杨树岭村低压管灌工程项目可行性研究报告

1 县 2008 年财政预算内（国债） 杨树岭乡杨树岭村 低压管灌 工程 项目 可行性研究报告 项目咨询单位 ；工程咨询有限公司 项目申报单位 ；县发展和改革委员会 二 OO八年十一 月 2 第一章 项目概 况 一 项目概况 1、项目名称 县杨树岭乡杨树岭村 低压管灌工程 项目。 2、项目地点 杨树岭乡 位于县 中 部蹦河流域 ，距县城所在地 65公里，南与张家营子 镇 相邻，北与老镇接壤，东与青松岭乡交界。建三线 公路贯穿南北，交通比较便利。 地理坐标为东经 11945 36，北纬 4151 7。 3、项目承担单位 县 杨树岭乡 水利站与 杨树岭村 合作完成 4、项目规模 杨树岭乡杨树岭村 马铃薯种植基地配水工程项目， 座落在 杨树岭乡杨树岭 村。项目 工程 总投资 55 万元。争取上级以工代赈资金 50 万元，地方配套资金 5 万元 。 发展管灌 面积为 1000亩。受益人口 700人。 该村土地平整， 灌溉工程范围内地面平坦， 有灌溉条件。项目 建设规模 ：新打机电井三眼，安装 低压管道节 水灌溉 配水 工程 ， 管路 由东向西倾斜，地面坡度 大 约 1/400 1/600左右。 3 二、 自然状 况 1、气候状况 杨树岭乡项目 区位置处于中纬度，属北亚热带季风型大陆性气候，四季分明，冬季 以北风为主，气候干燥、气温较低、天气寒冷，降雨量特别集中。 杨树岭乡 属半干旱、半湿润季风型海洋性气候向大陆性过渡气候，多年平均降雨量为400 毫米左右，年内降水变化较大且分配极度不均，多集中在 6 8 月份，占全年总降水量的 70%，多年平均蒸发量为1850 2200mm，多年平均径流深 50 81mm。年内气温变化比较大，历年最高气温为 30.7，历年最低气温 -35，无霜期 120 130 天，初霜期为 9 月下旬，终霜期为来年的 5 月下旬。作物生育期日照时数为 1302.7 小时，光照充足，全年日照率达 65 70%，最大冻土深 1.8 米，冬春两季少雨，多刮北风，最大风速 30m/s，平均风速 3m/s。平均海拔 810米，具有低温凉爽的小区气候，是马铃薯种子最好的 繁育 基地。 根据 县气象局气象站资料统计，项目 区内多年平均气温11.2，一月份最冷 ，最低为 -24.4 ，最高月平均为 27.7，最高为 38.1 。 2、水文气象 该灌溉区为 V3水文分区，具有半干旱半湿润特征，多年平均降雨量仅为 430毫米，且年内降雨变化较大，分配极度 4 不均，降雨多集中在 6 8月份，占全年总降雨量的 70%左右。多年平均蒸发量为 1851.9 毫米，径流 深 70毫米，多年平均气温在 27 -28，历年来最高气温为 34，最低气温-32，无霜期 130 天 ， 初霜期在九月中旬，终霜期在五月上旬，最大冻土深 1.7 米，冬季多为西北风，最大风速 20 25/秒，平均风速为 3 5/秒。 3、水文地质 经勘查本次管灌设计区地质年代为第四纪全新统 Q4 覆盖， 地下水类型为冲洪积 孔 隙潜水，含水层为砂砾石 ， 地下水埋深 30 70 米 ， 杨树岭乡杨树岭 村工程项目区水资源相对贫乏地区，农业灌溉基本上是开采地下水，基本上无地上明水（水库、塘坝、河流等）。 单井可供水量为 80 100m3/h，下部为砂砾岩，属含水稳定的 冲洪积孔隙潜水区，地下水质符合农业灌溉标准。 4、土壤 状况 灌区的耕作层土壤质地为壤土和沙壤土，田间最大持水量为 28%， 渗入速度为 1.344m/d，土壤肥沃，适宜大面积开发小麦。 杨树岭乡杨树岭 村工程项目区地形为西南偏高，东北偏低，地面海拔高程在 730米左右，在蹦河沿岸的一级阶地内，土壤以砂壤土为主。 5、 自然灾害情 况 杨树岭乡自然灾害频繁， 历年旱灾 较为严重，大约有 50% 5 的年份发生春旱， 30%的年分发生夏旱，大约十年左右出现一次特大旱灾，据对 1931年至 1981年的资料统计，大约有90%的年份发生不同程度的旱 灾，春旱发生的概率为 90.1%，而 10月到第二年 3月底降水 40mm，发生春旱的概率为 50%，4 5月降水 60mm，发生春旱的概率为 19%， 杨树岭乡 旱灾的特点是年旱少，季旱多，春旱频繁（多连年出现，间隔周期短），秋吊间隔较长，因此，干旱问题一直是困扰和制约农业生产发展的主要因素。 