苹果基地节水灌溉工程初步设计

苹果基地节水灌溉工程初步设计第一章项目概况一、项目名称：xx县xx优质苹果基地节水灌溉工程二、建设内容及规模：在xx修建直径6米，深8米的大口井1眼，12平方米泵房1座,100立方米蓄水池2座,安装上水管道467米，铺设各类输水管道135.9公里，配套水泵及电机各2台。三、投资概算及资金来源：工程总投资44万元，其中自筹14万元，申请省以工代赈资金解决30万元。四、经济效益：工程建成后，年实现节水效益4.5万元，可发展节灌果园面积750亩，年均总增产45万公斤，年均增加效益72万元，对发展节水农业和农业产业化经营，增加农民收入具有十分重要的作用。五、工程期限：2005年一年。第二章基本情况一、项目区概况xx县xx位于县城西南约10km的水洛河下游xx镇境内，涉及三合村3个社，314户，1411人，耕地面积1839亩，主要农作物有小麦、玉米、洋芋，经济作物有油菜、蔬菜、苹果等。2004年全村农民人均纯收入达1500元。项目区海拔在1500－1550m之间，南北宽0.5km,东西长2km。区域内所有川地和98%的山地实现了梯田化、条田化，土地平整肥沃，耕作条件良好，气候温和，光照充足，适宜农作物生长，尤其是适宜优质果树栽种，目前已累计建成优质苹果基地1106亩。具有良好的通向外界及田间作业的道路网，秦陇公路穿村而过，交通条件十分便利。农村电网改造基本完成，为工程建设及今后的运行提供了可靠的电力保xx县属于干旱、半干旱地区。xx水资源十分紧缺，尤其是年降雨量分布不均，三、四两个月的降水总量不足全年的8%，又因整个冬季降水稀少，盛行西北风，土壤含水量不足18%，土壤墒情严重馈乏，冬小麦因缺少接苗水而大面积枯死，大秋作物无法按期播种，果园无法正常生长发育。当地群众称之为“卡脖长期徘徊不前的有效途径，该项目建成必将促进本地区农业生产将带动周边乡村发展经济，实现农业增效、粮食增产、农民增收的目的。二、气象和水文地质条件1、气象该区地处大陆腹地，属典型的大陆性气候，多年平均气温7.1℃,最热月7月份，平均气温19.9℃,极端最高气温34.8℃,最冷月1月份，平均气温-5.5℃,极端最低气温-23℃。多年平均无霜期142d，多年平均降水量513.7mm，最多年份547.5mm，最少年份271.2mm，多年平均蒸发量450mm，多年平均干旱指数1.86，多年平均风速2.56m/s，最大冻土层深63cm，多年平均日照时数2079h。区内昼夜温差大，降水少，且时空分布不均，降水主要集中在每年的7、8、9三个月，约占全年降水量的60％以上，且多以暴雨形式出现，夏季作物需水期(4－6月)降水仅118.6mm，占全年降水总量的24.7％，雨量分布严重不均，且降水利用率差，造成作物水量供需失衡，严重影响作物生长。2、水文该项目区北侧有水洛河穿过，多年平均径流量1.2m3/s，径流总量3784万立米，偏枯年p=75%的年径流量为2650万立米。经地质勘察，水洛河河谷Ⅰ、Ⅱ级阶地，含水层厚7－9m，单井涌水量80-180m3/h。经xx县卫生防疫站水质化验分析资料表明，该区地下水色、味及透明度等指标良好，PH值在7－8之间，呈弱碱性，水化学类型为HCO3SO42NaCa2+－mg2＋型，矿化度1.0－1.5g/l，符合农业部《农田灌溉用水水质标准》的规定。3、地质中期冲洪积层沿河岸连续分布，上部为冲积粘质砂土，厚2.5—6m.下部为砂砾卵石层，厚10—15m。Ⅱ级阶地为全新统早期冲下部为砂砾卵石。三、土壤及作物种类区内耕地土壤是在黄土母质上发育而成的黑麻土及黄麻土，呈粉状结构，质地重壤或中壤，土质疏松，性凉口紧，蓄水保肥性好，土壤PH值为7.5，有机质含量0.919，其中含氮0.089%,含磷0.17每亩地含速效氮1.1kg，速效磷0.95kg，速效钾19.5kg，肥力较高，适宜发展灌溉农业。项目区内气候和土壤均适于粮、油、瓜果、蔬菜等多种农作物的生长。区内农作物种植比例为：冬小麦50%，玉米20%，瓜菜果树20%，林草10%。本项目为滴灌优质苹果园区。从五十年代至九十年代，为解决该区域农业灌溉问题，几经改造扩建修成了从水洛河引水的金锁渠，这在一定程度上缓解了灌溉用水矛盾，但由于近年来持续干旱，导致该工程自94年以来可引水量大大减少，实灌面积逐年下降。