灌区延伸水利配套建设项目初步设计报告.doc

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 1 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套建设项目 初步设计报告 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 2 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 1 综合说明 1.11.1 绪言绪言 xxx 地处甘肃省中部，西靠七里河、城关区，东邻定西市安定区，西南 与临洮县交界，北隔黄河与皋兰县、白银市平川区相望，东北和靖远县、会 宁县接壤。地理坐标东径 10349151043440，北纬 35342036 2630之间，南北长 96.9km，东西宽 66.4km，总面积为 3294.97km2，全县管 辖 23 个乡镇。 上 xxx 由上蒲家、陆家庄、中平子前宋家庄 、后宋家庄五个自然村组 成。位于 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 正西五公里处。东靠李家庄的 刘家桥，南连名山兴隆山、叶家庄、朱家湾，西接分豁岔、陶家窑、大洼沟， 北临陆家洼和官家岘等九个自然村，总面积约 382.1 公顷，人均 2 亩地，全 村现有 423 户人家，总人口 1688 人。 上 xxx 大部分耕地为山旱地、沙层地，有少量水地。地理位置属二阴地 带。土质以白土为主，兼有黑麻土和沙土。自古以来自然灾害较多，旱情严 重，俗称“十年九旱，靠天吃饭”的特殊村庄。当地群众迫切希望提水上山、 发展高效农业。工程区位于 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 上 xxx，海 拔在 2055m2120m 之间。 项目以三电灌区三电东干十一泵站延伸工程为水源。项目建成后主要 灌溉 xxx 上 xxx 的 2000 亩地。 工程区属温带半干旱气候，具有明显的大陆性和季节性气候特征，年均 降雨量 474.8mm。年均蒸发量 1406.8mm，干旱指数为 2.3。年内变化较大， 为此对灌区农业生产影响很大。 综上所述，xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 上 xxx 三电灌区延伸水 利配套建设项目实施后，对改善当地农业生产条件，发展高效农业，带动区 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 3 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 域经济发展，改善农民生活条件，为当地农民脱贫致富奔小康具有十分重要 的意义。 1.21.2 水文水文 xxx 属温带半干旱气候区，具有明显的大陆性和季风性气候特征，四季 分明，冬季寒冷干燥，夏季温度不太高。光能资源比较丰富，年日照时数大 约为 2666 小时，总辐射量在 180 千卡/平方厘米，日照率为 60%。无霜期 136 天。年蒸发量为 1406.8 毫米，是年降水量的 3.5 倍。境内气温北高南低， 年平均温度 6.4。夏季多东南风，冬季多西北风。降水稀少，降水季节分配 不均匀，相对集中在 89 月份，降水占全年的 60%以上。 1.31.3 地质地质 xxx 属典型的黄土高原丘陵山区地貌类型。全镇境内地势西南高、东北 低，地形高低起伏、沟壑纵横，呈扇状地状。 境内地表大部分被第四纪松散沉积物所覆盖，基岩出露仅有太古界的 震旦系、新生界的第三系、第四系。 由于出露地点、岩性不同，可分为兴隆山群、皋兰群和蓟县群。据所采 得古植物化石分析，叠层及岩石组合特征和区域对比该部分地层与青海境 内花石山群相当，故将其归于花石山群。 上第三系亦称甘肃群分布在 xxx 境内东南部的沟谷两侧，岩性为褐黄 色泥岩及沙砾岩，富含哺乳类化石。 （树梓沟地层中有鹿骨等化石）。有些地 方又可分为两组。中新统（咸水河组）岩性为褐黄色、棕红色砾质泥岩，属于 河流湖泊相沉积。上统新（临夏组），岩性味一套，是浅棕色砾质泥岩与沙砾 岩互汇的河流-洪积相为主的沉积。 全新统，由冲积层和洪积层构成。冲积层分布在河床河漫滩及一至二级 阶地上。河床堆积为砂卵砾石及砂层透镜体，河漫滩堆积、砾石夹淤泥状土 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 4 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 壤及黄土状土，高出河床数米。一级阶地上部位黄土状土夹砾，含腹虫类化 石；下部为灰黑色或灰红色含粗砂砾石层。二级上部为棕黄色黄土状土夹黑 色土壤，含腹虫类化石，下部以砂砾石层为主。洪积层，见于山形地带，构成 洪积倾斜。平原和冲击扇，由砾石、碎石及粘土质砾组成。 本工程主要建筑物为输水管线泵站及高位蓄水池。 输水管线路基基本沿黄土丘陵布设，管床地基层以黄土为主。 泵站地基土为第四系风积黄土。 出水池地基土为第四系风积黄土。 1.41.4 工程任务和规模工程任务和规模 灌区总规划灌溉面积 2000 亩，对灌区内作物种植结构和灌水定额进行 了调整。