赤道乡赤道村田间配套工程实施方案.doc

赤道乡赤道村田间配套工程初步设计
1.项目区基本情况
1.1 自然概况
赤道乡赤道村田间配套工程项目受益村为赤道乡赤道村，该村位于赤道乡西南方，北临上官庄村，东南临城关村，西和魏洛村接壤。该村地形由东北向西南倾斜，坡降在0.5%—2%之间，海拔1210m。
项目区属温带季风性气候，冬寒少雨，夏热伏旱，春暖干燥，秋凉湿润，春秋季节过度不甚明显，光热条件较好，多年平均气温9℃，极端最高气温41.6℃，极端最低气温零下-20℃。降雨偏少，多年多年平均降雨量599.3mm，降雨集中在7—10月，占全年降雨量的60%—70%。该区位于祁、吕、贺山字型构造体系的前弧东翼，黄土高塬东南部，属自重温陷黄土地区，为6烈度地震区。该区地下水主要有承压水、基岩裂隙水和潜水，含水层主要为中更新统粉沙层及黄土，古土壤及下更新统午域黄土顶部之沙黄土层，水位埋深21.8—39.2m，且由区所在塬面中心到周围含水层变薄，水位埋深由浅变深。
1.2社经状况
赤道村位于旬邑县西北部，全村总土地面积5.33km2，全村总人口1580人，其中劳力395人。该村退耕还林面积1719亩，涉及农户349户，人口1201人，实施退耕还林工程后，该村耕地减少，现有耕地多为坡耕地，田块不平整，土壤板结不肥，缺少有机肥。现有农耕地面积2844亩，人均耕地1.8亩，基本农田面积2370亩，人均1.5亩，基本口粮田1659亩，人均1.05亩，2008年粮食总产量为44.08万kg，人均产量279kg，农民人均纯收入1642元。
1.3水利工程现状：
该村现有辐射井1眼、30 m3砖支筒水塔1座、管理站1处。辐射井井深50m，出水量在20m3/h以上，经过抽水试验，出水量稳定，水量充足。30 m3砖支筒水塔，支筒高度16m，水塔完好。村上铺设了人饮供水管网，实际日用水量为40 m3左右，供水设施运行正常。
2.工程修建的必要性和可行性
2.1工程修建的必要性：
加强水利基础设施建设，优化资源配置，发展现代农业，增强农业抗风险能力，增加群众收入，对于构建和谐社会，建设社会主义新农村，促进农村经济健康发展意义深远。
该村地表水资源十分贫乏，且水资源时空分布年际和年内变化大，开发利用率低，是一个典型的雨养农业村，近年来随着乡村经济的发展，农业用水缺口不断增大，已严重制约着区域经济的发展。经调查统计，小麦、玉米、大豆优质、高产的一个重要因素在于能得到充分的水量补充，无灌溉设施的农亩均产量仅占有灌溉条件的75%左右，足以体现出灌溉对于粮食产业发展的重要性。尽快建设大田节水灌溉，促进该村粮食向节水型推进已成为当前该地区把粮食做大做强，实现产业发展的必由之路。村民对改变农业灌溉条件要求迫切，修建该项目是十分必要的。
2.2工程建设的可行性：
加快水利设施工程的建设步伐，对促进农业生产，保障粮食安全，促进农民增收，改善生态环境，创新运行机制等具有十分重大的意义。修建该工程有许多有利条件：一是该区目前已具备连片的麦田、玉米、及杂粮作物，分布集中且地块平整，有良好的田间灌溉条件。二是当地有着良好的灌溉基础条件，该地下水资源丰富水质优良，可在该村新打机井作为该工程的水源；三是当地农民对大田灌溉一直充满着期待，在该区实施节水灌溉项目工程是解决以上问题的必然选择，成为当地群众的心声。四是该区公路发达交通便利，电力、建材供应方便；五是该区干部群众思富若渴，思想觉悟高，劳力有保证。综上所述，该工程建设不仅是必要的而且是可行的。
3.水源供需平衡分析
3.1用水量分析
3.1.1灌溉定额
⑴小麦灌溉定额
根据《节水灌溉技术》按下式计算
m=[1000rsh(β1-β2)]/η水
式中m—灌水定额m3/hm2
rs—计划润层土壤干容重KN/m3
