蒙城县“民办公助”实施方案(2009)1102

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蒙城县2009年小型农田水利专项工程

实 施 方 案

安 徽 省 水利部淮委

水利科学研究院

蒙 城 县 水 务 局 蒙 城 县 财 政 局

二〇〇九年十月

批 准:虞邦义

审 定:王振龙 韩 健

审 核:

编 写:

王旭光

章启兵 刘 猛 王旭光 柏 菊王登攀 李 瑞孙 永

陈小凤

目 录

0综合说明 .................................................................................................................... 1 1基本情况 .................................................................................................................... 3

1.1自然概况 ............................................................................................................................ 3 1.2社会经济概况 .................................................................................................................... 4 1.3小型农田水利工程的地位与作用 .................................................................................... 4

2水资源及水利工程运行现状 .................................................................................... 6 3工程建设条件 ............................................................................................................ 7

3.1工程建设及方案编制依据 ................................................................................................ 7 3.2水源条件 ............................................................................................................................ 7 3.2技术、经济条件 ................................................................................................................ 8 3.4农户、农民合作组织、村组集体组织建设及自愿开展小型农田水利工程设施建设的情况........................................................................................................................................... 9

4工程建设目标 .......................................................................................................... 10

4.1工程建设总目标 .............................................................................................................. 10 4.2工程建设达到的目标措施 .............................................................................................. 10

5.工程措施 .................................................................................................................. 10

5.1工程措施选择原则 .......................................................................................................... 10 5.2工程措施总体布局 .......................................................................................................... 12 5.3典型工程设计 .................................................................................................................. 14

5.3.1机井设计 ............................................................................................................... 14 5.3.2半固定式喷灌设计 ............................................................................................... 16 5.3.3全移动式软管输水灌溉设计 ............................................................................... 20 5.3.4项目区变配电工程设计 ....................................................................................... 23 5.3.5项目区排水工程设计 ........................................................................................... 23 5.3.6桥涵工程设计 ....................................................................................................... 24 5.3.7其它工程设计 ....................................................................................................... 24 5.4主要工程项目与工程量 .................................................................................................. 25 6投资概算与资金筹措 ......................................................................................................... 26 6.1投资预算编制依据 .......................................................................................................... 26 6.2基础单价 .......................................................................................................................... 27

6.2.1人工预算单价 ....................................................................................................... 27 6.2.2材料价格 ............................................................................................................... 28 6.2.3费用构成及取费标准 ........................................................................................... 29 6.2.4施工临时工程 ....................................................................................................... 29 6.2.5独立费用 ............................................................................................................... 30 6.2.6其它说明 ............................................................................................................... 30 6.2投资预算 .......................................................................................................................... 30 6.3资金筹措方案 .................................................................................................................. 31

7工程建设管理 .......................................................................................................... 32

7.1建设管理组织 .................................................................................................................. 32 7.2管理办法 .......................................................................................................................... 32 7.3进度安排 .......................................................................................................................... 32 7.4建后管理 .......................................................................................................................... 34

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8项目效益分析与经济评价 ...................................................................................... 36

8.1效益分析 .......................................................................................................................... 36

8.1.1节水效益 ............................................................................................................... 36 8.1.2节地、省工效益 ................................................................................................... 36 8.1.3 增产、增收效益 .................................................................................................. 36 8.1.4除涝排水效益 ....................................................................................................... 37 8.1.5社会效益及生态环境效益 ................................................................................... 37 8.2经济评价 .......................................................................................................................... 38

8.2.1评价依据、主要参数 ........................................................................................... 38 8.2.2工程费用 ............................................................................................................... 38 8.2.3国民经济评价 ....................................................................................................... 39 8.3综合评价 .......................................................................................................................... 41

附件:

附件1:双涧镇王楼村关于农田水建设补助项目筹资筹劳的决议 附件2:王集镇邱朱村关于农田水建设补助项目筹资筹劳的决议

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蒙城县2009年小型农田水利专项工程实施方案

0综合说明

农业生产发展、农民生活水平提高和农民生活环境改善是建设社会主义新农村的重要内容,是构建和谐社会的基础工程。水利是农业生产的重要基础设施,生产发展首先指的是农业生产的发展,是以粮食生产为中心的农业综合生产能力的提高。根据财政部、水利部《关于实施中央财政小型农田水利重点县建设的意见》(财农〔2009〕92号)、财政部办公厅、水利部办公厅《关于印发2009年中央财政小型农田水利工程建设补助专项资金项目立项指南和下达资金控制指标的通知》(财办农〔2009〕37号)和安徽省财政厅、水利厅文件《关于组织申报2009年小型农田水利建设补助项目的通知》的要求,蒙城县水务局、财政局在通过充分调研的基础上,针对该县干旱缺水的主要问题,选择了该县王集乡的邱朱村和双涧镇的王楼村两个行政村作为该县2009年小型农田水利专项工程项目区。小型农田水利专项工程建设主要解决小型农田水利基础设施最薄弱的环节。具体建设内容包括:因地制宜建设高效节水灌溉工程,适度新建小微型水源工程、渠系改造、其他小型农田水利建设。本项目工程将以各级财政小型农田水利建设补助专项资金为引导,积极整合相关资金,实行集中投入、整体推进,迅速提升小型农田水利建设水平和管护水平,全方位推动小型农田水利实现跨越式发展。为进一步推动蒙城县农村水利发展探索建设经验,为安徽省淮北地区新农村水利建设做出示范。

建设内容与规模:项目区总计13400亩。其中,王集镇邱朱村新建半固定式喷灌工程面积1250亩,全移动式软管输水灌溉面积7650亩;双涧镇王楼村新建半固定式喷灌工程面积800亩,全移动式软管输水灌溉面积3700亩。

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项目区灌溉水源全部取用浅层地下水,其中王楼村拟新打机井47眼,邱朱村新打机井103眼。所有现机井设计井深均为30m,设计出水量35m3/h,根据地形条件,每眼井控制面积50-75亩左右。

投资估算与资金筹措:根据项目建设内容,本项目工程总投资为618.22万元。其中,建筑工程投资323.44万元,设备及安装工程投资221.12万元,临时工程费10.89万元,独立费用33.33万元,基本预备费29.44万元。