灌溉设计保证率采用 75%时，设计灌溉引水流量为 0.04m3/s。 根据水利水电枢纽等级划分及设计标准，工程等别为等小（二）型。依 据灌溉与排水工程设计规范（gb50288-99），泵站按 5 级设计。 1.51.5 工程布置及主要建筑物工程布置及主要建筑物 工程布置：该工程用 pe 管将三电东干十一泵站延伸管道的水引至进水 池，利用泵站内安装的一套卧式泵，通过布设的一条压力管线，将水提到上 xxx 的出水池内。 主要建筑物： 新修泵站一座，铺设压力管道一条，长 1546m，新建进水池 1 座，出水 池 1 座，新架设 10kv 电力线路 100m，安装 160kva 变压器一台，型号为 s11-10/0.4。 1.61.6 机电及金属结构机电及金属结构 根据设计流量和扬程，本工程安装水泵 1 台套，采用 200s95 型卧式双 吸泵。共布设压力管道 1546m。安装低压配电屏 2 面，启动箱 2 面。 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 5 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 1.71.7 施工施工组织设计组织设计 项目区位于 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 上 xxx，工程区紧邻三 电东干十一泵站延伸管道。通乡公路从项目区通过，可作为本工程施工机构 驻地的主要集镇均分布于公路附近，因而，本工程具有良好的场外交通条件。 项目所需的大型施工设备均能开进项目区。距工程区 35km 处有天然的砂 石料场，质量及储量满足本工程施工需要。泵站附近有 10kv 输电线路通过， 接线距离在 100m，该线路是 xxx 上 xxx 照明及动力用电线路，可作为本工 程的施工用电电源。施工用水，可直接从附近村庄拉运。工程施工所需三材， 就近从 xxx 购买。 本工程需完成的主要工程量包括土方开挖 2259m3,回填土方 2161m3， 砌砖 83.4m3，砼及钢筋砼 82.2m3，水泥 30t，钢材 4.4t，pvc-u 管 1646m，需 劳力 2562 工日。总工期为 3 个月。 1.81.8 环境影响评价环境影响评价 依据工程建设区的地貌类型、以及区域内水土流失状况、工程建设布局 和施工特点，将工程区分为几个水土保持区域：工程建设区、弃渣场、施工 道路、临时堆土场及施工营地、场地防治区、建筑材料场地防治区等。根据 项目区地形特点及可能新增水土流失的特点，结合工程的总体布局，因地制 宜、因害设防、实事求是地做好工程的水土保持工作。重点对建筑材料、施 工营地、弃渣场等采取工程措施和植物措施，进行水土流失的防护和治理， 保护新生地表，改善工程区生态环境。 1.91.9 工程工程管理管理 工程建设期间，建议由 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 政府成立工 程建设指挥部，负责该项目的实施，依据国家法律法规的有关规定，通过招 标，选择优秀的施工队伍进行施工。 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 6 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 该工程建成后运行期建议由 xxx 成立工程管理所,负责泵站的运行维护,办 公地点统一设置在泵站管理用房内。因此在流量的调度上，必须在保证灌溉 要求的前提下，再考虑其他用水。泵站等建筑物要注重日常养护维修。管理 机构要建立日常监护巡视制度和管理人员岗位责任制，灌溉期间要增加巡 视人员和巡视次数，及时掌握建筑物运行情况，发现问题，及时解决和处理 问题，保证工程完好，延长工程寿命，并使其发挥最大效益。 1.101.10 估算及经济评价估算及经济评价 该工程概算总投资 49.29 万元。其中：建筑工程投资 31.15 万元，占一至 四部分投资 63.2%；设备及安装工程 15 万元，占一至四部分投资 30.43%； 临时工程 1.01 万元，占一至四部分投资 2.06%；其他费用 2.12 万元，占一至 四部分投资 4.31%。 从国民经济指标来看，项目内部收益率为 10.64%，高于社会折现率 8%。年经济净现值为 12.3 万元，大于 0，效益费用比 1.78，大于 1，各项经 济指标均满足。因此该项目是经济可行的。 1.111.11 工程招标工程招标 本项目可以以自行招标的形式组织项目施工。选择技术力量强，施工经 验丰富并有水利施工资质的专业施工队伍参与竞争。在招标过程中要遵循 公开、公平、公正和诚实信用的原则，任何单位和个人不得以任何方式非法 干预招投标活动，严禁无资质证书的单位承揽施工任务。 1.121.12 工程特性表工程特性表 工程特性表见表 1-1 。 