h—土壤计划润湿层深度m
β1—土壤适宜含水量（重量百分比）上限，可取田间持水量的0.85-0.65。
β2—土壤适宜含水量（重量百分比）下限，可取田间持水量的0.6-0.65。
η水—灌溉水利用系数。
式中各项参数根据当地土壤条件取值为：
rs=1.58g/cm3 h=0.45m β1=0.85 β2=0.6
η水=0.95 βm=0.24
m=1000×15.8×0.45×(0.85-0.60)×0.24]/0.95
=449.1m3/hm2=30m3/亩
麦田计算灌溉定额为30 m3/亩。
根据当地七水灌区麦田灌溉实际调查，该地区小麦灌溉定额在30 m3/亩左右，故确定麦田灌溉定额为30 m3/亩。
⑵玉米灌溉定额
玉米采用穴灌的方法进行灌溉，单株需2kg水，单次灌水每亩需10m3。符合当地灌水实际。
⑶杂粮灌溉定额
根据《节水灌溉技术》按下式计算
m=[1000rsh(β1-β2)]/η水
式中m—灌水定额m3/hm2
rs—计划润层土壤干容重KN/m3
h—土壤计划润湿层深度m
β1—土壤适宜含水量（重量百分比）上限，可取田间持水量的0.85-0.65。
β2—土壤适宜含水量（重量百分比）下限，可取田间持水量的0.6-0.65。
η水—灌溉水利用系数。
式中各项参数根据当地土壤条件取值为：
rs=1.58g/cm3 h=0.2m β1=0.85 β2=0.6
η水=0.95 βm=0.2
m=1000×15.8×0.2×(0.85-0.60)×0.2]/0.95
=166.3m3/hm2=11m3/亩
杂粮计算灌溉定额为11 m3/亩
根据当地灌区杂粮灌溉调查，该地区杂粮灌溉定额在10 m3/亩左右，故确定麦田灌溉定额为10 m3/亩。
3.1.2灌溉制度
根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）规定，并与我县发展规划相协调，确定本工程设计水平年为2009年。结合水文气象及水资源条件，确定本工程灌溉设计保证率为75%。
作物灌水定额的确定，项目区群众以种植小麦、玉米和杂粮为主，依据我县灌区多年来的灌水实践，确定本灌区灌溉制度，详见下表：
灌溉制度表
作物名称
灌水次序
生育阶段
灌水日期
灌水 定额（m3亩）
灌水天数（天）
小麦
1
冬灌
10/10-15/11
30
25
2
返青
18/3-10/4
30
23
3
抽穗
25/4-16/5
30
22
玉米
1
苗期
20/5-5/6
10
16
2
抽穗
15/7-30/7
10
16
3
灌浆
10/8-22/8
10
13
杂粮
1
苗期
17/5-28/5
10
12
2
灌浆
10/7-22/7
10
13
3.1.2用水量计算
本次规划该区灌溉面积为1000亩，其中小麦420亩, 玉米340亩，杂粮240亩。根据灌溉制度小麦灌水3次，玉米灌溉3次，杂粮灌溉2次。计算用水量
W需=420×30×3+340×10×3+240×10×2=5.28万 m3
3.2可供水量分析
该项目地处太村塬区，塬宽面广，地势较平坦，灌溉主要以井灌为主，根据我县水文地质资料分析计算出地下水补给量。
3.2.1降雨入渗补给量。
W1=0.001αPΑ
式中W1—降雨入渗补给量，m3；
α—降雨入渗补给系数；
P—设计年降雨量，mm；根据咸阳市水文手册P＝75%，我县年降雨量为600mm。
A—地下水补给面积，m2；根据1:10000地形图和参照设计机井位置，用方格法量得该区地水补给面积为250000 m2。
W1＝0.001×0.14×250000×600＝21000 m3＝2.1万m3
3.2.2侧向补给量。
W2＝365Kh含Σ（LiJi）