项目所需资金,将采取国家补助与受益村、群众自筹相结合的办法解决,其中,由国家和省财政通过“民办公助”专项资金补助本项目370万元,其余248万元,由项目区通过“一事一议”筹集资金、劳务等落实。

社会经济效益:经初步分析,项目建成后,农田的灌溉保证率将达到75%以上,排涝达到5年一遇的标准;灌溉水利用系数将由目前的0.55左右提高到0.85以上;粮食作物水分生产率由0.75kg/m3提高到1.2kg/m3;农作物产量增加10%以上;可使项目区农业生产年均增收268.73万元,年平均减少内涝损失60万元。工程的效益费用比为2.03,投资回收年限为3.75年,内部收益率为36%,建设该项目的经济效益明显。同时,项目的实施可以改善劳动条件,减轻劳动强度,减少劳动用工,提高农业生产质量和生产力水平,促进农业产业化和农村经济的发展,社会效益和生态效益也非常显著。

项目建设与运行管理:项目在工程建设上,将采取“项目法人制”、“工程监理制”、“招标投标制”、“竣工验收制”,实行全过程、全方位的技术质量监控。项目区建成以后,邱朱村和王楼村将成立工程管理委员会,各自具体负责工程的运行管理、养护、维修任务。在农业生产上,进一步加强统一品种、统一灌溉、统一防治病虫害,做到“良种”与“良法”紧密结合,促进项目区农业生产适度规模经营,努力提高灌溉的增产、增收效益,制定适宜农作物的灌溉制度,大旱和特大旱情时,要在保证当地人畜饮水的前提下,优先满足优质高效作物的需水。并适当减少灌溉定额,尽可能的扩大灌溉面积。

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1基本情况

1.1自然概况

蒙城县位于安徽省北部,淮北平原中南部,东邻怀远,西接利辛,北靠涡阳、濉溪,南与凤台以茨淮新河为界,国土面积2091km2,耕地面积183.9万亩。蒙城县辖19个乡镇,其中15个乡镇,2个办事处,1个工业园区和1个林场。2008年末总人口131.15万人,其中非农业人口15.2万人,农业人口112.2万人,人口自然增长率8.28‰,人口密度609人/km2。2007年末蒙城县地区生产总值(GDP)89.26亿元,其中,第一产业增加值30.87亿元;第二产业增加值24.65亿元,;第三产业增加值33.74亿元。生产总值中三产的比重为34.58:27.62:37.8。人均生产总值6806元。

蒙城县地处北亚热带和暖温带之间的过度地带,属暖温带、半湿润季风气候,气候温和,四季分明,年平均气温14.9℃,年极端最高气温40.8℃,最低气温-23.3℃,大于10℃的年平均积温为4875℃,多年平均蒸发量为929.2mm,无霜期226天,光照充足,光热资源丰富,年平均太阳辐射总量为122.6千卡/cm2。多年平均降雨量为898.8mm,但由于受季风气候影响,降雨量年际变化较大,时空分布极不均匀,最大年份降雨量达1588.3mm,最小年份降雨量仅有523.7mm。一年中夏季(6~8月)降雨量占全年降雨量的53.33%,春季(3~5月)降雨占19.2%,秋季(9~11月)降雨量占20.4%,冬季(12~1月)降雨量占5.9%。年平均风速为3.0m/s,风向多以东北风为主。多年平均地温16.8℃~17.4℃,全年冰冻期日数65~85天,最大冻深25cm。

蒙城县多年平均水资源总量为7.206亿m3, 50%频率年为6.382亿m3,75%频率年为4.934亿m3,95%频率年为3.256亿m3。多年平均地表水资源量4.12亿m3。多年平均浅层地下水资源量为4.42亿m3。人均水资源量565m3。

境内地势较为平坦,地面总体由西北向东南缓缓倾斜,海拔高程

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为28.5~21.0m,平均坡降1/8500。主要地貌特征为剥蚀堆积地形。土壤大部分为砂礓黑土,有机质含量低,土壤贫瘠薄,粘性重,通透性差,干湿胀缩系数大,渗漏性强。物理性能极差,易涝、易旱。

蒙城县农业生产以粮食作物为主,经济作物为辅,粮食作物主要有小麦、水稻、玉米、大豆、山芋等,经济作物有蔬菜、药材等。作物复种指数1.95左右,粮食平均亩产360Kg,人均粮食占有量513Kg。

蒙城交通便捷,物流畅通,东接京沪铁路中心站蚌埠市90km,西连京九铁路中心站阜阳市90km,南毗淮南,北邻淮北,南京至洛阳高速横穿东西,省道307线、305线、203线交汇于县城,涡河、茨淮新河连通淮河,长年通航。

此次拟建设的蒙城县小型农田水利专项工程建设项目区位于王集镇的邱朱村和双涧镇的王楼村两个行政村,总面积17300亩。

1.2社会经济概况

邱朱村项目区辖23个自然庄,共1502户,总人口5068人,其中劳动力3868人,土地面积15040亩,耕地面积12800亩,年人均收入3400元;项目区农作物种类有:小麦、大豆、玉米、大蒜等,小麦单产460kg,大豆单产100kg。

王楼村项目区辖9个自然庄,共720户,总人口3200人,其中劳动力1705人,土地面积6495亩,耕地面积4500亩;种植作物品种为小麦、大豆、蔬菜,年人均收入3772元。

1.3小型农田水利工程的地位与作用

由于独特的地理环境以及气候因素,蒙城县的农业生产对农村水利的依赖性很强。农村水利基础设施作为农村经济和社会发展的重要公益性基础设施,它不仅是农村经济社会可持续发展的重要保证,也是建设新农村必不可少的物质条件,有着不可替代的重要作用。

蒙城县自建国以来,为了改善农业生产条件,兴建了一大批水利工程设施,初步形成了防洪、排涝、灌溉、供水等多功能的水利体系,

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其中农村小型水利工程设施占有相当大的比例,这些水利设施,对保障人民生命财产安全,促进国民经济的发展,发挥了巨大的作用。但是,由于多方面原因,该县的水利工程除涝、灌溉标准偏低,工程基础薄弱,工程设施少,水资源开发利用难度较大,旱涝灾害仍然是当地主要的自然灾害之一。实践证明,没有稳固的农田水利基础设施提供保障,农业要取得显著的成就是不可能的。因此,必需大力加强农田水利基本建设,加大对农业的支持和保护力度,加强农业的基础地位。