在抗旱过程中，该区农民也自发打井用来灌溉，但由于投资少，施工技术落后，五、项目建设的必要性xx县地处甘肃省东部，属全省18个干旱县之一，全县耕地面积114万亩，自然水资源总量9600万立方米，亩均占水量仅92.3立方米，降雨分布极不平衡。水资源供需矛盾十分突出，干旱缺水已成为该县农业乃至整个农村经济和社会发展的严重对推动全县产业发展、实现梯田旱作节水农业、促进全县经济持续快速发展具有重要的意义。近年来，xx县委、县政府将果品产业确立为全县三大支柱产业之一，给予了重点扶持，发展速度较快，目前已建成了羊把式坡、何马坪、贺庄坪、高邵坪、三万坪等一批果品生产示范基地，初步形成了葫芦河流域以富士苹果为主，xx河流域以水晶梨、早酥梨为主，水洛河流域水洛以下以富士苹果为主，水洛以上以黄金梨、皇冠梨、早酥梨为主的三条果品产业带。2004年，朱店镇xx是全县优质苹果生产基地之一，但由于连年干旱缺水，制约着苹果的生长发育，严重影响着群众生产积极性。因此，实施xx县xx优质苹果基地节水灌溉工程项目，对于提高果品产业效益、发展高效农业，实现县域经济可持续发展具有重要的示范带动作用。六、项目建设的可行性目前，节水灌溉技术在全市已全面推广应用，并积累了大量的实践应用经验，设计施工技术熟练，运行管理科学规范，为实施该项目提供了可靠的技术保证。同时，由于连年干旱，缺水已成为制约全县农业发展的主要因素，发展节水灌溉农业，充分合理利用水资源已成为县委、政府和当地群众的共识，建设该项目群众积极性高。因此，建议尽快立项建设。第三章技术设计方案一、水源本工程水源为井水，规划修建大口井1眼，取水在许可范围之内，并能满足设计用水要求，不存在和其它区域争用水源的问题，果树滴灌利用大口井为灌溉水源，大口井供水流量为105m3/h。据地质部门水文地质队的观测资料，项目区机井的地下水位年际变幅约5cm，且在每年用水高峰期变幅最大不超过5m，而各水源井的机泵均在静水位25m以上，水源均有保证。二、总体布置工程布置在xx的秦隆公路北侧，控制面积750亩。项目区南东西长约1720m的近似矩形，以灌区中间的大口井作为水源，配套150JD56*66/3潜水泵。设计从大口井提水至蓄水池后经自流加压进入滴灌系统。蓄水池设计为100m3的圆形半埋式封闭型钢筋混凝土结构。从蓄水池引水，经首部过滤系统连接滴灌管网，管网按干、支、毛管三级管道布置，其中沿灌溉区中间位置东西向布置两条干管，其中1干长度910m，控制灌溉面积350亩，2干长度530米，控制面积400亩。从1干和2干上垂直等高线布置1-1支—1-12支和2-1支—2-8支共计20条支管。与支管垂直并平行等高线沿树行布置毛管1640条，毛管设计为ф16PE内镶式滴灌管，滴头间距0.5m滴头流量2.8lm3/h，。管网布置详见下表2-1。滴灌系统管网设计资料统计表表2-1置M数M8三、水量平衡计算3.1灌溉制度依据理论计算的灌水定额及灌水试验资料，并参照邻近灌区节水灌溉经验，确定本项目区灌溉制度如下表3-1。3.2水量平衡由于大口井稳定出水量为105m3/h，则井水可灌面积为：A可灌=Q井*t*η/0.667/Emax=750亩式中：A可灌—井水可管面积，750亩；Q井—微管用水井的出水流量，105M3/H；Emax—月平均作物耗水量峰值，取3.8mm/d；T—滴灌系统每天工作小时数，取20h；η—灌溉水利用系数，滴灌取0.90；3.3工作制度3.3.1灌水器延续灌水时间：依据灌溉制度表确定如下：3.3.2工作组数量设计滴灌系统按17计，每天的工作组数量为：滴灌2组。如下表。工作制度表表3.1—12滴灌区作物灌溉制度表3—13/亩)3/亩)182638448458468478488497474第四章工程布置及建筑物设计一、工程等级及标准1、工程等级及设计保证率本项目灌溉面积750亩，据水利水电工程等级划分及水标准规定，该工程应为Ⅴ等小Ⅱ型，建筑物为五级。设计灌溉保证率2、工程设计标准（1）《节水灌溉技术规范》（SL207—98）（2）《微灌工程技术规范》（SL103—95）—95。二、工程布置1.