节水灌溉实施方案.docx
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节水灌溉实施方案
*********村节水灌溉工程
实施方案
1、综述
1.1项目背景
1.1.1项目的实施背景
本项目为**********地村节水工程实施方案。
******地村位于****************。
总土地面积14000亩，种植面积7000亩。
人均纯收入5000元/人。
本次设计节水灌溉面积1000亩，工程建设形式为低压管道输水灌溉。
由于该区处于半干旱地带，降雨量少，干旱成为当地农牧业生产发展的主要制约因素。
农业灌溉用水主要靠开采地下水。
东地村基础设施薄弱，井的出水量不足，配套设施不健全，灌水方式粗放，灌水定额大，成本费用高，水资源浪费严重，对当地本来就短缺的水资源来说更是雪上加霜。
所以改善灌溉条件，建设适宜当地生产的高标准节水灌溉工程是当务之急。
合理开发利用地下水资源，提高农业灌溉用水的利用率，将对当地的经济发展起到很大的促进作用，为东地村脱贫致富奔小康创造有利条件。
1.1.2项目建设的必要性
由于近几年连续干旱，地下水位逐年下降，****地村现有井因建设年限较长，井深不足，不同程度的存在出水量严重不足。
机泵露天放置无任何防护措施，风吹雨淋致使机泵老化严重，使用寿命大大降低；灌水方式粗放，灌水定额大，成本费用高，据调查灌溉水的利用系数只有0.6，水资源浪费严重。
随着经济的进一步发展，种植结构的调整，生产生活用水也将加大，水资源的供需矛盾也将进一步尖锐突出，水资源短缺已成为现实。
合理开发利用好有限的水资源,大力发展节水灌溉工程，建设高效连片节水工程，提高农业灌溉用水的利用率，才能保证粮食安全和环境友好，才能保证水资源可持续利用及经济的可持续发展。
针对项目区农业生产现状及水资源现状，建设节水灌溉工程可以改善当地灌溉条件，减少地下水开采，还可以提高农作物产量，降低农产品成本，是促进“两高一优”农业发展的重要举措。
多年来，项目区农业生产结构单一，生产条件没有得到改善，农村经济发展缓慢、落后的灌溉技术与当今现代化的农业经营方式极不相称。
发展节水灌溉，使先进科学的灌水技术得到推广应用，可以促进产业结构的调整，使农业由粗放型经营向集约型转变。
就项目区农田灌溉现状而言，即浪费人力、物力、财力，又浪费有限的水资源，发展节水灌溉，可以减轻农民的劳动强度，节省劳动力转向其他行业，是实现农业现代化的需要。
总之，发展节水灌溉是党和政府倡导的共建和谐社会和节水型社会的需要，是广大农牧民脱贫致富的重要途径，是党中央提出建设新农村，加强基础设施建设的重要组成部分，是保证水资源可持续利用和社会可持续发展的需要。
因此，高效连片节水灌溉工程的兴建是非常必要的。
1.2项目概述
1.2.1建设内容及规模
********村节水工程实施方案，设计在东地村新建节水灌溉面积1000亩，工程措施为低压管道输水灌溉，单井平均控制面积143亩。
铺设输水管道8385米；利用现有机电井3眼，更新机电井4眼；配套200QJ63-36/3型功率11kw潜水泵7套；新建下卧式井房7座；开挖土方12074立方米，回填土方12074立方米。
工程总投资67.99万元。
施工工期为2个月。
1.2.2技术措施
鉴于项目区实际情况，我们组织专业技术人员对节水灌溉项目区进行了实地勘测，总结当地以往节水灌溉工程经验，及今后农业的发展方向，选择了较优的设计方案：
即低压管道输水灌溉工程形式。
低压管道输水灌溉技术是当地大田种植较适宜的农业节水灌溉技术。
可以大大减少输水过程中的渗漏和蒸发损失，使水的利用效率大大提高，可以减少输水渠道占地，提高土地利用率，且管理方便克服了传统的大水漫灌造成的水肥流失、土地板结、地力下降、水源浪费等弊端。
1.2.3工程量
新建节水灌溉面积1000亩，工程措施为低压管道输水灌溉。