随着农业的发展,蒙城县已成为我国著名的农业大县,先后被列为国家商品粮基地县、全国粮食生产百强县、国家黄淮海农业综合治理开发区、安徽省农业机械化十强县,农业经济的发展直接关系到该县的财政收入。而经济作物和粮食作物的稳产、高产又必须以完善的农田灌溉做为保障条件。但当地降雨量偏少、蒸发量大,地表径流可利用量不多,属于干旱地区,水资源缺口较大。随着工农业生产的不断发展,这一问题将愈加突出。同时,农业灌溉又是该县的用水大户,平均年灌溉用水量约占总用水量的70%左右。近几年来,由于出现连续干旱,水资源更加缺乏,从目前该县农业发展需求来看,迫切需要大力加强小型农田水利工程设施建设,提高农业综合生产能力,增强农产品竞争力,增加农民收入,改善农民生活。

随着农村生产关系的变革和联产承包责任制的实行,传统的农村水利建设与管理方式同目前的生产方式已不相适应。为此,蒙城县从1998年起,便对小型水利工程产权制度进行改革,通过拍卖、租赁、承包及股份制合作等形式,明确了工程的所有权、使用权、经营权。并采取户办、联户办、个人承包、股份合作制等形式兴办小型水利工程,改变了过去在计划经济条件下,单纯由国家投资兴建农村水利的格局。近几年,在改革中,蒙县水利部门采取了五项原则:一是坚持确保国家和集体资产不流失;二是坚持“谁投资,谁所有、谁受益、谁管理”的原则;三是坚持因地制宜,分类指导,不搞一刀切的原则;四是坚持群众自愿,民主决策和“三公”的原则;五是坚持依法治水

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的原则。通过改革,调动了农民群众投资农村水利的积极性,实现了小型农村水利工程建、管、用和责、权、利的统一。

在水利配套工程建设机制方面,蒙城县在实施“一事一议”筹资筹劳的基础上,进一步创新投入机制,大力发展“民营水利”、“政策水利”和“外资水利”,推进水利建设再上新台阶。一是创新建设机制,吸引民资办水利。该县多措并举,积极吸纳民间资本从事水利建设,努力形成投资主体多元化,投资来源广泛化的新型建设机制。二是创新经营机制,盘活存量办水利。该县加快现有小型农田水利工程的产权制度改革,对现有的小型水利工程实行所有权与经营权分离,村组集体保留所有权,经营权通过拍卖、租赁、承包、股份合作等形式转让给农户,以回收资金,用于新建工程。三是创新投入机制,争取项目办水利。该县抓住近年中央支农力度加大的机遇,积极争取上级支持,努力缓解水利建设投入不足的矛盾。

2水资源及水利工程运行现状

项目区内农田经过多年治理,中小排水沟的框架已经行成,但由于管理不利,部分沟系淤塞严重,配套桥涵多数已倒塌毁坏,阻水严重,现状除涝能力仅能达到3年一遇左右。每遇降雨集中季节,耕地将遭受涝渍危害。项目区农业灌溉利用浅层地下水。本区属古河床粉细砂富水区,浅层地下水通过降雨入渗补给,储量较为丰富,水质符合农田灌溉要求,埋深一般在2.0~2.5m,便于开采。

项目区内原为井灌区,现有机井多为70年代的老井,普遍淤积严重,目前几近报废,全村大田作物均无灌溉保障。区内生产路大多是土路。由于灌溉工程的缺乏,项目区多年来不能发展高效经济作物,大田粮食作物也不能得到及时的灌溉,近年来由于常发生春旱及秋旱,粮食作物普遍减产,严重制约了项目区农业生产和农村经济的发展。

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3工程建设条件

3.1工程建设及方案编制依据

本实施方案的编制主要依据以下文件、规范、标准和资料: (1)《关于印发2009年中央财政小型农田水利工程建设补助专项资金项目立项指南和下达资金控制指标的通知》(财办农[2009]37号);

(2)《关于组织申报2008年农田水利建设补助项目的通知》(安徽省财政厅、水利厅,2009年7月17日);

(3)《财政部、水利部关于实施中央财政小型农田水利重点县建设的意见》(财农[2009]92号);

(4)《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99); (5)《节水灌溉技术规范》(SL207-98);

(6)《低压管道输水灌溉工程技术规范》(SL/T153-95); (7)《喷灌工程技术规范》(GBJ85-85); (8)《安徽省行业用水定额》(DB34/T679-2007); (9)《水利建设项目经济评价规范》(SL72-94);

(10)《安徽省水利水电工程设计概(预)算费用构成及计算标准》(皖水建〔2003〕469号);

(11)《安徽省小型农田水利工程建设规划(2006~2015)》; (12)《蒙城县小型农田水利工程建设规划(2006~2015)》; (13)《蒙城县农田水利建设规划(2009~2020)》; (14)节水灌溉设备的性能参数、价格资料等。

(15)《关于修改小型农田水利建设补助项目实施方案的通知》(安徽省水利厅农水处,2009年10月22日);

3.2水源条件

前已论述,项目区地表水资源微弱,无利用价值,项目区内农业灌溉能够利用的只能是浅层地下水。根据安徽省地质局提供的水文地

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质资料和蒙城县地下水资源分区情况,灌溉保证率75%的年份,查安徽省水资源开发利用现状分析,取农田综合灌溉定额m=145m3/亩,从调查资料和以上的计算结果可以知,项目区单井出水量(井深30m,井径50cm)一般在35m3/h,地下水可满足项目区农田灌溉的需要。

在一般干旱年份(P=75%),项目区内大沟等附近地表水源大多数时间处于干涸或不能再取用的状态。项目区农业灌溉能够利用的灌溉水源为浅层地下水。

根据安徽省地质局提供的水文地质资料和蒙城县地下水资源分区情况,灌溉保证率75%的年份,查安徽省水资源开发利用现状分析,取农田综合灌溉定额m=145m3/亩,从调查资料和以上的计算结果可以知,项目区单井出水量(井深30m,井径50cm)一般在35m3/h,地下水可满足项目区农田灌溉的需要。

