（正式版）DB13∕T 928-2008 《咸淡水混合灌溉工程技术规范》

P59咸淡水混合灌溉工程技术规范2008-03-26发布2008-03-26发布I 12规范性引用文件 13术语和定义 14工程规划 25工程设计 56工程施工与验收 87工程管理与监测 88经济评价 9附录A(规范性附录)有关参数的计算方法 开发利用地下咸水灌溉是缓解河北省中东部平原有咸水区水资源供需紧张矛盾的有效途径，咸淡水混合灌溉工程是科学利用地下咸水抗旱灌溉的基础设施。为确保咸淡水混合灌溉工程质量，规范施工质量的验收方法、程序和技术要求，制定本标准。本标准的附录A为规范性附录。本标准由河北省水利厅提出并归口。本标准起草单位：河北省防汛抗旱指挥部办公室、河北省水利科学研究院。本标准主要起草人：徐振辞、刘广才、郭永辰、刘为忠、李京善、聂建中、张斌、张艳红、李娜、咸淡水混合灌溉工程技术规范本标准规定了咸淡水混合灌溉的工程规划、设计、施工、管理和水土环境监测。本标准适用于有深层淡水灌溉条件的咸水区。缺水地区，矿化度小于2g/水可以直接用于农作物全生长期灌溉；无深井淡水灌溉条件的咸水区，矿化度2～5g/l咸水，可用于农作物生长关键期汛前抗旱灌溉，但灌水次数不宜超过1～2次。混合水灌溉的水质应符合《农田灌溉水质标准》(GB5084)的规定。在以下地区，咸淡水混合灌溉水质标准可适当放宽：a)具有一定的农田排水工程措施，能保证一定的排水和地下水径流条件的地区；b)有一定的淡水资源，能够满足冲洗土体中盐分的地区。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB5084农田灌溉水质标准GB50288灌溉与排水工程设计规范GB/T8162结构用无缝钢管GB/T3091低压流体输送用焊接钢管GB/T3422连续铸铁管SL/T238水资源评价导则SL/T154混凝土与钢筋混凝土井管标准SL18渠道防渗工程技术规范SL223水利水电建设工程验收规程SL183地下水监测规范SL364土壤墒情监测规范SL72水利建设项目经济评价规范3术语和定义下列术语和定义适合于本标准。地下水矿化度mineralizationdegreeofgroundwater单位体积的地下水中可溶性盐类的含量，通常以g/L或mg/L表示。咸水灌溉salinewaterirrigation利用矿化度大于2g/L的微咸水或咸水，在水资源十分短缺地区进行的灌溉。2灌溉水质irrigationwaterquality灌溉水的化学、物理性状，水中含有物的成分及数量的表征。酸碱度pH地下水的酸碱反应和酸碱程度的表征。作物耐盐临界值saltthresholdvalueofcrops农作物正常生长所能承受的土壤盐分的最大含量，判断作物是否遭受盐害的临界值。土壤次生盐碱化secondarysalinizationofsoil耕作土壤由于人类活动的影响而转化为盐碱土的过程。地下水埋深临界深度criticaldepthofgroundwater不致引起土壤盐分积聚过程的地下水埋藏深度。4工程规划4.1一般规定4.1.1旱作物灌溉保证率宜按P=50%设计。4.1.2浅层咸水矿化度不宜超过5g/L,pH值7～8,盐分组成应以硫酸盐为主，可溶性钠百分率(SSP)小于60%,钠吸附比(SAR)小于10。4.1.3深层水呈碱性，pH值8～8.5,矿化度1.0g/L左右，可溶性钠百分率(SSP)大于80%,钠吸附比(SAR)大于10,残余碳酸钠(RSC)大于1.0me/L。4.1.4混合水矿化度一般不应大于2.0g/L,可溶性钠百分率(SSP)小于60%,钠吸附比(SAR)小于10。4.1.5咸淡水混合比例应按浅、深井出水量和水质矿化度设计。4.1.6实行咸淡水混合，在相同控制灌溉面积和相同灌溉保证率条件下，应减少单眼深井抽水量。