广西节水灌溉工程实施方案.docx
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广西节水灌溉工程实施方案
2000年广西南宁市节水增效示范项目
实施方案
广西壮族自治区农垦设计院
广西南宁市郊区水利电力局
二OOO年十二月
项目组成员
项目负责：
黄秋元
技术负责：
李鸣
编写：
张先鸣
设计绘图：
李鸣
第一章建设内容
一.示范区的节水灌溉技术选型及建设面积
整个高效节水灌溉示范片面积为1815亩，划分为Ⅰ、Ⅱ两个示范区，其中Ⅰ区位于广西壮族自治区农业科学研究院内共有面积806亩，主要作物为甘蔗、香蕉和部分大棚蔬菜等作物。
表1节水灌溉示范片Ⅰ区作物种植面积和比例
I区灌溉面积
537395
m2
53.74
ha
806
亩
种植比例（%）
其中:
甘蔗
262551
m2
26.26
ha
394
亩
49
香蕉
139801
m2
13.98
ha
193
亩
24
水果和其它作物
36601
m2
3.66
ha
72
亩
9
大棚蔬菜
98443
m2
9.84
ha
148
亩
18
Ⅱ区位于南宁市郊区义梅水库管理处所辖土地共有面积1009亩，主要作物为荔枝、龙眼和部分柑桔。
结合灌溉作物的生长特点以及项目示范区的地形条件，考虑节水灌溉技术模式选择的先进性和实用性，I区甘蔗、香蕉部分选用固定式喷灌系统灌溉形式，I区水果采用微喷形式，I区大棚部分采用滴灌形式；Ⅱ区选用微喷灌形式。
表2示范区节水工程主要建设内容表
项目名称
2000年广西南宁市节水增效示范项目
项目建设地点
广西壮族自治区南宁市郊区
项目法人单位
南宁市郊区水电局
法人代表：
黄福
电话：
3111447
项目规划设计单位
单位名称：
广西壮族自治区农垦设计院
资质：
乙级
负责人：
梁礼南
电话：
2801175
项目主要建设内容
项目区总计
喷灌
微灌
低压管道输水灌溉
渠道防渗
节水灌溉面积（亩）
1815
587
1156
投资
206.24
81.57
124.67
亩投资（元/亩）
1136
1390
1078
项目主要经济指标（节水、增产、增收、益本比、还本年限等）
工程效益费用比为1.95，投资回收年限为4.1年，经济内部收益率为29.8%。
工程主要要素
设计总流量（m3/h）
463.97
总配套动力（KW）：
138.5
管道总用量（Km）
130.42
总工程量（m3）
土方：
15.4
石方：
砼方：
2.1
总工期（月）
10
材料设备投资（万元）：
153.63
其它需要说明的情况：
二.节水灌溉示范区建设的指导思想和原则
坚持发展高产优质的高效农业，以增产、增收、增加农业收入、提高农业的经济效益为目的，在搞好水源基础建设的同时，结合本区内自然条件、经济状况、土地管理经营方式，吸收国内外在节水灌溉中的成功经验，把该示范区建设成为“高起点、高质量、高科技、高效益”的节水灌溉示范区。
第二章基本资料
一.地理位置
南宁市是广西壮族自治区的首府，是全区政治、经济、文化、科技、教育和信息的中心，是中国南部沿海开放地区的重要城市，也是我国进一步对外开放，实行沿海开放政策的城市之一。
南宁市位于东经108º14´，北纬22º50´。
地处广西南部偏西，面向北部湾，背靠大西南，连接粤港澳，是东南沿海和西南腹地经济区域的结合部，是大西南出海通道的咽喉，具有“四沿”的地理区位优势。
沿海，距钦州港104公里，距防城港173公里，距北海市204公里；沿线，位于湘桂、黔桂、黎湛铁路交汇处，南昆铁路将于1997年全线通车；沿边，广西与接壤的陆地边界达1020公里，南宁距国门南疆边陲重镇友谊关仅200公里；沿江，位于珠江水系上游的邕江，上可通云南、贵州和越南，下可达广州、香港和澳门。
南宁市现有耕地面积16.61万公顷，有农业人口168.80万人，人均耕地面积1.48亩。
