节水灌溉工程实施方案.doc

1 贵 州 省 黄 平 县 旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案实施方案 贵州华水建设项目管理有限公司 二 0 一 0 年九月 工程名称：黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程工程名称：黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 业主单位：黄平县水利局业主单位：黄平县水利局 批批 准：准： 审审 定：定： 审审 查：查： 校校 核：核： 工程负责人：工程负责人： 报告报告 编写：编写： 目 录 前 言.1 工程特性表 3 一、建设内容 4 二、基本资料 5 2.1、项目区地理位置及交通条件5 2.2、社会经济概况5 2.3、水文气象条件5 2.4、地形地貌及作物种类6 2.5、示范区水利工程现状6 2.6、示范区电力、交通及通信现状7 三、技术设计方案 8 3.1、总体设计8 3.1.1 水源 .8 3.1.2 首部枢纽.8 3.1.3 分区.8 3.1.4 水量平衡计算 .8 3.1.4.2 供水平衡 .8 3.1.4.4 项目设计水平年（p=80%）需水量预测 .10 3.1.5 灌溉制度和工作制度 12 3.1.5.1 喷灌区工作制度12 3.1.5.2 滴灌区工作制度 13 3.1.6 项目区土地使用方式 13 3.2、典型设计.13 3.2.1 设计依据 13 3.2.2 灌区管网布置原则 13 3.2.3 灌区典型设计 14 3.2.3.1 喷灌工程设计14 3.2.3.2 滴灌工程设计21 3.2.3.3 渠道工程设计21 3.2.4 试验观测方案 34 四 投资概算及资金筹措 35 4.1 投资概算 35 4.1.1 概算依据35 4.1.2 基础单价取定 35 4.1.3 工程总指标 37 4.2 资金筹措方案 38 五 经济效益分析 39 5.1 效益分摊原则、方法和分摊 39 5.1.1 节水效益 39 5.1.2 增产增收效益 39 5.1.3 节地效益 39 5.1.4 社会效益 40 5.1.5 生态环境效益 41 六 示范区建设组织与管理 43 6.1 项目建设组织机构及法人单位43 6.2 建设管理43 6.3 项目管理机构及管理体制44 6.4 项目运行机制及水费征收措施45 附 1：贵州省黄平县校场坝村节水示范项目投资概算表 附图: 1：灌区地理位置图（黄平旧州节水01） 2：灌溉系统平面布置图（黄平旧州节水02） 3：50m3水池及配筋图（黄平旧州节水03） 4：滴灌区平面布置详图（黄平旧州节水04） 5：喷灌区平面布置详图（黄平旧州节水05） 6：灌溉管路系统图（黄平旧州节水06） 7：灌溉管路水力计算图（黄平旧州节水07） 8：喷灌区首部枢纽图（黄平旧州节水08） 9：滴灌区首部枢纽图（黄平旧州节水09） 10：单个大棚滴灌系统图（黄平旧州节水10） 11：干管及分干管埋设图（黄平旧州节水11） 12: 干管剖面图 0+0001+000（黄平旧州节水12） 13：干管剖面图 1+0001+780（黄平旧州节水13） 14：田间渠道横剖面图（黄平旧州节水14） 1 前前 言言 依据贵州省发展计划委员会与贵州省水利厅文件：黔计农经 （2004）217 号关于黄平县节水灌溉示范项目可行性研究报告的批复 文件要求，按照交通方便，便于参观指导，耕地集中，便于工程布置； 水源充足，工程能正常运行；作物品种类型多样；采用的节水措施和 节水灌溉技术具有代表性，达到示范目的的原则，受黄平县水利局委 托，贵州华水建设项目管理有限公司以下简称我公司，编制本实施方 案。 编制参考文献主要有：节水灌溉工程技术规划gb/t50363- 2006、 喷灌工程技术规范gb/t50085-2007、 微喷工程技术规范 gbt50485-2009、 低压管道输水灌溉工程技术规范sl/t153 95、 渠道防渗工程技术规范sl-18 等。 旧州镇位于国家级风景名胜区舞阳河上游，是其十大景区之一。 位于贵州省黄平县西北部，总面积 223km2，平均海拔 684m。北临遵义 地区余庆县，西界黔南州的福泉市、瓮安县，东南与本县一碗水乡、 新州镇、土塘乡、浪洞乡、崇仁乡相连。节水灌溉示范项目区距县城 50km。距黔东南州府凯里市 78 km2，省会贵阳市 198km2。境内有黄余、 黄湄、黄福公路穿城而过，交通便利，市场繁荣，为本县西北八个乡 镇之经济文化中心，水利、电力、通讯等基础设施完善齐全，是投资 兴业的理想场所。 旧州镇校场坝节水灌溉示范项目区位于黄平县西北部，项目区内 出露的地层主要为中上寒武系纪的白云质灰岩，可溶性差，岩溶不发 育，其上为第四系覆盖层，厚 1-3m，土质多为黄褐色砂质粘土。本区 2 地震烈度为 6 度区。处于扬子准地台滇黔褶断区，地势东南低，西北 高，属侵蚀型地貌形态，为低山丘陵区。 节水灌溉示范项目区地势平坦开阔，这里气候温和，雨量充沛， 属亚热带温暖湿润性气候，平均气温 15.7，年均降雨 1211mm、土质 肥沃，物产丰富。 