石头河灌区高新节水示范园工程施工组织设计.doc

1 石头河灌区高新节水示范园工程石头河灌区高新节水示范园工程施工组织设计施工组织设计 1 综合说明 1 1 灌区概况 石头河水库灌区位于关中西部 辖眉县 岐山两县共 14 个乡 镇 灌区设计 灌溉面积 128 万亩 其中眉 岐两县渭河以南设施灌溉面积 37 万亩 宝鸡峡塬下灌 区补水面积 91 万亩 灌区骨干渠道主要有总干渠和东干 北干 西干三条干渠 总长度 51 984 公里 设有支渠 14 条 总长度 97 137 公里 水库坝址位于古褒斜道斜峪关以南 1 5 公里处的眉县 岐山 太白三县交界处 是一座具有灌溉 城市供水 发电 防洪等综合利用功能的大 二 型水利工程 水库设计总库容 1 47 亿立方米 正常蓄水位 801 米 年调蓄水量 2 7 亿立方米 枢 纽工程于 1969 年开始筹建 1980 年下闸蓄水并部分受益 1989 年工程基本建成 1994 年正式通过国家竣工验收 依照 陕西省大型灌区续建配套与节水改造规划编制工作大纲 的要求结合灌 区的实际 石头河水库管理局于 1999 年作出了近期 2005 年 远期 2015 年 的 发展节水改造规划 其中近期发展节水灌溉面积 30 万亩 远期发展 37 万亩 工程 措施包括渠道衬砌 暗管理输水等 本年度实施项目为石头河水库东干渠九支渠万亩节水灌溉示范区 该区位于秦 岭北麓 眉县青化乡境内 项目区是九支渠灌区的一部分 九支渠节水工程分两期 实施 本次实施的万亩节水灌溉示范区一期工程的范围由穆桥沟以东到青化塬边 即九支渠原 7 斗 8 斗控制面积 灌区南北长约 4 6km 东西宽约 2 5km 控制面积 灌溉面积 11500 亩 2002 年九支渠已衬砌渠道 2 87km 改造建筑物 33 座 由于斗渠已运用 20 多年 渠道老化破损严重 斗渠以下的分引渠系不配套 田间工程残缺不会 土地不平整 灌溉效益逐年降低 严重制约灌区经济的快速发展 万亩节水示范项目涉及青化乡境内的宣窝 风村 青化 河湾等 6 个村 36 组 农户 2150 户 人口 8549 人 总耕地占 1298 亩 主要以农业经济为主 主要农作物 2 是小麦 玉米 经济作物有猕猴桃 苹果 油料等 农民人均年纯收入 1230 元 1 2 项目区水土资源分析 项目区灌溉水源为石头河水库 流域面积 673km2 多年平均径流量 4 48 亿 m3 年平均流量 14 1m3 s 石头河水库除灌溉用水外 还向西安市年供水约 9000 万 m3 经有关文件分析研究 水量平衡 水库水量充沛 水质优良 项目区节水改 造前 灌区年需水量 525 2 万 m3 由于 7 斗 8 斗渠道老化损坏严重 田间工程配套 较差 干支渠有水输不到田间 一般灌溉面积不足设施面积的三分之一 灌溉水利 用率不到 40 万亩节水示范区项目实施后与干支渠配套 在 75 灌溉保证率下 项 目区年灌溉用水量为 266 3 万 m3 灌区人饮用水量 12 48 万 m3 支渠可供水量为 525 万 m3 每年可节余水量 246 4 万 m3万 灌区土层厚度较大 约在 20 60m 土质良好 肥沃 适宜种植小麦 玉米及经 济果林 1 3 灌区节水改造的必要性和可行性 项目区为九支渠 7 斗 8 斗灌区 经过 20 余年的进行 7 斗 8 斗已破烂不不 勘 输水安全可靠不能保证 输水损失大 斗以下分引渠配套不全 田间土地不平 整 灌溉水的利用率不足 40 目前东干渠九支渠已实施节水改造 但渠水输不到 田间 或水的利用率很低 为促进灌区农业可持续发展和节约水资源 对灌区实施 节水改造非常必要和迫切 石头河水库管理局通过近几年节水改造工程实践 在工程前期工作 工程招投 标 工程质量管理和资金管理等方积累了不少经验 锻炼了一大批干部 节水改造 工程实施后 不但增引了灌溉和供水水量 同时又大量节约了水资源 农民群众的 庄稼能得到适时灌溉 农业增产增效 热情支持节水改造 项目区南高北低 高差 65m 有利于实施管道灌溉 节水潜力大 另外本项目由具有两级资质的设计单位承 担设计 技术先进 经济合理 所以本工程实施的可行性条件优越 1 4 灌区节水改造的指导思想 依靠科技进步 提高灌溉水利用率和水分生产率 达到农业增产和农民增 收 为实现区域水资源的可持续利用和农业的可持续发展创造条件 3 1 5 灌区节水改造内容 根据灌区地形条件 设计拟建设管道灌溉系统 铺设输水干管 10115m 铺设 UPVC 输水支管 37061m 建设调压池 2 个 解决 11500 亩农田灌溉用水及 8549 人的 生活饮水困难 1 6 年度实施方案设计 根据项目区原 7 斗 8 斗的灌区地形地貌条件 经比较采用两个独立的灌溉系 统 即输水干管按原 7 8 斗渠的位置布设两根 分别控制青果公路两侧灌区 项目区整个灌溉管网为设有减压池的开敞式结构自压输水系统 管网是由总干 管 干管和支管三级管道组成的树枝状管网 全部输配水系统为固定管网 给水拴 设在支管上 间距 20m 给水栓最小流量为 50m3 h 设计田间水畦宽度 3m 输水总干管 干管采用预应力钢筋砼管 管径 DN800mm DN600 DN300mm 压 力等级 0 4Mpa 输水支管采用 UPVC 管 调压池为开敞溢流式钢筋砼圆形结构 1 7 工程投资概况 根据陕西省计委陕计项目 2000 