节水灌溉示范区工程位于南宁市郊区境内，郊区含8个乡7个镇130个村委会，总人口42.5万人，行政区域面积1761平方公里，耕地面积47.8万亩，人均耕地1.44亩。
98年国民生产总值（当年价）为26.38亿元，全年粮食插种面积43.25万亩，总产量1.192亿公斤，人均有粮280公厅。
水果种植面积18.31万亩，总产量达12.45万吨。
本节水灌溉示范工程选取甘蔗、水果等为灌溉对象，采用喷灌及微喷系统进行节水灌溉示范；同时依托南宁市灌溉试验站和广西壮族自治区农业科学研究院对各种作物的科学灌溉方式、灌溉制度等进行有针对性地研究，指导农业高效用水。
二.气候、水文、地形和地质特征
1.气候
南宁市郊区属亚热带季风气候，具有春寒细雨、夏令湿热多雨，秋时干燥，冬日低温无雨的特点。
常年气候温和，日照充足。
多年平均气温为21.62Cº，具有明显的气候优势。
主要气候优势有：
（1）冬无严寒，夏无酷热，热量有效性大。
历年最冷月1月份平均气温13.5Cº，极端最低气温2.1Cº，相比之下，冬季不算冷，更谈不上严寒，可以充分利用热量资源优势，进行冬季农业开发，加快冬季农业产业化进程。
历年最热月7月份平均气温28.3Cº，夏季极端最高气温40.7Cº，由于不算冷，也不算热，温度年较差小，温度多在作物生长三基点的适宜范围内，对作物种植具有一地多宜的特点，利于发展多种经营，在农业产业化发展中，可以从众多的作物中进行择优组合。
（2）霜期短，生长季长，利于多熟制生产。
平均无霜期354d，平均有霜日数2.1d，霜日少，霜期短，作物生长期长，有利于作物高产和发展多熟制。
（3）雨热同季，有利于作物高产。
日平均气温稳定≥10Cº喜温作物开始生长，≥15Cº日积极生长，从3月下旬至9月下旬，可看作是雨热同季的时间，计有188d。
这么长的雨热同季时间，为双季稻等作物高产稳产创造有利条件。
（4）光能丰富，光合生产潜力大。
南宁市年日照时数1768h，年太阳总辐射110.75千卡/cm2，光合生产潜力大，是全国光能资源比较丰富的地区之一，各种作物增产潜力都很大，为农业产业化创造高效益提供了条件。
南宁市地处东西走向的邕江河谷地带，终年盛行偏东风，冬季多偏北风，夏季盛行东南风，年平均风速为1.4~2.3m/s。
年平均湿度为79%。
2.降雨
据南宁市气象台资料，多年平均降雨量为1309.7mm，最大降雨量1970.6mm（1923年），最小降雨量952.9mm（1909年）。
根据广西壮族自治区水利电力厅，1984年，《广西壮族自治区地表水资源》介绍。
南宁市的降水量偏丰年（P=20%）为1936年，1529.3mm；平水年（P=50%）为1971年，1299.0mm；偏枯年（P=75%）为1968年，1108.8mm；枯水年（P=95%）为1954年，1004.3mm。
3.地形
Ⅰ区位于广西壮族自治区农业科学研究院内，地形平坦，适合于作为作物灌溉研究用地；Ⅱ区位于南宁市郊区义梅水库管理处所辖土地内，属于丘陵坡地，高差为4~6米，坡度5º~15º左右。
详见工程平面布置图。
4.地质
本工程Ⅰ区位于广西壮族自治区农业科学研究院内，土壤质地为壤土；适合于作物生长；Ⅱ区位于南宁市郊区义梅水库管理处所辖土地内，土壤质地为酸性红壤土，成土母质为覆盖在石灰岩上的第四纪红土。
养分平均含量为：
有机质2.50%，全氮0.088%，碱解氮89ppm，速效钾24pmm，速效磷24pmm。
三.作物种类
（1）甘蔗
本工程I区的主要作物为甘蔗，甘蔗（主要指糖料蔗）是四碳作物，具有很高的光合效率，其光合作用适宜温度为35～45Cº，对二氧化碳吸收的高温界限为60Cº，光饱和点大于8km烛光，能利用高温强光。
南宁市6～9月为高温季节，高温强光季节正是甘蔗旺盛生长的季节，光能利用率高，产量比较高。
