
灌水定额
m3/公顷
灌水模数L/s公顷
备注
泡田
5.3-5.20
18
2121
113
2007
1.410
P=75%每天按22小时抽水计
插秧
5.21-6.4
15
1300
188
1112
0.936
返青
6.5-6.20
16
1231
344
887
0.700
分蘖
6.21-7.10
20
1710
658
1052
0.664
孕穗
7.11-7.31
21
2204
854
1350
0.812
抽穗
8.1-8.15
15
1620
502
1118
0.941
乳熟
8.16-8.31
16
1711
237
1474
1.163
黄熟
9.1-9.10
10
合计
5.3-9.10
121
13000
2896
9000
白沙滩灌区设计灌水率0.94m3/s/万亩,灌水方式支渠以渠道续灌,斗渠以下渠道为轮灌。
根据《灌溉与排水工程设计规范》计算公式，进行各级渠道水利用系数计算，计算结果表明：
设计水平年（2015年）灌溉水利用系数0.8,渠系水利用系数0.84,田间水利用系数为0.95。
第四节灌区发展规模复核
根据灌区水土资源供需平衡分析成果，在灌区现有规模和工程设施的基础上，重新规划灌区布局和确定总体规模，经研究分析灌区的续建配套及扩建的潜力，确定了灌区经济合理，技术可行的规划方案。
在灌区布局变化不大的前提下，对输水、灌水渠道及建筑物，排水沟道及建筑物进行续建改造，通过改扩建水源（泵站）工程，提高供水能力，合理利用土地资源，使灌区灌溉水田面积达到设计31.02万亩,通过节水改造措施挖潜灌区潜力,扩大灌溉面积,节约水量1.5亿m3,除环境用水外，可以扩大水田灌溉面积5.0万亩。
增加灌区效益,促进灌区农业经济飞速发展。
第三章续建配套与改造工程
第一节工程布置原则
根据白沙滩灌区所处的嫩江流域水资源现状和灌区内水土资源平衡结果，结合实行节水灌溉的要求，重新复核了灌区规模，灌溉水田面积达到31.02万亩设计规模。
对原灌区工程布局不合理的渠系进行必要调整和重新规划，对水源工程在经过各方面充分论证的前提下，改扩建白沙滩泵站达到2015年灌溉要求。
白沙滩灌区工程根据其规模为大型灌区Ⅱ等工程。
灌区建筑物工程，支渠以上建筑物3级，支渠以下建筑物为4级。
白沙滩灌区渠首电灌站，主体建筑物形式为堤身挡水式建筑物，设计防洪标准同嫩江堤防防洪标准相同，设计洪水为P=2%，校核洪水P=0.5%，工程等级为2级。
本次白沙滩灌区规划在充分考虑节水灌溉情况下，充分利用现有渠系及建筑物，因地制宜，合理规划，对渠系的渠道断面形式、尺寸以及渠系建筑物数量重新论证复核。
原有总干渠、干渠走向不变，可全部控制新规划的水田面积，大部分支渠根据新规划面积要求进行合理布置。
对各级渠道断面尺寸和型式进行了重新复核设计，总干渠、干渠及支渠采用梯形断面，斗渠采用U型断面,农渠采用梯形断面。
第二节渠首工程
白沙滩灌区渠首电灌站，为全灌区控制工程。
主体工程
白沙滩电灌站因建设时间长，防洪标准低（P=5%），规模小，（只有15.1m3/s），机电设备老化，效率低，维修费用增加，经98年大洪水的浸泡，不能满足2015年规划供水需要，需对电灌站进行改（扩）建，达到规划要求。
根据水资源平衡结果和原灌区改扩建工程初步设计，改扩建白沙滩电灌站。
工程等级为Ⅱ级，防洪标准50年洪水，结构型式为堤身挡水式，提水能力为38300万m3，设计灌溉面积31.02万亩，灌溉保证率75%，装机容量7500kw，单机容量1250kw，设计扬程11.2m，装置效率87.5%，装机流量48m3/s，单机流量8.0m3/s。
安装6台1600HD—13型导叶式混流泵,配套电机TL1250—20/2150型同步电动机.
第三节渠系与建筑物
白沙滩灌区现有总干渠1条,长15.6km,干渠4条,长度64km,支渠66条,长138.6km,建筑物203座。
为保证灌区渠道输水畅通，满足灌区总体规划和节水灌溉要求，对各级渠道由于地质条件影响和年久失修造成损坏、塌方，结合工程具体情况加以修复、加固或改建。
依据地表水与地下水相互转化关系，增加灌溉水资源利用率，提高渠系水利用系数，实现节水灌溉，对灌区骨干渠道进行衬砌和改造。
根据灌区实际，按照《灌溉与排水工程设计规范》，结合近期及中长规划目标，对渠道衬砌型式、断面尺寸，进行设计，结合建设情况制定规划目标，到2005年要完成总干渠建设，全长15.6km，设计流量40.2m3/s，总干渠水利用系数0.98，渠底采用土工膜防渗，砼衬砌，衬砌面积59.54万m2。
改扩建干渠4条，总长68.8km，配套长53.6km，设计流量合计37.13m3/s，渠道水利用系数（综合指标）0.90，衬砌长度15.3km，渠底采用土工膜防渗，砼衬砌，衬砌面积30.08万m2。
改扩建支渠20条，全长64.57km，设计流量合计13.77m3/s，支渠水利用系数0.88,不进行渠道防渗。
规划到2015年要完成规划全部内容，完成总干渠、干渠改扩建，总干渠长度15.6km，渠道水利用系数0.98，防渗面积59.543m2；干渠4条，总长度83.6km，干渠水利用系数0.97（灌区综合指标），防渗面积110.63m2；续建支渠82条，总长度165.6km，支渠水利用系数0.95（灌区综合指标），防渗渠道占2/5，总面积41.47万m2。
到2015年完成，总干渠分水建筑物4座，交通建筑物5座，干渠上新建分水建筑物13座，交叉建筑物4座，交通建筑物30座,支渠上新建分水建筑物164座，交通建筑物37座，总计257座各类渠系建筑物。
白沙滩灌区主要建筑物设计水力要素表
工程或地名
桩号
比降
糙率
渠底宽
渠底高程
加大
设计
最小
备注
I
n
B
m
Q（m3/s）
h（m3/s）
v（m3/s）
Q（m3/s）
h（m3/s）
v（m3/s）
Q（m3/s）
h（m3/s）
v（m3/s）
总干渠公路桥
0+500
0.020
24
136.24
48.73
2.11
0.82
40.02
1.96
0.79
19.91
1.2
0.76
总干渠公路桥
3+800
0.020
24
135.91
48.73
2.11
0.82
40.02
1.96
0.
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