节水灌溉示范项目区内水土资源的布置特点是土低水高，土层保 水能力不强，灌溉区现有的灌溉耕地均未采用节水灌溉技术，水资源 利用程度低。兴建节水灌溉工程，大力推广节水灌溉技术不仅可以提 高水的利用率，缓解农业用水的供需矛盾，提高农作物产量，而且可 以以点带面，积累经验，推动全县节水事业的发展。兴建节水示范工 程十分必要。 项目区计划发展节水灌溉面积 1200 亩，其中：喷灌 20 亩，主要 种植西瓜、西红柿。滴灌 30 亩，主要种植蔬菜。渠灌 1150 亩，主要 种植水稻、油菜。 本项目取流域内的冷水河为水源，集域面积 68.25km2，枯水流量 为 0.21m3/s。经过原有引水渠道输送至新建水池，引水流量为 0.2m3/s,能 满足项目区的用水需求。 根据项目区地形特点及农作物种植情况,项目区节水灌溉措施有： 喷灌、大棚滴灌、渠道灌溉。灌溉系统采用固定式管道系统，分组轮 灌。 工程实施后，农作物得到适时灌溉，作物产量稳定增长，促进农 村经济的发展。节水技术的应用，可为今后节水事业的发展奠定基础。 项目区的建设，对节水灌溉的推广、指导具有深远的意义，社会效益 显著。 3 发展节水灌溉技术，可提高水的利用率，改变传统灌溉易造成水 过量开采及过量引水状况，让有限的水资源发挥最大效益，从而达到 保护生态环境，促进可持续发展的目的。 工程特性表 序号项目单位数量备 注 一水文 多年平均降雨量 mm1211 多年平均水面蒸发量 mm590 喷灌、滴灌灌溉设计保证率 %80 灌溉水利用系数 0.9 主要供水源 冷水河 集雨面积 km268.25 多年平均流量 m3/s1.2 枯水流量 m3/s0.21 二工程效益指标亩 1200 喷灌区亩 20 喷头 52 个 滴灌区亩 30 大棚 64 个 渠灌区亩 1150 三主要建筑物 蓄水池座 150m3 主输水管 dn110pe 管 m24001.0mpa 分干管 dn90pe 管 m4771.0mpa dn75pe 管 m3101.0mpa dn63-32pe 管 m13901.0mpa 16 滴灌管 m22400 主干渠 m1870 田间渠道 m4150 四施工特性 1 主要工程量 土方开挖 m31802 石方开挖 m3772 土石方回填 m31677 砼 m31689 浆砌石 m334 钢筋制安 t0.257 2 施工工期月 6 五经济指标 工程总投资万元 150 中央直接投资万元 150 亩均投资指标元/亩 1250 4 序号项目单位数量备 注 工程效益 年增收万元 27.41 效益费用比 1.301.0 投资回收期限年8.4510 年 经济内部收益率%12.328% 经济净现值万元59.140 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -5- 一、建设内容一、建设内容 项目名称贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 项目建设地点贵州省黄平县旧州镇校场坝村 项目法人单位黄平县水利局法人代表申远平电话单位名称：贵州华水建设项目管理有限公司资质：丙级项目规划 设计单位项目负责人：粟周成电话项目主要建设内容 项目区总计喷灌滴灌 渠灌 节水灌溉面积（亩） 12002030 1150 投资（万元） 15030.9228.85 60.12 亩投资（元/亩） 1250154609616.67 522.78 备注：水池及干管工程费用，按流量比例分摊记入喷灌系统和滴灌系统。 项目主要经济指标（节水、增产、增收、效益比、还本年限等） 年节水 3.1 万 m3,年增产值 27.41 万元，效益费用比 1.30，还本年限 8.45 年，经济内部 收益为 12.32%，经济净现值 59.14 万元。 工程主要要素 设计总流量（m3/h） 23.02 总工程量（m3）土方：1802石方：772砼：1689 总工期（月） 6 材料设备投资（万元）：48.28 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -6- 二、基本资料二、基本资料 2.12.1、项目区地理位置、项目区地理位置 黄平县旧州镇校场坝村位于贵州省黔东南苗族侗族自治州西北 部，东邻施秉县，南接台江县、凯里市，西连黔南州瓮安县、福泉 市，北邻旧州镇余庆县。项目区距旧州镇，黄平县城分别为 6km 和 50km , 距凯里市 78 公里，距省城贵阳 198 公里。 项目区总占地面积 1200 亩。分布在校场坝村、百子桥、皂角树 三个村民组。 2.22.2、社会经济概况、社会经济概况 项目区所在镇的有 8 个村民组，258 户，总人口 1161 人，全都 是农业人口，有劳动力 510 个，其中男劳力 260 个，女劳力 250 个， 总耕地面积 4500 亩，其中田 2876 亩，土 1624 亩。保灌面积 910 亩， 人均 0.44 亩。 项目区所在乡镇 2008 年完成国民生产总值 14536 万元，比上年 增长 8%，其中工农业生产总值完成 1454 万元，比上年增长 15.8%， 乡镇企业总产值完成 3800 万元，比上年增长 8.3%。全年完成财政 收入 857.21 万元。全镇粮食收入总产量达 2.24 万吨，农民人均收 入 2024 元。 