《菏泽市定陶县》word版.docVIP

1综合说明1.1基本情况定陶县位于菏泽市中部，北纬34573515，东经11520-11547，西北部与牡丹区接壤，南与曹县毗邻，东与成武、巨野两县交界。全县北窄南宽呈靴形，东西长约40公里，南北宽约32公里。总面积846平方公里，11个乡镇，318个行政村，1044个自然村，57.76万人，耕地面积51068公顷。本次可行性研究报告的内容是：设计节水灌溉面积共1.5万亩，其中包括1万亩井灌区低压管道灌溉；0.5万亩井灌区喷灌灌溉。范围包括定陶县冉固镇的郝庄、祝孙庄、王固堆、折桂集、韩庙、十里铺、聂庄、北陈庄8个行政村，人口10018人，耕地面积18117亩。1.2编制依据和工程技术设计指标1.2.1编制依据1、水利部关于编制全国节水增产试点县规划的通知；2、定陶节水增产节水灌溉发展规划；3、山东省计划委员会，山东省水利厅鲁计农经字1997634号文；4、菏泽地区水利局1997菏水计字8号文。5、主要技术规范（1）山东省水利工程可行性研究报告编制规定；（2）喷灌工程技术规范GBJ8585；（3）低压管道输水灌溉工程技术规范SL/T15395；（4）节水灌溉技术规范DL20798；（5）灌溉与排水工程设计规范GB5028899；（6）水利水电工程量计算规定DL/T50881999；（7）水利建设项目经济评价规范（SL7294）；（8）其它有关文件规范规程等。1.2.2设计指标节水灌溉设计保证率采用75%。节水灌区低压管灌灌溉水利用系数为0.85,喷灌灌溉水利用系数为0.90。1.3工程建设方案和工程量定陶县节水灌溉工程面积共1.5万亩，其中包括1万亩井灌区低压管道灌溉；0.5万亩井灌区喷灌灌溉。本节水灌溉工程需挖填土方4.36万m3，管材69.9km，管件5800个，井房702m2，新建机井78眼，机泵103台套。1.4投资估算及资金筹措工程所需资金按群众集资、地方自筹、国家投资进行筹措，共计631.24万元，其中国家投资180万元，地方自筹180万元，群众集资271.24万元。 1.5经济效益分析节水灌溉工程竣工后，可加强本区域1.5万亩农业灌溉。按照水利建设项目经济评价规范（SL72-94）的有关要求，并结合项目的实际情况，经效益分析计算，工程经济内部收益率（EIRR）为16.86%，大于社会折现率12%；当社会折现率取12%时，经济净现值（ENPV）为233.29万元，大于0；经济效益费用比（EBCR）为1.27，大于1.0。从以上可以看出，不但工程有显著的经济效益，而且有良好的生态效益和社会效益，因此，项目在经济上是合理可行的。2 项目区基本情况2.1自然地理、水文气象和社会经济概况2.1.1自然地理概况定陶县位于菏泽市中部，北纬34573515，东经11520-11547，西北部与牡丹区接壤，南与曹县毗邻，东与成武、巨野两县交界。全县北窄南宽呈靴形，东西长约40公里，南北宽约32公里。总面积846平方公里，11个乡镇，318个行政村，1044个自然村，57.76万人，耕地面积51068公顷。定陶县为黄河冲积平原。地势较为平坦，但微地貌较为复杂。总的趋势是西南高、东北低，呈微倾斜状，地面高程在44.053.5米之间，高差9.5米。平均地面坡降约为1/5000。地形可分为高地、缓坡平地、洼地三大类型。定陶县地质为第四纪地层，上部为全新世。粉细砂及裂隙粘土为主要含水层。含水层分布在水平方向上断断续续，在竖直方向上犬牙交错，地下水主要补给来源为大气降水，其次为引黄补源和灌溉水回归。定陶地理位置优越，交通便利，新建的京九铁路纵横全县南北。定砀公路横穿东西，公路四通八达，为经济的腾飞提供了有利条件。2.1.2水文气象定陶县节水灌溉工程位于定陶东南部的缓坡平地，属温带半湿润大陆型季节性气候，四季分明。春季多西南风，少雨多旱；夏季气候炎热多雨；秋季秋高气爽，日照充足；冬季干冷少雪，多西北风。年平均气温13.8，极端最高温度43.2，最低气温-15.6，无霜冻期平均为207天，最长235天，最短188天。多年平均降水量708.6毫米，最大年降水量1139.5毫米，最小年降水量355.6毫米，且年降水量集中在6-9月份，平均为511.3毫米，占全年降水量的72%，多年平均水面蒸发量1911.3毫米，最大年为2577毫米，最小年为1331.5毫米。