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 7 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 工程特性表工程特性表 表 1-1 序号指标名称单位特征值备注 一一水源工程水源工程 1 引水水源三电东干十一泵站延伸管道 2 设计引水流量 m3/h280 3 250pe 管 m150 二提灌工程 （一）工程规模等小（2）型 1 灌溉面积亩 2000 2 设计总扬程 m95 上 xxx （二）工程特性 1 泵站级数级 1 2 装机容量kw/台 110 3 压力管线长 m1546 无缝钢管 4 泵站进水池水位 m2054.89 5 泵站蓄水池水位 m2118.48 上 xxx 三三主要机电设备主要机电设备 1 水泵台 21 型式卧式双吸泵 200s95, 转速 r/min2950 2 电动机台 1y315m-2/110kw xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 8 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 序号指标名称单位特征值备注 单机额定容量 kw110 上 xxx 3 配电柜台 1ggd1-09 4 配电柜台 1ggd1-36 5 启动柜台 1 xj01-130kw 低压启动控制箱 6 高压计量箱台 1 7 主变压器 kva160s11-10/0.4 8 泵房内起吊设备 型式电动葫芦 3t 跨度 m4.04 四四主要工程量主要工程量 1 开挖土方 m32259 2 夯填土方 m32161 3 砼及钢筋砼 m382.2 4 m10 浆砌砖 m383.4 五五主要材料主要材料 1 pvc 管道 m1646 2 水泥 t30 3 钢材 t4.4 六劳动力工日 2562 七工程静态总投资万元 49.29 八经济评价指标 1 内部收益率 %10.64 2 效益费用比 1.78 3 回收期年 11 动态 4 年经济净现值万元 12.3 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 9 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 2 水文 2.12.1 气象气象 xxx 属温带半干旱气候区，具有明显的大陆性和季风性气候特征，其主 要特征：四季分明，春季（35 月）干旱多风，夏季（68 月）昼热夜凉，温差 大，出现干旱，盛夏多雨。秋季（911 月）凉爽多雨，初秋阴雨较多，深秋凉 爽少雨，冬季（122 月）寒冷少雪。热能、光能、水分等三大气候资源除水 分不足外，光热资源可满足农作物一年一熟的生长发育需求，由于干旱，对 农作物，林木和草木植物生长不利。 一、气温。由于受地势影响，各自然带气温略有差异（川区高于山区）。 地势影响超过地理纬度的影响，气温变化出现的“热量倒置”现象。北高南低。 境内年平均温度 6.4。一月平均气温-7.9，七月平均气温 18.5，气温年较 差 12.1。极端气温为：最高气温 32.5，最低气温为-27.2。海拔在 1800 至 2100 米的地区，年平均气温在 5.8至 7.4，一月平均气温在-8.1至 7.5，七 月平均气温 17.7至 19.9，10，积温在 1900至 2500，无霜期 136 天。如 关门口村，年平均气温 6.0，一月份平均气温-8.0，七月份平均气温 18.1。 海拔 2100 至 2450 米的地区，年平均气温 4.0至 5.8，一月平均气温-8.7至 -8.1，七月平均气温 15.2至 17.7。10，积温 1200至 1900。无霜期 136 天。 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 10 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 二、降水。根据xxx 多年平均年降水量等值线图分析，xxx 降雨量一 年在 425 至 450 毫米之间，川区年平均降雨量为 417 毫米。降水稀少，降水 季节分配不均匀，相对集中在 8 至 9 月份，降水占全年的 60%，冬春季节降 水较少，占全年降水量的 13%，每年 4 至 9 月份，农作物生长期的降雨量为 250 至 320 毫米，但分布不均，4、5、6 月份是小麦的生长期，在这一时期， 大部分年份少雨。 三、风向。夏季多东南风，冬季多西北风。 四、日照。xxx 光能资源比较丰富，太阳总辐射量一年当中在 6 月份最 大，12 月份最小。日照时数由于地理环境的影响，各地方略有不同，川区年 日照时数大约为 2666 小时，总辐射量在 180 千卡/平方厘米，日照率为 60%。山区日照时数小于川区。日照变化规律在晴朗少云的情况下，日最高 气温夏季出现在 14 至 15 时，冬季出现在 13 至 14 时；日最低气温出现在次 日凌晨日出前后。 五、蒸发。xxx 川区光照充足，年蒸发量为 1406.8 毫米（川区蒸发量为 1564 毫米），是年降水量的 3.5 倍。干旱度 1.11。6 月份蒸发量最大，为 193 毫米，是同期降水量的 4 倍。12 月份最小，为 24.8 毫米。 2.22.2 水文水文 2.2.12.2.1 提水泵站取水口水文分析提水泵站取水口水文分析 该工程的取水口位于三电东干十一泵站延伸管道上，因本项目所需灌 溉的耕地面积在三电工程的灌溉受益区内，水质、水量及设计保证率均能够 满足上 xxx2000 亩耕地的灌溉需求。故不再进行水文分析。