铺设Ф140mm输水管道8385米，更新机电井4眼；配套200QJ63-36/3型功率11kw潜水泵7套；新建下卧式井房7座；开挖土方12074立方米，回填土方12074立方米。
1.2.4投资估算和工程效益指标
1.2.4.1工程总投资、投资构成
节水工程实施方案，设计新建节水灌溉面积1000亩，工程措施为低压管道输水灌溉。
工程总投资67.99万元，其投资构成为：
第一部分建筑工程投资17.5万元，第二部分机电设备及安装工程投资14.62万元,第三部分金属结构设备及安装工程投资30.92万元，第五部分独立费用4.95万元。
1.2.4.2工程效益指标
项目建成后年可节水约8万ｍ3，节水效益5.6万元；新增粮食生产能力6万公斤；增产效益9.0万元；工程建成后，总增产效益为14.6万元，受益农户460户，受益人口1710人，人均增收85.4元/人。
改善灌溉面积1000亩。
经济评价结果表明，经济效益费用比为1.8＞1，经济净现值76.53万元＞0，经济内部收益率20%＞8%，投资回收年限为7年，回收期较短,故该项目在经济上是合理可行的。
综上所述，该项目实施后，使现有的水资源得到了合理配置和开发利用，并可获得显著的经济效益、生态效益和社会效益。
1.2.5管理体制和运行机制
该工程由科尔沁区水务局组建工程管理机构，此机构为项目专管机构，立行统一领导、集中管理。
管理机构负责工程立项、建设、验收，资金管理等项工作。
并负责协调解决工程建设中的有关事宜，同时负责制定落实项目区的各项管理措施。
工程建成后，移交给村委会，由村委会对水源工程、灌溉工程进行管理，并开展常规观测，对土壤墒情、灌水量、管道运行状况、运行成本及主要气象参数进行观测，建立技术档案。
确定收费标准。
并按种植作物的需水量及灌溉制度进行科学灌水、计量灌水，实行定额灌水、计价收费，超出定额部分要加价收费。
增强群众的节水意识，响应党和政府倡导的共建节约型社会的号召，以达到节约用水、科学用水，增产增收的目的。
2、项目区基本情况
2.1项目区自然、地理情况
2.1.1地理位置及范围
项目区位于******。
总土地面积14000亩，种植面积7000亩。
项目区内交通便利，通讯快捷。
2.1.2水文气象
项目区属北温带大陆性季风气候区，为干旱、半干旱性气候，四季分明，春季多风少雨，夏季炎热，秋季凉爽，冬季干燥寒冷。
年平均气温为6.2℃，最高气温39.1℃，最低气温为-30.9℃，境内光能资源充足，年日照总时数为2967小时，大于等于10℃的积温为3141.1℃，湿润指数为0.4-0.6，最大冻土层深度1.79米（1984年实测），无霜期为150天左右。
根据气象站降雨资料统计，多年平均降雨量为394.43mm，降雨量年内分配很不均匀，春季4～5月份降雨量占全年的13%，夏季降雨集中在6～8月份，占全年的69%。
多年平均蒸发量为1617mm（20型蒸发皿），多年平均风速为3.9m/s，春季风大，最大瞬时风速达29m/s。
主要集中在春季3—5月份，并间有沙尘暴天气现象出现。
2.1.3地形、地貌、土壤及水文地质
1）地形、地貌、土壤
项目区位于西辽河冲积平原中部，地势较平坦，地面平均比降0.4～0.6‰之间。
土壤类型以灰色草甸土和风沙土为主，土质以沙壤土和中壤土为主，土壤容重1.40～1.50g/cm3，田间持水量21～34%，有机质含量1.2%。
2）水文地质
区属西辽河供水区，地下水主要贮存于第四系松散沉积层砂类介质中，松散层厚度60~200余米，补给来源充沛，贮存了丰富的地下水，含水量水层累计厚度136m。
整个第四系含水层，主要由砂砾石、中细砂及粉细砂组成，期间常夹有数层亚砂土、亚粘土、粘土的透镜体。
因此，第四系地下水是具有统一连续水位的潜水。