2.1.3社会经济概况及发展现状节水灌区主要包括冉固镇的郝庄、祝孙庄、王固堆、折桂集、韩庙、十里铺、聂庄、北陈庄8个行政村，人口10018人，耕地面积18117亩，区内土地肥沃，无涝碱威胁。主要作物有小麦、玉米、花生、大豆、棉花。其种植比例为76%、45%、14%、12%、25%，复种指数172%，2005年粮食总产量1032万公斤，棉花总产量13.99万公斤，总产量大大低于定陶县平均水平。由于区域内降水分配严重不均，春旱、秋涝时常发生，干旱缺水严重制约着工农业生产及国民经济的发展。因此，区域内实施节水灌溉工程十分必要，是广大干部群众的迫切愿望和要求，节水灌区2005年社会经济情况详见表11。表1-1 定陶节水灌区社会经济一览表乡镇名称行政村总人口（人）耕地面积（亩）粮食单产（公斤）总产（吨）棉花单产（kg/亩）总产（吨）冉固郝庄1210184359010875213.9祝孙庄1084198561012115415.6韩庙62414116078564910.0聂庄1830325558919175727.0北陈1478302057216535524.1十里铺1209206861710695015.0折桂集1381227360112714815.9王固堆1202226259712565618.4平均59852.6合计1001818117103201399定陶县是菏泽市推广节水灌溉试点最早的县市之一。90年在马集乡、南王店乡、城关镇发展了2.5万亩渠道防渗，92年在陈集镇、马集乡、南王店乡、黄店镇发展了1.6万亩低压管道灌溉；9899年在马集乡、南王店乡、黄店镇推广了0.3万亩喷灌示范。通过近几年节水灌溉的试点和推广，积累了一定的节水灌溉经验，广大干部群众充分认识到了节水灌溉节水、节能、节地、省工、省时的优越性，为今后发展高起点的节水灌溉打下了良好的基础。2.2项目区建设的可行性与必要性2.2.1项目区建设的可行性近年来，该县广大干部、群众深刻认识到农田基本建设的重要性，节水灌溉具有节水、节能、省地、增产等优点，对加大水利投资和推广节水灌溉技术认识充分，积极性高，要求迫切。同时积累了一定的节水灌溉经验，培养和造就了一大批专业技术骨干和专业队伍，能够胜任节水灌溉工程施工、安装和运行管理等工作，为该项目工程的实施提供了可靠的技术保证。县领导非常重视农田基本建设和节水改造工程，县财政为水利建设设立专项资金，为实施续建配套和发展节水改造工程提供了良好的经济基础和物质保证。经综合分析，在项目区内大力发展节水改造工程，水源可靠，领导重视，群众需要，资金到位。由此看来，该项目的实施在经济上是有保证的，技术上是可行的。2.2.2项目区建设的必要性项目区内土地肥沃，无涝碱威胁，自然条件较好，土壤肥沃，气候适宜，日照充足，生产潜力很大，但当地的地表水及地下水资源比较欠缺，而农业灌溉模式粗放，节水灌溉发展缓慢，灌溉水利用系数低，更加剧了农业灌溉用水的供需矛盾，地下水埋深逐年下降。农业产量低而不稳。干旱缺水已成为制约当地农业发展和人民生活水平提高的主要问题。现状灌溉水利用系数仅为0.54，影响了灌溉效益的发挥。因此，为保障水资源的可持续利用，促进当地的建设和国民经济的可持续发展，改善生态环境，进行以节水为主的节水改造已刻不容缓。因此，发展节水灌溉，解决水资源供给不足的矛盾，变低产田为高产田，已成为发展“两高一优”农业的迫切要求。由于区域内降水分配严重不均，春旱、秋涝旱时常发生，干旱缺水严重制约着工农业生产及国民经济的发展。因此，区域内实施节水灌溉工程是十分必要的，也是当地广大干部群众的迫切愿望和要求， 3 节水灌区供需水量平衡计算3.1节水灌区水资源开发利用现状分析水资源通常是指可以得到恢复补充的淡水量，大气降水是该区水资源中最基本的要素，是地下水的主要补给来源，引黄补源也是该节水灌区地下水补给来源的组成部分。1、节水灌区供水现状地表径流量：由于区域内拦蓄地表径流的条件较差，加之现有工程老化、退化、失修，致使蓄水工程不能发挥效益。因此，不考虑拦蓄利用地表径流。引黄客水：节水灌区远离黄河，输水路线较长，输水损失严重，水利用率较低，黄河水可用而不可靠的特点更加明显。地下水：地下水是本灌区的主要水源，它的主要来源是大气降水和灌溉回归水及引黄补源三项。项目区内单井出水量为2040立米/小时。目前区域内以开采浅层淡水为主，现有机井173眼。（1）降水入渗补给：鉴于本节水灌区地下水位埋深较深，且土壤多为沙壤土及粉沙土类，渗透性较强，补给系数采用0.25，节水灌区面积15平方公里，多年平均降水量为708毫米，设计灌溉保证率P=75%时的降水量为680毫米，计算见下表3-1。