W2—侧向补给量，m3；
K—含水层渗透系数，m/d；
h含—补给区中地下水含水层厚度，m；
Li—补给区边界长度，m；
Ji—补给区内对应边界的地下水坡度。
W2＝365×15×15×1000×（0.005-0.0015）＝287437.5 m3＝28.74万m3
3.2.3灌溉回归水量
该项目区属于黄土台塬区，承压水资源分布于黄土台塬潜水含水层以下，顶板埋深20—40米，可忽略不计灌溉回归入渗量W3。因此，可供水量为
W供＝W1+W2＝30.84万m3
3.3水资源平衡分析
W供=30.84万m3> W需5.28万 m3，故该区地下水可满足灌溉规划区灌溉用水量要求。
3.4现有供水设施供水平衡分析
该村现有1眼辐射井供水能力为出水量在20m3/h以上，储水设施为50 m3的高位水塔1座。根据灌溉制度灌溉总历史125天，灌溉期间供水设施每天运行18小时计算。
W设供=125×18×20
=4.5万m3
W设供=4.5万m3＜ W需5.28万 m3
故工程水源，利用现有水源是不足的，需要增加开采地下水工程设施。
4.项目建设内容
新打机220m深机井1眼，配200QJ20-270型潜水泵一套，配套电机功率为30KW，新建管理房及配电房53.46m2，安装大门1合，铺设Dg125PVC管715m，Dg90PVC管4620m， Dg50PVC管3600m，修建闸阀井7座，修建分户计量井177座，安设出水桩177个。
5.水文、地质
5.1水文气象
该项目区属温带季风性气候，冬寒少雨，夏热伏旱，春暖干燥，秋凉湿润，春秋季节过度不甚明显，光热条件较好，，多年平均气温9℃，极端最高气温41.6℃，极端最低气温零下-20℃。降雨适中偏少，多年多年平均降雨量599.3mm，降雨集中在7—10月，占全年降雨量的60%—70%。该区地下水主要有承压水、基岩裂隙水和潜水，含水层主要为中更新统粉沙层及黄土，古土壤及下更新统午域黄土顶部之沙黄土层，水位埋深21.8—39.2m，且由区所在塬面中心到周围含水层变薄，水位埋深由浅变深。
5.2工程地质
项目区位于黄土高塬沟壑区，黄土覆盖层100－200m，土中粘粒含量少，湿陷性较强，属自重湿陷性黄土地区，湿陷性黄土厚10－15m，湿陷等级2－4级，对工程建设危害较大，应对构建筑物地基按有关规范进行设计，该区为六烈度地震区。
6.工程设计
6.1工程设计依据
（1）《水利水电工程初步设计报告编制规程》DL5021-93
（2）《节水灌溉技术规范》SL207-98
（3）《陕西省小型农田水利建设项目节水改造实施方案编制指南》
(4)《低压管道输水灌溉工程技术规程》（井灌区部分）SL/T153-95
(5)灌溉与排水工程设计规范GB50288-99
6.2指导思想、原则和目标
6.2.1指导思想
坚持以科学发展观为指导，深入贯彻中央一号文件精神，加强基础设施建设，优化配置，有效利用水资源，大力发展节水灌溉，进一步改善农业生产条件，提高农业抗旱能力，建设良性的农田水利工程运行管理机制，促进农业增产，农民增收，改善人居环境。
6.2.2设计原则
（1）以水资源统一管理和优化配置为基础，以节水增效为中心，依靠科学进步，通过综合措施，提高灌溉水的利用率和水分生产率，实现灌区水资源的可持续利用。
（2）因地制宜，合理规划。
（3）根据资金筹措科学合理的确定工程规模，设计方案和技术经济指标。
6.2.3工程目标
通过管道输水灌溉达到节约水资源，改善该村农业生产基本条件，提高农业综合生产能力，新建灌溉农田面积1000亩。
6.3工程总体布置
该工程设计供水系统工艺流程如下：
田块
管网
水塔
水源井

设计在赤道村原有辐射井的基础上再新打200米深机井1眼，将水提至水塔，然后通过供水管网输送至田间地块。