工程区附近有小 沟道，流域面积为 3.2km2，经计算 p=10%洪峰流量为 8.9m3/s，所以该沟道 洪水不会对该工程造成威胁。 2.2.22.2.2 黄河水质黄河水质 黄河天然河水无大的工业废水及其它污染源，水质较好，为离子总量小 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 11 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 于 1g/l 的淡水径流，总硬度平均 3.56mg/l，ph 值 7.8，水质类型属重碳酸 盐类钙组水（cca11），适宜农田灌溉和人畜饮用。 3 工程地质 3.13.1 地形地貌地形地貌 xxx 属典型的黄土高原丘陵山区地貌类型。全镇境内地势西南高、东 北低，地形高低起伏、沟壑纵横，呈扇状地状。海拔最低为 1928 米，最高为 2393 米，其境类山川交错，地势起伏较大，根据自然环境可划分为两个不同 的地貌类型：西南部中高山半干旱亚区（西南部侵蚀山区）、中东部河谷川塬 区。 3.23.2 土壤土壤 xxx 土壤成型后，多为冲洪积砾石交互成坶质，质地轻松，耕性尚佳， 但肥力较低，缺少氮磷钾基本满足作物生长的化学物质，水肥状况协调性差。 经过对土壤普查，xxx 有土类六个，亚类十三个，土属十四个，土种二 十一个，主要土壤有黑垆土、灌淤土、灰钙土、黄绵土、石沙泥土、红壤土等， 其次有少量亚高山草甸土。 黑垆土：面积较大，依据土壤有机质含量的高低及土壤母质组成划为： 麻土，黑麻土，砂砾质麻土 3 个土属，有机质含量 1.24 至 1.70%， 含氮有轻 粘土 0.08 至 0.12% ，含钾 1.91 至 2.00% .因耕作年代久，耕性板结，保肥能 力好，供肥能力有限，产量中上。 灌淤土：分布在山麓的冲积扇上，是各类土壤的冲积物经缓慢搬运后的 再积物,以中壤-重壤为主，养分理想，作物生长适宜，产量较高。有机质含 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 12 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 量 1.11% 至 1.40% ，含氮 0.04 至 0.09% 含磷 0.08 至 0.09% ，含钾 1.85 至 1.98% 。有效土层 20 至 45 厘米。 黄绵土：面积较大，山区分布范围大，一般山属这种，质地均匀，有效土 层 40 厘米。 灰钙土：是本镇较大的一类土壤。分旱地厚层灰白土和水地灰白土两个 土种。北土通透性好，质地轻壤，适宜耕作，有机质含量 1.19% ，含氮 0.08%， 含磷 0.08%，含钾 1.89%，有效土层厚度 35 厘米。 石沙泥土：分布于沟河两旁的低矮地带，母质以各种砂岩风化洪积物， 含有大量的砾石碎片，泥沙混杂。渗水性能强，宜保温，耕生疏松，但肥力差， 缺磷、钾、氮、有机质等。 红壤土：土壤质地籽重，遇水泥泞，干后坚硬龟裂，物理性很差，肥力水 平较低。有机质含量 1.19% ，含氮 0.07% ，含磷 0.07% ，含钾 1.75% 。有 效土层 80 厘米。 工程区主要为黄绵土和黑垆土为主。 3.33.3 地层地层岩性岩性 原场地平整后地层为第四系黄土状粉土，现描述如下: 1. 素填土(q):黄褐色，主要成份为粉土及砂土，局部夹有碎石等杂物， 在平面上及垂直向土质均匀性较差。稍湿，呈松散状态，该层在场地内均有 分布。层厚 0.50-1.40m。 2. 上更新统马兰黄土(q):岩性为粉土，呈浅灰黄色-土黄色，质地均匀， 疏松多孔，具大孔隙构造，垂直节埋发育，含有少量的钙质结核，本次揭露 厚度在 18cm。 3.勘察期间，场区各勘探点在勘探深度范围内均末出露地下水，工程施 工时可不考虑地下水对拟建建筑物的影响。 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 13 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 3.43.4 建筑物工程地质条件建筑物工程地质条件 (1)土工试验成果 拟建场区地层为第四系黄土状粉土，因第 1 层素填土结构较松散，工 程性质较差，且埋深浅，厚度小，勘察中末取样。根据地层特征，对第 2 层粉 土采取原状样进行室内土工试验，试验结果见土工试验报告。并对其中 6 件 土试样进行土化学分忻，以评价地基土的腐蚀性。地基土物埋力学性质指标 统计详见表 2。 表表 2 2 地基土物埋力学指标统计表地基土物埋力学指标统计表 指标 天然 含水量 干密度 天然 空隙比 液限塑性指数压缩指数压缩模量 个数 145145145145145145145 最大值 161.411.35727.290.6919.1 最小值 1.81.150.9122.46.20.123.2 平均值 7.821.261.1525.17.940.24410.12 标准差 2.090.050.0850.990.560.103.46 变异系数 0.270.040.0740.0390.070.420.34 (2)原位测试成果 拟建场地地层为第四系黄土状粉土，在勘察中原位测试主要采用标准 贯入测试。见标准贯入测试成果表，经修正后统计结果见表 3。 