2.32.3、水文气象条件、水文气象条件 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -7- 本项目区属长江流域舞阳河水系。其水源取自区内的冷水河。 项目区喷灌，滴灌均由冷水河通过干渠引水到蓄水池，利用落差形 成压力，进行灌溉。 本县气候属亚热带温暖湿润气候，四季分明，冬无严寒，夏无 酷暑。据当地有关部门提供的相关气象资料和黄平县综合农业区 划 （1990 年）分析统计：项目区多年平均降水量为 1211mm，年最 多降水量为 1508.2mm（1977 年） ；多年平均气温在 13.716.1之 间，南部气温最高，极端最高气温 37.3，极端最低气温-9.2； 风向随季节性变化明显，冬春盛行东风，夏季则以东南风和南风为 主，秋季以东北风、东风居多，年平均风速 1.2m/s；年平均相对湿 度为 82%；年均无霜期 299 天；多年平均日照时数 1156.9h。 黄平县主要的自然灾害中，干旱影响较严重，主要是 35 月的 春旱和 68 月的夏旱，其中最严重的是夏旱。黄平县夏旱出现频率 较高，在 19592008 年 49 年中，旧州地区轻旱有 16 年，出现频率 35%；中旱 10 年，出现频率 20%；重旱 15 年，出现频率 31%。 2.42.4、地形地貌及、地形地貌及作物种类作物种类 本项目区地处黔东北武陵山余脉黔中苗岭山脉延伸段之间，构 造走向主要为北东向，总体地势为西部高东部低，地势相对较陡， 切割较深，坡度陡峻，冲沟发育，区域内平均海拔 684m，区域内出 露地层为第四系、白垩系、寒武系、震旦系和上元古宇板溪群清水 江组。 总体地貌为中切割中低山地貌，项目区属云贵高原东侧的梯级 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -8- 状大斜坡带，山体连绵，沟壑交错，山体走向与构造线一致，项目 区海拔在 5951169.8 米之间，主要为中低山山地地貌，地下水主 要为裂隙水、孔隙水，地表水主要靠大气降雨为主，裂隙发育，自 然泉水丰富，大气降水是地下水的主要补给来源，地表水多以渗透 方式转入地下水，大部分以地表径流排走，对农田灌溉影响较大。 由于土层相对较厚，植被生长较好。区内土壤以黄壤土为主。 2.52.5、示范区水利工程现状、示范区水利工程现状 项目区内现有的水利资源：有一条老里坝大河（属于冷水河支 流） ，穿过项目区。其流域面积 28.5km3,河长约 7.8 公里。流量为 0.12m3/s。有 2007 年新建拦河堰一座，长 85m，防护堤 1.03km,干 渠 7 条，长 4.852km，斗渠 7 条，长 2.016km，主排灌渠 1 条，长 0.792 km。运行良好。 项目区内虽然有渠道进行灌溉，但仍有大多数支渠为老土渠， 基本上处于不良好运行状况，水资源浪费严重。田间工程配套率低， 农毛渠大部分为衬砌的土渠，灌水方式以大水漫灌为主，田间损失 较大。而遇干旱，水量缺乏，灌溉水量减少，特别是高于渠道的田 更无法解决作物生长所需水量，故很容易造成灾害，使农作物产量 减产或无收。 2.62.6、示范区电力、交通及通信现状、示范区电力、交通及通信现状 项目区在黄平县旧州镇校场坝村，距古城旧州镇 5km，其交通、 电力、通讯等基础设施较发达。国家电网覆盖全镇，电力供应保证 率高。项目区用电方便。程控电话已通各村，大多数农户已安装了 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -9- 电话，移动通信已覆盖全镇。有硬化乡村公路，交通十分便利。 三、技术设计方案三、技术设计方案 3.13.1、总体设计、总体设计 3.1.13.1.1 水源水源 结合示范区现有水利工程现状，本工程水源优先考虑自流水源， 项目区水源点为冷水河，属长江流域舞阳河水系，地理位置属于梯 子岩。根据当地水利局多年观测的资料所知，集雨面积为 68.25km2，多年平均流量为 1.2m3/s，枯水流量为 0.21m3/s，由原有 引水渠道（渠道断面为 0.8mx0.8m(宽 x 高)，引水流量为 0.21m3/s）,输送至新建蓄水池。其中：渠道灌溉水源取老里坝大河。 属于冷水河支流。流量能满足项目区的用水需求。 3.1.23.1.2 首部枢纽首部枢纽 （1）水源首部枢纽 本工程水源优先考虑自流水源，灌溉系统水流途径：水源（经 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -10- 渠道）蓄水池干管首部枢纽，见（系统总体平面布置图） ，其 中首部枢纽含水表、闸阀、止回阀、水沙分离器、网式过滤器、施 肥灌、压力表、空气阀等水处理设施（见灌区首部枢纽图） 。 3.1.33.1.3 分区分区 结合示范区水源情况，本次分区指导思想为：成片分区、便于 运行、集中管理，项目区计划发展节水灌溉面积 1200 亩，其中：喷 灌 20 亩，主要种植西瓜、西红柿。滴灌 30 亩，主要种植蔬菜。渠 道灌溉 1150 亩，主要种植水稻。具体分区详见总体布置图。 3.1.43.1.4 水量平衡水量平衡计算计算 3.1.4.13.1.4.1 供水平衡供水平衡 项目区水源点为冷水河,常年有水。