其中W渗降水入渗补给地下水量（万m3） 降水入渗补给系数，=0.25P多年平均降水量（mm），取680mmF计算面积（Km2），取F=15Km2 降水入渗补给地下水量计算表表3-1计算面积（Km2）降雨量（mm）入渗系数补给量（万m3）156800.25255.0（2）灌溉入渗补给量：本灌区灌溉总用水量为457.5万立米，根据定陶县邓集水均衡实验实测资料，结合本节水灌区的土壤特点，选用灌溉回归系数为0.10，计算见下表3-2。其中：W回灌溉入渗补给地下水量（万m3） W灌灌溉总用水量（万m3） 灌溉入渗补给系数表3-2 灌溉入渗补给地下水量表灌溉用水量（万m3）回归入渗系数补给地下水量（万m3）457.50.145.75（3）引黄补给量：本节水灌区距东鱼河均张庄拦河闸较近，且有南坡河、三干沟、古柳河等引黄输水河道经过，还有一些引水沟纵横交错，引黄补源条件较好，根据定陶县引黄统计资料分析，平均每年有140万立方米的黄河水从本节水灌区经过，并少量存蓄。引黄补给系数采用0.15，则引黄补给量为21.0万立米。则以上三项地下水补给量之和为321.75万立米。（4）地下水可开采供水量：地下水可开采利用量受补给条件、农用机井布局、工程配套、灌溉管理及能源条件的影响和制约。据定陶县农田科的观测统计资料，该节水灌区的地下水实际开采量近几年为199.5万立米，占地下水资源量的62%，尚有一定的开采潜力。3.2节水灌区的用水现状供需平衡分析3.2.1项目用水灌溉定额计算（1）灌溉设计标准的拟定：根据灌溉与排水工程设计规范GB5028899，本区域属于半干旱地区，降水较少，干旱缺水，农业以旱作物为主，灌溉设计保证率选用P=75%。（2）灌溉面积：节水灌区设计灌溉面积1.5万亩，其中低压管道灌溉1万亩，喷灌0.5万亩。（3）作物组成及复种指数：灌区内主要种植作物有冬小麦、玉米、棉花、大豆、花生，其种植比例见表3-3。表3-3 灌区作物种植比作物种类冬小麦玉米棉花花生大豆复种指数（%）种植比例7645251412172（4）灌溉水利用系数：根据目前区域内灌溉用水多年实测资料统计,现状年本灌区水利用系数为0.54。（5）灌溉制度的拟定：根据定陶县气象站保证率P=75%典型年的降水资料，采用水量平衡原理，并参照当地群众的丰产灌水经验，制定本节水灌区灌溉制度。灌区的灌溉制度见下表3-4。灌区灌溉制度表表3-4作物名称灌水次数灌水定额(立米/亩)灌溉定额(立米/亩)灌水历时（月/日）灌水天数冬小麦15015011.2512.4102403.113.20103605.115.2010玉 米150505.306.78棉 花160604.104.178花 生150506.206.2910大 豆150505.205.278（6）综合毛灌溉定额，根据各种作物的灌溉定额、种植比、灌溉水利用系数，求得灌区的综合毛灌溉定额，见表3-5。综合毛灌溉定额计算表表3-5 单位：立米/亩作物名称灌溉定额（立米/亩）种植比（%）需水量（立米）冬小麦15076114玉 米504522.5棉 花602515.0花 生50147.0大 豆50126.0综合灌溉定额164.5灌溉水利用系数0.54综合毛灌溉定额304.6综合毛灌溉定额采用值305（7）农业灌溉用水量：见表3-6农 业 灌 溉 用 水 量表3-6灌区类型综合毛灌溉定额(立米/亩)灌溉面积（万亩）灌溉用水量（万立米）水源井灌区灌溉3051.5457.5地下水（8）其它需水量灌区内无工业,故不考虑工业用水,其它用水主要是农村人畜饮水，全部由地下水供给。其它需水量见下表3-7。其它需水量计算表表3-7用水部门用水定额数 量需水量（万立米）居民0.05m3/人日1.0万人18.3大小牲畜0.04m3/头日0.42万头6.1合 计24.4（9）用水过程根据节水灌区作物的灌溉制度及综合用水量计算，求得农田单位用水过程见表3-8。表3-8 作 物 灌 溉 用 水 过 程月 份123456789101112合计灌溉用水量(每万亩)70527812321307053053.2.2现状供需平衡分析根据以上计算的供水量和需水量，进行灌区内P=75%保证率水资源供需平衡分析。地下水首先满足农村人畜用水，其次为农业灌溉用水。水资源供需平衡见表3-9。