4.1.7土壤质地应以壤质土为主。4.1.8灌溉前后计划湿润层土壤全盐量(%)分别不得大于0.1%和0.15%。4.1.9咸淡水混合灌溉适宜作物为小麦、玉米和棉花等大田农作物。4.1.10采取适宜排水措施，应控制地下水位埋深在临界深度以下。4.2基本资料4.2.1项目区基木情况。行政辖区、地理位置、总面积、耕地面积和区内人口等。a)地质与水文地质条件，包括地层岩性、构造分布及特征，含水层(组)的分布，地下水类型、埋藏和开采条件、富水性，地下水补给、径流、排泄条件，地下水动态、化学类型、矿化度及有关参b)土壤质地、土壤肥力条件、土壤盐分状况以及土壤盐碱化的历史演变过程；c)地下水位(或埋深)、不同矿化度地下水分布及开发利用的情况。4.2.3灌溉工程现状。深、浅机井眼数及分布、机井静水位、动水位、出水量及其水质，可供地表水资源量、来水时间等。34.2.4农作物种植。各种农作物现状种植面积、产量、产值以及种植发展规划；现状各种农作物灌溉面积、灌溉农业产量、灌水方式、灌溉制度等。4.2.5社会经济条件。包括经济状况、市场状况、基础设施、人民生活水平等社会经济情况。4.3地下水资源评价4.3.1根据规划区地下水资源评价成果所提供的不同典型年地下水可采量，结合配套设备能力，确定可供水资源量；已成井区可以根据多年采补资料，对地下水资源评价成果加以复核，分析确定可供水4.3.2地下水资源评价的对象是小于2g/L的浅层水、2～3g/L的浅层微咸水和3～5g/L的浅层咸水以及深层地下水，且主要评价对象应是2～5g/L的浅层咸水。4.3.3有关地下水资源评价参数确定及各项补给量的计算方法详见《水资源评价导则》(SLT238)。4.4规划指导思想和原则4.4.1咸淡水混浇工程规划编制的指导思想是：以开发利用2～5g/L浅层地下微咸水、咸水为重点，通过大力发展咸淡水混浇抗旱灌溉工程，增辟农业灌溉水源，提高抗旱灌溉保证率，保证农业高产、稳产，增加农业生产效益，最大限度地减缓深层地下水的超采，改善农田生态环境，确保本区水土资源可持续利用，国民经济可持续发展。4.4.2咸淡水混浇工程规划编制应遵循以下基本原则：a)坚持水资源采补平衡的原则。以水资源可开采量作为供水量，优先开发2～3g/L微咸水，通过发展咸淡水混浇井组建设，科学利用3～5g/L半咸水，增加浅层咸水利用量，逐步减少深层水开采量，稳定灌溉面积，提高农田灌溉保证率；b)坚持因地制宜的原则。综合考虑各区域地下咸淡水资源赋存条件，合理确定浅井井型和咸淡水混浇井组形式，因地制宜，科学规划；c)坚持统筹兼顾的原则。按照统一规划，先易后难，分步实施的要求，整合各方面资金，统一建设标准，成方连片，形成规模发展，统筹推进项目建设；d)坚持重点突出的原则。咸淡水混浇井组建设重点放在深层地下水埋藏深、开采强度大、浅层4.5工程方式与规模4.5.1浅深井咸淡水混合可采用一眼深井与一眼或多眼浅井构成咸淡水混合井组。4.5.2深井与浅井宜相邻布设，多眼浅井(咸水井)应采用梅花分布。4.5.4咸淡水混合系统(包括混合水池或混合水塔)应根据深井和浅井的相对位置设置，距深井距离一般2～5m。4.5.5单眼机井出水量应由抽水试验确定，混合井组最大设计出水量为组内机井出水量之和。4.5.6咸淡水宜先行混合后再人主管道。4.5.7按照出水压力条件，浅深井咸淡水混合的方式包括无压混合和有压混合两种形式。a)无压混合——浅、深井出水分别进入混合水池，在无压状态下，通过明渠或地下管道输水至田间。见图1。混合水池混合水池输水明渠田间灌溉深井图1咸淡水无压混合灌溉工程示意图4b)有压混合——浅、深井出水分别在有压状态下进入混合水塔(亦称“限压通气管”)或直接通过地下管道(亦称“管道一体化混合”)输水至田间。分别见图2和图3。图2咸淡水有压混合——水塔灌溉工程示意图图3咸淡水有压混合——管道一体化灌溉工程示意图4.5.8咸淡水混合井组控制系统(包括井房、电力设施等)应由深井位置确定。