就作物产业化经营来说，目前甘蔗是南宁市产业化程度较高的一种作物，主要是从利用气候优势和其他资源优势入手，形成区域主导产业，围绕主导产业发展产加销一体化经营，以加工业为龙头，形成龙头连基地、基地连农户，公司、基地、农户的产加销一体化经营。
其规模化、专业化、商品化程度都比较高，但对甘蔗节水灌溉研究方面尚有不少问题，需要根据气候特点和其他农技操作进行合理应用。
（2）荔枝和龙眼
本工程II区的主要作物为荔枝和龙眼，荔枝、龙眼是亚热带常绿果树，越冬期的温度条件，对其生存和产量都有很大影响。
当温度低于-4Cº时就会全株冻死，奇暖多雨则冬梢大量抽生，消耗树体营养，不利于花芽形成，造成产量低、品质差。
因此，越冬期要求既不冻死，又有相对低温。
首先从不冻死方面看，能否安全越冬，与所处地理位置有关，南宁市在北回归线以南，建国以来极端最低气温-2.1Cº，也就是说有历史气象资料以来，极端最低气温使受到一定程度冻害，但大树基本上能保存下来。
因此，在南宁市发展荔枝、龙眼种植，基本能安全越冬，因此具有得天独厚的生产优势。
目前，农民对种植荔枝、龙眼的积极性很高，但南宁的荔枝、龙眼多种植于宜林的山坡地带，灌溉设施和服务跟不上，影响商品产量和品质，长期下去，将会影响农户的积极性，因此，有必要迅速扩大荔枝、龙眼节水灌溉工程的建设和加快该产品的灌溉方法研究的步伐。
（3）其它作物为：
柑桔、各种蔬菜等。
第三章技术设计方案
一.总体设计
1.水源
Ⅰ区位于广西壮族自治区农业科学研究院内，采用天雹水库作为主要水源。
天雹水库属中型水库，位于东经108º15’26”，北纬22º50’46”，是一个市郊风景区，无污染，水质好。
水库基本资料见下表2。
表3天雹水库基本资料
集雨面积（Km2）
总库容（104m3）
有效库容（104m3）
死库容（104m3）
多年平均迳流量（104m3）
最大流量（m3/s）
设计灌溉（104亩）
50.84
1648
880
140
2478
1.2
0.56
Ⅱ区位于南宁市郊区义梅水库管理处所辖土地内，采用义梅水库作为主要水源。
义梅水库属小型水库，位于东经108º06’24”，北纬22º59’28”，水质好，水库基本资料见下表3。
表4义梅水库基本资料
集雨面积（Km2）
总库容（104m3）
有效库容（104m3）
死库容（104m3）
多年平均来水量（mm）
径流可利用系数（%）
库容系数（%）
90.7
960
425
23
4630
2
1
根据广西壮族自治区钦州地区卫生部门的水质检验报告，义梅水库水质满足灌溉要求。
义梅水库和天雹水库均是南宁市郊区水利局所管辖下的单位，水库水量能够满足节水灌溉对供水量和时间调度的要求。
2.首部枢纽
Ⅰ区位于广西壮族自治区农业科学研究院内，Ⅱ区位于南宁市郊区义梅水库管理处所辖土地内，两处均采用水库作为主要水源。
其中天雹水库属中型水库，义梅水库属小型水库。
用以下形式的首部枢纽形式：
（1）微灌部分
水源来自无污染的天然水库，只在汛期有部分悬浮颗粒物，但此时节水灌区处在非灌溉季节，除有部分蔬菜需要日常灌溉外，天然降雨基本满足作物需水要求。
因此，微灌工程首部枢纽的只采用砂质过滤器即可。
计划采用国产砂质过滤系统和网式过滤器作为水源一级过滤系统，在支管出口到毛管或滴灌带处再设国产网式过滤器作为二级过滤设备。
加压泵房设水压表等观测仪表。
（2）喷灌部分
因喷头的喷咀直径较大，一般只在水泵取水口设置拦物栅。
加压泵房设水压表等观测仪表。
3.分区
本工程按照作物、地形和灌溉形式进行分区设计和布置管道系统。
I区作物节水灌溉形式：
甘蔗和香蕉采用固定式喷灌，固定式喷灌面积587亩，水果采用微喷灌灌溉为面积72亩，大棚蔬菜采用滴灌，灌溉面积为148亩；II区作物节水灌溉形式：
荔枝、龙眼和少量柑桔采用微喷和部分脉冲式微喷，共1009亩。
4.水量平衡计算
（1）来水量
Ⅰ区采用天雹水库作为主要水源。
天雹水库地处邕江一级支流的三瀑江上，属中型水库，水库基本资料见表2。