由于含水层岩性在垂直方向上的变化，可将第四系含水体分为三个主要含水体，下部砂砾石含水量水层，厚达20~60米；中部中细砂含水层最达90~120米；上部粉细砂含水层，中部细中砂含水层在0~90米的范围内渗透系数为7米/昼夜，单井涌水量30~130m3/小时。
地下水化学类型CINa和CICa，矿化度0.2～0.8g/L，pH值7.0～9.0，硬度大于9.62，辽河自西向东横贯科尔沁区全境，多年平均径流量5.26亿m3，地下水补给量1.47亿m3。
2.2项目区社会经济状况
2.2.1人口及劳力
东地村现有农户460户，总人口1710人，劳动力1050人。
2.2.2土地利用现状
村总土地面积14000亩，种植面积7000亩，其余为村屯占地、坨沼地等。
2.2.3农业生产水平
农业生产基本实现机械化，农业生产水平一般。
2.2.4地方财政和农民收入
2009年度科区地方财政收入近20亿元。
农民人均纯收入5000元。
2.3项目区农田水利工程现状
项目区种植面积1000亩，共有机井7眼。
由于机电井建设年限较长，单井出水量及井深不能满足设计要求，井群布局不合理；机泵露天放置无任何防护措施，风吹雨淋致使机泵老化严重，使用寿命大大降低，部分机泵损坏严重，不能正常运行，重新配套潜水泵；并且需要新建井房以保护机电井和水泵。
大部分地块由于未实行系统科学的节水灌溉措施，基本采用畦灌和垅灌，水资源浪费较大，亩灌溉定额为220m3/亩。
项目区土地大都承包个人，以分散经营管理为主。
经调查项目区共有机电井7眼，可利用机电井3眼，4眼井因井深及出水量不足需要更新，水泵出水量不足，不能满足设计要求，需要更换7台潜水泵。
封闭机电井4眼。
2.4水资源供需平衡分析
村距通辽市区30公里。
总土地面积14000亩，种植面积7000亩，总人口1710人。
2.4.1用水量计算
1、农田灌溉用水量
2009年村灌溉面积为7000亩（均为地下水灌溉），全部为畦灌和垅灌，灌溉定额为220m3/亩，灌溉用水量为154万m3。
1000亩节水工程实施后，灌溉定额为140m3/亩，灌溉用水量为146万m3。
2、人畜用水量
2009年东地村共有人口1710人，居民生活用水定额为55升/人·天，经计算人饮水量为3.43万m3。
经计算，东地村现状总用水量为157.43万m3，工程实施后总用水量为149.43万m3。
2.4.2地下水可开采量
根据该区地下水综合补给模数13.86万立米/km2，可开采模数为11.15万m3/km2，项目区东地村总土地面积为9.34km2，则地下水可开采量为104.14万m3。
2.4.3平衡分析
由以上计算结果可知，东地村现状用水量为156万m3，地下水可开采量为104.14万m3，缺水51.86万m3，属超采。
节水工程实施后总用水量为146万m3，地下水可开采量104.14万m3，余41.86万m3，地下水属超采。
3、技术方案
3.1编制依据
1．《节水灌溉增效示范项目建设管理办法》（2007年新修订）；
2．《节水灌溉工程技术规范》GB/T50363-2006；
3．《农田灌溉水质标准》GB5084-2005；
4．《机井技术规范》SL256-2000；
5．《低压管道输水灌溉工程技术规范（井灌区部分）》GB/T20203-2006；
6．《灌溉与排水工程设计规范》GB50290-98；
7．《水利建设项目经济评价规范》SL72-94；
8、1978年吉林省水文地质局《农田供水水文地质勘察报告》；
9．《西辽河平原主要农作物灌溉模式研究成果汇编》；
3.2方案选择、建设内容
3.2.1方案选择
根据当地经济发展需要，村是优质玉米生产区，土地较平整，集中连片。
低压管道输水灌溉技术是当地大田种植较适宜的农业节水灌溉技术，可以大大减少输水过程中的渗漏和蒸发损失，使水的利用效率大大提高，可以减少输水渠道占地，提高土地利用率，且管理方便克服了传统的大水漫灌造成的水肥流失、土地板结、地力下降、水源浪费等弊端。