表表 3 3 粉土层标准贯入试验统计表粉土层标准贯入试验统计表 统计指标n(击) 统计个数 10 最大值 7.8 最小值 5.8 平均值 7.2 标准差 0.83 变异系数 0.11 (3)岩土物埋力学性质综合评价 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 14 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 根据原位测试、土工试验成果分析及现场鉴定，各层地基土物理力学 性质综合评价如下: 第 1 层素填土，主要成分为粉土，结构松散，工程性质较差，土质不均， 且埋深浅，不宜作为建筑物基础持力层。 第 2 层黄土状粉土，含水量低，质地均匀，厚度大，具有强烈的自重湿 陷，湿陷等级为四级/不宜作为一般建筑物的天然地基，应按湿陷性黄土地 区建筑规范(gb50025-2004)采用处埋措施。黄土状粉土在天然状态下地基 承载力特征值 f=140kpa, 压缩模量 e= 8mpa。 3.53.5 天然建筑材料天然建筑材料 距工程区 35km 处有块石及天然砂石料厂。 1、块石 岩性为砂砾岩、砂岩，石质坚硬，储量远满足工程需要。交通便利，大型 运输车辆均可进入。 2、石子料 石子所在砂场交通便利，可直接开采，含砾率 79%，级配中 2060 毫 米含量 57%，颗粒偏大。磨圆度呈园状浑圆状。砾石成分石英砂岩、灰岩 及变质岩为主，少量石英岩。可就近采用，运距 35 公里。 3、砂子料 主要产于宛川河河漫滩。 宛川河河漫滩砂料场，含砂率 27%，成分以长石石英为主，供工程使用。 3.63.6 结论与建议结论与建议 1、本次勘察查明，场地地层在勘探探度范围内为第四系黄土状粉土， 地貌单元上属于高原地区侵蚀丘陵，黄土堆积形成的黄土梁，拟建生活区场 地主要位于开阔、平整的梁顶中部。无断裂构造穿越，无滑坡、崩塌、泥石流 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 15 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 等不良地质作用及砂土液化现象，场地稳定，可以进行本工程的建设。 2. 勘察期间，场地各勘探点在最大勘探深度范围内未见地下水，工程 施工时可不考虑地下水对拟建工程的影响。 3. 场地地基土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋均为弱腐蚀性。 4. 场地季节性冻土标准冻探 1.2 米。基础埋深应大于场地季节性冻土 标准冻深。 5.场地抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.15g，设计地 震分组为第二组。场地土类型属中软土，场地类别为 ii 类建筑场地，属可进 行建设的一般场地。场地内无饱和的粉土及砂土层，无砂土液化现象。 6. 场地地层在勘探探度范围内为第四系黄土状粉土，建议地基采用土 (灰土)垫层处理，并按湿陷性黄土地区建筑规范要求取防水措施和结构措 施。 7、管道开挖后，应按规范进行钎探验槽试验，检验基底土层的均匀性 及基底下是否有洞穴和其它软弱夹层，若发现应对其按相关规范进行处埋。 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 16 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 4 工程任务和规模 4.14.1 社会经济状况社会经济状况 xxx 位于兰州市东南 40 公里，xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 是县 政府所在地，是全县政治、经济、文化的中心，被誉为“陇右名山”的兴隆山 位于境内南侧。全镇辖 14 个村民委员会 85 个村民小组和文成路、兴隆路、 一悟路、栖云北路等四个社区居委会。全镇东西长 14 公里，南北宽 13 公里， 面积 89.21 平方公里，总人口 49840 人，其中城镇居民 25221 人。现有耕地 3.88 万亩，其中水浇地 1.96 万亩，农民人均纯收入达到 3440 元。 上 xxx 位于 xxx 西部，距离镇政府 5 公里，上 xxx 由上蒲家、陆家庄、 中平子前宋家庄 、后宋家庄五个自然村组成。东靠李家庄的刘家桥，南连 名山兴隆山、叶家庄、朱家湾，西接分豁岔、陶家窑、大洼沟，北临陆家洼和 官家岘等九个自然村，总面积约 382.1 公顷，人均 2 亩地，全村现有 423 户 人家，总人口 1688 人。2011 年人均纯收入 3250 元。 4.24.2 工程建设的必要性工程建设的必要性 工程区属中温带半干旱大陆性弱季风气候，年均降雨量 406.7mm。年均 蒸发量 1406.8mm，干旱指数为 2.3。但在降雨量年份，年内变化较大，所以 形成该县十年就有九年干旱的状况，为此对灌区农业生产影响很大。据调 查 xxx 气象站在 1960 年2011 年的实测资料统计，工程区年降雨量最小 值为 231.1mm（1997 年），最大值为 456.5mm（1996 年）。降雨量年内分配不 均，在 7、8、9 三个月占全年的 57.8%，而在 4、5、6 三个月降水量占全年的 29.1%。但是在农作物生长发育期的春季又是全年降雨量最少的时期。