项目区内浅层地下水资源量主要考虑降水入渗补给量和灌溉回归补给量。1951~2007年蒙城县多年平均降水898mm,降水入渗补给模数为20万m3/km2,降水入渗补给量为230万m3;项目区灌溉水量为250万m3,灌溉回归系数为0.1,灌溉回归补给量为25万m3,初步计算项目区范围内浅层地下水资源量为255万m3,可以满足项目区内灌溉需水量的要求。

由上分析可知,两项目区的供水水源均能满足灌溉用水的要求。

3.2技术、经济条件

项目区水、土、光、热等自然资源比较充沛,适合各种大田作物的种植和生长。项目区近年来大力发展蔬菜种植,农民收入大大提高,区内农民群众从这些已建的灌溉工程中看到了增产增效的实惠,发展节水灌溉的积极性很高,调整产业结构的要求十分迫切,非常愿意筹资、投劳兴建节水灌溉工程。项目区的交通较为便捷,从乡镇有碎石公路直达项目区,施工设备及各类建材可通过公路直达工地,施工技术条件优越;电力设施齐备,10KV线路进村,220V照明用电进户,能够满足农业生产用电。同时,骨干排水系统比较健全,仅需在原来

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的基础上进行一些技术改造或更新即可投入利用。示范项目区交通便利,水利、电力、通讯等基础设施齐全,农村经济实力和自筹能力较强,而且优质农产品销售市场也较为广阔。

近几年来,蒙城县水务部门在兴建农村水利工程的同时,节水灌溉工程的规划设计、设备选型、施工工艺和运行管理等方面取得了许多实践经验。同时,积极安排工程技术人员参加节水灌溉技术培训班和学术研讨班,组织施工人员多次考察节水灌溉生产厂家,进一步提高了技术人员的业务水平,为本项目的建设提供了强有力的技术保障。县委、县政府、乡镇党委、政府对发展井灌和节水灌溉都十分重视,治旱是蒙城县近期水利兴修的主攻方向,发展节水型灌溉又是彻底改善蒙城县农业生产条件的必由之路。通过宣传,群众也清楚的认识到当地只有发展节水灌溉,才能促进井灌事业的发展,才能改变目前落后的生产方式,搞好产业结构的调整,促进农村经济的发展。

3.4农户、农民合作组织、村组集体组织建设及自愿开展小型农田水利工程设施建设的情况

农村税费改革以后,小型水利工程建设和管理的政策体制、投入方式发生了新的变化,一事一议、民主管理已成为农村组织群众开展小型水利工程建设的主要形式。近几年来蒙城县积极推行小型水利工程“一事一议”、民主议事制度取得了显著成效,为水利建设注入新的生机与活力。实践证明,小型水利工程一事一议、民主管理制度是加快小型水利建设,提高工程质量和效益的好办法;是保护农民合法权益,推进农村基层民主政治建设好途径。王楼村与邱朱村项目区的群众对将要建设的节水灌溉工程非常欢迎,并通过招开“一事一议”村民大会的形式,通过了筹集工程建设配套资金、劳务和工程建后管理的决议,为本项目下一步的顺利实施和工程步入良性运行管理奠定了坚实的基础。

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4工程建设目标

4.1工程建设总目标

本项目的建设,以使项目区达到“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”为总目标,将从水资源可持续利用出发,以提高水资源的综合效益为核心,以节水工程建设为重点,以小型水利工程产权制度改革为主线,以提高项目区抗御水旱灾害能力为主要目标,实行旱、涝综合治理,通过完善灌排设施,提高农业生产效益,使项目区成为“灌排自如、水清岸绿、供水保障、管理民主、良性运行”的社会主义新农村示范区,为构建和谐的农村社会做出榜样。

4.2工程建设达到的目标措施

项目区将按照田成方、沟成网、灌溉配套的标准进行建设,努力达到水利设施标准化、管理科学化,从而为农业生产的操作机械化、农艺措施的规范化、生产专业化和服务社会化创造良好的条件,全面提高项目区的劳动生产率、土地利用率、科技贡献率和农产品的商品率,取得良好的经济效益、社会效益和生态效益。项目建成后,农田灌溉保证率达到85%以上,排涝达到5年一遇的标准;灌溉水利用系数将由目前的0.55提高到0.85以上;粮食作物水分生产率由0.75kg/m3提高到1.2kg/m3;农产品产量增加10%以上;农民收入明显提高,生产、生活环境明显改善。

5.工程措施

5.1工程措施选择原则

根据安徽省小型农田水利工程设施建设要求并结合项目区农业生产中急待解决的问题,本次项目拟以在搞好水源建设的同时,大力发展项目区的节水灌溉工程,进一步改善项目区排水条件,提高排涝标准,增强抗灾能力。

就节水灌溉工程技术来讲,一般包括渠道防渗、管道输水、喷灌

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和微灌技术等。喷灌技术是指利用机械和动力设备,使水通过喷头射至空中以雨滴状态降落田间的灌溉方法。与地面灌溉相比,虽然在某些时候喷灌水的利用率达不到很高,但损失的水量在调节、改善田间小气候环境上具有一定的作用,这一优越性是地面灌所不具备的。同时喷灌还具有节工、节地,可以实现机械化、自动化,灌溉效率高,灌水质量好,大大节省劳力;可结合喷灌进行施肥和喷药,不破坏土壤团粒结构,不会引起水土流失,调节土壤水分状态和田间小气候等特点,在我省淮北平原运用广泛。

管道输水自上世纪八十年代中期就在淮北井灌区受到群众的欢迎和接受。这种低压管道的技术特点是在输水过程中几乎没有渗漏和蒸发损失。水的有效利用率可以达到90%,且节地省工,减少工程占地2%~4%,管道输水快,浇地效率高,操作简单、快捷。尤其是玉米等高秆作物生长的中后期因植株高不利于喷灌时,采用退管浇的办法,能够做到小定额均匀灌溉,防止过量灌水造成深层渗漏而产生的浪费,另一方面也防止了大水漫灌后遇雨反而加重田间涝渍的问题。管道输水同时能够适应微地形的变化,被本县农民称之为“田间自来水”。低压管道作为本县节水灌溉的输水工程不仅具有实际意义,而且是大田作物实行节水灌溉比较理想的输水工程。而目前在我省淮北地区许多农户中将上述低压管道输水改造为手持软管灌溉的方式,以适应目前联产承包责任制的生产方式。但这种方式由于输水管和机泵不配套,常出现“大马拉小车”的问题,导致能耗大、灌溉效率低,灌溉成本高。因而大多是灌“保命水”而很少灌“增产水”。如将手持软管灌溉方式改革,配以合适的机、泵、管,并最大限度的利用机井的供水能力,不失为一种淮北地区大田作物灌溉普及发展的方向。