1045 号文规定 本工程投资拟为 1162 75 万元 1 8 经济评价与环境保护设计 根据 水利建设项目经济评价规范 SL72 94 规定的评价方法和分析参数 本 项目经济内部收益率 Is 14 07 大于社会基准折现率 I 12 经济净现值为 197 21 万元 大于零 经济效益费用比为 1 14 大于 1 0 均满足 评价规范 要求 经 敏感性分析 各项指标亦满足 评价规范 要求 说明实施本项目从国民经济角度 分析是合理的 具有较强的抗风险能力 本项目实施后 使原九支渠 7 8 斗灌区有了充足的灌溉水源 使农业增产和农 民增收 同时又节约了水资源 促进灌区经济可持续发展和水资源的可持续利用 但是工程在实施过程 由于开挖管沟有弃渣 可能产生的水土流失 施工期间的粉 尘 废水 废渣 噪声对调边村民可产生一定的影响 这些不利影响是暂时 只要 施工单位坚持文明生产注意环境保护 其影响也会降低 1 9 施工组织 此次节水改造工程实行项目法人负责制 建设单位为石头河水库管理局 4 执行机构为石头河水库灌区节水改造工程项目办公室 其项目法人全面负责工 程建设及管理 并受上级部门监督 工程建设监理制 由业主聘请或招标选 择有相应资质的监理公司承担监理任务 无论工程项目招标与否 所有开 工建设的项目均应进行工程施工监理 建设管理机构及职责 依照工程建设规 模 法人单位石头河水库管理局组建专门机构 即万亩节水示范园工程建设领 导小组 负责节水灌溉改造工程建设的全部事宜 1 10 运行管理 按照 陕西省大型灌区续建配套节水改造项目建设管理办法 的要求 石头河 水库管理局成立了 石头河水库灌区续建配套节水改选项目办公室 下设综合科 工程科 财务科和质检科 4 个职能科室 总编制 10 人 综合科职责是 负责日常事 务 工程技术档案的管理 大型会议的组织和筹备工作 工程负责是 负责工程项 目设计和招标文件的编报 负责项目实施 检查工程进度和质量 协助财务科督查 资金使用情况 负责项目检查和验收有关技术资料的编报 财务科职责是 负责项 目经费预算的编报 各子项目结算报表和财务进度报表的编制 督促检查项目资金 使用情况 参与工程项目的招投标 做好项目各级配套资金的落实工作 质检科职 责是 负责工程质量管理和工程安全管理 编制和健全质量管理和监督保证体系 负责工程质量和安全监督 1 11 结论 本初设报告在对项目建设的必要性和可能性 项目区域水资源供需平衡 规划 设计的方案比较 管道设计 项目组织建设与管理等方面论述的基础上 对项目建设 的技术可行性进行了分析 对其经济效益进行了评价 结论为 石头河灌区万亩节 水示范区工程初设能结合灌区工程现状 认真分析灌区特点和存在问题 优选技术 方案 工程布置合理 设计内容全面 计算详尽正确 施工方案合理 工程建设指 导思想正确 技术方案可行 经济效果显著 生态 社会效益突出 项目实施对于 促进灌区农业结构调整 改善灌区农村生活面貌 提高农民经济水平具有重要意义 并且 项目可对我省灌区三农问题的解决和灌区的管理水平提高具有师范引导作用 应尽快组织实施 5 1 12 工程特性表 石头河灌区万亩节水示范园工程特性表 建设单位陕西省石头河水库管理局 建设地点眉县青化乡 基本 情况 设计单位西北水利水电建筑勘察设计院 设计灌溉面积 亩 11500 设计流量 m3 s 0 861 设计保证率 75 建筑物 座 4 物干管长度 m 10115 支管长度 m 35252 年均灌溉用水量 万 m3 175 03 工程 要素 设计村镇年供水量 万 m3 12 48 预应力混凝土管安装 m 10115 UPVC 管安装 m 37061 土方开挖 m3 62274 土方回填 m3 50258 混凝土 m3 2563 灰土垫层 m3 4334 钢件加工 t 3 2 工程总投资 万元 1162 75 内部回收率内部回收率 14 07 净现值 万元 197 21 经济 分析 建设工期 月 12 6 2 灌区概况灌区概况 2 1 地理位置 灌溉水源 石头河水库灌区位于关中西部渭河以南 西起宝鸡县铜峪沟 东至眉县青化乡 与周至县接壤 南依秦岭 北抵渭河 东西长 42km 南北宽 15km 总面积 630km2 石头河水库灌区是一个多水源灌区 水源有石头河 灞王河 汤峪河 东沙河 西沙河等五条河流 皆发源于秦岭北麓 由南向北汇入渭河 石头河水库是灌区主要水源 流域面积 673km2 多年平均径流量 4 48 亿 m3 日平均流量 14 1m3 s 实测最大流量 1680m3 s 实测最小流量 1 01m3 s 本项目为石头河水库东干九支渠万亩节水灌溉示范区 位于秦岭北麓 眉 县青化乡境内 项目区是东干渠九支渠灌区的一部分 九支渠灌区位于青化塬 面中下部 南靠秦岭以石头河东干渠九支为界 北依渭河以西宝公路为界 西 邻东沙河 东接青化塬边 2 2 地形地貌 石头河水库灌区位于秦岭北麓渭河盆地南缘结合带附近的黄土台塬区 台塬走 向东西 波状起伏 由南向北向渭河台陛式跌落与缓倾 项目区青化塬面南高北低 南部高程为 556 5m 北部为 489 5m 南北高差达 65 m 九支渠位于灌区南部最高处 东西走向 青化塬面被穆桥沟由南到西北向从中部分为两块 九支渠灌溉工程分为两期实 施 一期工程灌区位于穆桥沟以东 二期工程位于穆桥沟以西 本次万亩节水示范 