6、水资源 现状 该项目 区 附近， 有 2003 年打井队打的井，当时对该区进行了物探，数字表明井深在 50 60 米之间，单井出水量为 50 80m3/h。 这是 水资源井 设计的依据。 三、社会经济状 况 杨树岭村三家组 现有户数 270 户，现有人口 700人，劳动力 300 人。因耕地为旱地，土地利用率较低，农业生产水平低，导致农村经济发展不稳，收入偏低，年人均收入多在900 1100元左右。 社会经济情况调查表 仓子村 村民组 总户数(户 ) 总人口(人 ) 耕地面积(亩 ) 人均收入(元 ) 劳动力(人 ) 机动车(辆 ) 2006 1 270 700 3794 900 300 12 6 年 1100 第二章 项目背景 一、项目设计的 依据 1.辽宁省水利厅辽水计字（ 1995）第 126 号文颁发的辽宁省水利基本建设工程设计概（估）算费用构成及计算标准。 2. 辽 宁省水利厅辽水计字（ 1995） 097 号文颁发的辽宁省水利水电建筑工程预算定额。 3.安装工程按 1992 年水建（ 1993） 63号文颁发的水利水电设备安装工程预算定额（中小型）。 投资估算指标按预算定额乘以 1.13 的估算系数。 二、项目建设的必要性 杨树岭乡在经济上以农业经济为主，十年九旱的自然气候造成农业经济效益低而不稳。近几年来乡党委、乡政府不断调整农业生产内部结构，把最适应本乡种植马铃薯产业做强做大，现在马铃薯种植已成为我乡农业经济的支柱产业，并形成产、供、销一体化，一些先进的种植技术得到了推广和 应用。但是由于连年种植，马铃薯种子退化严重，种子品种杂而乱，严重影响了马铃薯的产业化发展，因此乡党委、政府根据本乡繁育种薯的有利气候条件，决定把本乡建成种薯繁育基地。今年首先在杨树岭村划定 1000 亩气候条件最好、土质较好、水源有保障的地块作为示范基地。以后逐年在全乡推广。由于缺水，基地抗灾能力不强，综合生产水平不能适应基地发展的需要，农田灌溉水的利用率为零，基本 7 靠天收，所以大力发展节水灌溉，扩大灌溉面积，是缓解水资源供需矛盾的需要，也是实现基地可持续发展，振兴农村经济的重要环节 。 项目 设计灌区内，有面积为 1000 亩比较平坦肥沃耕地，很适宜发展小麦生产，由于气候条件的影响，几年来，十年九旱，造成粮食产量低而不稳，群众想大面积发展麦田，但无水源工程，该灌区为二级阶地，地下水源相当丰富，单井出水量在 80-100 m3/h，而且土壤肥沃，很适宜发展低压管灌工程，通过管灌节水，在工程内打 3 眼机井，这样 1000 亩耕地全部能及时得到灌溉，可见修建该工程是非常必要的。 三、项目建设的可行性 项目区低压管灌系统工程的兴建，为灌区内辐射面积的灌溉和 发展创造了条件。该 项目对农业及乡镇 企业的发展和农村生活用水提供了可靠的水源。将成为 改善当地农业生产条件、改善生态环境、增加粮食和经济作物产量、振兴该地区经济的重要骨干工程。 该工程技术上可行、经济上合理，工程水源可靠，且项目区严重缺水，干群盼水迫切。因此，该项目工程应及早决策，纳入计划，尽快实施，以加速发展工农业生产，提高人民生活水平。 第三章 项目 设计 一、 项目内容 项目内容 包括 新打机电井 3 眼，深度 40 70 米，单井 8 出水量均达到 50m3/h，配套潜水电泵 3台，新建井房 3 座，面积 45平方米 /3 座，发展管灌 面积 1000 亩，埋设低压管路6000米，动用土方 8000 立方米。 二、 水源井 设 计和施工 1、 水源井 的 设计 该项目 区地下水埋 深 30 45 米，含水层厚度 15 30 米，降深 6 10 米，水量较丰富，单井出水量为 50-80 m3/h。