这种灌溉形式经当地生产实践证明非常成功，即增产增收，又节能节地。
为更好地推广发展高效节水事业，保证水资源的可持续利用，本次设计在东地村建设实施的节水形式为低压管道输水灌溉。
在充分利用现有水源工程及基础设施等条件下，对水源工程、水源配套工程、节水灌溉工程等进行总体设计。
3.2.2建设内容
节水工程实施方案，设计在村新建节水灌溉面积1000亩，工程措施为低压管道输水灌溉，单井平均控制面积143亩。
铺设输水管道8385米；利用现有机电井3眼，更新机电井4眼；配套200QJ63-36/3型功率11kw潜水泵7套；新建下卧式井房7座；开挖土方12074立方米，回填土方12074立方米。
工程投资67.99万元。
施工工期为2个月。
3.3工程设计
3.3.1水源工程设计
⑴井深确定
参照附近地区钻孔柱状资料及实地踏察，在埋深60～80m左右存在一层厚50cm左右的亚砂土弱透水层透镜体，渗透系数7m/d，考虑含水层岩性、经济因素并结合当地农业生产实际，确定井深80m。
⑵滤水管设计
水源井采用多孔混凝土填滤料滤水管，该管具有透水性和拦沙性能好，又有取材广泛、造价低廉的特点，因此本工程水源井滤水管采用多孔混凝土填滤料滤水管，滤水管采用内径为Φ300砼花管。
滤水管长度确定：
根据开采的含水层厚度及井的涌水量，并参照水源井所在地附近钻孔资料，初步确定滤水管长度为40m。
⑶滤料的设计
滤料是根据含水层岩性特征进行设计的，滤料的选取结合本地区实践经验而确定滤料的直粒径为1-3毫米，滤料粒径要求合理级配，含土量小于0.5％，滤料厚度为100毫米。
单井涌水量计算
根据区域水文地质条件，本区含水层为潜含水层，因此井的涌水量可用潜水非完整井公式计算（公式中各参数根据《通辽县农牧业供水水文地质勘察报告》确定）：
式中：
K—含水层渗透系数（m/d），k=7m/d；
H—含水层厚度（m），取H=40m；
S-井抽水日降深（m），S=15m；
R-井影响半径（m），R=150m；
r-井半径（m），r=0.15m。
经计算：
井的涌水量128.92m3/h大于设计所选水泵流量63m3/h，井的涌水量满足设计要求。
井壁管设计
根据水泵最大外径200毫米，选井管内径300毫米，外径400毫米，该规格完全满足强度和水泵安装的要求。
井壁管长度按下式计算：
L壁＝L井－L滤－L沉
式中：
L壁—井壁管长度（m）
L滤—滤水管长度（m） 按40m；
L沉—沉淀管长度（m）取3m。
计算得：
L壁＝80－40－3＝37m
⑹封闭层
本次设计滤水管上部采用粘土封闭，为了使粘土投放到预定位置，粘土制成直径2-3cm的球状。
⑺沉淀管
沉淀管的作用是为了在运行过程中，使随水流进入井中的砂粒沉淀在管内，以便定期清理。
本设计沉淀管长度采用3m，为了使沉淀管在泥沙沉淤之前起到滤水管作用，以增加井的出水量，沉淀管管材及规格同井壁管。
⑻抽水试验和水质化验
抽水试验的目的是检验井的出水量，确定降深与出水量关系，为运行管理提供依据。
抽水试验按非稳定流要求进行，时间不少于48小时。
⑼成井技术要求
①.井斜度小于等于1°
②.回填滤料要均匀、慢速、防止栓阻；
③.洗井要及时彻底，洗井时间不应小于12小时。
井距的确定
项目区所在区域水文地质条件差异不大，地下水的补给条件较好，地下水资源丰富，故井距的确定采用下式计算：
式中：
Q——设计流量，63m3/h；
t——每天灌水时间，取16小时；
T——一次灌水所需时间，取7天；（后面计算得）
η——管系水利用系数，0.8；
m――亩灌水定额，35.0m3/亩。
经计算，D=317m。
本项目区原有井及新打井井距均应满足此条件。
3.3.2低压管道灌溉工程典型设计及设计参数的确定：
本设计有关参数参照《低压管道输水灌溉工程技术规范》和《西辽河平原主要农作物灌溉模式研究成果汇编》加以确定。