全年 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 17 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 降雨量近一半以上集中在夏季三个月，但此季降雨形式多为暴雨。xxx 及灌 区内干旱危害的主要范围是河谷川坝和靠近河谷的半山区。全年内旱灾有 春旱、伏旱。据调查统计全年旱情严重或较严重的占 29%，其中重伏旱占 43%， 一般旱象年年都有，因此干旱是威胁该镇农业的主要因素。近年来由于干旱 长期缺水，该区大片肥沃良田的禾苗因得不到浇灌而干枯。项目区农业生产 仍然依赖于天然降雨。该区域内多为山坡的台地，由于缺少水源，农业生产 还十分落后。xxx 的上 xxx，群众生活还是出于很落后的状态，人均占地只 有 2 亩，且全为旱地。旱地以粮食作物玉米、小麦和洋芋为主。该区域长期 以来农业基础薄弱，特别是水利设施滞后。 新一轮西部大开发战略的实施和新十年扶贫开发纲要的施行，将是贫 困地区又一个加速发展的黄金十年。同时，统筹城乡一体化发展和社会主义 新农村建设的逐步推进，兰州榆中园区建设的启动，从中央到地方都为城关 扶贫开发快速发展，带来了难得的历史机遇。 由于项目区道路交通、水利等基础设施落后，群众生活贫困，希望摆脱 贫困的愿望十分迫 。作为实施扶贫连片开发的主体，群众并纷纷表示要在 政府扶持下，积极投工投劳，集资筹资，建设自己幸福生活的美好家园。建 设该项目是非常有必要的。 4.34.3 工程建设的任务工程建设的任务 本工程总灌溉面积 2000 亩，项目实施的主要任务是将项目区原有旱梯 田变为水地，有效改善该地区水利设施基础条件，改变当地生态环境及提高 农业综合生产能力。 主要建设内容为：新修泵站一座，压力管道一条，长 1546m，进、出水池 各 1 座；新架设 10kv 电力线路 100m，安装 160kva 变压器一台，型号为 s11-10/0.4。 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 18 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 4.44.4 规划原则规划原则 根据有关技术规范并结合工程具体情况，拟定规划原则为： （一）、泵站工程能够满足灌溉的水量和水头需求。 （二）、合理拟定灌水制度，合理确定经济引水流量； （三）、合理选取泵站压力管道线路，及灌区配水线路； （四）、尽量利用项目区自身优势，力求工程投资最省。 4.54.5 灌区规划灌区规划 4.5.14.5.1 灌水定额确定灌水定额确定 为节约水资源，本项目区不采用大水漫灌的灌溉方式，因而该灌区选择 管灌的节水灌溉方式，灌水定额确定为 40m3/亩。 4.5.24.5.2 灌溉制度的确定灌溉制度的确定 经调查本灌溉区灌溉资料和当地群众灌溉经验，农作物每年灌溉三次， 每次 2030 天，其中冬灌在 111 月，春夏灌在 46 月，秋灌在 89 月。 4.5.34.5.3 设计流量计算设计流量计算 灌区灌溉面积为 2000 亩，高程分布在 2050m2120m 之间。为了提高 灌区水利用率，本着节约用水的原则，结合项目区实际情况，本灌区实行管 灌。共用水源，采用轮灌灌溉制度。 灌溉用水量计算公式如下： tt ma q 3600 公式中：m为灌水定额，选用 40m3/亩。 a灌溉面积，选用 2000 亩。 t为灌水延续时间，选用 20 天。 t为水泵抽水开机时间，选用 16 小时。 为渠系利用系数，选用 0.95。 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 19 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 将以上各值代入公式计算如下： =0.073m3/s tt ma q 3600 4.64.6 水量平衡分析水量平衡分析 本项目区灌溉设计保证率 p=75%，设计灌溉面积 2000 亩，采用管道输 水。根据节水灌溉技术规范（gb/t50363-2006）管道输水渠系水利用系数 不应低于 0.95，田间水利用系数不应低于 0.90，本次设计管道水利用系数 取 0.95，田间水利用系数取 0.90，则灌溉水利用系数为 0.85.根据灌溉制度， 本项目区综合净灌溉定额 m 综净=40m3/亩，m 综毛=47 m3/亩。 灌溉水源为三电灌区三电东干十一泵站延伸工程，泵站设计提水流量 280m3/h。管灌面积 2000 亩。 （1（ 需水量 年灌溉需水量 w1 w1 浄=2000 40 5=40 万 m3; w1 毛=40/0.85=47.1 万 m3； 日最大灌溉需水量 w=(2000 47)/20=4700 m3; 年可供水量 =125（天） 16 280=56 万 m3； （2（ 水资源平衡分析 经水源供需计算，该工程水源年供水 56 万 m3大于田间需水量 47.1 万 m3。 