原引水渠取水点以上集雨面 积为 68.25km2，多年平均流量为 1.2m3/s，枯水流量为 0.21m3/s，项 目区于渠道 7+140 桩号处新建蓄水池（50m3）引水灌溉。灌溉设计 保证率大于 80%，灌溉水利用系数按节水灌溉技术规范滴灌取 0.9， 喷灌取 0.85。渠道防渗取 0.7。项目区的灌溉模式为喷灌、滴灌、 渠灌。其主要种植西瓜、西红柿、蔬菜、水稻。根据规范喷灌耗水 强度为 6.0mm/d，滴灌耗水强度为 3.0mm/d。渠道防渗区 6.0 mm/d， 日平均最大耗水量： 其日需用水量如下： 喷灌区：灌溉面积 20 亩，日需用水量 w=2066671000=80.04m3/d。 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -11- 滴灌区：灌溉面积 30 亩，日需用水量 w=3036671000=60.03 m3/d。 渠道灌区：灌溉面积 1150 亩，日需用水量 w=115066671000=4602.3m3/d。 其用水流量如下： 喷灌区：日工作时 12h 计，日需用水流量 q=80.04（123600）=0.0019m3/s。 滴灌区：日工作 12h 计，日需用水流量 q=302.15（123600）=0.0014 m3/s。 渠道灌区：日工作 14h 计，日需用水流量 q=4602.3（143600）=0.091 m3/s。 全系统日用水流量： q=（0.0019/0.85+0.0014/0.9+0.091/0.7）=0.13m3/s。 由上述计算分析：最大日需用水流量 q=0.13m3/s，水源点可供 水流量 q=0.21m m3/s 大于用水流量 q=0.13 m3/s，水源能满足项目 区用水要求。 3.1.4.23.1.4.2 项目设计水平年（项目设计水平年（p=80%p=80%）需水量预测）需水量预测 根据规范、规定，结合当地地形、地貌、自然经济条件，取喷 灌、滴灌、渠灌的设计灌溉保证率为 80%。 水稻灌溉定额计算：根据节水灌溉工程技术规范 (gb/t503632006)，水稻灌溉采用“薄、浅、湿、晒”灌溉模式进 行。使其灌溉制度能达到节水的目的。 “薄、浅、湿、晒”灌溉方法 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -12- 的技术要求是：薄水插秧，浅水返青，分蘖前期田湿润管理，分蘖 后期晒田；拔节孕穗期，抽穗扬 花期灌水；乳熟期灌水；黄熟期湿润落干，穗部包头前，田间 保持湿润，包头后自行落干。 “薄、浅、湿、晒”田间持水深度变幅 540mm，而“浅、深、浅”田间持水深度变幅为 2060mm。 根据以上技术要求，拟定本项目区中稻灌溉制度，按逐旬田间 水量平衡法推求。采用黄平县蒸发资料进行灌溉定额计算，同时考 虑黄平及其他参照气象雨量站降水量、蒸发量不同，经两处降水、 蒸发资料同步分析，对灌溉定额进行修正，其系数为 1.05。将历年 灌溉定额从小到大排列，以 p-曲线适线，进行频率分析计算。成 果列于表。 表 3.1.4.2-1 项目区节水设计灌溉定额统计参数成果表 统计参数灌溉定额 灌溉制度 m3/亩 cvcs/cvp=20%p=50%p=80% 浅、薄、湿、 晒 2730.152.0 231273314 浅、深、浅 3310.152.0 279328385 经计算， “薄、浅、湿、晒”灌溉制度节水 20%以上。 旱作物灌水定额计算： 项目区节水灌溉措施有喷灌、滴灌。根据喷灌灌溉技术规范 （gb/j50085-2007） 、 微灌工程技术规范 （gb/t50485-2009） 、 灌 溉与排水工程设计规范 （gb50288-99） ，灌水定额及灌水周期分别 采用以下公式计算。 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -13- 喷灌: 1 21max )(100hm 式中：mmax最大净灌水定额,mm； t设计灌水周期,d; 土壤容重,g/cm3； h计划湿润层深度 cm； 1、2适宜土壤含水量上、下限（重量百分比） ； 喷酒水利用系数； 滴灌 式中：mmax最大净灌水定额单位，mm； 土壤容重，单位 g/cm3; z计划湿润土层深度，单位 cm； p微灌设计土壤湿润比，单位%； max、min 适宜土壤含水率上、下限） （重量百分 比） ； 经分析，灌区土壤容重取 1.45g/cm3,喷洒水利用系数 0.85,滴 灌灌溉水利用系数取 0.90,渠道防渗灌溉水利用系数取 0.70,滴灌设 计土壤湿润比：蔬菜取 70%，再根据各种作物的计划湿润层深度， 适宜土壤含水量上、下限，采用以上公式计算得的项目区中各种作 物的最大净水定额，设计灌水定额选取小于最大灌水定额。 根据我省一些地区的旱作物灌溉资料和试验资料，参考邻近省 maxmaxmin 0.001mp 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -14- 经验,并结合灌区的实际情况，拟定各种旱作物的灌溉周期、总需水 量及作物设计灌水定额。