深井井组控制灌溉面积可按下式计算A—-井组控制灌溉面积，hm²;Q₁、Q₂——分别为深井淡水和浅井咸水出水量，m³/h;L—灌溉期机井每天开机时间，h;η——灌溉水利用系数；k—干扰抽水的水量消减系数，由抽水试验确定；m——综合平均灌水定额，m³/hm²。式中：Qr、Q.——分别为深井淡水和浅井咸水出水量，m³。4.6.1咸淡水混合水灌溉工程规划报告，应包括下列内容：a)工程建设的必要性和可行性论证；b)项目区范围及基本情况；c)水土资源评价及供需平衡分析；5d)工程建设的目标和任务；e)规划方案的确定及可行性分析；f)规划方案的实施计划；g)投资概算与资金筹措；h)经济评价与环境评价分析；i)工程运行管理。4.6.2附图中应提交下列主要图件：a)1/5000或1/10000项目区地下水水质分布图；b)1/5000或1/10000项目区工程规划布置图；c)1/1000或1/2000典型混合系统和管道系统布置图。5工程设计5.1水源工程5.1.1根据国务院颁布的《取水许可制度实施办法》和水行政主管部门审批的建井方案进行单井和井组设计。5.1.2有深井的咸水区应根据规划要求，充分利用已有浅井(咸水井)或补打浅井(咸水井),建设咸淡水混合水灌溉井组工程。5.1.3浅井设计出水量与降深，应采用抽水试验资料确定；资料不足时，可采用探采结合井的实测资料或根据附近同类条件的机井资料确定；也可选用经验公式或理论公式计算。5.1.4浅井出水水质应符合第4.1.2条的规定。5.1.5根据当地的水文地质条件和机井出水水质的要求，选用不同的浅井井型。5.1.6根据《机井技术规范》(SL256),管井设计应符合下列规定：a)管井深度设计应根据需水量和拟开采含水层(组、段)的埋深、厚度、水质、富水性及其出水能力等因素确定。b)·按梅花形布井时，井距初选按式(3)计算，并根据规划区具体条件，选用干扰抽水法或类比法进行校核。c)井孔直径除应能下入井壁管和滤水管外，还应满足围填滤料的要求：采用非填砾过滤器时，井孔直径应大于100mm;采用填砾过滤器时，中、粗砂含水层中应大于200mm,粉、细砂含水层中应大于300mm。井孔直径可采用下式校核：… (4) (5)6d)井壁管和滤水管应根据井深、水质和技术经济条件等，选用钢管、铸铁管、钢筋混凝土管、混凝土管、无砂混凝土管材。各种管材的适宜深度应按表1的规定取值。表1各种管材的适宜深度表单位：m管材类型塑料管混凝土管注：钢筋混凝土管采用焊接、提吊、安装浮板施工，适宜深度为200～400m。和GB/T3422有关规定执行。f)过滤器根据含水层岩性进行选择，各种过滤器的适用条件及适用管材见表2。表2各种过滤器的适用条件及适用管材表穿孔过滤器穿孔过滤器g)填砾过滤器和非填砾过滤器应根据结构类型分别设计。h)滤料(填砾)设计应符合下列规定：1)滤料粒径可按下式确定：Ds、dso——滤料、适宜含水层砂样过筛累计重量分别为50%时的颗粒直径，mm。当含水层颗粒均匀系数η<3时，倍比系数取小值；η₂>3时，倍比系数取大值。2)中粗砂适宜含水层填砾厚度大于100mm;粉、细砂含水层中应大于150mm。3)粉细砂适宜含水层颗粒均匀系数η₂<3,填砾厚度达200～250mm时，倍比系数可加大为4)滤料应选用磨度好的硅质砂、砾石充填，滤料上部应高出过滤器上端，具体数值应根据适宜含水层厚度、埋藏位置和回填滤料下移高度等因素确定。i)井管外部封闭应符合下列要求：1)滤料顶部至井口段，采用粘土球或粘土块封闭3～5m,剩余部分可用粘土填实。2)矿化度大于5g/L的不宜取水含水层，可用粘土球封闭。5.2水泵及动力配套5.2.1农用水泵类型选择一般应按机井动水位埋深确定。深、浅机井所选水泵的流量必须满足咸淡水混合系统设计流量的要求，而且不大于机井出水量；水泵扬程应根据灌溉系统设计扬程合理，确保在满足系统设计流量条件下，水泵在高效区工作。