依照因地制宜和经济合理的原则,考虑与当地自然条件、农业经济状况和土地经营方式相适应,同时根据不同作物的需水特性和种植方式,及投入产出的适应性和合理性,以及灌溉型式的示范作用。

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5.2工程措施总体布局

本次小型农田水利建设补助项目主要建设内容包括水源工程建设、灌溉工程建设、农田排水沟的清淤开挖及其配套建筑物建设等内容。其中,灌溉工程建设选用半固定式喷灌和全移动式改进软管输水灌溉两种节水灌溉技术形式。

本项目建设旱涝保收面积13400亩。其中,双涧镇王楼村项目区建设半固定式喷灌800亩,全移动式软管输水3700亩;王集镇邱朱村项目区建设半固定式喷灌1250亩,全移动式软管输水7650亩。项目建设总体布局见表5-1。

表5-1 工程建设总体规划布局

序号 1 2 3 4 5 项目区 名称 双涧镇 王楼村 项目区 灌溉方式 半固定式喷灌 全移动式软管输水 半固定式喷灌 全移动式软管输水 土地面积耕地面积(亩) (亩) 1154 5341 1763 10930 19186 800 3700 1250 7650 13400 建设内容 打机井、干管铺设、桥涵配套、沟道清淤开挖 打机井、桥涵配套、沟道清淤开挖 打机井、干管铺设、桥涵配套、沟道清淤开挖 打机井、桥涵配套、沟道清淤开挖 王集镇 邱朱村 项目区 合计 (1)王楼村项目区

①水源工程:项目区现有完好机井15眼,拟新打机井45眼。为避免群井抽水间的相互干扰,新打机井的井距200~250m,井深30m,井径50cm,单井设计出水量35m3/h。半固定式喷灌区修建井房,并配置井台、井盖等;全移动式软管输水灌溉区拟采用离心泵,机配动力,使用完毕后由农户带回家中进行保管,故不再单独修建井房,只配置井台、井盖等。

②半固定式喷灌工程:建设半固定式喷灌工程800亩,按每50

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亩左右配套一台喷灌机组设计,共需配备半固定式喷灌机组17套,机泵采用潜水泵。喷灌输水干管采用UPVC管,埋于地下;支管采用维纶涂塑软管。根据《喷灌工程技术规范》,并结合项目区土壤特点,大田作物移动式喷灌的喷头设计选用中压低强度摇臂式喷头,射程在18m;雾化指数3000左右,喷头间距及支管位置间距设计采用18m,并使组合喷灌强度控制在12mm/h以内。平时可将全套灌水设施存于井房,旱时在田间临时布置灌溉系统,灌溉结束后将地面移动灌溉系统收回库房,井口加盖、井房加锁。

③全移动式软管输水灌溉工程:建设全移动式软管输水灌溉工程3700亩,初步设计每75亩为一个灌溉单元,由一眼井控制。每眼井配套一台提水加压机具和2套维纶涂塑输水软管以方便农户灌溉时采用手持软管浇地。按上述要求,该区共需配备软管输水灌溉机组55套。设计管道输水灌溉系统的提水机具采用离心泵,采用机配。这样,灌溉结束后由农户将地面移动灌溉系统收回家中保管,井口加盖、井房加锁。

④桥、涵、排水沟、生产路等配套工程:项目区排水工程标准设计为除涝达到5年一遇标准,农田排渍按雨后三日农田地下水水位排降至地表以下0.5m要求确定。目前项目区部分中、小沟淤塞,部分桥涵不全,生产路多为土路。需对上述工程进行恢复配套,经计算,需对中小沟清淤土方3.8万m3,新建3-5m跨石拱桥11座,各类涵管桥101座,修建5m宽砂石机耕路1km。

⑤变配电工程:架设输电线路3km,变压器就近村庄解决,灌溉枢纽配电柜32套。 (2)邱朱村项目区

①水源工程;项目区现有完好机井15眼,拟新打机井103眼。井距在200~250m,井深30m,井径50cm,单井设计出水量35m3/h。半固定式喷灌区修建井房,并配置井台、井盖等;全移动式软管输水灌溉区不再单独修建井房,只配置井台、井盖等。

②半固定式喷灌工程:建设半固定式喷灌工程1250亩,按每75

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亩配套一台喷灌机组设计,共需配备半固定式喷灌机组16套。

③全移动式软管灌溉工程:建设全移动式软管输水灌溉工程7650亩。初步设计原则上每75亩为一个灌溉单元,由一眼井控制。每眼井配套一台提水加压机具和2套维纶涂塑输水软管以方便农户灌溉时采用手持软管浇地。按上述要求,该区共需配备软管输水灌溉机组102套。设计管道输水灌溉系统的提水机具采用离心泵,采用机配。灌溉结束后由农户将地面移动灌溉系统收回家中保管,井口加盖。

④桥、涵、排水沟、生产路等配套工程:项目区排水工程标准设计为除涝达到5年一遇标准,农田排渍按雨后三日农田地下水水位排降至地表以下0.5m要求确定。对项目区部分淤塞中、小沟进行清淤,并进行桥涵等配套工程建设。经计算,需对中小沟清淤土方6万m3,新建5-3m跨石拱桥28座,涵管桥188座,修建5m宽砂石机耕路2km。

⑤变配电工程:架设输电线路3km,变压器就近村庄解决,灌溉枢纽配电柜16套。

5.3典型工程设计

5.3.1机井设计

项目区农田灌溉均以取用地下水为主,设计新建农用机井作为取水设施。

①单井控制面积的计算: F?[Q?t?T??(1??)]/m

式中:Q—单井出水量,取为35m3/h;

t—单井日工作时间取为14h;