区工程项目为一期工程 工程范围由穆桥沟到青化塬边 即原九支渠七斗八斗控制 灌溉面积 灌区南北长 4 6km 东西宽 2 5km 工程总控制面积 11500 亩 九支渠由东干渠东沙河倒虹出口引水 工程总引水管由九支渠 1 200 处 即七 斗处 引水 工程区内无不良地质现象 土层厚度较大 约在 20 60m 间 土壤为湿陷性黄土 但湿陷性较弱 工程区内地下水较为丰富 地下水埋深变化较大 南部埋深最大 约为 155 180m 北部埋深最小 约为 20 35m 地下水主要靠降雨 河流 灌溉补充 7 2 3 社会经济 灌区设施灌溉面积 37 万亩 有效灌溉面积 22 万亩 分属眉县 岐山两县管辖 灌区内有 14 个乡镇 152 自然村 总人口 27 95 万人 其中农业人口 26 11 万人 农业劳动力 13 63 万人 农业总产值 3 52 亿元 国内生产总值 7 49 亿元 农民人 均收入 1475 元 万亩节水示范园项目区内 共涉及青化乡境内的宣窝 风村 青化 河湾 是 石马寺等 6 个村 36 组 区内共有农户 2150 户 人口 8549 人 总耕地面积 12983 亩 区内主要以农业经济为主 其它产业较少 农业生产以粮食作物为主 经济作物发 展相对滞后 主要农作物为小麦 玉米 种植面积 9120 亩 经济作物主要有猕猴桃 苹果和油料 种植面积 4400 亩 没有形成规模 生产科技含量低 粮经种植面积比 为 195 100 2002 年项目区内农业总收入 1051 53 万元 农民人均纯收入 1230 元 灌区各村的具体情况如下表 2 1 表 2 1 石头河灌区万亩节水示范园基本情况 2002 年底 作物种植情况 村名组数户数人口 耕地面积 亩 农作物经济作物 粮 经比 农民人均纯收 入 元 宣窝 42951169200415204777 6 2 41250 风村 64891802271021405557 9 2 11214 青化 1567227793802228015203 21360 河湾 53201220209715005977 2 2 81230 金家庄 42961119204514006106 9 3 11230 石马寺 2784602038280708 21100 合计 362150854912949912038291230 工程项目区内 有西宝中线和青果路两条公路穿越灌区 交通条件良好 区内 人民群众思想解放 农村经济条件在全县位于中上水平 与石头河灌区受益前相比 农村经济得到了极大的发展 2 4 气象 灌区为大陆性季风半湿润暖温气候带 属干旱半干旱地区 区内气候温和 四 季分明 多年平均气温为 12 8 极端最高气温 43 极端最低气温 17 无霜 期 240 天 日照时数 2088 小时 多年平均降雨量 686mm 多年平均蒸发量 1270mm 8 多年平均风速 2 1m s 多年平均冻土深度 32cm 其中降雨主要集中于 7 9 月 9 3 项目区水资源平衡分析项目区水资源平衡分析 工程项目可供水量为该灌区原设计的灌溉供水量 由于工程功能由原单纯农田 灌溉拓宽为农田灌溉与村镇供水 同时灌区的作物种植结构及灌水定额也所变化 所以必须进行水量平衡分析 以保证项目的设计供水标准 通过平衡分析也可确定 出该项目实施后的节水效益 在平衡分析时 我们选用保证率为 50 75 的代表年 和多年平均进行分析 3 1 可供水量 灌区地下水埋深较大 难以补充作物生长用水 灌区用水全部靠石头河水库东 干渠输给 而石头河水库可供水量也就是 7 8 斗渠的原设计灌溉用水量 其具体情 况见表 2 3 表中 M净为净灌溉定额 W 为灌溉用水量 计算中灌溉水利用系数为 0 55 从表 2 3 可以看出 7 8 斗渠多年平均可供水量为 344 2 万 m3 3 2 需水量计算 需水量分为两大部分 一部分为灌溉用水 另一部分为村镇供水 其中灌溉用 水的计算 按规划的灌溉面积和调整后作物种植结构计算 由于蔬菜和果树的种类 杂多 且灌溉实验资料少 故在净灌溉定额的确定上 参考 陕西省作物需水量及 分灌溉模式 及 中国主要农作物需水量等值线图 中的有关资料确定 具体值见 表 2 4 灌溉水利用系数按管道水利用系数 0 95 和管灌田间水利用系数为 0 70 计 算 确定为 0 80 据此可计算出各支渠和总的灌溉用水量 具体数据见表 2 4 表 2 3 九支渠灌区作物灌溉用水量现状 75 50 多年平均 种植 作物 种植 比例 种植面 积 亩 M净 m3 亩 W 万m3 M净 m3 亩 W 万 m3 M净 m3 亩 W 万 m3 小麦 0 810386 4150 0283 3105 0198 391 9173 5 玉米 0 67789 8140 0198 3120 0170 0100 0141 6 果树 0 21947 5120 042 5100 035 480 028 3 油菜 0 0464 9100 01 280 00 960 00 7 合计 20188 6525 2404 6344 2 10 表 2 4 九支渠灌区设计灌溉用水量 75 50 多年平均 种植 作物 种植面 积 亩 M净 m3 亩 W 万m3 M净 m3 亩 W 万m3 M净 m3 亩 W 万m3 小麦 440015082 5010557 759250 55 玉米 380015071 