5.2.2应保证深井泵和浅井泵的压力平衡，选择合适的水泵并在深、浅井水泵出水口分别安装水表、5.2.3新配水泵宜选用国家公布的节能型产品，严禁选用国家公布的淘汰产品。75.2.4利用现有机井装置，应根据水泵运行状况进行测改或检修。5.2.5为了提高机井装置效率，动力机的功率应合理选配。5.3输配水系统5.3.1深浅井出水口处均应安装水表和压力测试装置。5.3.2无压混合输配水系统应符合以下要求：a)宜在深井出水口处建设混合水池；b)混合水池应进行防渗处理；c)混合设施容积应依井组出水量大小和工作制度确定；d)明渠输水应进行防渗处理，防渗形式主要有U形槽、混凝土现浇、混凝土板衬砌；寒冷地区应采取防冻胀措施。砼防渗渠道设计应符合SL18的要求。5.3.3有压混合输配水系统应符合以下要求：a)宜在深井出水口处设置咸淡水混合水塔，或实行咸淡水混合管道一体化灌溉；b)混合水塔可采用钢筋混凝土管或金属管，水塔顶部有一自由水面，水塔直径应大于深、浅井出水管道直径，水塔高度应通过对下游输水管道水力计算确定；c)实行咸淡水混合管道一体化，混合段管道应不小于深、浅井出水管的最大直径；d)有压管道输水管道中的水流流速为1～1.5m/s,且属于紊流状态。5.3.4咸淡水混合工程管道输水应进行管网设计，新设管网按混合水量设计；如果原来已有管道，应用混合水量验算输水管道的总水头损失。5.3.5咸淡水混合地埋输水管道出水口较少时，二级管道可利用塑料软管，直接输水到畦口。5.3.6咸淡水混合低压管道输水工程设计流量、设计水头、水头损失及管径确定与管道工作压力等设计可参照GB/T20203规定执行。5.4田间工程与农作物种植5.4.1田间工程主要包括灌水沟、畦布置、土地平整及工程量计算等。5.4.2咸淡水混合灌溉应提出1～2个典型设计，典型设计面积不应小于灌水区总面积的5%。5.4.3咸淡水混合灌溉应推广小畦灌溉，畦田大小应通过试验方法确定，或根据当地或邻近地区的实践经验确定。5.4.5采用试验或试验与理论计算相结合的方法评定沟畦灌水质量时，宜按公式(7)和(8)分别计算田间水利用系数和灌水均匀系数。田间水利用系数和灌水均匀系数均应达到0.90以上。 (7) (8)5.4.6咸淡水混合灌溉应按作物耐盐性及其对水分的需求合理灌水。冬小麦拔节后期及玉米、棉花等作物生长后期是适宜的灌水期。5.4.7咸淡水混合灌溉的灌水定额，根据作物需水量和灌溉水矿化度确定，一般为计算淡水灌溉水量的1.05～1.1倍。5.4.8田间排水主要有明沟排水、暗管排水和竖井排水以及生物排水等方法。田间排水工程设计应符8合GB50288的技术要求。5.4.9低洼易盐碱化地区，其排涝模数除执行有关标准以外，还应在返盐季节前将地下水控制在临界深度以下。表3盐碱地区地下水临界深度单位：m地下水矿化度(g/L)中壤土6.1工程施工6.1.1机井施工安装应符合SL256的有关规定。6.1.4在深井和浅井水泵出水口均应安装进排气阀、逆止阀、闸阀及其量水设备。6.1.5有条件地区可以利用激光平地仪平整土地，田间畦埂应每年翻耕修整一次。6.2工程验收6.2.2工程验收标准应符合下列要求：a)咸淡水混合井组验收采用现场随机抽测法，以出水量和水质符合规划设计要求为合格；6.2.3工程验收宜分部分项进行。首先进行机井、地埋管道等隐蔽工程的验收；在全部工程施工结束后再进行项目竣工验收。a)应审查技术文件是否齐全，技术数据是否翔实可靠；b)应审查咸淡水混合系统建设、管道布置、田间工程配套是否达到设计要求，安装是否合格；c)工程验收后应填写《工程竣工验收证书》,并由验收组长签字，方可交付使用。7.1组织管理7.1.1建立健全农户参与的井组管理机构。7.1.2实行井组管理责任制。7.1.3井组管理人员应经过技术培训，持证上岗。