η—灌溉水利用系数,η喷取0.85,η管取0.85;

m—灌水定额,初步考虑大田作物每次灌水量25m3/亩,

蔬菜每次灌水量21.0m3/亩; T—灌溉周期,取5天;

μ—群抽水干扰系数,取μ=0.05。

经计算:F喷=F管≈79亩。为便于设计,喷灌和软管输水灌溉单

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井均取控制面积为75亩。

②井距的确定:

根据项目区格田、道路的布置,为方便灌溉操作,初步设计机井采用正方形布置,此时井距为:

Lo?25.8F/r?25.875?0.8?249.8(m)

r—耕地率,取0.8。

因此规划布置取井距在200~250m。 ③井数的确定:

整个项目区12800亩井灌区需机井数为: N=12800/75=231眼。

其中,王楼村项目区需机井60眼;邱朱村项目区需机井171眼。 ④机井结构设计

设计单井出水量35m3/h,水质符合农业灌溉水质标准,含盐量不超过2g/L;抽水时含砂量不超过1/10000。王楼村和邱朱村井灌项目区均为古河床粉细砂富水区,含水层为(Q24)古河床沉积之细粉砂,以细砂为主,结构松散,颗粒均匀,分选良好,沉积稳定。含水层顶板埋深5~10m,深者达14m,底板埋深25~30m,砂层厚度6.9~16m,一般厚10m左右。根据项目区周边已成井资料,设计井深30m,管径500mm机井即可以满足出水量要求。

按《机井技术规范》(SL256-2000)求过滤器外径为:

D≥Q/πLPV=0.442(m) 式中:D—过滤器外径(m);

Q—管井的设计出水量,取35m3/h;

L—过滤器长度,m;取与含水层厚度一致,即L=10m; P—过滤器表面进水有效孔隙率,取P=8%

V—允许入管流速,m/s;根据含水层渗透系数选定

V=0.010m/s。

井管内径采用500mm,外径则为600mm,过滤器需加填砾层厚,填砾层厚度150mm,则过滤器外径为900mm,这也是井孔径的大小。

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按允许流速公式校核井孔直径,设计井孔直径既满足安装井管要求,又符合填砾厚>150mm的要求,而且大于允许流速求出的井孔直径,保证含砂量低,成井质量高的条件。

根据地质资料,项目区含水层与不透水层交错分布,深浅不一。为保证透水层充分向管井中供水,拟定自地面4m以下井管全部采用无砂混凝土管。本设计中无砂混凝土管承担了两个作用:第一,作为井管壁;第二,作为过滤器,即多孔混凝土过滤器。

无砂混凝土井管主要参数如下: 水 泥:425#普通硅酸盐水泥; 骨 料:粒径4~9mm; 水 灰 比:0.3; 抗压强度:≥10Mpa; 渗 透 性:≥400m/d。

由于成井深度不大,管径较大,钻孔采用扩孔成径,同径终孔。安装直径500mm无砂混凝土井管,长度26m,上部井壁管为混凝土管,长度4m,并作井管外封闭,填充粘土球。井口周围浇筑1.2m×1.2m×0.3m C15混凝土井台,为施工方便井台预制,现场安装,安装时底铺4cm厚的1:2水泥砂浆;管井底部安装2.0m沉淀管。

井管连接使用沥青粘接,并缠一层沥青布条,外绑竹片,采用钢丝托盘下管。机井滤料粒径应为0.5~1.5mm,选用1.0mm粒径的石英砂砾石。填砾高度从井底开始至井口下4.0m处。 5.3.2半固定式喷灌设计

建设半固定式喷灌工程总面积2300亩。其中,王楼村项目区800亩,邱朱村项目区1500亩,规划主要种植蔬菜。水源采用机井供水,单井控制面积75亩,现有完好机井10眼,需新打机井21眼,配备半固定喷灌系统31套。

①管网布置

结合项目区地形,设计单元地块长360m,宽216m。机井位于单元地块长边中央,干管垂直于等高线布置,埋于地下,双向控制。管网具

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试验研究成果加以计算分析,项目区每年的增产、增收效益达489.02万元,具体见表8-1。

表8-1 项目区增产增收一览表

灌溉方式 及作物 喷灌蔬菜 管灌小麦 管灌大豆 管灌玉米 合计 种植面积 亩增产量 综合单价(亩) (kg/亩) (元/kg) 2300 8400 6480 8070 350 35 25 35 4.0 1.5 3.0 1.5 亩增产值 增产效益小(元/亩) 计(万元) 1400 52.5 75 52.5 322 44.1 48.6 42.37 457.07 本项目区属北方片,水利效益分摊系数按0.50计,项目区建成后,灌溉年均直接效益(B)为:

B=(457.07+41.52)×0.50+3.46=252.76(万元)。 8.1.4除涝排水效益

项目区在田间排水工程配套后,其农田除涝标准从不足3年一遇提高到5年一遇。经调查,目前受洪涝的影响,大田作物平均年减产在10%左右,工程建设后,预计平均年减产可小于4%。项目区种植业原总产值按1500万计,则除涝排水工程的年效益为:

B1=1500×4%=60(万元) 8.1.5社会效益及生态环境效益

蒙城县小型农田水利工程项目的建设不仅具有明显的经济效益,其社会效益及生态效益也十分明显。

①由于采用先进的灌溉技术和农业生产手段,项目的实施可以改善劳动条件,减轻劳动强度,减少劳动用工,提高农业生产质量和生产力水平,促进农业产业化和农村经济的发展。

②通过项目的实施,大力推广灌溉节水技术和措施,节约用水,减少水费支出,改善农业供水管理体制和水价形成机制,使农民得到实惠,对巩固完善农村承包经营机制,增加地方财力,促进农村经济发展将起到重要的作用。

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③通过项目的实施,体现党和国家重视水利建设的政策,体现了水利、财政部门对社会主义新农村建设的支持,更加密切党和政府同人民群众的关系,有利于促进农村的社会稳定。