2510047 5010047 50 蔬菜 476010059 508047 607041 65 果树 349012052 3510043 638034 90 牧草 70800 70600 53500 44 合计 16520266 30197 00175 03 农村供水指对分散在灌区的各自然村供水 对农村供水按现有农村人口 以供 水标准为每人每天 40 升来计算 可计算出其多年平均需水量为 12 48 万m3 具体情 况见表 2 5 表 2 5 村镇供水工程多年平均需水量 农村供水 灌区 人口 口 用水定额 升 口 需供水量 万 m3 全灌区 85494012 48154 3 3 水量平衡计算 根据东干渠对九支渠 7 8 斗的可供水量和该项目实施后的所需用水量进行水量 平衡计算 计算结果如表 2 6 从表中可知 在不同代表年 来水均满足用水要求 该项目实施后 除保证原有灌溉面积和满足新增村镇供水任务外 年均尚可节余 156 7 万 m3 节水率为 45 足见其节水效益可观 表 2 6 水量平衡计算 九支渠 万 m3 代表年 可供水量灌溉用水量人饮用水节余水量 75 525 22266 312 48246 44 50 404 619712 48195 12 多年平均 344 21175 0312 48156 7 11 4 灌区节水改造的必要性和可行性灌区节水改造的必要性和可行性 4 1 工程现状及存在问题 东干渠九支渠系设计引水流量为 1 0m3 s 设计控制面积 1 35 万亩 全部为自 流灌溉 工程于 1986 完工 经过 20 多年运行 老化损坏严重 2002 年 纳入续建 配套节水改造项目 对九支渠改造 2 87km 改造渠道建筑物 33 座 目前主要问题 是斗渠以下田间工程配套差 斗渠渠系布置存在问题 具体问题如下 1 原斗渠沿垂直等高线布置 渠道纵坡基本上顺地跑 坡降大 在 1 50 1 100 之间 使得支渠冲刷破坏严重 不但影响了工程的正常运行 且增大了维护 费用 2 渠系布置密度较小 有相当一部分农田不能灌溉 3 田间工程配套差 田间农渠 毛渠基本未成网 使得实际灌溉面积减少 达不到设计灌溉面积的 50 虽然地处灌区 但仍然存在大量的井灌面积 使得灌 区提供的有利的水资源条件没有得到很好的利用 4 农田基本建设基础差 灌区内有很大一部分为坡耕地 地块长度大 严重 的影响了原设计地面灌的使用 同时也使得田间水利用系数较低 5 运行管理条件差 由于渠道坡降大 使得农民堵渠翻渠偷水问题突出 给 灌溉用水管理造成很大的困难 同时偷水又使渠系破坏问题突出 6 渠道老化严重 衬砌破坏多 跑水漏水严重 渠道水利用系数低 7 灌区农村人饮全部靠提取地下水 用水条件困难 4 2 发展潜力分析 1 石头河水库是灌区的主要水源 水量充沛 水质优良 2 灌区土质良好 土壤肥沃 适宜种植粮食和经济作物 3 群众有灌水习惯 已掌握小畦灌溉技术 希望进一步发展节水灌溉 4 管理局在利用世界银行贷款项目中 早已计划引入万亩节水灌溉示范区 已委托有关设计单位进行了技术设计 12 4 3 节水改造的必要性 石头河水库不但承担岐眉 30 余万农田的灌溉任务 而且又担负着向西安市年供 水 9000 万 m3的重要任务 农业用水是石头河水库供水对象中最大的用户 经分析 年需水方为 1 4 亿 m3 灌区每亩农田毛灌溉定额为 448 5m3 亩 相当于 11 个城市 人年用水量 相当于工业 10 万元生产产值耗水量 所以农业节水意义重大 另外灌 区目前主要干支渠已进行节水改造 但斗渠以下田间工程配套很差 已有的斗 分 引渠已老化破损 输水损失很大 田间土地亦很不平整 目前的问题是干支渠有水 输不到田间 即使输水到田间 支渠至田间水的利用程度不高 大量的水资源被浪 费 所以对灌区实施节水很有必要 迅速改变传统的落后的农业为现代农业非常必 要和迫切 4 4 节水改造的可行性 1 管理局一班人具有一定的节水改造工程实践经验 2001 年 石头河水库灌区开始实施续建配套节水改造 在省水利厅的指导下 管理局专门成立了续建节水改造项目领导小组及项目办公室 负责项目的前期工作 工程 招投标 施工质量管理 培养和锻炼了一批懂工程 懂业务 会管理的人才 为今后实施灌区节水改造奠定了基础 2 节水改造工程设计技术先进 经济合理 节水改造工程设计在总结灌区几十年灌溉用水的基础上 通过深入调研 并经 具有 2 级资质的勘测设计单位设计及水利厅节水改造专家组的严格审查 所以工程 技术方案合理可行 3 节水效益显著 灌区群众热情支持 2001 年对干渠及主要支渠实施了节水改造 渠道输水能力增大 水量损失减少 农田不但能得到适时灌溉 而且水费支出也相应减少 所以灌区群众积极支持节水 改造 不断向田间工程投入 加快了节水改造的步伐 4 灌区交通 供电 供水 通讯条件优越 为节水改造工程的实施创造了条 件 5 灌区有实施管道灌溉的有利条件 节水潜力大 东干渠九支渠灌区 南高 北低 高差达 65m 有实行管道灌溉的条件 另外石头河水库水质清洁 浊度很低 13 有利于进行喷灌 微灌和管灌条件 14 5 年度实施方案设计年度实施方案设计 5 1 设计依据和设计原则 5 1 1 设计依据 1 低压管道输水灌溉工程技术规范 SL T153 95 2 灌溉试验规范 SL13 90 3 水利建设项目经济评价规范 