设计井深 55米，井径 400 毫米，井壁管采用 d 内 =400 毫米，L=3 米，两端带铁接口的钢筋砼管，滤水管采用县打井队制作的 d 外 =470毫米， d 内 =400毫米， L=3 米的钢筋骨架缠丝管，配套水泵全部采用的沈阳潜水泵厂生产的潜水泵。 2、 水源井 的 施工 项目 设计区内共设计 3 眼机电井，全部是新打井，需架设高压线路 300米，低压线路 400米，新增 30KVA 变压器 3台。 县打 井队 做为 水源井 的 施工 单位 。 3、 水质分析 基地水资源状况相对较好，地下水埋深为 30 70 米，水位埋层相对较浅，为地下潜水，水量丰富，水质可以满足农业 灌溉要求。 9 第四章 项目 水资源评价及供需平衡分析 一、 灌溉定额 设计 根据我县五间房旱灌试验站试验资料分析马铃薯 生育期平均耗水量为 275m3/亩，即 412毫米，各生育阶段平均需水模数等见附表。 马铃薯 生育期 需水量统计 表 生 育 期名称 播 种 期 出苗期 开花期 结种 期 成熟 期 合计 生育日期 1/420/4 21/420/5 21/510/6 10/625/6 26/615/7 约 105天 需水模数 % 7.4 16.6 25.9 24.5 25.6 100 需水量(mm) 30.5 63.6 106.7 100.9 105.5 412 平均灌水时间 5/412/4 8/515/5 25/52/6 10/617/6 26/65/7 20天 二、设计保证率的确定 项目区内全部种植马铃薯 属旱田作物灌区，根据有关规 10 范规定、取设计保证率为 P=75%。 三、灌水模数推求 马铃薯 各生育阶段的需水量减去天然有效降雨量即为该生育阶段的 净灌水量。 计算灌水模数的公式 ： q=0.1853 H/Tt 式中： q 灌水模数 (公升 /秒 /亩 )； H 不同生育阶段需水量 (毫米 )； T 轮灌周期 (7天 )； T 日灌时数 (16 小时 )； 计算得 最大灌水模数 q=0.107 l/s/亩 四、设计流量计算 该工程设计灌溉面积 1000 亩，按地形、组界等条件划分各井设计灌溉面积 ， 见各井设计灌溉流量计算表，由此计算各井设计流量。 公式： Q=3.6F q/ Q 单井设计灌溉流量 (m3/h) F 设计灌溉面积 (亩 ) q 灌水模数 (l/S/亩 ) 11 灌区有效利用系数 PVC、 PE管结合地面毛渠 =0.88。 机电井 设计流量 统计表 井 号 井深 (m) 井型 静水位 (m) 动水位(m) 变压器型号 出水量 m3/h 1 55 管井 24 32 30KVA 50 2 55 管井 24 32 30KVA 50 3 55 管井 24 32 30KVA 50 计算结果表明： 1#、 2#、 3#设计出水量为 88m3/h，本工程 新打井按额定流量 80m3/h定购水泵，由于地形和地界因素限制单井控制面积较大，设计流量超过 80m3/h可以在运行中适当延长灌水周期和日灌时数，以保证农作生长的正常需水要求。 五、单井轮灌制度的确定 根据各井出水量的不同，经分析确定，每个轮灌组开四个出水口，同时一组轮灌组的出水口至少分布在两条支管 12 上，不允许一条支管单独运行。单口设计出水量为 20m3/h。 六、灌畦规格的确定 初步拟定畦田宽度为 2 3 米； 单宽流量为 Q=2.8 升 /秒。 根据上述有关数据分析计算，考虑到便于机耕作业等其他因素确定灌畦长度 (即出水 口间距 )为 60米。 第五章 管路布置及管材选择 一、基本原则 总的原则是因地制宜，综合考虑，即要经济合理，又便于 运 用和管理。 1、采用单井运行方式，以组为界，就近集中的原则划分单井控制面积。 2、以林带、道路、组界布置管路， 便于施工和管理。 3、以田间耕作和种植方向、干管垂直于垄向，支管平行于垄向，地面毛渠垂直于垄向。 二、管道布置形式 本次设计均采用半固定式管路布置形式，根据地形采用树枝状管道布置。 三、管材选用 地埋固定管采用大兴塑料管厂生产的低压薄壁 PVC和 PE 13 管。 