大田低压管灌工程设计选择1号井，地块尺寸400×250米，单井控制面积150亩为典型进行设计。
1、设计参数的确定
设计参数的确定参照《低压管道输水灌溉工程技术规范》加以确定。
1）设计灌水定额的确定
式中：
m——设计灌水定额，（mm）；
r——土壤容重，取0.00145kg/cm3=14.21kn/m3
H——计划湿润层深度，取60cm；
β1——适宜土壤含水量上限，（重量百分比β1=89%β田）；
β2——适宜土壤含水量下限，（重量百分比β2=65%β田）；
β田——田间持水量取26%。
经计算，设计灌水定额为35m3/亩
2）作物日需水量W的确定
根据通辽市丰田灌溉试验站资料以玉米为例，日需水量为W=6mm/d。
3）设计灌水周期的确定
式中：
T—设计灌水周期（d）；
m—设计灌水定额，为35×1.5=52.5mm;
W—作物日需水量，为6mm/d。
—灌溉水利用系数，取0.8。
经计算T=7d。
2、灌溉系统流量设计
按照《低压管道输水灌溉技术规范》系统流量按下式计算：
式中：
a——控制性的作物种植比例为玉米，取1.0；
m——亩次灌水定额，35m3/亩；
A——灌溉系统设计灌溉面积150亩；
η——灌溉水利用系数，0.8；
T——一次灌水延续时间，7天；
t——日工作小时数，16小时。
经计算Qd=58.6m3/h，选用水泵流量63m3/h。
3、管径设计及管网水利计算
（1）管径选择
为了扩大管灌工程的适应性，本管灌工程的固定地埋干支管均采用聚丙烯塑料管（PP）。
其管径选用经济管径计算公式计算：
式中：
d—管材内径：
m；
Q—流量：
63m3/h=0.0175m3/s；
V—硬塑料管经济流速：
1—1.5m/s，取1.5m/s；
经计算d=0.122m。
根据管材系列选用管径140mm的PP管，壁厚为4.2mm。
（2）管网水力计算
管网水头损失按下列公式计算：
h损=hf+hj
沿程水头损失按下式计算：
hf=0.948×105
·L
式中：
Q——流量，63m3/h；
D——管道内径，131.6mm（Ф140mm管材壁厚4.2mm）；
L——管长，最长为475m，最短为75m；
计算得沿程水头损失最大5.36m，最小0.85m。
局部水头损失按下式计算：
hj=0.1hf
经计算，局部水头损失最大为0.54m、最小为0.1m。
管路总水头损失Hmax=5.9m、Hmin=0.95m
4、管灌系统设计扬程
由下式计算
式中：
H——灌溉系统设计扬程；
H0——管道系统总水头损失，
=3.43m；
Z0-Zd——水源动水位到地面的垂直高度，取19m
Σhf0+Σhj0——水泵吸水管进口到管道系统进口之间的水头损失，取5m
计算得H=27.43m
5、水泵选型
根据流量Q=58.6m3/s，扬程H=27.43m，选择水泵为200QJ63—36/3，功率为11kw。
水泵参数见下表表3-1。
表3-1水泵主要技术参数
水泵型号
流量（m3/h）
级数
扬程（m）
配套电机（kw）
200QJ63-36/3
63
3
36
11
3.3.3设计灌溉制度的确定
根据通辽市丰田灌溉试验站资料，按照作物生育期的需水要求，对于大田玉米同时考虑降雨补给来确定作物的灌溉制度。
大田玉米在干旱年全生育期内灌水4次，即可满足需水要求，对于特殊年份可增加灌水次数。
详见表3-2。
表3-2 玉米设计灌溉制度表
设计
水平年
灌水
顺序
灌水
次数
灌水
时期
灌水定额
（m3/亩）
灌溉定额
（m3/亩）
一般年
P=50%
1
1
播种期
35
105
2
1
拔节期
35
3
1
抽穗-吐丝
35
干旱年
P=75%
1
1
播种期
35
140
2
1
拔节期
35
3
1
抽穗期
35
4
1
灌浆期
35
3.3.4管网工程布置
管网工程布置以东地村44号井为典型。