SL72 94 4 石头河水库九支渠地形图 1 2000 5 眉县气象资料 6 石头河水库九支渠原设计资料 7 陕西省作物需水量及分区模式 8 大型灌区续建配套与节水改造项目 工作指南 2002 年 9 月 5 1 2 设计原则 本项目为陕西省一项大型节水示范项目 其控制灌溉面积近万余亩 在省内灌 区是较大的节水示范工程 为了搞好工程设计 使其真正达到示范作用 在工程布 置设计中 应遵循以下原则 1 节水灌溉项目做为其中一项农业水利工程规划 符合石头河灌区的水利规 划及灌区的农业规划要求 2 具有示范作用 在充分考虑灌区的特点基础上 确定其主要灌水方式 同 时注意灌水方式的多样性 3 近期与远期相结合 根据资金筹集情况 按统一规划 分期实施建设 4 注重工程经济效益 灌水方式的选择与农业种植现状及种植结构调整统筹 考虑 提高工程的经济效益 5 统筹兼顾 充分利用现有灌溉设施 在管网布设上尽可能与原渠系 路林 相结合 即可利用原渠系泄水 又减少施工占用农田 6 灌水区域划分和管道布设充分考虑各村组界限 以达到管理方便的目的 15 7 综合分析 力求最优 根据地形落差 在干管分段减压降低管道压力等 级 在管网布置上 力求管网线路最短 以节省管材 在管材选取上 依不同的流 量与压力选取最佳适宜管材 在管径选定时 尽可能采用大流速 小管径 8 最未级管道的布置要与作物的耕作方向相一致 即尽可能布置成与耕作方 向相垂直 9 整个管网的量水 控制 泄水建筑物配套齐全 保证工程运行安全和管 理方便 10 充分发挥工程的综合效益 利用灌溉供水管网 解决农村供水问题 提 高农民生活的质量 11 注意系统运行管理的灵活方便 5 2 灌溉分区规划及灌溉类型确定 5 2 1 灌溉分区规划 项目区东西宽度达 2 5km 灌区地形规整 田块道路网架基本合理 同时该工 程又是对原灌区进行改造 所以在灌溉分区布设上可能的布设方案是设立一个独立 系统还是设立两个系统 为此进行三种布置方案的比较 其情况分别如下 1 方案一 采用一个引水系统 在 7 斗口引水到调节池 调节池后接总干管 总干管沿原 7 斗渠向北前行 在下一地块的东西路上分支 分为 1 干和 2 干管 1 干继续沿原 7 斗向西至沟边 然后北折向前 2 干则沿东西路东折前行 直至与原 8 斗渠相交 然后向北折行沿原 8 斗前行 该方案的主要优点是一泄排水方便 由 7 斗渠口引水 该处距离穆桥沟近 有 良好的渠道泄排水条件 可在支渠上修建溢流堰泄水 二是管道总长度小 投资省 三是便于集中管理 所以推荐采用该方案 2 方案二 引水口和方案一相同 在调节池后分两根干管 分别沿原 7 8 斗渠前行 形成分用同一调节池的两个独立供水系统 该方案仍然具有排泄水方便 的优点 同时避免了总干管的大管径 管材规格少一级 运行管理比方案一更灵活 缺点是干管长度增长近 300 米 必然造成工程投资的加大 3 方案三 采用完全独立的两个供水系统 7 斗灌区的供水系统和去掉 2 干 的方案一相同 对 8 斗灌区利用一段原斗渠引水 在原 8 斗渠由东向北折处设立调 16 节池引水 干管沿原 8 斗前行 该方案的优点在于干管长度短 两个完全独立系统 互不影响 缺点一 8 斗系统是排泄水困难 因斗渠坡降大 调节池距穆桥沟距离远 不可能利用穆桥沟边的溢流堰泄水 必须从新设立泄水建筑物 同时还须开挖排水 沟 二是 7 8 斗口是九支渠的未端 两个取水口位于同一地点 九支渠是近期完成 的衬砌 而 8 斗渠则破旧不堪 要利用的一段 8 斗渠引水就必须进行衬砌改造 这 两点都将使工程投资增加很大 综合以上的比较 显然方案一具有更大的优越性 方案二次之 方案三最差 故最终确定采用方案一 5 2 2 灌溉类型确定 灌区由石头河水库供水 其水质清澈 含沙量极小 无污染杂物 满足饮用水 标准 就其水质而言 适宜于发展各种类型节水灌溉 就灌区地形而言 南高北低 石头河干渠位于南端最高处 灌区自然地形落差大 落差约 65m 平均坡降 1 72 全灌区满足自压管灌溉条件 所以从灌区的工程条件来看 上部可适应除喷灌外的 各类灌溉 而下部可采用各种类型灌溉方式 在主要灌水形式上 对上部灌区从节 水 方便管理及适应灌溉发展形势的角度出发 管灌无疑是首选的灌溉方式 对于 下部灌区 我们对喷灌和管灌做了进一步的分析比较 如设计为喷灌 从节省投资的角度出发宜采用半固定式喷灌 半固定式喷灌的 管网密度比管灌的密度稍小 也无须修建减压池 但喷灌要求的管道压力等级高 所需的移动设备多 投资较大 所以两种灌溉方式所需的工程投资相差不大 在运 行管理上 喷灌要求的管理水平高 管道运行复杂 需要成立专门的灌溉队 增大 了运行管理人员数量 同时喷灌的移动设施价位高易损坏 所以喷灌的年运行费要 远高于管灌 另外 果园地布设喷灌不如管灌效果好 在目前产业结构调整之时 对于将来需要扩大的果地位置亦难以确定 综上所述 结合灌区现状 确定该示范 园灌溉类型全部为低压管灌 对于设施农业 可根据调整后设施农业的确定的位置 实施微灌 计划在 II 干管的青化村周围建设 2000 亩大棚蔬菜基地实施微灌 由于 所需压力较小 目前设计的大管网压力能够满足要求 可在大管网上接口实现 具 体设计本项目不予实施 后续可按设施农业规模 地点和种植类另行设计 整个管网为设有减压池的开敞式结构自压输水系统 