④项目区的建设,将对项目区乃至整个蒙城县节水农业起到示范和推动作用,为“大农业”意识树立样板,能够营造出一种全社会都来重视节水和积极应用现代农业技术的良好氛围。

⑤由于采用了先进的节水灌溉技术,节约了水资源,降低农田化肥、农药的使用量,减少水体面源污染和土壤有毒物质的积聚,减少地下水的入渗量和土壤养分流失,降低涝、渍害的威胁,有利于农作物生长环境的改善,从而达到稳产、高产和优质。

⑥通过实施项目建设,减少了地下水的利用,便于保护和开发利用水环境和水土资源,对于减少水土流失,改善生态环境,实现水土资源的可持续利用具有重要的意义。

8.2经济评价

8.2.1评价依据、主要参数

(1)评价依据:国家计委、水利部1993年颁发的《建设项目经济评价方法与参数(第二版)》,水利部《水利建设项目经济评价规范(SL72-94)》。

(2)主要参数:工程建设期按1年计,经济运行期取15年,社会折现率采用12%,折现基准点定为建设期第一年年初,各项费用与效益均按年末发生和结算。

(3)评价方法:参照规范,主要对工程进行经济评价,评价采用“建设前后对比”的方法。 8.2.2工程费用

本项目的费用包括项目静态总投资、年运行费。

(1)静态总投资:本项目估算静态总投资为618.22万元。 (2)运行费用:工程年运行费用包括正常运行每年所需支出的全部运行费用,费率取3%,为18.55万元,从正常运行期第一年开

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始投入。

8.2.3国民经济评价

国民经济评价以经济内部收益率(EIRR)为主要指标,以经济净现值(ENPV)及经济效益费用比(EBCR)为辅助指标。

参照《水利建设项目经济评价规范》(SL72-94),经济评价中应将效益和费用折现计算到基准年。本工程经济计算基准年选在建设期第一年2010年,年初为基准点。经济计算期包括建设期1年(2010年),正常运行期15年(2011~2025年)。投入与产出按年末发生和结算。正常运行期年效益312.76万元。社会折现率取12%。国民经济效益费用流量表见表8-2。

(1)经济内部收益率(EIRR)

经济内部收益率是项目计算期内各年净效益现值累计等于零时的折现率,它是反映农田水利工程建设项目对促进国民经济发展的相对评价指标,其表达式为:

式中:EIRR为经济内部收益率;B为年效益;C为年费用;t

t?1?n(B?C)t(1?EIRR)?t?0为计算期各年的序号,基准点的序号为0;n为计算期,年。 (2)经济净现值(ENPV)

经济净现值是指用社会折现率is将项目计算期内各年的净效益折算到计算期初的现值之和。其表达式为:

ENPV??(B?C)t(1?is)?tt?1n

式中:ENPV为经济净现值;is为社会折现率。 (3)经济效益费用比(EBCR)

经济效益费用比是项目效益现值与费用现值之比,其表达式为:

EBCR?n?B(1?i)ts?t?C(1?i)tst?1t?1n

?t式中:EBCR为经济效益费用比;Bt为第t年的效益;Ct第t年的费用。

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表8-2 国民经济效益费用流量表 年份 序号 一 项目 1 2010 0.00 2 2011 3 2012 4 2013 5 2014 6 2015 7 2016 8 2017 9 2018 10 2019 11 2020 正常运行期 12 13 2021 2022 14 2023 15 2024 16 2025 效益流量B 费用流二 量C 固定资1 产投资 年运行2 费 净效益三 流量(B-C) 累计净四 效益流量 312.76 312.76 312.76 312.76 312.76 312.76 312.76 312.76 312.76 312.76 312.76 312.76 312.76 312.76 312.76 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 25.02 618.22 25.02 618.22 0.00 -618.22 -618.22 25.02 287.74 287.74 287.74 287.74 287.74 287.74 287.74 287.74 287.74 287.74 287.74 287.74 287.74 287.74 287.74 -330.48 1108.20 1395.94 1683.68 1971.41 2259.15 2546.89 2834.62 3122.36 3410.10 3697.84 -42.75 244.99 532.73 820.47 五 评价指标 效益现值IP: 投资现值 年运行费现值CP 年费用现值 经济内部收益率EIRR 经济净现值ENVP (is=12%) 经济效益费用比 投资回收期 1901.93 618.22 152.17 770.39 46% 1131.55 2.47 3.15 40

经计算,本工程经济内部收益率46%,大于社会折现率12%;经济净现值(i=12%)为1901.93万元;经济效益费用比2.47。各项指标满足规定要求,国民经济评价可行。

8.3综合评价

本项目区所采用的节水灌溉技术在我国已趋成熟,节水技术的选型比较适合当地的生产习惯与农业种植结构,同时,该项目区以市、县水务局为技术依托,在技术有上保障。对于工程建设,项目所在乡村干部、群众的热情很高,自筹资金落实,管理机构健全,各职能机构职责明确。项目区建成后,经济效益明显,社会效益与生态环境效益也十分显著,在当地能够真正起到节水增效的示范推动作用。因此,该项目的实施在技术上是合理的,在经济上是可行的。

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体布置见附图。

②喷头选型

喷头选型应考虑土壤的允许喷灌强度、作物对雾化强度的要求等。本区主要种植蔬菜,宜选择喷灌强度偏低的低压喷头。该区土壤以砂姜黑土为主,根据规范,允许喷灌强度取12mm/d,区内地面坡度小于5%,不需折减喷灌强度:区内平均风速小于3.4m/s,且无明显主风向,故采用等间距布置。设计喷头与支管位置均采用正方形布置型式,喷头和支管位置间距初定均为18m。则喷头的最大流量估算为:

qs=18×18×12/1000=3.9(m3/h)

参照有关喷头性能指标,拟选用喷头型号如表5-2。 表5-2 半固定喷灌喷头性能参数

喷嘴直径 工作压力 喷水量 名称 (mm) (kpa) (m3/h) ZY-2H摇臂式 7.0×3.1 300 3.2 射程 (m) 19.1 经验算,所选喷头满足设计要求。 ③灌水定额

项目区主要种植蔬菜等经济作物,耕层土壤为砂姜黑土,田间持水量约为27%,土壤容重约为1.30g/cm3,参照蒙城县多年试验资料,取作物平均最大日耗水量为5.0mm。