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 20 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 5 工程布置及建筑物 5.15.1 设计依据设计依据 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（sl252-2000） 灌溉与排水工程设计规范（gb5028899） 水利水电工程初步设计报告编制规程（dl5020-2007） 泵站设计规范gb/t 50265-2010 中国地震动参数区划图（gb18306-2001） 渠道防渗工程技术规范（sl18-91） 水工建筑物抗震设计规范（sl203-97） 水利水电工程施工组织设计规范（sdj338-89）（试行） 水利建筑项目经济评价规范（sl72-94） 5.25.2 工程等别和标准工程等别和标准 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 上 xxx 三电灌区延伸水利配套建设 项目根据水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（山区、丘陵部分），工程 等别为等小（2）型。依据灌溉与排水工程设计规范（gb50288-99），泵站、 进水池、出水池等建筑物按 5 级设计。 泵站防洪标准按 10 年一遇设计，20 年一遇校核。 5.35.3 地震动峰值加速度地震动峰值加速度 根据中国地震动参数区划图（gb18306-2001），该区地震动峰加速度 值为 0.15g,按照水工建筑物抗震设计规范（sl203-97），地震动峰值加速 度采用 0.15g，地震反映谱特征周期为 0.45，设计抗震烈度为度。 该地区地震烈度为 7 度，建筑物设防烈度亦为 7 度，最大冻土深 120cm，年封冻期 105 天，建筑物设计中应考虑抗震、抗冻设计。 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 21 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 5.45.4 机组选型及配套设备的选择机组选型及配套设备的选择 5.4.15.4.1 水泵选型水泵选型 设计流量 q=0.073m3/s 净扬程 2118.48-2054.89=63.59m 初估损失扬程 h= 20% =0.2x63.59=12.8m 设计扬程 = h净+h =63.59+12.8=76.39m 根据流量和扬程，上 xxx 选用 200s95 卧式双吸泵一台，配用高原电机 y315m-2/110kw 一台。流量 q=280m3/h,扬程 h=95m,转速 n=2980r/min，效 率 =80%，轴功率 =90.8kw，必需汽蚀余量=4m，功率 110kw。 5.4.25.4.2 吸水管和压力水管的直径选择吸水管和压力水管的直径选择 1）吸水管直径 泵流量 q=0.073m3/s,吸水管直径的管口直径按控制流速来计算，吸水 管流速采用 1.5 m/s，相应的吸水管直径为 0.2m。 2）压力水管直径 压力水管直径按经验公式估算，并综合考虑其它因素确定。qd8 . 0= m22. 0073. 08 . 08 . 0=qd 压力水管采用 1.0mppe 管，管内径采用 250mm。 3）压力水管的水头损失计算 (1)沿程水头损失 l=1546m,r=d/4=0.25/4=0.0625m =77.05 n r c 6 1 = 012. 0 0625. 0 6 1 = v=1.37 m/s h沿=7.82m rc lv 2 2 0.062505. 77 1.371546 2 2 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 22 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx (2)局部水头损失 h局= h沿*0.2=1.57m 总水头损失： h损= h沿+ h局=7.82+1.57=9.39m 5.4.35.4.3 水泵安装高程的确定水泵安装高程的确定 水泵的允许吸水高度 h吸= -h吸 s h g v 2 2 1 当海拔高程为 2054.89m(进水池的正常水位)时， 修正为。 s h s h =-10.33+h大气=（npsh）r=10.09-+ s h s h s h g v 2 2 1 =10.09-（npsh）r+=10.09-4.5+=5.69 m s h g v 2 2 1 2 1.37 2 9.81 =-10.33+h大气=5.69-10.33+8.1=3.46 m s h s h =1.529 m g v 2 2 1 h吸=h进沿+h进高=10n2+() d lq 33 . 5 2 g v g v g v 2 2 2 2 3 2 2 2 1 + l吸=6.5 m，=5.2，=0.48，=1.165 1 2 3 n=0.012,q=0.043 m3/s,v=1.37m/s h吸=10x0.122 x 62.19 37. 1 165. 1 62.19 37. 1 48. 0 62.19 37. 1 2 . 5 (043. 0 2 . 033. 5 043. 05 . 