管网结构形式是由总干管 干管和支管三级管道组成的树状管网 全部输配水系统为固定管网 给水栓设于支 17 管上 给水栓可通过毛渠输水灌溉农田 也可在给水栓上直接接塑料软管给农田灌 水 在管网布设时主要考虑了以下因素 管道尽可能可沿沟 渠 路 梁布设 避免管道频繁穿越沟 渠 路 管道布设尽可能平顺 减少起伏与折点 在保证灌溉控制面积的同时 尽可能减小管道长度 干管垂直等高线布置 支管尽可能平行等高线布置并以和作物种植方向相适 应 充分考虑管网中减压 控制 量水及排空等装置的适宜位置 考虑到管网事故水渠停水渠道来水的下泄问题 以及在灌溉时渠道来水多于灌 溉引水的多余来水的泄放问题 在九支渠上距管道取水口 16 米的穆桥沟边的修建一 座溢流堰 将来水泄至穆桥沟中 5 3 农村产业结构调整规划及灌溉制度拟定 5 3 1 农村产业结构调整规划 为配合石头河九支渠灌区的节水改造工程 充分利用水资源 最大限度地发挥 工程效益 增加农民收入 眉县农林局在认真调查 充分论证的基础上 根据灌区 的自然条件和当地条件 对农业产业结构进行调整 形成了 2004 2007 年的产业结 构规划 随着产业结构的调整实施 将大大提高工程的灌溉效益 使灌区农民收入 大幅增长 根据规划 从 2004 年开始 利用五年时间对灌区农业产业结构调整 到 2007 年 建成 5 个农产品生产基地 其中 7480 亩优质粮食生产基地 3490 亩精品果生 产基地 4760 亩绿色无公害蔬菜基地 70 亩高效牧草养蓄基地 1250 亩观光农业 使灌区粮经比达到 4 6 项目区农民人均收入达到 2500 元 具体规划情况如表 5 1 所示 由于表 5 1 所规划内容庞杂 为便于灌溉设计将作物种类划归为 5 类 调整 后的产业结构如表 5 2 所示 18 表 5 1 农业产业结构调整实施规划 2004 年 2007 年 精品果基地 亩 蔬菜基地 亩 村名 耕地面 积 亩 优质粮 面积 亩 猕猴 桃 设施 栽培 苹 果 杂 果 辣椒 露地 蔬菜 温室 蔬菜 粮菜 套种 苗木 高效 牧草 亩 观光 农业 亩 宣窝 20041080200100200500101515 风村 27101500120801309005020 青化 38021800200100200 1000501020020100 河弯 2097150030060200 10001002010050800 金家庄 2020140015050505606030300 石马寺 350200301002015010010050 合计 1298374801000490800 411027080115300115701250 表 5 2 农业结构调整后作物种植结构 2004 年 2007 年 小麦玉米蔬菜果树牧草合计 种植面积 44003800476034907016520 种植比例 0 350 300 370 270 011 30 5 3 2 灌溉制度拟定 作物灌溉制度的确定应依据作物在不同生育期的根系活动深度及适宜土壤含水 量范围 计算出设计湿润层的含水量上 下限 然后依确定的设计代表年降雨情况 及作物需水量进行水量平衡 确定灌溉次数及灌水量 由于该项目区农业产业结构 调整后作物种类极为繁杂 经济作物占比例很大 而这些作物目前尚无灌溉试验资 料 所以很难进行水量平衡计算 故我们参考相近作物的灌水情况和灌区目前采用 的灌溉制度 确定干旱年份的灌溉制度如下表 5 3 所示 表 5 3 灌溉制度 作物生长期灌溉次数灌水时间 灌水天 数 天 灌水定额 m3 亩 灌溉定额 m3 亩 分孽越冬 120 12 5 12560 拔节 11 4 10 41050 小麦 抽穗 11 5 10 51040 150 播种 110 6 20 61050 玉米 拔节 110 7 20 71060 150 19 抽穗 11 8 10 81040 栽培 11 4 10 41030 幼苗 11 5 20 52030 蔬菜 开花座果 211 6 30 62040 100 续表表 5 3 灌溉制度 作物生长期灌溉次数灌水时间 灌水天 数 天 灌水定额 m3 亩 灌溉定额 m3 亩 冬灌 15 1 20 122540 座果 111 5 20 51040 果树 成果 121 6 30 61040 120 冬灌 15 12 20 122530 拔节 101 4 10 41030 牧草 开花 11 5 10 51020 80 灌溉水利用系数 0 80 5 4 管理工程设计 5 4 1 灌水定额的计算 不同作物在各生育阶段其灌水定额是变化的 为正确拟定灌溉制度 对各种作 物不同生育期的灌水定额进行了计算 计算采用公式如下 m0 6 67 h 1 2 式中 m0 灌水定额 m3 亩 土壤干容重 g cm3 该灌区的值为 1 35g cm3 h 计划湿润层厚度 cm 依不同作物在不同时期的根系活动深度取值 田间持水率 取值土重的 23 1 适宜土壤含水量上限占田间持水率的百分比 2 适宜土壤含水量下限占田间持水率的百分比 1 2依不同作物在各生长期 情况取值 各作物在不同生育期的灌水定额计算值见灌溉制度计算表 7 3 5 4 2 设计灌水周期 选定典型作物在无降雨情况下作物需水高强期来确定 为此选定玉米做为代表 其需水高强为 7 月中旬 作物需水量 ET 达到 5 22mm d 灌水定额为 