根据淮北地区各种作物灌溉资料分析,取作物需水关键期补充灌溉时的计划湿润层深度h为30cm,土壤适宜含水量上限为田间持水量的95%,即β1=25.7%,适宜含水量下限为田间持水量的65%,即β2=17.6%,喷灌灌溉水利用系数取0.85,作物设计灌水定额为:

m?0.1rh(?1??2)1? =37.2(mm)=24.8(m3/亩)

取灌水定额为21.0m3/亩,即31.5mm。 ④设计灌水周期T:

?0.1?1.30?30(25.7?17.6)17

10.85

T?m??w31.5??0.85?5.4(天)5.0灌水周期取5天。 ⑤灌溉制度

喷头在工作点上的喷洒时间:

t=

abm 1000q式中:t—喷头在工作点上的喷洒时间,h;

a—喷头沿支管方向布置间距,取18m; b—支管间的布置间距,取18m; m—灌水定额,为31.5mm; q—喷头流量,取3.2m3/h。

计算得t=3.2h。喷头每日可喷洒的工作点数:

n=tr/t

式中:n—喷头每日可喷洒的工作点数;

tr—每日喷灌作业时间,取16h。

经计算n=5.0,即工作喷头每日可移动5次。根据灌水周期及喷头每日可喷洒的工作点数,可计算出每次灌溉需同时运行的喷头数:

N=

AabnT

式中:N—每次灌溉需同时运行的喷头数;

A—喷灌系统控制面积,m2; a—喷头沿支管方向布置间距,m; b—支管间的布置间距,m; n—喷头每日可喷洒的工作点数; T—作物灌水周期。

计算得N=10。干管为双向控制,考虑实际灌溉控制要求,支管先顺向,后反向移动比较合适,详见附图。

⑥管径计算及管材选择

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干管拟采用UPVC管,喷灌支管采用涂塑软管。涂塑软管重量轻、价格低、移动方便且对地形适应性强。为避免灌后立即搬迁,每套系统每次运行一组支管,另铺好待喷一组。

根据有关喷灌工程的技术规定:同一支管上任意两个喷头间的工作压力应在喷头设计工作压力的20%以内。当支管选用同管径管材时,从支管前端到末端由于沿程出流,支管内流速水头逐次减小,所以计算支管内水头损失时可直接用沿程水头损失来代替其总水头损失。因此:即:

0.133×L×Q1.75/D4.75+△Z≤0.2hp

式中:Q—管道进口端流量,为38300L/h;

△ Z—两喷头进水口高程差,取△Z=0.1; L—支管长度,171m; D—管道内径,mm; hp—喷头工作水头,30m。

计算得D≥64.8mm,因此支管可选用76.2TS-03涂塑软管。支管水头损失可用下式计算:

h支=1.2×0.133×L×Q1.75/D4.75

式中符号意义同上,经计算喷灌支管水头损失3.3m。 干管管径可通过经济流速计算公式推求:

D=1000?4Q

?V?3600式中:Q—管道流量,32.0m3/h;

D—管道管径,mm; V—经济流速,1.5m/s。

经计算,D干=95mm。选用φ110×3.2/0.6MPaUPVC管,干管水头损失用下列公式计算:

H干=k

fQmLdb

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式中:d—管道内径,mm;

f—摩阻系数,PVC管取0.948×105; L—管道长度,取最大值干管总长207m; b—管径指数,PVC管取4.77; m—流量指数,PVC管取1.77;

Q—干管流量,32.0m/h;

3

k—局部损失系数,取1.1。 经计算,干管水头损失h干=2.5m。 ⑦水泵选型

计算水泵设计扬程时,应选择最不利喷头所需工作压力进行计算,同时为避免其它大多数喷头实际工作压力与所需工作压力差别过大,取最不利喷头所需工作压力的0.9倍进行计算。

水泵设计扬程:

H=0.9Hp+△Z+Σhj+Σhf

式中:Hp—喷头工作水头,m;

△Z—机井稳定动水位与喷头间最大高差,取11.0m; Σhj+Σhf—各级管道沿程水头损失及局部水头损失之和,m。 经计算水泵所需扬程H=43.8m。水泵所需流量:

Q=3.2×10=32.0(m3/h)

根据计算结果选择水泵性能参数见表5-3。 表5-3 半固定喷灌系统水泵选型 型号 175QJ32-48 扬程(m) 48 流量(m3/h) 配套功率(kw) 32 7.5 5.3.3全移动式软管输水灌溉设计

全移动式软管输水灌溉总面积15000亩,其中,王楼村项目区3700亩,邱朱村项目区11300亩,主要灌溉小麦、玉米、大豆等大田作物。水源采用机井抽水,单井控制面积75亩,现有完好机井40眼,需新打机井160眼。

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①管灌设计灌水定额

根据淮北地区各种作物灌溉资料分析,取大田粮食作物需水关键期补充灌溉时的计划湿润层深度h为35cm,土壤适宜含水量上限为田间持水量的95%,即β1=25.7%,适宜含水量下限为田间持水量的65%,即β2=17.6%,取全移动式软管输水灌溉的灌溉水利用系数为0.85,作物设计灌水定额为:

m?0.1rh(?1??2)1?10.85?0.1?1.30?35?(25.7?17.6)? =43.4(mm)

即:m??43.4?28.8m3/亩,取灌水定额为25.0m3/亩。 ②设计灌水周期T:

T?m25.0?3????0.85?5.3(天)w6.0?223灌水周期取5天。

15000亩一次灌水总量为:15000×25.0=375000m3

机井的设计出水量为35m3/h,若按日抽水时间为14h,则在一个灌水周期内,机井总可供水量为:

35×5×14×200=490000m3,满足作物需水要求。 ③灌溉方案

目前当地农户习惯采用维纶涂塑软管输水,为最大发挥机井供水能力、小软管输水能耗,同时又便于操作,设计水泵提水后,同时连接2条2.5吋软管进行灌溉,每条软管的输水流量为17.5m3/h。在当地土壤条件下,田间灌溉方式宜采用退管沟灌的办法。

④设计参数确定:

结合项目区地形,设计单元地块长250m,宽200m。机井位于

单元地块长边中央,软管控制灌水沟的长度控制在50m左右,经计算,最大管长为325m,软管的局部水头损失取沿程水头损失的10%,则软

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