第六章 管道尺寸确定与水头损失计算 一、管道尺寸的确定 1、经济流速 该工程选用 PVC 和 PE 管，参照有关资料介绍其经济流速为 1.0 1.5m/s。 2、管径确定 计算公式： D=18.81 (Q/V)1/2 式中： D 管道内径 (mm) Q 管道设计流量 (m3/h) V 管道适宜流速 (m/s) 用上述公式计算各段管径并参照厂家产品规格尺寸确定各管段的管径。 二、水头损失计算 Hf=94800 (Q1.77/D4.77)L 式中： Hf-沿程水头损失 (m) L 管道长度 (m) 14 Q 管道流量 (m3/h) D 管道内径 (mm) 在管网布置图上找出各井的水利最不利点管线逐段计算，各段的沿程水头损失，累加即为总沿程水头损失。 关于管段流量根据前面所制定的单井工作制度，为便于计算，用 水 泵额定出水量在一轮灌组内各出水口 出 水量 相 等计算。 低压输水管道属水力长管，为了简化计算取管道沿程水头损失的 10%做为局部水头损失， 详见水头损失计算表 。 水头损失计算表 井号 管段 管长 (m) 管径 (mm) 流量 (m3/h) 水头损失 1 # -1 430 150 80 4.36 1 2 90 150 40 0.27 2 3 180 106 40 2.8 3 4 80 106 20 0.37 7.8 2 # -1 360 150 80 3.66 1 2 100 150 40 0.30 15 2 3 270 106 20 1.24 5.2 3 # -1 380 150 80 3.86 1 2 100 150 40 0.30 2 3 310 106 20 1.42 5.58 第七章 水泵选型及扬程校核 一 、设计扬程计算 计算公式： H= h+ hj+z+ hf+h 富裕 式中： H 设计扬程 (m) h 地形扬程 (最不利点地面高程与水泵出水口高程之差 ) hf 总沿程水头损失 (m) hj 总局部水头损失 (m) h 富裕 设计出水口富裕水头 (取 0.3m) Z 动水位 ，即井口至动水面距离 (m) 设计扬程 56米。 二、 水泵选型 根据 设计扬程 选 择 水泵型 号。灌区 水泵 选 择 型 号为： 16 （ 150QJ20-79）。 新建井房 3座，面积 45平方米 /座， 埋设低压管路 6000米 ， 发展管灌 面积 1000 亩 。 12 第八章 水锤压力的验算及防护措施 一、水锤波的传播速度 （ 为简化计算只以 1 号井为例其余各井从略 ） 。 a=1425/(1+kd/E )1/2 式中 : a 水锤波传播速度 (m/s) 1425 声音在水中的传播速度 (m/s) d 管径 d=0.15 (m) K 水的弹性模数 (2.025 109 N/m2) d 管壁厚度 (d=0.0023m) E 管道纵向弹性模数 (N/m2) 取 2.9 109N/m2 计算得： a=209 m/s 二、 故障排除 瞬 时关闭 (或事故停机 )水泵出口 (即管道首端 )闸阀时，开启产生的压强水头。 最小值 Hmin=H。 -(av。 /g) 式中： V。 -管内正常流速 (m/s)； V。 =1.26 (m/s) H。 -正常工作时水泵扬程取 H。 =56m 13 Hmin=29.1 (m) 最大值 :Hmax=H。 +aV。 /g 计算得： Hmax=82.8 (m) 三、水锤防护措施 由此一井即可看出水锤产出的压力是正常工作压力 的1.5 倍，为了防止水锤破坏现象的发生，必须采取以下具体措施。 1、 严格执行轮灌制度，不允许小于设计出口个数运行或单 个 支管运行，出水口的开启个数不能少于 2 个，坚决杜绝一个出水口的独立运行。 2、 开机之前必须先打开出水口，坚决执行先开出水口后开机，先关机后关出水口的 操作规程。 先开下一轮灌给出水口后关 前一 轮灌组的出水口。 3、 经常检查安全阀，进气阀的运行效果，发现故障及时排除。 4、 延长关闭时间，严格执行操作规程。 5、 加强科学管理 ，保证机泵在完好状态下运行，尽量减少故障停机。 