40m3 亩 60mm 按下式计算灌水周期 T m Eta 60 5 22 11 天 设计灌水周期为 11 天 在无降雨的作物需水旺盛期 每隔 11 天灌水一次 在 其它时间可按照土壤墒情及能否满足作物需水要求确定 20 5 4 3 支管及给水栓设计 支管是管网最未一级管道 给水栓就设于该管 支管垂直于作物种植方向布置 这主要考虑了灌溉的方便性 由于项目区作物种植方向一般为顺坡耕作 所以支管 的布置就尽可能垂直于等高线 这样支管就和灌水农渠方向一致 便于灌溉 支管 的布设间距依规范建议 支管间距为 100 180m 考虑原田块的划分及地面坡降问题 支管均采用单向供水灌溉 同时为减小管网密度 支管间距一般沿原毛渠和田间生 产路布设 给水栓的布设间距 一般为 15 25m 左右 考虑到支管间距偏大 且变化较大 为保证给水栓轮灌时的灌水时间不至差异过大 便于运行管理 给水栓间距一般以 单栓控制灌溉面积确定 即管间距大时 栓距取小值 给水栓最小出水流量按照灌 水畦灌的适宜流量确定 灌水畦宽按 3m 计 适宜的单宽流量根据土壤类型和地面坡 度可选为 3 6L s m 确定为 5L s m 则给水栓的最小出流量为 3 5 15L s 54m3 h 设计取值为 50m3 h 给水栓选用 GZB1 H G 型平板阀半固定式给水栓 该栓结构 简单 造价低 易损失少 坚固耐用 易于拆卸维修方使 5 4 4 灌溉工作制度与设计流量确定 由于灌区的面积较大 为便于安排灌溉制度将每条分干管划分为 4 个轮灌区 轮灌区在划分时 主要从以下几方面考虑 各轮灌区的灌溉面积尽可能相近 轮灌区要集中连片 便于管理 同一支渠不能划分在两个轮区 轮区划分注意 村组地界 尽可能将一个村划归在同一轮区 灌区总的设计流量和各轮区的设计灌 溉流量初步按下式计算 Q设 mA Tt 式中 m 为灌水定额 考虑到区内作物杂多 且变化快 种植比例难以确定 故统一按 40m3 亩计 A 为灌溉面积 为灌溉水利用水数 按 0 80 计算 T 为 灌水延续时间 按 10 天计 t 为每天有效灌水时间 一般为 18 22 小时 取为 20 小时 在按上式求出各灌区和轮灌区设计流量后 再安排灌溉工作制度 最后按 确定的工作制度再来逐级汇总各级管道及其不同管段的设计流量 各管道及管 段设计流量详见水力计算表 在各轮区的灌溉制度工作安排上 采用各分区续灌 区内支管轮灌的灌溉 方法 具体安排方法为 先计算各轮区平均每个给水栓的控制灌溉面积 再计 21 算每个给水栓的灌水时间 然后确定每天能轮灌的轮灌组数 再按灌水延续天 数确定出总的轮灌组数 用总栓数除以轮灌组数得出每轮组开启的给水栓数 最后按每组栓数和灌水时间详细安排灌溉次序 安排时要尽可能均匀 各支管 的灌水要连续 同时要尽可能地减少管道流量 I 干 II 干最终的灌溉工作制 度如表 5 4 和表 5 5 所示 在灌溉工作制度确定后 逐级汇总流量 以此流量 作为最终的各管道的设计流量 下面以 I 干二区为例说明设计过程 I 干二区由 I13 I21 九条支管组成 总 面积为 1010 亩 共布置给水栓 202 个 平均每个给水栓控制灌溉面积为 5 亩 每个给水栓的放水流量按 50m3 h 计算 则每栓 轮组 完成灌溉的灌水时间为 t ms q 40 5 50 0 8 5 小时 每天灌水时间按 20 小时计 每天可以完成 4 个轮组的灌溉 10 天时间可完 成 40 个轮组 那么每轮组的给水栓数则为 202 40 5 05 个 按每轮组 6 个给 水栓再排列灌溉次序 实际排列调整为 35 组 每组 6 个给水栓其设计流量则为 300m3 h 如果按灌溉面积和灌水定额计算该区的设计流量为 Q mA Tt 40 1010 0 80 10 20 252 5m3 h 计算值比灌溉工作制度所定值低 这是由于每个轮组计算栓数 5 05 实际为 6 个所致 这样轮组减少 所以灌溉工作制度所定出的 300m3 h 流量是合理的 22 表 5 4 九支 I 干灌溉制度 分区编号面积给水栓数 Q m3 s 计算 Q m3 h 实际 Q m3 h 轮灌 组数 每组 栓数 支管编 号 面积 给水 栓数 备注 1850 06232 00250 00405I 111022 I 2357 I 3439 I 416032 I 5214 I 6204 I 7337 I 86713 I 95010 I 1014228 增1469 增 26012 I 11418 I 1210020 1928 928185 2020 07252 50300 00356I 137615 I 1419238 I 154810 I 1616032 I 1713126 I 188517 21010 I 1912425 因计算的 流量小于 252 5 所以增加 每组开栓 数 经经 验算和实 际排列得 出表中结 果 23 I 207615 I 2111824 1010202 续表 5 4 1 九支 I 干灌溉制度 分区编号面积给水栓数 Q m3 s 计算 Q m3 h 实际 Q m3 h 轮灌 组数 每组 栓数 支管编号面积 给水 栓数 备注 2030 07253 75300 00356I 2214830 I 2314028 I 2416433 I 2514128 I 2613226 I 2714629 I 