6.4水源工程
6.4.1机井工程设计
⑴机井位置确定
项目区现有水源工程为辐射井1眼，该辐射位于赤道村西北方，地下水资源充沛，该井开采的是浅层地下水，为了便于管理和工程运行，机井的的位置选于管理站院内。机井开采的是地下深层水量，不会影响辐射井的出水量。
⑵井深确定
该项目区属于黄土台塬区，承压水资源分布于黄土台塬潜水含水层以下，顶板埋深20—40米，含水层为砂砾、卵石及砂层，在50—200米深度内有4—6个主含水层，总厚度40—160米；含水层颗粒由西向东逐渐变细，承压水含水层适水性、富水性较好，单位出水量10—26m3/h.m，日出水量为624 m3,水质好，综合确定井深为220米。
⑶井径和井壁管的选择
依据实施区内水文地质条件，井孔直径应能下入井壁和过滤器，还应满足回填滤料的要求，根据D≥QtLV公式本着经济合理耐用的原则，井型选定为管井，井径选定为Φ500mm，井壁管一般根据井深、水质、技术和经济条件，选用井壁管为Φ300mm砼管。
⑷上水管管径的确定
该工程灌溉和机井供水能力，则机泵提水流量为20m3/h。确定管径为DN50。
⑸机泵选择
根据项目区井深和水源设计动水位的埋深，该区动水位为110—210米，根据临近机井试水参数，水泵安装深度定位170米，加16米水塔高度，地形扬程为206米，水头损失为68米，因此泵的总扬程为254米，选用200QJ20-270型潜水泵1台，配套功率30KW。
6.5管理站工程设计
管理站长16米，宽13米，占地0.31亩。现有简易管理房1间。设计新建砖混结构平房管理房及配电房53.46m2，一间为配电室，两间为职工宿舍。详见管理房设计图。
6.6输配水管网工程设计
6.6.1管道系统布置
管道系统的布置根据该村地块的划分，每户地块从支管上取水，布设计量井1个，根据地块长度按照每100m设出水桩1个的原则进行出水桩布置。输配水干管，沿村级大路至田间布设，支管道，就近同干管“T”接，灌溉地块从支管上就近“T”接取水，管道长度根据地块长度确定。整个管网以村级公路为主线“梳齿”形布置。分干管、支管、进地管三级布设,灌溉时用软管从出水桩上取水灌溉。其具体布置见赤道村田间配套灌溉工程平面布置图。
6.6.2管道输水主要参数
⑴低压管道输水灌溉工程设计灌溉工程保证率不低于75%。
⑵管道水利用系数不低于0.95，田间水利用系数不低于0.85,灌溉水利用系数不低于0.8。
⑶灌水定额
小麦灌水定额为30 m3/亩，玉米灌水定额为10 m3/亩，杂粮灌水定额为10 m3/亩。
⑷设计灌水时间
从灌溉制度表中可得出小麦抽穗期是用水流量最大期，灌水天数22d，每天灌溉延续时间18h计算。
6.6.3管网设计流量计算
a、用水总流量
从灌溉制度表中可看出，用水量最大的时候为小麦抽穗期。
Q用=MA/Ttη
式中 ：
M—作物灌水定额
A—灌溉作物面积
T—灌水天数 取22天
t—每昼夜机组运行时数18小时
η—灌溉水有效利用系数
（低压管道输水取0.95）
则：Q用=30×420/22×18×0.95
=33.49(m3/h)
供水设施供水能力为40 m3/h，可以满足灌溉用水要求。
b、管道设计流量
灌溉方式选用轮灌，根据灌溉设计流量33.49m3/h，灌溉地块每户3-8亩，每户灌溉1天完成的原则确定轮灌面积和轮灌户数。故轮灌面积为
A= Qtη/M
=33.49×18×0.95/30
=19亩
为了降低投资轮灌地块布设选择在2条支管上，每条支管上用户选择3户。则：
Q干=33.49m3/h
Q支=33.49/2=16.75m3/h
Q桩=16.75/3=5.59m3/h
6.6.4管网水力计算