灌区与水库已经有断面为1.0X1.2m，i=1/1500的干渠，能够满足灌区微灌和喷灌对用水的水量和水质的要求。
Ⅱ区采用义梅水库作为主要水源。
义梅水库位于南宁市郊区双定乡英龙村陆平河上，属小型水库，水库基本资料见表3，水源能够满足灌区微灌对用水的水量和水质方面的要求。
（2）作物用水量估算
a、参照作物需水量计算
本次对节水灌区进行规划时，根据南宁气象站提供的气象资料采用改进彭曼法进行参照作物需水量计算，并依此进行灌溉制度计算，以确定该灌区的最优灌溉制度。
彭曼公式为：
（1）
式中：
——参照作物需水量，mm/d；
——在作物表面的太阳净辐射，MJ/m2d；
——土壤热通量，MJ/m2d；
——平均气温，℃；
——2米处的风速，m/s；
——饱和蒸汽压与实际蒸汽压差，hPa；
Δ——平均气温时饱和水汽压与温度曲线上的斜率，hPa/℃；
——湿度计常数，hPa/℃；
b、典型年的确定
根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）规定，本工程属于104亩以下工程，位于湿润地区，而且水量丰富，故以灌区降水量频率P=95%年份1954年为典型年，典型年各项气象水文资料如下表所示。
表51954年南宁气象台主要天气参数值
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
降雨量（mm）
37.0
45.5
53.7
87.0
184.6
234.1
197.2
212.7
121.9
84.6
38.5
32.2
降雨天数
10.0
11.0
12.0
11.0
14.0
15.0
15.0
14.0
8.0
7.0
6.0
5.0
平均气温（℃）
15.0
15.8
15.0
22.6
25.8
27.7
29.4
28.0
27.1
23.7
21.0
12.1
最高气温（℃）
29.2
32.6
28.0
36.8
34.4
36.5
36.2
35.3
34.7
33.4
30.8
27.0
最低气温（℃）
5.1
2.5
6.3
13.2
19.0
22.2
23.7
22.8
19.2
14.6
7.2
2.2
相对湿度（%）
80.0
74.0
73.0
80.0
81.0
83.0
77.0
81.0
79.0
71.0
69.0
72.0
平均风速（m/s）
2.0
2.3
1.9
2.1
1.9
1.9
2.5
1.8
1.2
1.1
1.1
1.7
日照小时数（hrs/d）
3.5
3.1
3.5
4.6
5.4
5.6
7.1
7.7
5.5
5.2
4.7
4.5
用以上规范推荐的公式，通过对试范区所在地，南宁站的1954年各月平均气温、最高气温、最低气温、平均日照时数、相对湿度、平均风速等资料的分析计算得到了灌区的设计典型年内各月参照作物需水量
值，（见表5）。
表6参考作物ETo值
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1954年
3.35
4.63
3.77
5.17
4.69
4.89
5.63
5.14
4.07
3.55
2.98
1.39
平均值
1.1
1.1
1.6
2.4
3.4
3.8
4.5
4
3.7
2.8
1.9
1.3
（3）作物需水量的计算
已知参照作物需水量
后，则采用“作物系数”
对
进行修正，得作物实际需水量
，即
（2）
根据并参考《中国主要农作物需水量等值线图研究》、《美国国家灌溉工程手册》、《中国主要农作物需水量与灌溉》绘出了灌区甘蔗、香蕉、荔枝和龙眼等作物的Ｋc曲线图（见图1～4）。
图1
荔枝Kc曲线
图2香蕉Kc曲线
图3甘蔗Kc曲线
图4柑桔Kc曲线
二.灌溉制度
灌溉制度是根据作物需水特性和当地气候、环境、生产及灌水技术等因素而制定的灌水方案。
1.甘蔗的灌溉制度