各种作物的设计灌溉定额、灌水周期、日 轮灌次数、最大净灌水定额、日灌水时间取值列于表 4.4-1（喷、 滴灌轮灌特性表） 。 表 4-1 喷灌、滴灌、渠灌特性表 作物 种类 灌溉 面积 （亩） 灌溉 类型 设计灌 水定额 （mm） 灌水 周期 （d） 日灌水 次数 （次） 最大净 灌水定 额(mm) 日灌水 时间 （h） 水稻 1150 渠灌 渠道设计流量 0.00946m3/s 14 蔬菜 30 滴灌 621018.4910 西红柿 西瓜 20 喷灌 202527.212 3.1.53.1.5 灌溉制度和工作制度灌溉制度和工作制度 3.1.5.13.1.5.1 喷灌区工作制度喷灌区工作制度 喷灌区采用轮灌方式进行灌溉，喷灌区有喷头 52 个，灌水定额 取 6mm,轮灌周期取 2 天，每日轮灌 5 次，每次轮灌开启喷头数为 6 个，每次轮灌只需开启一个闸即能满足要求。 3.1.5.23.1.5.2 滴灌滴灌区工作制度区工作制度 大棚滴灌区总供 64 个大棚，轮灌周期 2 天，每日轮灌 10 次， 每次同时工作 4 个大棚，通过开启每个大棚支管上的闸阀控制，每 次灌水时间 0.78h，灌水定额取 3mm。 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -15- 3.1.63.1.6 项目区土地使用方式项目区土地使用方式 项目区拟采用租用农民土地方式, 利用项目区距镇中心近的区 域优势，在项目区内调整种植结构，以市场为导向，减少粮食种植 面积，增加高经济作物种植面积。项目建设以提高水的利用率和水 分生产率，增加科技含量及建设优质、高效农业为目标，因地制宜， 选择适当的节水灌溉模式，充分发挥典型示范作用为要求。 3.23.2、典型设计、典型设计 3.2.13.2.1 设计依据设计依据 节水灌溉技术规范 （gb/t50363-2006） 喷灌工程技术规范 （gb/t50085-2007） 喷灌工程技术管理规程 （sd148-85） 微灌工程技术规范 （sl 103-95） 压管道输水灌溉工程技术规范 （sl/t 153-95） 渠道防渗工程技术规范 （sl 18） 农田灌溉水质标准 （gb 5084） 3.2.23.2.2 灌区管网布置原则灌区管网布置原则 该片区地形平坦，田土均有分布。该片区主要种植西瓜、西红 柿，并复种反季节蔬菜。节水设施主要是喷灌、滴灌。喷灌系统水 流途径为：水源（经渠道）蓄水池干管首部枢纽分干管 二级分干管支管竖管喷头，见（系统总体平面布置图） ，干管 及分干管中心埋深 0.75m。喷头布置支管上，并有支架支撑，喷头 采用 zy-2 单嘴摇背式塑料喷头。滴灌系统水流途径为：水源（经渠 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -16- 道）蓄水池干管首部枢纽分干管支管大棚，见（系统 总体平面布置图） 。 3.2.33.2.3 灌区典型设计灌区典型设计 3.2.3.13.2.3.1 喷灌工程设计喷灌工程设计 喷灌区采用轮灌方式进行灌溉，喷灌区有喷头 52 个，每日轮灌 5 次，轮灌周期为 2 天，每次轮灌开启喷头数为 6 个，每次轮灌只 需开启一个闸即能满足要求。 （1）基本资料 喷灌区土壤为含砾的砂黄壤土，容重 1.45g/cm3，土层厚度大 于 1.0 米，田间持水量 35%，喷灌区控制面积 20 亩。由干渠引水到 蓄水池形成自压供水(详见灌溉系统平面布置图),蓄水池的水面高程 比作物地面高程高 50m，实行自压喷灌，不需动力设备。 （2）灌水定额、灌水周期： 灌水定额、灌水周期按下式计算 灌水定额采用喷灌工程技术规范(gb/t50085-2007)（以下 简称规范）按下式计算： m=100rh（12）/ 式中： m设计灌水定额（mm） ； r土壤容重（g/cm3） ，取r=1.45g/cm3； h计划湿润层深度（cm）(西红柿取 30-50cm、西瓜取 30cm)； 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -17- 1适宜土壤含水量的上限取26； 2适宜土壤含水量的下限取21； 喷洒水利用系数；平均风速2.5 m/s，小于3.4m/s，取 =0.8。 灌水周期： 灌水周期采用“规范” ，按下式计算： t= 式中：w作物日需水量（mm/d） ； t设计灌水周期（日） ； m设计灌水定额（mm） ； 成果于下表 作物种类 最大净灌水 定额（mm） 设计灌水定额 (mm) 灌水周期 (d) 作物需水 量(mm/d) 西瓜 27.22026 西红柿 27.22026 （3）喷头选型及组合间距确定 按照国家标准喷灌工程技术规范规定，选择喷头和确定组 合间距按以下要求： 喷灌强度不超过土壤允许的喷灌强度值。 喷灌的均匀系数不低于规范规定的数值。 雾化指标不低于作物要求的数值。 有利于减少喷灌工程的年费用。 w m 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -18- （4）喷头的选择： 选择zy-2型喷头，该喷头材质好，经久耐用，其主要性能为： 型号喷头直径（mm） 工作压力（mpa）流量（m3/h）射程（m）喷灌强度(mm/h) yz-26.00.252.3818.22.8 雾化指标： =5169，大于规范规定值，满足要求。 （5 ） 组合间距确定 采用圆形喷洒正方形布置，风速为2.5m/s时，ka=kb=0.91.0 取ka=kb=0.9，取支管间距和喷头间距均a=b=18m。 （6 ） 喷灌强度验算 参照喷灌工程设计手册公式，选择布置系数和风系数进行 计算： 风系数：kw=1.08v0.1921.29 ka=kb=0.94，cp1.70 =kwcpa 式中： 设计喷灌强度（mm/h） ； cp布置系数； a单喷头设计喷灌强度（mm/h） ，2.8mm/h。 经计算=6.14 mm/h小于区域内土壤允许喷灌强度10 mm/h，满 足要求。 d hp 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -19- （7） 喷灌工作制度与运行方案 喷灌工作制度： 喷头在喷点上的工作时间 喷头在喷点上的工作时间t用下式计算： 1000 m a b q t 式中：a、b支管间距和喷头间距（m） ；18m。 q喷头流量（m3/h） ；2.38m3/h。 m灌水定额（mm）取：12mm。 喷晒水利用系数 取：0.8 根据计算，每次喷灌时间为t=2.04小时。一天工作12小时，每 天灌5次，喷灌区两天轮灌完。 一天轮灌次数 td: 日灌水时间 12h t:一次灌水时间 2.04h 经计算：一天轮灌次数为5.88,取整：5次。 同时工作的喷头数(按喷头数最多计算) n n总/nd*tz=5.2 其中： n总：灌区喷头总数 取：52（个） nd:轮灌次数） 5次 tz:(灌水周期） 2d 取同时工作的喷头数为6个。 d d t n t 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -20- 固定式喷灌干管的设计流量：q=62.38=14.28m3/h =3.97l/s 喷头运行方案： 喷灌时，采用轮灌编组制度。轮灌可使管道的利用率提高，从 而降低设备投资，确定轮灌方案时，主要考虑以下原则： 轮灌编组应该有一定规律，以方便运行管理。 各轮灌组的工作喷头总数尽量接近，从而使系统的流量保持 在较小的变动范围之内。 轮灌编组应该有利于提高管道设备利用率。 制定轮灌顺序时，应将流量分散到各配水管道，避免流量集 中。 （8）管道设计和管道水力计算 管材选用： 本工程引水量不大，且输水距离较短，根据工程经验，工作压 力一般不大于600kpa，可选用厚壁硬塑料管（pe管）作为本工程的 地下输水管道，输水管道中心埋入土中75cm以上。 （9）管径选择 分干管管径的选择： a、采用下式计算分干管流量。 q分分管灌水流量（m3/h） 。 n分同时工作喷头数（个） 。设计取 6 qnq 分分分 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -21- q分喷头设计流量（m3/h） 。设计取 2.38 经计算得：支管灌水流量为 14.28m3/h。 b、确定分干管管径。 根据分干管流量 q=14.28m3/h =3.97l/s 取经济流速 v=1.0m/s， 则分管管径 d 为 dp 分 =1000=71.11mm 4 选取管径d=90mm。 支管管径的选择： a、采用下式计算分支管流量。 q支支管灌水流量（m3/h） 。 nz支管上最大喷头数（个） ，设计取 3 个 qz喷头设计流量 m3/h，设计取 2.38 m3/h 经计算得：支管灌水流量为 7.14m3/h。 b、确定支管管径。 根据喷灌需水量 q=7.14m3/h=1.98l/s。 取经济流速 v=1.0m/s。 则支管管径 d 为 d支=1000=50.22mm） 4 选取支管管径d=63mm。 zz qnq 支 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -22- (六）管道水力计算 （1）分干管沿程水头损失计算 采用“规范”规定的公式计算 分干管径为 dn90mm 的管径，壁厚 4.1mm，水头损失如下 m fb fl q h d 分 式中：hf分沿程水头损失（m） ； f摩阻系数，与摩阻损失有关；94800 l管长（m） ；500m q流量（m3/h） ；14.28 d管径内径（mm） ；81.8mm m流量指数，1.77 b管径指数，4.77 各种管材的f、m及b值，可查“喷灌技术规范”第16页表5-2- 1。 经计算得：沿程水头损失3.94m。 （2）多孔系数 f= 式中：f多孔系数； n喷头或孔口数；3 x多孔支管首孔位置系数，取0.5。即支管入口至第 xn x n m nm n 1 1) 6 1 2 1 1 1 ( 2 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -23- 一个喷头的距离与喷头间距之比。 m流量指数；1.77 经计算得：多孔系数为0.453 （3）多喷头支管沿程水头损失 采用“规范”规定的公式计算 支管径为 dn63mm 的管径，壁厚 2.9mm，水头损失如下 式中：hf支管沿程水头损失m； l管道长度；300m q管道流量（m3/h） ；即：7.14 d管道内径（m） ；57.2mm f摩阻系数。