主要依据《建筑给水排水设计手册》进行查算，输水管网设计按最高时用水量设计，Q干=33.49m3/h，Q支=16.75m3/h， Q桩=5.59m3/h。根据经济流速，参照该村位置高程和各级管道长度（田块取水管道长度，按照支管道距离最远的出水桩距离进行水利计算，只作最不利点的计算），按照《建筑给水排水设计手册》水力计算，按允许水力坡降和管段流量选择管径，其计算成果见赤道村管网水力计算图。
6.6.5管材选用及埋深
考虑到管材性能、施工条件及工程投资等因素，该工程管材选用PVC塑料管。该区最大冻土深度0.8米，考虑管顶覆盖厚度不小于0.9米，管床底宽0.3,开挖边为1:0.1。
7.施工组织设计
7.1施工条件
项目区位于赤道乡赤道村，距彬旬公路1.5公里，交通便利，项目区靠近村庄，施工场地平整、施工用水、用电、较为方便。项目区的工程施工条件较好。
7.2主体工程施工
7.2.1工程施工
⑴管道土方及回填采用人工开挖回填施工方法。
⑵管道安装工程采用胶粘式连接施工。
7.2.2施工总体布置
施工布置采用分散与集中相结合，本着因地制宜，合理布局，加快工程建设，降低环境污染的原则综合考虑，既要有利生产，又要方便生活，易于管理。
7.3工程进度安排
根据本工程特点，施工进度计划本着缩短工期，尽早建成，尽快受益的原则进行编制。根据本工程特点，施工总工期确定为3个月。
施工工期划分为三个阶段：
（1）施工准备：准备期为15天，主要工作是为工程施工做必要的准备，包括平整场地，招标等工作。
（2）主体工程施工：主体工程施工工期为2个月，完成输水暗管铺设、出水桩的制作等工作。
（3）工程收尾期：收尾期为15天，主要完成工程试运行及工程验收等工作。
8.环境保护设计
8.1环境现状
项目区生态环境良好，山清水秀，空气清新，人居环境良好，无工业污染源，地表植被覆盖较好，水土流失轻微。
8.2工程建设对环境的影响
8.2.1不利影响
该工程为田间工程，机械设备少，噪声基本对环境不构成影响、但管槽开挖较多，会对附近村民生活和生产，产生一定的不利影响。但本项目施工期较短，这些影响都会在短时间内停止。
8.2.2有利影响
节水灌溉项目实施后，发展设施效灌溉面积1100亩。保证了农业灌溉用水需求，提高了农作物灌溉保证率，促进了粮果增产增收，改善了灌溉条件，有利于产业结构调整和农业经济的发展。
8.3环境影响对策
上述由于工程施工带来的环境影响都是暂时的、局部的。只要施工单位坚持文明施工，与当地地方群众紧密配合，按照环境保护的有关条款进行施工，妥善安排，统筹兼顾，其负方面影响不足以对环境造成威胁。
综合所述，从环境角度考虑，该工程是可行的。
9.工程管理
9.1工程建设管理
为确保项目顺利实施，县上成立以县长任组长，计划、财政、水利、农业及有关乡镇主要负责人任成员的领导小组，对项目建设实施组织领导。领导小组下设办公室、后勤组、工程组，并明确各自的职责。工程组严把技术关、精心设计、精心组织、成立质检小组，从材料进场到工程竣工实施全过程监督，建立工程档案，力求工程管理正规化、规范化；财务管理方面，建立专帐、设立专户、专款专用，建立财务管理资金拨付制度，实行按工程进度和质量分期拨付工程资金的办法。积极筹措资金，保证资金及时足额到位。扩大宣传，定期不定举办学习班，提高全民的节水意识，普及节水灌溉知识。
9.2工程运行管理
9.2.1工程权属，赤道乡赤道村田间配套工程其产权归村集体所有。
9.2.2管护方式，工程建成后采取农户个人承包的方式进行管护。承包人经初审合格后，由村委会负责按照一事一议的原则，通过村民代表大会竞争产生。
9.2.3灌溉管理，承包人具体负责工程的日常看护、灌溉运行和工程常规养护，水价由村委会确定，并经乡镇人民政府核准后实施，水费价格确定后报县水利局备案监督。