灌区水资源供需水量平衡一览表表3-9 单位：万立米可供水量(万m3)需水量(万m3)余缺水量年份地下水小计农业灌溉其它小计余缺现状年199.5199.5457.524.4481.9282.4节水灌区现状在P=75%保证率条件下地下水可供水量为199.5万立米。而该节水灌区现状P=75%保证率条件下农业需水量457.5万立米，其他用水24.4万立米,共481.9万立米。现状情况下节水灌区的总体供需水量是不平衡的，缺水量为282.4万立米。要解决农业灌溉缺水的矛盾，一方面要开源，另一方面要节流，即通过灌区内不同型式的节水灌溉以达到节水丰产，确保农业丰收。3.3实施节水灌溉后的水量供需平衡3.3.1灌溉定额用水分析从灌区现状水量的供需平衡可以看出，农业灌溉用水利用率低，局部还存在着大水漫灌现象，灌溉用水浪费比较严重。加强农业灌溉，必须实施节水灌溉工程。根据定陶县节水增产重点县灌溉发展规划，本次规划发展井灌区低压管道灌溉1万亩、半固定式喷灌0.5万亩。1、节水灌区用水灌溉设计保证率采用P=75%，作物的组成为冬小麦、玉米、棉花、大豆、花生，复种指数为172%。（1）灌溉水利用系数：根据原水利电力部颁布的水利水电工程水利动能设计规范（SDJ1177）和节水灌溉技术规范SL207-98的有关规定，参考本县近年节水灌溉的实测资料及外地的节水灌溉经验，确定节水灌区低压管灌灌溉水利用系数为0.85,喷灌灌溉水利用系数为0.90。（2）灌溉制度的拟定：根据定陶县气象站保证率P=75%典型年的降水资料，采用水量平衡原理，并参照外地节水丰产的灌溉经验，制定节水灌区灌溉制度见表3-10。节 水 灌 溉 制 度表3-10作物名称灌水次数灌水定额(立米/亩)灌溉定额(立米/亩)灌水历时冬小麦14012011月中旬12月上旬2402月下旬3月上旬3404月中旬5月下旬玉 米150505月下旬6月上旬棉 花150503月下旬4月上旬花 生150505月下旬6月上旬大 豆150505月下旬6月上旬（3）综合毛灌溉定额：根据各种作物的灌溉定额、种植比、灌溉水利用系数，求得节水灌区综合毛灌溉定额见表3-11。综合毛灌溉定额计算表表3-11 单位：立米/亩作物名称灌溉定额（立米/亩）种植比（%）需水量（立米/亩）冬小麦1207691.2玉 米504522.5棉 花502512.5花 生50147.0大 豆50126.0综合灌溉定额139.2低压管灌水利用系数0.85低压管灌综合毛灌溉定额163.8低压管灌综合毛灌溉定额采用值164喷灌水利用系数0.90喷灌综合毛灌溉定额154.7喷灌综合毛灌溉定额采用值155（4）农业灌溉用水量：农业灌溉用水量见表3-12。农 业 灌 溉 用 水 量表3-12灌区类型综合毛灌溉定额(立米/亩)灌溉面积（万亩）灌溉用水量（万立米）水源量低压管灌1641.0164地下水喷灌1550.577.5地下水（5）用水过程：根据节水灌区作物的灌溉制度及综合用水量计算，求得单位农田用水过程见表3-13。节水灌区作物灌溉用水过程表3-13月 份123456789101112合计低压管灌每万亩农田灌溉用水量35.715.235.741.835.7164喷灌每万亩农田灌溉用水量33.814.333.739.433.81553.3.2供需水量平衡分析实行节水灌溉后，设计灌溉保证率p=75%时降水量为680毫米,地下水补给系数仍采用0.25。1、灌区需水量分析（1）农业需水量农业需水量计算见表3-14项目区农业需水量表表3-14灌区类型综合毛灌溉定额（立米/亩）灌 溉 面 积（万亩）灌 溉 用 水 量（万立米）低压管灌1641.0164喷灌1550.577.5合计1.5241.5（2）其它需水量项目区内无工业,不考虑工业用水,其它用水主要包括农村人畜用水，全部由地下水供给。其它需水量见表3-15。 其它需水量计算表表3-15生活用水用水定额数 量需水量（万立米）农村生活0.05m3/人日1.0万人18.3大小牲畜0.04m3/头日0.42万头6.1合 计24.4项目区总需水量为265.9万立米。2、可供水量分析 项目区内可供水量主要是地下水。 地下水是本灌区的主要水源，它的主要来源是大气降水和灌溉回归水及引黄补源三项。项目区内单井出水量为2040立米/小时，尚需新打机井78眼。