14 第九章 配套管件及附属建筑物设计 1、出水口 设计 该工程共需给水栓 120 个 ，采用自制螺杆式给水栓，地埋塑料管的井下栓体铁管长 0.5 米，内径扩至 108mm，深180mm， 竖管 露出地面 10cm。 2、安全阀 设计 本项目 采用自制安全阀 4 个 。 3、进气阀 设计 采用侧置的 1 寸逆止阀。 4、压力表 设计 压力表 为 4kg/am2级压力表 5、逆止阀 设计 根据实际情况，设逆止阀。 6、出水口消能 池 的设计 为了防止 出水口 冲刷地面毛渠 和保护给水栓 ， 在不配地面软管的每个 给水口处设一消能保护池。其结构形式为 200#予制砼圆管式，管高 50cm，壁厚 6cm。用 200#10cm 厚现浇砼固定于地面上，管上设一直径为 65cm，厚 5cm 的 200#予制钢筋砼盖。 7、排空井 的设计 为防止冬季管道内存水，冻结破坏和管道淤积等需设排 15 空井。根据地形实际条件，每眼井设 1 5个不等 (详见管道平面布置图 )结构形式为 0.6 0.6m 见方的浆砌砖结构。井深 1.8米，埋入地面以下 0.4 米。用 4管道埋入井内 ,为节省投资用 4 承堵做排空阀。 8、管道的局部连接 设计 与水泵出口的管道上，依次设置进气 阀，逆止阀，压力表、安全阀，在井房处则用 90弯头弯入地下，在这个竖管与铁管接触处用 40cm 40cm 50cm 砼镇墩固定。 9、井房 的 设计 井房净尺寸为 3 3 米的砖混结构，高 2.3 米，顶板为150#砼现浇 10cm，靠门一侧砖墙宽为 37cm，其余三侧为 24cm，顶板留用予留孔，以备吊装设备，地面铺砼 10cm 厚，内用砂浆抹平，麻刀罩面外侧四角，门框、砖带为水刷石，其余清水砖墙。 10、管道开垫及地面毛渠 的 设计 开挖深度为 1.8 米，沟底宽 0.5米，且在接管前沟底要夯实，开沟时要一侧抛土。 地面毛渠，设计流量 Q=20m3/h， 底坡 1/300。 11、配电箱 的 设计 每眼井设置配电箱一个，内设电流表，电压表，磁力开关，刀闸、互感器等电器设备，配电臬用铁板焊制而成。 16 第十章 项目 概算 一、可研 依据 1、定额依据 定额采用 本概算参考 2002 年水利建筑工程概算定额并结合工程实际测算确定。 2、材料及设备单价 依据 管材及管件及设备按厂 家 提供的价格加运费。 3、人工单价 依据 按 当 地发生的实际人工单价计算。 二、 项目 总 投资及资金来源 项目总投资 55万元，其中：中央预算内 1000亩马铃薯种子基地配水工程（国债） 以工代赈资 金 50 万元，地方自筹资金 10万元。 三、 工程概算 1、概算总表 2、分项工程概算表 17 第十一章 效益分析 一、 效益计算 管灌后可扩大灌溉面积 1000 亩，灌前这些耕地一般以玉米、高粱等大田作物为主，经调查平均亩产值 400元 /亩。 低压 管 灌 工程项目建成后，全部变成马铃薯种植基地 ，产 量 1000kg/亩，按国家超购价格确定马铃薯 单价为 1.0 元/kg。 马铃薯基地的平均产值 按 1000 元 /亩。 一千亩地收入达 100万元 /年 。 二、工程造价与成本 1、工程设计总投资 K=550000 元 2、 折旧费 永久性工程平均折旧 年限按 25 年计，则年折旧费 C1=直接工程费 /25=550000/25=22000 元 。 3、维修费及工程运行管理费 此项包括工程维修费、电费、管理人员工资及工程管理费等项，取工程净效益 12%。 则 C2=22000 12%=26400 元 合计费用 C=48400 元 4、 还本年限 本设计用静态法计算工程还本年限。 T=K/(B-C) =55000/(173160-48400) 18 T=2.2年 三 、 效益 分析 通过节水灌溉工程的实施，可以改善农作物种植品种的单一，生产条件能得以改善，农业产业结构可得到调整，促进 生产力的发展，提高农业产值，增加农民收入，使农村经济能得到长足发展。 1、 生态效益 通过节水灌溉工程的实施，能够改变农田小气候，控制土壤的盐碱分配化程度，减少地表径流，改变土壤，同时改变农业生态环