7.1.4建立有关规章制度，及时进行各项技术资料的收集和整理，保证技术档案齐全。7.2工程管理7.2.1定期检查机泵和输配水灌溉系统，及时进行维护、修理和更换，保证机泵正常运转，渠道、管道畅通。7.2.2在灌水初期以及灌水期间应定期检测深井和浅井的出水量、水泵出水口压力的变化情况，根据水质变化情况，及时对深井和浅井的出水量和出水口压力进行调整。7.2.3严格执行机泵安全运行操作规程。97.2.4根据管理制度，定期检查工程及配套设施的状况，并及时进行维护、修理和更换。7.2.5井组在停用期间，应定期进行养护。7.3用水管理7.3.1结合当地的气候条件、土壤性质、作物种植等因素，选择适宜的灌水方法，制定合理的灌溉制7.3.2按取水许可的水量开采地下水，严格控制超量开采，加强对地下水资源的保护。7.4水质管理7.4.1定期测定深井和浅井水含砂量。7.4.2定期检测分析深、浅井水和混合水水质，水质检测分析指标应至少包括以下内容：a)灌水初期：pH、矿化度(或电导度);b)灌水期间：定期测定水质矿化度(或电导度)。7.4.3混合水水质应按照第4.1.4条的规定严格掌握，一旦出现偏差应及时对深、浅井出水比例进行7.5环境监测7.5.1建立相应规模的咸淡水混合灌溉技术与环境监测机构，培训相应的技术人员，负责全区水质与环境监测工作。7.5.2地下水监测：应按SL183执行，灌溉期初和期末应监测灌区地下水位和地下水质变化情况。7.5.3土壤理化性状监测：应按SL364执行，灌溉期初和期末应监测灌区土壤水分和根层土壤盐分变化情况。7.5.4农作物监测：农作物收获后应抽样调查其产量和品质变化情况。7.6地下水源保护7.6.1地下水开采应遵循采补平衡的原则，特别是深层地下水开采。已达到采补平衡的地区，没有水量增补措施，不得增加地下水的开采量。7.6.2开采具有多个含水层的地下水时，应封闭水质不符合灌溉要求的含水层。7.6.3不得开采利用已被污染的地下水。8经济评价8.1咸淡水混浇工程应进行国民经济评价。8.2经济评价只在县级及县级以上部门制定咸淡水混合灌溉工程规划时进行。8.3经济评价方法可参照SL72执行。2眼或2眼以下井组、控制灌溉面积小于500亩(33.3hm²)的咸淡水混合灌溉工程，可按本标准所列方法进行经济评价。8.4工程投资，即工程建成所需的一次或分次投入的全部资金，包括新打(或更新)井、配套、输变电工程、附属建筑物等以及其他费用。8.5年费用包括年管理运行费和折旧费。a)年管理运行费应包括能源消耗费、维修费和管理费。b)折旧费可采用静态折旧法或动态折旧法。1)采用静态折旧法时，可按下式计算： (9)2)采用动态折旧法时，可按下式计算：偿还基金法(投资不计利息) (10)式中：d,——年折旧费，元；K,——井组工程投资，元；n——井组工程固定资产折旧年限，年；i——年利率，%。8.6井组工程灌溉经济效益按已发生年份的实际增产值计算，农业技术措施基本相同时，增产值等于有、无井组工程相比所增加的产值，可按下式计算：式中：B——井组工程多年平均增产值，元/年；A,——第i种作物的种植面积，亩；Y——有井组工程的第i种作物的多年平均单位面积产量，kg/亩·年；y——无井组工程的第i种作物的多年平均单位面积产量，kg/亩·年；D,——第i种作物的产品单价，元/kg;N—-作物种植种类：农业技术措施基本相同时，井组工程增产值的计算应在式(12)中乘以工程效益分摊系数e,其值可参考条件类似地区的试验成果或调查资料确定；无资料时，可按ε=0.4～0.6进行估算。8.7井组工程经济分析评价，宜采用动态分析法；简单估算时，可采用静态分析法。a)采用动态分析法时，井组工程经济分析以动态还本年限、效益费用比和内部收益率指标表示。1)动态还本年限T,可按下式计算：式中：K₀——井组工程总投资现值或折算到基准年(点)