项目区甘蔗种植地一般不平坦，地面灌溉较困难，因此采用喷灌方式。
本次甘蔗的灌溉制度主要是综合参考广西各地的科学试验成果资料，并结合项目区的具体特点，编制而得。
计算采用数据：
表7甘蔗作物需水量计算参数
生育期
苗期I
发育期II
成长期III
成熟期IV
适宜土壤含水量占田间持水量的比例（%）
65
70
80
60
计划湿润深度（m）
0.25
0.30
0.40
0.40
地下水埋深（m）
甘蔗灌溉考虑以春植蔗为主，2月底或者3月初播种种植至11月底或者12月上旬收获，根据资料分析，甘蔗灌溉制度以控制土壤含水量下限60％～75％～60％及60％～80％～60％进行灌溉时产量最高。
经计算机分析计算得出甘蔗的灌溉制度见图5。
逐月灌溉用水量过程见表8。
图5甘蔗灌溉制度
表8甘蔗灌水定额表
2.香蕉的灌溉制度
广西壮族自治区所种的香蕉种植地一般不平坦，地面灌溉较困难，因此本项目与甘蔗一并考虑采用喷灌方式。
本次香蕉的灌溉制度主要是综合参考广西各地的科学试验成果资料，并结合项目区的具体特点，编制而得。
计算采用数据：
表9香蕉作物需水量计算参数
生育期
返青期I
发育期II
成长期III
成熟期IV
适宜土壤含水量占田间持水量的比例（%）
70～80
75～80
80～85
75～85
计划湿润深度（m）
0.30
0.30～0.40
0.40
0.40
地下水埋深（m）
香蕉需水高峰在6～8月份，经计算机分析计算得出香蕉的灌溉制度见图6。
逐月灌溉用水量过程见表10
图6香蕉灌溉制度
表10香蕉灌水定额表
3.荔枝和龙眼的灌溉制度
荔枝和龙眼是同科目植物，种植地一般是山坡宜林荒地，地面灌溉较困难，因此采用节水灌溉方式进行荔枝和龙眼的灌溉研究势在必行。
本次荔枝和龙眼的灌溉制度主要是综合参考广西各地的科学试验成果资料，并结合项目区的具体特点，编制而得。
计算采用数据：
表11荔枝和龙眼需水量计算参数
生育期
I期
II期
III期
成熟IV期
适宜土壤含水量占田间持水量的比例（%）
60～80
60～80
70～85
60～85
计划湿润深度（m）
0.40
0.40
0.40
0.40
地下水埋深（m）
荔枝和龙眼需水高峰在4～6月份，经计算机分析计算得出荔枝和龙眼的灌溉制度见图5。
逐月灌溉用水量过程见表10
图7
荔枝灌溉制度
表12荔枝灌水定额表
4.柑桔的灌溉制度
广西壮族自治区所种的柑桔种植地一般不平坦，地面灌溉较困难，因此本项目考虑采用微喷灌方式解决柑桔灌溉问题。
本次柑桔的灌溉制度主要是综合参考广西各地的科学试验成果资料，并结合项目区的具体特点，编制而得。
计算采用数据：
表13柑桔作物需水量计算参数
生育期
初春花芽期I
开花挂果期II
果实膨大期III
膨大期IV
适宜土壤含水量占田间持水量的比例（%）
60～65
65～70
78～80
70～60
计划湿润深度（m）
0.4
0.40
0.40
0.40
地下水埋深（m）
柑桔需水高峰在7～8月份，经计算机分析计算得出柑桔的灌溉制度见图8。
逐月灌溉用水量过程见表14。
图8柑桔灌溉制度
表14柑桔灌水定额表
5.蔬菜的灌溉制度
本工程大棚作物主要是各种各样的蔬菜，南宁市气候适宜于种植蔬菜，蔬菜种植受气候和品种影响，需水量差异大，有每天都要灌水，生长期短的特点。
因此本项目考虑采用滴灌方式解决蔬菜灌溉问题。
本次蔬菜的灌溉制度主要是综合参考各地的科学试验成果资料，并结合项目区的具体特点，编制而得。
计算采用数据：
表15蔬菜作物需水量计算参数
名称
需水量（mm）
日均需水量（mm/d）
无籽西瓜
400
4.2
番茄
693.1
7.8
黄瓜
305.3
2.5
其它蔬菜
720
7.65
表16I区作物灌水定额及灌溉用水量单位：
m3/hm2
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