降水入渗补给量 其中W渗降水入渗补给地下水量（万m3） 降水入渗补给系数，=0.25P多年平均降水量（mm），取680mmF计算面积（Km2），取F=15Km2降水入渗补给地下水量计算表计算面积（Km2）降水量（m m）入渗系数补给量（万m3）156800.25255.0灌溉入渗补给量其中：W回灌溉入渗补给地下水量（万m3） W灌灌溉总用水量（万m3） 灌溉入渗补给系数 灌溉入渗补给地下水量计算表灌溉用水量（万m3）回归入渗系数补给地下水量（万m3）241.50.124.2引黄水补给量根据近几年统计资料表明，该项目区内引黄水补给量仍为21.0万立方米。则以上三项地下水补给量之和为300.2立米。节水灌溉工程实施后，新打78眼机井，机井布局更加合理，工程配套逐步完善，能源条件不断改善，灌溉管理进一步加强，预计地下水可开采利用量达到269.9万立米，是有保证的，占地下水资源量的89.9%，采补基本平衡，不会形成地下漏斗区。3、水资源供需平衡分析根据以上计算的供水量和需水量，进行项目区内P=75%保证率的水资源供需平衡分析。地下水首先满足农村人畜用水，其次为农业灌溉用水。项目区水资源供需平衡见表3-16。项目区水资源供需水量平衡表表3-16 单位：万立米年 份可 供 水 量需 水 量余缺水量降水入渗补给灌溉入渗补给引黄水补给地下水总量地下水 可开采量农业灌溉其它小计余缺2006255024.221.0300.2269.9241.524.4265.94.0由上表可以看出，总供水量269.9万立米，需水量265.9万立米，在保证整个灌区不严重缺水的情况下，项目实施后项目区水量略有盈余。可见，实施节水灌溉后，节水灌区的用水供需是平衡的，能够满足灌溉用水需求。4、供需水量逐月平衡分析节水灌溉用水量月分配，根据确定的灌溉制度，用直接推求法计算，其成果见表3-17。节水灌区供需水量逐月平衡计算表表3-17项 目水源单位逐 月 供 需 水 量年用水量一、用水量十十一十二一二三四五六七八九井灌区地下水万方2.03 54.6 2.03 2.03 54.6 24.4 54.4 63.5 2.03 2.03 2.03 2.03 265.9 1、低压管道灌溉地下水万方35.735.715.235.641.8164 2、喷灌地下水万方16.916.97.216.819.777.5人畜用水地下水万方2.032.032.032.032.032.032.032.032.032.032.032.0324.4 二、可供水量万方2.3355.0 2.332.3355.0 24.854.863.9 2.33 2.332.332.43269.9 地下水万方2.3355.0 2.332.3355.0 24.854.863.9 2.33 2.332.332.43269.9 三、供需差值万方0.3 0.4 0.3 0.3 0.4 0.4 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3 0.4 4.0 4工程设计4.1工程规划4.1.1规划原则1、统一规划，合理布局。节水灌溉系统的规划要纳入农田基本建设的总体规划。不仅要考虑灌溉，还要兼顾排涝、交通、机耕等要求。节水灌溉工程规划，既要结合当前实际，又要考虑将来发展，做到统一规划，全面安排，统筹兼顾，合理布局。2、因地制宜，讲求实效。制定规划要按自然规律和经济规律办事，做到因地制宜，讲求实效。规划应进行多方案比选，以节省工程投资，尽可能扩大节水灌溉面积，在工程设计和布置上要经济合理。3、合理确定节水灌溉工程布置和节水灌溉模式。根据节水灌区工程现状、地形的特点、水源条件等具体情况，合理确定节水灌溉工程布置和不同的节水灌溉模式。在充分利用当地水资源的条件下，积极发展引黄补源工程，使节水工程灌溉水源得到充分保证。4、科学利用，优化管理。节水灌溉工程是集运用及科研管理为一体的系统工程，要做到科学利用，优化管理。实行计划用水、科学管水、节约用水、按方收费，实现自我维持，自我发展，高产、高效，巩固和扩大灌溉效益。5、国家投资和当地群众自筹资金相结合，进行节水灌溉工程建设，使节水工程与群众利益相结合，使群众积极参与工程建设与管理。6、充分利用汛期降雨与径流回补地下水，注意养护水源，保持采补平衡，达到节水增产的目的。4.1.2灌区节水灌溉工程规划定陶县节水灌区分布在定陶县东南部冉固镇境内，这里地表水资源贫乏，土地肥沃，增产潜力大，在充分发挥引黄补源的条件下，本节水灌区地下水量、水质能够满足节水灌溉的要求。根据全国节水增产重点县灌溉发展规划要求及定陶县实际情况，本次可研规划节水灌区面积1.5万亩。