0.948*105 m塑硬料管流量指数。取1.77 b塑硬料管管径指数。取4.77 经计算得：支管沿程水头损失；hfz=3.82m hfz=fhfz 式中：hfz多喷头支管沿程水头损失； f多孔系数；0.453 hfz支管沿程水头损失m；3.82 经计算得：多喷头支管沿程水头损失；hfz=1.73 （3）局部水头损失 m fb fl q h d 支 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -24- 初步概算按沿程水头损失的10%计算。 采用“规范”规定的公式计算。 2 2 j v h g 式中：hj局部水头损失（m） ； 局部水头损失系数； v管内流速（m/s） ； g重力加速度（g/cm3） ； 经计算得：局部水头损失hj=2.11m。 以最不利点处水头损失计处：经计算分干管 hf 干=3.94m、 多喷头支管沿程水头损失 hfz=1.73m，局部水头损失 hj=2.11m 总水头损失 hf=hf 分干+ hfz+hj =3.94+1.73+2.11=7.78m； 3.2.3.23.2.3.2 滴灌工程设计滴灌工程设计 大棚滴灌区共 64 个大棚，分二天轮灌完，每日轮灌次数 10， 每次同时工作 4 个大棚。滴灌干管流量为 0.0024m3/s。 1 基本资料 滴灌区土壤主要类型为酸性粘土和黄壤土，土壤质地偏轻，以 黄壤土为主，土层厚度 1.03.0 米，田间持水量约 30%，滴灌区主 要种植大棚蔬菜。种植面积 30 亩。 大棚滴灌区由冷水河通过原有干渠引水到蓄水池自压供水，蓄 水池的水面高程高于种植的大棚蔬菜地面的高程，不需动力设备。 用有压管道自流入灌区进行灌溉。 2 滴灌用水量计算 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -25- 设计灌水最大定额按滴灌工程技术中的公式计算： maxmaxmin 0.001()mzp 式中：mmax设计最大净灌水定额； r土壤容重（g/cm3） ；取：1.45 z计划湿润层深度(cm) ；取：30 p设计土壤湿润比(%)；取：85 max适宜土壤含水量重量百分比上限(%)；取：26 min适宜土壤含水量重量百分比下限(%)；取：21 上述基本资料数据，查节水灌溉技术规范规定得， 计算得灌水最大定额为：18.48mm 设计灌水定额 * da mti t设计灌水周期 d；取 2d ia设计供水强度；取作物耗水强度 3mm/d 设计灌水定额取 6mm。 （2）设计最大灌水周期 最大灌水周期按下式计算 tmax=（mmax/ea） 式中：tmax设计灌水周期 d； ea设计耗水强度 mm/d 取：3 m设计灌水定额 mm 取：6 灌溉水利用系数；取：0.98 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -26- 根据上述基本资料和节水灌溉技术规范规定，计算得设计灌水 定额、灌水周期如下表： 作物种类灌水定额(mm) 最大净灌水定 （mm） 灌水周期(d) 蔬菜 6.018.52 3 滴头、毛管选择与布置 毛管采用厂家生产的滴灌带，大棚内中央留路宽 0.4m,支管长 6m,毛管间距 0.8m,滴头间距 0.3m。滴头设计工作压力 h=0.1mpa， 滴头出水流量 1.87l/h。滴灌带沿头作物根部种植方向布置于地面, 每个大棚共 7 条，每条长 350m(一个大棚)。 4 滴灌(大棚)总体布置 规划大棚 64 个，均为塑料大棚，规格长宽（50m6m） 。 大棚间隔 0.4m,。除首部枢纽安装砂石过滤器或离心式过滤器、 闸阀、压力表、水表各一个等外，每个大棚内独立配置控制系统 一套（包括压力调节器、闸阀、网式过滤器、压力表、水表各 1 个） 。 管道布置按干管、分干管、支管、毛管四级布置，干、分干管 埋于地下，以便控制各灌水单元，支管、毛管布置于大棚附近或大 棚内。 5 工作制度的拟定 （1）一次灌水延续时间 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -27- q ssem t l 式中 t 一次灌水延续时间，h； m灌水定额，mm；取 6mm se毛管的出水点间距，为 0.3m； sl毛管间距,为 0.8m； 灌溉水利用系数，取 0.98； q单个滴头流量，q=1.87l/h。 6 0.3 0.8 0.78 0.98 1.87 th 取 t 为 0.78h （2） 日轮灌次数 r r t n t 式中: nr每天工作次数，次； tr滴灌系统日工作时间，取 12h。 次,取 10 次 （3） 每次同时工作的大棚数 tn n f r n 式中，nf每次同时工作的大棚数个； n大棚总数个；本次设计取：64 个 nr每日轮灌次数，10 次。 t设计灌水周期，2d。 12 15.38 0.78 r n 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -28- 取 4 个。 