根据《低压管道输水灌溉工程技术规范》，本设计采用干支两级管道，地块尺寸400×250米，单井控制面积为150亩。
主管道一条，长325米，主管路垂直于垅向布设，支管路顺垅向布设。
支管道4条，每条长200米，支管间距100米，每条支管上有5个出水口，出水口间距50米，4条支管上共布设20个给水栓。
平均单个给水栓控制灌溉面积7.5亩，平均亩用管道7.5m。
每眼井设一个安全给水栓。
详见附图管灌工程典型设计（1号井）布置图。
3.3.5地埋干支管材的公称压力
根据低压管道的水锤压强是管道最大工作压力的2.6～4.5倍，本设计最大工作压力5.9m水头。
所以在水锤冲击情况下管内压力水头为15.34～26.55m，选用管材的公称压力要有安全系数，应考虑热承插后的抗内水压力和强度。
所以选用管材的公称压力0.4Mpa。
3.3.6管网安全防护措施
根据规范要求，本管网应建立管网安全系统，防止水锤冲击破坏管网，保证管网回水时末端进气顺利回水。
安全系统是由管网四角的安全给水栓和井口处水泵出水管上安装的自动进排气阀组成。
通辽市水利技术推广站研制的安全给水栓，即是阀门又可限压自动进排气，因此它可防止双向的水锤冲击，防止破坏管网。
井口处的自动进排气阀可防止停泵时回水，而且新一代给水栓又增加了防盗系统，这样就形成了管网安全保护系统。
3.3.7埋深与回水装置
管道全部设计为地埋管道。
根据当地最大冻深1.79m，设计埋深为1.8m（管上壁距地面），该埋深完全能保证管道的正常运行。
沟槽开挖采用人工开挖，上开口1.0m，底宽0.6m，挖深1.8m，弃土堆放在管沟同一侧，最少0.3m以外。
为防止管内排水不净冬季结冰破坏管道，根据项目区内地面较平整高程差较小的具体情况，选用向井内回水方式，在地埋管道的进水管处下边设一2寸回水管接头，塑料管距井壁管30cm处接2寸球阀，再接2寸塑料管插入井壁管上的小孔内，塑料管不得伸到井壁管管内，管道埋设比降为1:
2000，首端低，末端高，以便管道中的余水回流到井里。
3.3.8水泵与管网连接方式
选用水泵管到井口用连接弯管到地下与地埋管道连接，本方式不用单向阀，减少水锤冲击。
见附图管灌工程管网首部结构示意图。
3.3.9出水口立管防冻拔措施
一是在出水口立管上涂一层黄干油、包上一层塑料膜，再回填沙土。
二是在出水口立管周围填粗砂，降低含水率，防止冻拨。
3.3.10井房设计
由于原有井大多没有配备井房或井房已损坏失修，本工程共需建设下卧式井房7座，采用砖混结构彩钢板式建筑，安装防盗门，单座井房建筑面积为5.46m2，详见机井房结构图见附图。
3.4工程量
主要工程量：
新建低压管道输水灌溉面积1000亩，铺设Ф140mm输水管道8385米，更新机电井4眼；配套200QJ63-36/3型功率11kw潜水泵7套；新建下卧式井房7座；开挖土方12074立方米，回填土方12074立方米。
4、施工组织设计
4.1施工管理
成立项目施工领导小组，由专业水平较高的技术人员组成，与施工单位签订施工合同，组织协调项目实施中的一切问题。
制定建立健全的施工规章制度，责任落实到人，严格按照设计要求指导和监督项目的实施。
施工单位要坚持施工质量第一的原则，每个单元工程施工结束后，经检查并填写单元工程质检表评定合格后，方可进行下一单元工程施工。
4.2施工条件
项目区交通便利，有柏油路、砂石路直通市区；水电配套齐全，通讯网络覆盖整个项目区。
施工所需的材料及设备均由当地购置。
施工队伍技术水平较高，施工设备齐全，为项目的实施奠定了有力的基础。
4.3施工方法与要求
4.3.1地下管道开槽埋设
1、土方开挖
本工程基础主要为砂壤土和壤土，土方开挖采用人工开挖，开挖断面的平面尺寸为开口
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