项目区经济基础相对薄弱，筹措资金比较困难，投资力度不够，采用其它灌溉方式需要的资金相对低压管道灌溉和半固定式喷灌高。又因为定砀公路以北经济相对定砀公路以南较好。经方案比较，采用两种节水灌溉模式：定砀公路以南采用低压管道灌溉，面积1.0万亩，定砀公路以北采用半固定式喷灌，面积0.5万亩，两种模式均为大田农业灌溉。（一）机井建设节水灌区位于定陶县东南部，地表水资源缺乏，以开采地下水为主。地下水化学类型以碳酸盐为主，淡水底界面埋深3040米，矿化度小于2克/升，单井出水量2040立米/小时左右。灌区现有机井173眼，机井化程度较高，为满足节水灌溉要求，计划新打机井78眼。新井必须经成井验收合格；现有机井必须符合SD188农用机井技术规范所规定的完好机井的要求。（二）低压管道灌溉工程规划1、管网布置的要求（1）按村行政区划确定管灌系统灌区的界限。根据实际情况，选定管灌系统的形式。按机井水源条件确定干支管长度和支管间距。（2）根据现有水源位置、道路情况、地块形状、畦田规格和种植习惯等，合理布置管网，并力求管线最短，灌溉面积最大，便于运行管理和机耕。（3）结合地形及水源条件，尽量使管道双向分水，给水栓间距不宜过大，地面移动软管不宜太长，田间流水方向与作物种植一致。（4）为便于管理、运行、维修，采用单井自成一个系统。（5）管网布置要从长远考虑，全面规划，布置合理。2、管网的基本类型管网的基本类型分为树状网和环状网。树状网的特点是管路短，计算方法简单、管理方便，但管径较大。根据当地的实际情况及管理要求，管网的类型采用树状管网。3、管网的布置形式，目前实际应用中主要有地面移动式、地下固定式和半固定式三种。地面移动式软管布置：这种形式目前推广普遍及其布置形式简单，造价低，但是管理工作量大。固定式管网布置：这种形式目前在国外已推广应用，其布置形式与地面渠系的布置大致相同。主要特点是运行管理方便，节水、节电、省工和增产效益显著，但造价较高。半固定式管网布置：半固定式管网布置大致和固定式管网相同。三级布置时，干管和支管是固定的，末级管、田间管是移动的软管，按照末级固定管道的布置情况又可分为：（1）末级管垂直种植方向布置双向分水：当地面坡度小于1/1000，机井位于田块中间时，末级管固定支管适宜在田块中间垂直种植方向呈“一”字型布置，沿支管每隔3050米设一个给水栓，进行双向分水，给水栓接软管沿畦埂设置，软管长度一般不大于7米为宜，实行“退管浇”。如果机井不在田块中间位置时，地下管道可采用“T”或“L”型布置，支管仍垂直种植方向布置。单向分水：当地面坡度大于1/1000，支管沿垂直种植方向布置，给水栓单向分水，其间距3050米，地面软管顺畦埂布置，长度为7080米。（2）末级固定管道平行种植方向布置单孔口软管形式：在高杆作物或畦埂较窄的条件下，末级固定支管适宜平行种植方向呈“1”或“H”型布置，每隔4070米设一给水栓，支管双向分水，地面软管垂直种植方向布置，长度5070米，由快速活接头连接，实行分段“退管浇”。多孔口软管形式：为减少软管移动麻烦，适应高杆作物灌水要求，宜采用移动式多孔口灌水软管，这种软管设有若干个孔口，一般46米，可同时开23个孔口。孔口水流直接入畦，灌完后移动。根据定陶多年来发展低压管道灌溉的实际情况及成功经验，实践证明，半固定式低压管道比较适应本节水灌区的实际情况。根据当地的地形，采用半固定管道灌溉，末级支管垂直作物种植方向布置，给水栓设在末级支管上相隔3050米，运行管理比较方便，广大干部群众也认为比较合适。（三）喷灌工程规划喷灌是利用水泵加压将水通过压力管道输送，分配到田间，经喷头喷射到空中，形成细小的水滴，均匀喷洒在农田上，为作物生长提供必要水分条件的先进灌水方法。1、喷灌的特点、系统组成及分类喷灌的特点是灌水均匀，用水量省，能提高作物产量。对各种耕地的适应性强，能防止或减少灾害性，减少天气对作物的影响，同时还能省工省地。喷灌系统由水源工程、水泵和动力机、管道系统、喷头及附属设备、附属建筑物组成。喷灌系统按其主要组成部分是否移动和移动的程度可以分为固定式喷灌系统、半固定式喷灌系统、移动式喷灌系统三种类型。2、水源工程规划水源工程是喷灌系统的重要部分，本节水灌区的喷灌系统的水源为地下水，机井动水位及单井出水量均能满足喷灌系统要求。3、喷灌系统选型喷灌区规划在定砀公路以北，这里地势平坦，土地肥沃，光照充足，主要种植小麦、玉米、大豆、棉花等大田作物。考虑当地经济发展水平和群众承受能力，喷灌系统选用半固定式管道喷灌系统。