2814329 31015 1015203 2150 07267 50300 00376I 2910421 I 307515 I 3111022 I 328016 I 336513 I 33 1337 I 33 2377 I 3412024 I 3511824 I 36306 I 375311 I 38337 I 39408 41070 I 40214 24 I 417916 I 427214 1070215 合计40238050 27941005 75115014723438 4805 续表 5 4 1 I 干一区灌溉工作制度 天数组号I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I 8I 9I 10 增 1 增 2 I 11 I 12 小计 121115 221115 321115 第 1 天 421115 521115 621115 721115 第 2 天 821115 921115 1021115 1121115 第 3 天 123115 133115 143115 153115 第 4 天 163115 173115 183115 193115 第 5 天 203115 213115 221315 231315 第 6 天 241315 25314 26314 27314 第 7 天 283126 293126 3021126 第 8 天 312125 25 322125 332125 342125 352125 第 9 天 362125 372125第 10 天 小计 227932447131028912820185 续表 5 4 2 I 干二区灌溉工作制度 天数组号I 13I 14I 15I 16I 17I 18I 19I 20I 21小计 12316 22316 32316 第 1 天 42316 52316 62316 72316 第 2 天 81315 93126 103126 11336 第 3 天 12336 132316 143216 153216 第 4 天 163216 173216 183216 193216 第 5 天 202136 212136 222136 232136 第 6 天 242136 252125 2621216 2713116 第 7 天 2812126 2912126 30235 第 8 天 31235 26 32235 33235 34235 第 9 天 35235 小计 153810312617261524202 续表 5 4 3 I 干三区灌溉工作制度 天数组号I 22I 23I 24I 25I 26I 27I 28小计 1336 2336 3336 第 1 天 4336 5336 6336 7336 第 2 天 8336 9336 10325 11336 第 3 天 12336 13336 14336 15336 第 4 天 16336 17336 18336 19336 第 5 天 20325 21325 222226 232226 第 6 天 242226 252226 262226 272226 第 7 天 282226 292226 第 8 天 302226 27 312226 322226 332226 34224 35224 第 9 天 小计 30293329262828203 续表 5 4 4 I 干四区灌溉工作制度 天数 组 号 I 29 I 30 I 31 I 32 I 33 I 33 I 33 1 I 33 2 I 34 I 35 I 36 I 37 I 38 I 39 I 40 I 41 I 42 小 计 12121 6 22121 6 32121 6 第 1 天 42121 6 52121 6 62121 6 72121 6 第 2 天 82121 6 92121 6 102121 6 111121 5 第 3 天 1211211 26 1311211 26 1411211 26 1511211 26 第 4 天 161211 25 17211 226 18211 226 19211 226 第 5 天 20211 226 21211 226 22211 226 23211 226 第 6 天 24211 2116 2511 2115 26 211116 27 211116 第 7 天 28 211116 29 111115 30 111216 第 8 天 31 111216 28 32 111216 33 11226 34 11226 35 1225 第 9 天 36 1225 37 1225 第 10 天 小 计 21152216271377 24246117841614215 表 5 5 九支 II 干灌溉制度 分区 编号 面积 给水 栓数 Q m3 s 计算 Q m3 h 实际 Q m3 h 轮灌 组数 每组栓 数 支管编号面积 给水 栓数 2660 09334 25350 00407II 113026 II 2377 II 3418 II 46413 II 58918 II 65912 II 7275 II 810020 II 99118 II 1011022 II 110 II 11 1377 II 11 1 1 7014 II 11 1 2 6212 II 11 26613 I