管道系统布设首部枢纽由过滤器、控制阀组成,过滤器选择2套120目4//其中干支管均为地埋管，埋深按0.7m设计，计入管径和管上安全覆盖层0.3m即可满足防冻要求：毛管为单行（树）单条（毛管）地面铺设式。管网最低点设置规格为Dg80的排水阀，在每条干管首端设置控制检修阀，在每个法门的位置设置阀门井。整个系统共设置控制检修阀21个，排水阀10个，阀门井21座，2、上水工程2、管道选型大口井到地面蓄水池间上水管道选用钢管，滴灌系统管网干管选用0.6Mpa的UPVC塑料管，支管和毛管选用PE塑料管。三、工程设计全工程由水源工程、上水工程、田间工程三部分组成。1、水源工程根据水文地质资料和实测分析，项目区1眼大口井规划修建在下洛河左岸一级阶地上,距主河道300-500m。单井出水量105m3/h，井径6米，井深8米，井身在含水层以下为200#钢筋砼现浇，壁厚30厘米，含水层以上为框架结构，采用150#砼现浇，内设圈梁和井柱。井身下部3—5米范围内布设9排进水孔，孔径15厘米，呈三角形布置，横向中心孔距30厘米，纵向中心孔距35厘米，孔内及井底填砂砾滤料，结构见PGJ—02，参数详见下表：大口井参数表井径（m）6.0井深（m）8单井出水量（m3/h）地面高程（m）1514.273上水工程由泵房、上水压力管道和蓄水池三部分组成。2.1泵房根据水泵外形尺寸及安装要求，拟定泵房净面积3×4m2，高2.7m，墙体24砖砌筑，屋顶厚0.1m，采用150#砼现浇，并设25×30cm2梁一道，采用200#钢筋砼预制，泵房基砼现浇。设置1.0×0.3m2钢窗一付，1.9×0.9m2铁门一付。泵房结构详见图PGJ—03号。2.2上水压力管道及镇支墩上水管道沿垂直于等高线方向布设，地表均为第四系黄土覆盖层，部分地段有红色泥质砂岩出露，整个管床地质良好。经对水泵计算选型，上水管道选用DN50法兰钢管467m，并在水流变化处设镇支墩21个，采用150#砼现浇。为防止露天管道因受气温影响而纵向变形设伸缩节9个。2.3蓄水池（调压池）依据地形地貌及需水量，全工程共设蓄水池2座，圆柱体结构，容积100m3，池净深3.5m，内径均为6m，池壁及池底均采用200#钢筋砼现浇，厚0.3m，池顶采用200#钢筋砼现浇，厚0.15m，设有0.5×0.5m2的检修孔1个，DN200通气钢管1根，结构详见PGJ—04图。根据项目区地形地貌及田间作物种植方向，供水管道均为半固定式，毛管按果树定植栽培4×4m垂直支管“丰”字型布置。支管管径90mm，管长120—150m，每隔36—40m设给水栓，毛管选用φ16滴灌带，长约100—150m，间距4m，滴头间距1m，工作压力10—30Kpa，出水量3.75L/H。运行方式为轮灌，每轮灌组6—18个给水栓同时工作，即同时有14—18个毛管同时工作，每轮灌组连续工作13—15小时，日运行20小时。第五章机电设备本工程高低压线路及变压器利用原有设施，根据大口井单井出水量及设计出水量、几何扬程、配设机电设备及工程详见下表，总额定出水量118m3/h。机电设备及其附属设备参数表2第六章工程投资概算一、编制依据1、建筑工程采用甘肃省水利厅甘水规发（1996）41号文颁发《甘肃省水利水电建筑工程概算定额》进行编制。2、2003年甘水发［2003］608号《甘肃省以工代赈小型水利工程概（估）算费用构成及计算标准》。二、基础单价1、人工预算单价xx县为十一类工资区，土方工程按三级副计算,工资13.04元/工日，石方工程按四级副计算，工资13.81元/工日，砼、安装工程和机械台班按五级副计算，工资14.58元/工日。2、主要材料概算价格运费每吨公里0.418元，装卸费每吨3.0元，采购保管费率2.5％。425＃水泥由xx县水泥厂供应,运距15km，概算价为306.75元/吨，钢材、木材均由xx县物资局供应，运距15km，概算价分别为2647.50元/T和1342元/m3，炸药由静宁化工厂供应，运距45km，概算价为5957.87元/T。以施工组织设计提供的设备型号、规格、容量及有关特性为4、砂石料单价砂子、石子均采用河道砂料场，手扶拖拉机运输，运距2-4km，再加采砂管理费，经计算砂子单价为20.84元/m3，石子单价为25.01元/m3。