4、喷头的选择选择喷头，首先要考虑喷头的水力特性能适合作物和土壤的特点。不同的作物要求的雾化程度不同，不同的土壤允许的喷灌强度不同。在满足雾化指标和允许喷灌强度的条件下，从节省投资和节能两方面考虑选用中压喷头（300KPa）。5、喷头的喷洒方式和喷头组合形式的确定喷头的喷洒方式有全圆喷洒和扇形喷洒两种。在管道式管道喷灌系统中，采用全圆喷洒。全圆喷洒允许喷头有较大间距，喷洒强度小。喷头组合原则是：喷洒均匀度满足设计要求，不发生漏喷，组合平均喷灌强度不大于土壤允许喷灌强度。喷头的组合形式是指喷头在田间的布置形式，一般用相邻的四个喷头的平面位置组成的图形表示。在全圆喷洒时一般用正方形、平行四边形组合方式。由于区内田块多为方块田，且灌区风向多变，所以喷头组合方式采用正方形组合方式。6、管道系统布置根据喷灌区的实际情况，管道系统分为干管和支管两级。其布置原则如下：（1）在满足喷灌要求的情况下，管道总长度尽量短，以降低造价。（2）喷洒支管应尽量与耕作和作物种植方向一致，并尽量使支管垂直主风向。（3）管道布置应考虑各用水单位的需要，方便管理有利于组织轮灌和迅速分散流量。（4）充分考虑地块形状，力求支管长度一致，规格统一，管线的纵剖面应力求平顺，减少折点。（5）喷洒支管与上一级管道的连接应避免锐角相交。（6）新打机井应尽量布置在喷灌系统的中心，以减少输水管道长度和输水损失。 4.2工程设计4.2.1低压管道灌溉工程设计1、管道和管径的选择定陶县是菏泽市推广节水灌溉试点最早的单位之一，先后进行了塑料软管、地埋塑料软管、UPVC管节水灌溉试点。从节水试点看，塑料软管移动管灌在浇水运行中管理不便，劳动强度大，易破损，易老化，寿命短，不宜大面积推广。地埋软管易遭鼠咬，易老化，易堵塞。而UPVC硬塑管施工方便，价格低廉，经久耐用，且使用寿命长。根据节水试点灌溉经验，本灌溉工程采用UPVC管。在确定管材的基础上，选择合适的管径成为影响投资的重要因素。因此，管径选择根据管材年折算费用和年运行费用之和最小来确定管径，即经济管径。流量一定时年运行管理费用用下式计算：式中： E克服百米管道损失所需运行管理费用(元)； Q管道流量（L/S）； Hf百米沿程水头损失（m）； T年运行小时数（h）； F电费价格（元/KWh）； 装机效率（%）。根据管材造价及管径确定后的年运行费用之和最小来选择确定管径。2、设计流量的确定管道的设计流量即灌溉设计流量，由下式计算：式中： Q管道设计流量（m3/h）； M灌溉定额（m3/亩）； A设计灌溉面积（亩）； a作物的种植比例（%）； T灌水周期（天）； t日工作小时数（h）； 管道水利用系数。按上述公式计算的设计流量应小于单井出水量，若计算的设计流量大于单井出水量，应相应减少灌溉面积或种植比例。3、管道水力计算低压管道灌溉的管网管道属于有压灌溉，管道的水力计算即为管道的水头损失计算。水头损失又分为沿程水头损失和局部水头损失。节水灌区的管道主要用UPVC硬塑管，田间用软塑管，其管内壁光滑。计算水头损失采用舍维列夫公式计算：hf = 0.000915LQ1.774/D4.774式中： hf管道沿程水头损失，（m） L管道长度，（m） Q管道流量，（m3/s） D管道内径，（m）管道的局部水头损失按下式计算： 式中： hj管道的局部水头损失（m） 局部水头损失系数 V管道平均水流速度（m/S） g重力加速度（m2/s）通过上述两个公式的计算，就可算出管道系统水头损失。4、设计扬程的确定及水泵选择为了满足灌区的灌溉要求，输水管道首端应有足够的压力水头，为计算此压力水头，假设管道首端地面高程为“0”，其推算公式为： H0=hf+hj+h+0.2式中：H0输水管道设计水头高度（m）hf管道沿程水头损失之和（m）hj管道局部水头损失之和（m）h灌区内最远一条支管（或水头损失最大的支管）末端管道的地面与管道首端地面之高差，当逆坡输水时，h取正值；顺坡时取负值（m）。0.2田间灌水时要求的水头高度（m）。水泵的扬程：就是水泵正常工作时的最大提水高度，其设计扬程必须满足灌溉时最大扬程的需要。因此，设计扬程包括管道系统的最大水头损失，即为管道首端最大压力水头（H0）、水泵实际扬程（h1）、水泵及泵管损失扬程（h2）之和，可用下式计算：Hp=h0+h1+h2Hp水泵的设计扬程（m）H0管道首端设计水头高度(m)h1水泵进水口动水位至出水管中心线之高差（m）h2水泵进、出水管路及泵体所损失的水头（m）根据计算出的设计流量，设计扬程，计算水泵的轴功率。