64 3.2 10 2 f n 个， （4） 轮灌方案 滴灌区从蓄水池自压引水，为满足滴灌灌溉用水量要求，鉴于 大棚净灌溉面积并不大，考虑到实际运行管理方便，两天即可将 64 个大棚全部灌完，每天轮灌 10 次，每次同时工作大棚 4 个，一次工 作 0.78h，轮灌周期为 2 天。 6 管网布设 在大棚滴灌区设分干管，总长 310m，型号为：dn75pe 管，见 （滴灌区平面布置图） ，每一个大棚内设置毛管 7 条，每一条为 50m, 型号为：16 滴灌管。总长 22400m。详见灌溉管路系统图及单个大 棚灌溉系统图。 7 滴灌带管径和长度 根据厂商提供的性能参数，当滴灌带均度为 0.9 时，16 滴灌 带流量偏差为 18%，最大允许长度为 51m。布设每根滴灌带长 50m， 满足最大允许长度要求。 8 输配水管网设计及水力计算 （1）流量计算 在滴灌区内，采用滴灌带，参数前述，其长度 lm=50m，即 滴灌区毛管长 50m。每条毛管上设置 167 个滴头。 毛管设计流量 q毛=q=nq 试中：q毛毛管设计流量，l/h； 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -29- n毛管上安装的滴头个数，个； q滴头流量，1.87l/h； 计算得 q毛=nq =312.29l/h 支管流量计算 一个大棚含七条毛管，则支管设计流量为： q支=7q毛 求得： q支=2186.03 l/h =0.61l/s 分干管流量计算 每次同时工作 4 个大棚， 大棚分干管流量计算可以按分干管流量计算方法进行， qd 分干=4q支，分干管：qd 分干=42186.03= 8744.12l/h=2.43l/s （2）毛管水力计算 毛管（滴灌带）长 50m，小于生产厂商提供的最大允许长度， 滴灌带满足规范对压力差要求。不再进行毛管校核计算。 （3）管径选择 毛管管径的选择： 毛管管径的确定，采用经济管径法来计算。 取经济流速 v=0.7m/s，毛管的流量 q=0.085m3/s 则毛管管径 d 为 d毛=1000=10.41（mm） 4 取管径为 16mm 滴灌管 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -30- 支管管径的选择： 支管管径的确定，采用经济管径法来计算。 取经济流速 v=0.9m/s，支管的流量 q=0.61l/s 则支管管径 d 为 d支=1000=29.38（mm） 4 取管径 40mm 的 pe 管。 （4）干管管径的选择： 分干管管径的选择： 分干管管径的确定，采用经济管径法来计算。 取经济流速 v=1.0m/s，分干管的流量 q=2.43l/s 则分干管管径 d 为 d分干=1000=55.64（mm） 4 取分干管径为 75mm 的管径。 总干管管径的确定，采用经济管径法来计算。 取经济流速 v=1.0m/s， 总干管的流量 q干=qp 分+qd 分=14.28 l/h +8.74l/h =0.0064m3/s 则总干管管径 d 为 d总干=1000=90.29mm 4 取总干管管径为 110mm。 （5）水头损失 滴灌局部水头损失 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -31- hj= 式中：hj局部水头损失（m） ； 局部水头损失系数； v管内流速（m/s） ； g重力加速度（g/cm3） ； 经计算得：1.95 多口系数 f= 式中：f多孔系数； n喷头或孔口数；7 x多孔支管首孔位置系数，取0.5。即支管入口至第 一个喷头的距离与喷头间距之比。 m流量指数；1.77 经计算得：多孔系数为0.435 支管水头损失 大棚内滴灌带支管选用 40pe 管，壁厚 2.6mm，水头损失如下 m f b fl q h d 式中：hf支管沿程水头损失m； l管道长度；8m g v 2 2 xn x n m nm n 1 1) 6 1 2 1 1 1 ( 2 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -32- q管道流量（m3/h） ；即：2.186 m3/h d管道内径（m） ；34.8mm f摩阻系数。0.948*105 m塑硬料管流量指数。取1.77 b塑硬料管管径指数。取4.77 以最不利点处水头损失计处，经计算 hf 支=0.134m。 多口支灌水头损失 hfz=fhfz=0.134*0.435=0.058 分干管水头损失 分干管径为 dn75mm 的管径，壁厚 3.4mm，水头损失如下 m fb fl q h d 分 式中：hf分干管沿程水头损失m； l管道长度；500m q管道流量（m3/h） ；即：8.744 m3/h d管道内径（m） ；68.2mm f摩阻系数。0.464 m塑硬料管流量指数。取1.77 b塑硬料管管径指数。取4.77 以最不利点处水头损失计处：经计算 hf 分=3.94m。 总水头损失=hj+hf 支+hf 分=1.95+0.058+3.94=5.948m 总干管水头损失 总干管采用 dn110pe，壁厚 5.0mm，水头损失如下 贵州省黄平县旧州镇校场坝村节水灌溉示范项目工程 实施方案 -33- m f b fl