5、施工机械台班费：由折旧费、修理费、安装拆卸费及人工、耗材等构成。三、建安工程投资概算根据施工组织设计中提出的施工方案，以人工概算单价、材料概算单价和机械台班费为基础，按单项分部工程相对应的定额再加上其他直接费构成直接费。间接费以人工费为基础进行计算。直接费＋间接费加＋计划利润＋税金构成工程基本单价，其中计划利润均按直接费与间接费之和的3%计算，税金按（直接费+间接费＋计划利润）×税率（3.22%）计算，即为工程概算单临时工程包括临时道路、临时房屋、临时用地及其它临时工程。其它临时工程主要包括风、水、电、通信系统、砂石料系统经、砼拌和浇筑系统、场地平整等，其它临时工程投资，按工程概算一至二部分建安工程量（不包括其它临时工程）之和的1%五、其它费用1、建设管理费（1）建设管理费：按建安工程的1.5%计提，计列0.58万元；2、勘测设计费：按建安工程的2%计提，计列0.77万元。3、其它（1）工程质量监督监测费：按建安工程费的0.1%计提，计列0.04万元。（3）预备费：按建安工程的3%计提，计列1.19万元。六、工程投资本工程总投资44万元，总工程量6711.78立方米，其中土方6612立方米，砼及钢筋砼99.78立方米，共需石子82.6立方米，砂子73.9立方米，水泥31.4吨，钢管2.3吨，钢筋3.8吨，UPVC管24.27吨，总工日2990个，工程支付民工报酬5万元。七、资金筹措本工程总投资44万元，其中建筑工程37.11万元，机电设备及安装工程1.5万元，临时工程0.95万元，其他费用4.44万元。申请省以工代赈资金30万元，自筹14万元。八、建设年限：2005年一年。第七章经济效益分析本项目区设计灌溉面积750亩，均采用滴灌灌溉方式，工程建成前后作物种植比例基本不变。1、直接经济效益（1）节水效益项目区采用果树滴灌方式，灌溉定额为88m3／亩，而大田地面灌溉定额为210m3／亩，则年亩节水200m3，年节约水量15万m3，每方水0.30元计算，年节水效益4.5万元。（2）增产、增收效益据实际调查和临近灌区多年运行试验资料显示，在同等农灌溉后比灌溉前农业年均总增产45万公斤，年均增加效益72万2、国民经济评价和财务分析国民经济评价和财务分析主要包括投资、年费用、年效益的计算，还本年限、效益费用比和内部收益率的分析。（1）投资费用（2）年费用据水利工程项目经济规范评价，年费用包括折旧费、大修费、管理费和能源消耗费。①折旧费C1按我国常用的直线折旧法计算C1＝44÷30＝1.5万元②大修费C2本工程固定资产形成率按90％计算，大修费取1.5％。C2＝44×90%×1.50.59万元③管理费C3按工程总投资的0.5％计C3＝44×0.50.22万元④能源消耗费C4能源消耗费主要指工程运行期间，直接消耗在工程上的电费，电价按0.4元/度计。本工程年总用水量6.6万m3，设计引水流量118m3/h，系统工作时数559h，配套动力30kw，总用电量1.68万度，能源消耗费为0.67万元。则全灌区年费用CC＝C1＋C2＋C3＋C4＝1.5+0.59+0.22+0.67＝2.98万元（3）年效益年效益主要指灌溉后比灌溉前，由于粮食作物、经济作物及养殖业产量的增加产生的效益。该工程灌溉后比灌溉前年增加效益72万元，根据我区统计资料显示，灌溉后比灌溉前养殖业年增加效益112万元／万亩，则项目区养殖业年增加效益8.4万元。水利分摊系数取0.4，则项目区水利净效益32.16万元。（4）效益费用比、还本年限和内部回收率的分析据《水利建设项目评价规范》（SL72－94本工程综合分析期30年,社会折现率7％;工程总投资44万元，年水利净效益32.16万元，年费用2.98万元。施工期6个月，即2006年4月开工，2006年10月竣工。经计算得主要经济指标如下：还本年限（T）T＝4.2年内部回收率（IRR）IRR＝15.5%>10%净效益现值（NPV）NPV＝112.02万元亩投资（Km）Km=550元／亩亩年费用（Cm）Cm=55.7元／亩亩管道用量LmLm=19.3m／亩亩装机容量NmNm=0.04KW／亩省水率（Rsh）Rs=38.2%水分生产率（I）I＝2.3Kg/m3>1.2Kg/m3第八章效益评价一、社会效益随着国家“西部大开发”