6 222 2 2 + =0.753 m h吸= -h吸=3.46-1.529-0.753=1.178 m s h g v 2 2 1 水泵安装高程 安= 低+h吸=2004.89+1.178=2056.06m hh xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 23 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 本泵站采用自灌式水泵安装法，进水池的水可以自流灌满水泵，开 泵时不必人工灌水，可省去一段吸水管和底阀，还可以防止和减轻气蚀 现象的发生，所以水泵安装高程最后确定为 2054.68m。 5.4.45.4.4 进、出水池尺寸的确定进、出水池尺寸的确定 1）进水池尺寸的确定 进水池采用圆形池，底阀的最小淹没深度为与悬空高度的计算如下： h淹=1.5d=1.5x0.2=0.3 m h悬=0.8d=.8x0.2=0.16 m h最小水深= h淹+h悬=0.3+0.16=0.48 m h池底高程=出水池水位-最小水深 =2003.03-0.48=2002.55 m 取水泵每秒出水量的 40 倍作为进水池的存水容积，以防水泵启动后池 中水位急速下降的不稳定状态，则进水池存水容积为 v=40x2x0.043=3.44 m3 进水池直径 d= =3 m 48. 0785. 0 44. 3 2）出水池尺寸的确定 出水池池顶高度和池深的确定，管口缘最小淹没深度 h=2x =2x =0.19 m g v 2 2 0 81 . 9 2 37 . 1 2 设计水位为 2118.19m。 出水池采用与进水池相同尺寸的圆形钢筋混凝土结构。 5.4.55.4.5 变压器的选择变压器的选择 由 s=p/cos =8090%,cos=0.8,p=110kw 计算得 s=110/0.9x0.8=152.8va xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 24 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 所以选择 160kva 变压器。 5.4.65.4.6 镇墩及支墩的设计镇墩及支墩的设计 一、镇墩设计 选择管线靠近泵房的 1 号镇墩计算： a.作用在镇墩上的荷载及荷载组合 1 号镇墩至 2 号镇墩间的管长为 100m，至上方伸缩节间的管长为 80m，坡角=22 (1)作用在镇墩上的荷载 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 25 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 1）水管自重的轴向分力为 a1 =gsin 1 a =（7.85 3.14 0.208 0.008 80） sin22 =1.23t 2）作用在闸阀上的内水压力为 a2 =d阀 2 h=0.785 0.221 176.72=5.55t 2 a 4 3）水管转弯处的内水压力为 a3 =d2h1，=d2h2 3 a 4 3 a 4 h1 h2=176.72m,d=0.2m 正常运行或正常停泵时： =0.785x0.022x1.0x176.72=5.55t 3 a 3 a 发生水锤时： =d2hp 3 a 3 a 4 计算水头 hp=h 静+h2=176.72+28.7=205.42m =0.785x0.22x1.0x205.42=6.45t 3 a 3 a 4）伸缩节端面处水压为 a6 正常运行或正常停泵时： 伸缩节中心处的静水头 =2182.13-2007.0=175.13m h =(d2 d2) =0.785x(0.2162-0.22)x1.0x175.13 6 a 4 h =0.92t 发生水锤时： p= +h3=175.13+80.0=255.13m h h =0.785x(0.2162-0.22)x1.0x255.13=1.33t 6 a 5）伸缩节填料摩擦力为 a7 正常运行或正常停泵时： xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 灌区延伸水利配套项目 初步设计报告 26 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 填料长度 b=0.1d=0.1x0.2=0.02m 填料与管壁的摩擦系数=0.3 =1x175.13x3.14x0.216x0.02x0.3=0.71t 7 a db h 发生水锤时： =1.0x255.13x3.14x0.216x0.02x0.3=1.04t 7 a dbp h 6）温度变化时水管与管座间的摩擦力为 a8 镇墩中心至上方伸缩节的管长为 80m，至下方水泵出口的管长为 3.7m。每米管长的水管自重和管内水重为： g管= 钢 =7.85x3.14x0.208x0.008=0.04t/m 0 d g水= 水=0.785x x1=0.031 t/m 2 4 d 2 2 . 0 a8=m(g管+g水)l=0.6（0.04+0.031）3.7=0.16 吨 a8=m(g管+g水)lcosa=0.6（0.04+0.031）cos2280=3.2 吨 7）镇墩自重 镇墩内管道的管轴线长 2.0m。镇墩上下方均为连续管床，近似地认为上 下方水管自重和管内水重均由管床承担，而将镇墩内的一段水管的自重和 管内自重计入镇墩自重内。则镇墩重量为： g=2.4（222-0.7850.21622）+