10工程投资概算及资金筹措
10.1投资概算
经概算，工程概算总投资80.94万元，其中建筑工程68.72万元，机电设备及安装工程费1.86万元，金属设备及安装工程费1.09万元。
主要建设内容：新打机220m深机井1眼，配200QJ20-270型潜水泵一套，配套电机功率为30KW，新建管理房及配电房53.46m2，安装大门1合，铺设Dg125PVC管715m，Dg90PVC管4620m， Dg50PVC管3600m，修建闸阀井7座，修建分户计量井177座，安设出水桩177个。
10.2编制依据
①《陕西省水利水电工程概预算编制办法》
②《陕西省水利水电工程概算费用构成及计算标准》
③《陕西省水利水电工程预算定额》
④《全国统一安装工程预算定额陕西省价目表》
⑤参照市场调查价格及实际发生费用
11经济效益分析
11.1年总效益分析
11.1.1节约劳动力价值：
受益区1000亩粮食作物，每亩节约劳力5工日，每工日以50元计，折合人民币25万元/年。
11.1.2粮食增产效益：
该工程建成后，将1000亩旱地变为水浇地，其中：小麦420亩，玉米340亩,杂粮240亩。
麦田得到灌溉后，亩均可增产30%左右，按小麦亩均增产100kg，每公斤1.80元计算，则小麦年增收7.56万元。
玉米得到灌溉后，亩均可增产30%左右，按玉米亩均增产120kg，每公斤1.8元计算，则玉米年增收7.34万元。
杂粮得到灌溉后，亩均可增产20%左右，按大豆亩均增产50kg，每公斤4.0元计算，则杂粮年增收4.8万元。
则年总效益为44.7万元。
11.1.3制水成本分析
（1）年运行费
a、电费：所有泵站和供水站生产生活用电之和。这三种作物共需灌溉八次，年运行125天，其它用电每天按2kwh计算，电费按0.5元/kwh计，则本工程年总电费为4.98万元。
b、检修维修费：按工程总投资0.5%提取，则年检修维修费0.4万元。
c、其它费用：包括行政管理及辅助材料费等，按上列两项之和的10%提取，则年其它费用0.54万元。
以上三项之和为5.92万元，即本工程的年运行费用为5.92万元。
(2)折旧费
按本工程主要构筑物的折旧年限取平均折旧年限为50年，本工程固定资产总值为80.94万元，按直线折旧，则年折旧费1.62万元。
（3）供水成本
年运行费和折旧费之和7.54万元，即为本工程的年制水成本费。本工程年均供水量为5.28万m3，则供单位水量成本为1.43元/m3
（4）亩均投资
本工程总投资80.94万元，亩均投资809.4元。
（5）技术经济指标
a、还本年限=总投资/(年总效益-年总费用)
=80.94/（44.7-5.92）=2.09（年）
b、益本比=(年总效益-年总费用)/年总成本
=（44.7-5.92）/7.54
=5.14
经以上计算结果，修筑该工程是可行的，还本年限2.09年，小于5年，经济效益是可观的。
11.2社会效益
项目区水利基础条件得到改善，农业抵御自然灾害的能力明显提高，农业发展后劲切实增强，项目区1000亩农田灌溉用水得到有效保障。
工程的实施支撑了项目区农业的发展，加快了农业产业结构调整和群众致富的步伐，促进了农业经济和农村各项事业的持续健康发展。
管道输水灌溉技术的应用，管道输水灌溉水利用系数达到0.85以上，使有限的水资源得到有效的利用，对周边乡村具有较强的示范带动作用。
附件：
1、投资概算书
2、赤道村田间配套工程平面布置图
3、赤道村田间配套工程干管纵断面图
4、赤道村田间配套工程管网水力计算图
5、赤道村田间配套工程闸阀井设计图
6、赤道村田间配套工程分户计量井设计图
7、赤道村田间配套工程出水桩设计图
8、赤道村田间配套工程泵房设计图