式中： N水泵的轴功率（KW） t水的容重（kg/m3） Q水泵的设计流量（m3/s） n水泵效率，用%表示由水泵的轴功率，计算水泵的配套功率，即动力机功率，轴功率与配套功率的关系为： N=KN式中： N水泵的配套功率（KW） K功率备用系数详见低压管道灌溉典型设计泵型选择计算。4.2.2喷灌工程设计1、喷灌工作制度的拟定喷灌工作制度的拟定包括：（1）设计灌水定额：设计灌水定额按下式计算。 m设=0.1h(12)/式中： m设设计灌水定额（mm） h喷灌计算湿润层厚度（cm） 土壤干容重（g/cm3） 1土壤适宜含水量上限 2土壤适宜含水量下限 田喷灌水的有效利用系数（2）确定灌水周期及一次灌水所需时间，两次灌水的时间间隔称为灌水周期，设计灌水周期由下式确定。式中：T设设计灌水周期（d）Ec作物耗水最旺时期的平均耗水量（mm/d）田喷灌水有效利用系数m设设计灌水定额（mm）一次灌水所需时间由下式确定式中：t一次灌水所需时间（h）a喷头间距（m）b支管间距（m）m设设计灌水定额（mm）q为喷头流量（m3/h）（3）计算同时工作的支管数和喷头数，同时工作的喷头数可由下式确定。式中：N头喷头数（个）A整个独立喷灌系统的面积（m2）C一天中喷灌系统有效工作小时数同时工作的支管数为式中： N支支管数（个） n头一根支管上的喷头数如果计算出的N支不是整数，应考虑适当调整同时工作的喷头数或支管长度。（4）确定支管的轮灌方式：支管的轮灌方式不同，干管中通过的流量就不同。适当选择轮灌方式，可以减少一部分干管直径，降低投资，对半固定式喷灌系统，支管的轮灌方式就是支管的移动方式。2、各级管道的流量计算根据拟定喷灌系统的工作制度，支管的轮灌方式，计算各级管道不同管段的流量。某一管段的流量等于其控制范围，同时工作喷头流量之和。可能出现的最大流量则为该段管道的设计流量。3、干支管道管径选择干管管径根据经济流速和流量按以下公式计算。式中： D径干管直径 Q设设计流量 V径经济流速支管管径主要依据喷洒均匀的原则确定，即同一支管上任意两个喷头之间的工作压力差应在喷头设计工作压力的20%以内。4、管道水力计算管道的水力计算主要是管道系统的沿程水头损失和局部水头损失，由于在喷灌系统中，支管上安装了许多喷头，支管的流量自上而下逐段减小，应逐段计算，为了简化计算，首先计算进口最大流量和管道，全长的沿程水头损失，然后乘以一个多口修正系数，得出多口管道实际的沿程损失。 h=hfF式中： h实际沿程水头损失（m） hf理论沿程水头损失 F多口修正系数局部水头损失可按下式计算式中：局部阻力系数 V管道流速（m/s）5、设计扬程确定及机泵选型喷灌系统流量Q为同时工作喷头的流量之和。设计扬程H由下式确定。 H=H头+hf+hj+式中： H水泵设计扬程（m） H头喷头要求的工作压力（m） hf管道系统沿程水头损失（m） hj管道系统局部水头损失（m） 典型喷头高程与机井动水位高差根据确定的Q、H，查井用潜水电泵手册，即可选择合适的潜水电泵。4.3项目区典型设计4.3.1低压管道灌溉典型区设计（一）基本情况典型区位于定陶县东南部冉固镇十里铺村北，典型区面积为326亩，地面坡降为1/10000，土壤表层为砂壤土。典型区内有5眼机井，单井出水量32m3/h，地下水位埋深46米，典型区多年平均降水量708mm，最大冻土深为46cm，区内作物以小麦、玉米、棉花为主。（二）管道系统选型及布置该典型区面积不大，田块基本规则，根据当地实际情况，为了管理方便，确定典型区采用半固定式低压输水灌溉系统。该系统干、支管埋设地下，埋深80cm，给水栓设在支管上，每隔4050米设一给水栓，末级管（农管）采用塑料软管，浇地时，软管与给水栓连接。农管顺种植方向输水到畦间。灌区内耕作方向多为东西向，根据现有机井布局情况和管道布置原则，采用一级固定干管东西布置，二级固定支管南北布置，农管为移动支管，东西布置，典型区内机井控制面积基本相等。根据机井布置和单井出水量确定采取单井输水管道系统灌溉。灌区内布置5条固定管路，总长2180米，工程布置情况详见井灌区典型区灌溉系统平面布置图。（三）灌水定额与流量的设计1、设计灌水定额计算公式m=0.1Hp土（12）式中： m设计灌水定额（mm） P土土壤容重1.45(克/cm3) H计划湿润层深度，取50cm 1土层适宜含水率上限，（占干土重的百分数