优质饲草料基地高效节水建设可行性研究报告Word格式.docx
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1.1.3水资源概况
项目区地处尼勒克喀拉托别乡南干渠灌区,喀拉托别南干渠为喀拉托别灌区的一条骨干输水渠,喀拉托别灌区灌溉水源来自喀什河,喀什河多年平均径流量38.9亿m3,多年平均流量为123.4m3/s,喀什河为融雪和冰川补给为主的河流,兼有降水和地下水补给,年际变化比较稳定,但年内变化较大,11-4月为枯水期,占全年径流量的18%,6-8月为洪水期,占全年径流量的56%左右,4-9月灌溉季节占74.5%。
喀什河水资源丰富,灌区引水有充分保障。
项目区直接由喀拉托别南干渠引水灌溉,灌溉水源充足,目前喀拉托别南干渠在项目区设有3座支渠分水闸和5座独立的斗渠分水口,各支渠分水闸设计流量均在0.4~0.6m3/s以上,斗渠分水口流量在0.2-0.3m3/s,这些设施基本完好,项目区灌溉引水有充分保障。
1.1.4土壤
项目区土壤属黑钙土,结构为粒状或团块状,潮湿、多草根,耕层15—40厘米,有机质含量平均为3.19%,碱解氮含量平均为94PPM,速效磷含量平均为3.5PPM,整个项目区植被覆盖率约为75%。
项目区土地平坦连片,土层厚1-3m,土壤肥沃,属黑钙土,耕作年限已达30余年,黑钙土腐殖质积累过程明显,表层有机质积累较丰富,腐植质厚度在项目区内变化不大,较均匀,一般为20一40厘米,质地为轻壤一中壤,多为块粒状结构,土质松软通气,透水性好,土壤有机质含量8%,全氮含量平均0.15%。
碱解氮平均含量94PPM,速效磷10ppm,速效钾395ppm。
PH值8-8.5,呈弱碱性反应。
土壤容重1.36kg/cm3,土壤较肥沃、可耕性良好,易于培肥改良,适宜建设饲草料基地。
1.1.5工程地质
项目区位于喀什河南岸一级阶平原区,出露的地层岩性主要为第四系冲积物,结构密实,表层覆盖1.5~3.0m的粉土层,下部为深厚的砂砾石层。
地下水埋深2-10m,潜水含水层为砾卵石层,地下水潜水赋存能力极强,地下水径流条件好,地下水对项目区工程影响较小。
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)知该区地震功峰加速度为0.20g,地震裂度为Ⅷ度,区域稳定性较好。
项目区出露的地层岩性主要有全新统冲洪积层(Q4apl),地表土层为1.5-3m厚粉质沙壤土,下部为深厚的砂砾石层,工程地质条件较好。
地下水对砼无腐蚀性。
1.2社会经济状况
喀拉托别乡是一个以农为主农牧结全的乡,全乡辖4个行政村。
全乡现有人口9828人,2119户,有汉、哈、维、回、柯尔克孜、锡伯族等6个民族组成。
项目所在的萨依博依村属农、牧结合村,有哈、汉、回、维4个民族组成,共579户,3011人,其中耕地面积7612.5亩,草场面积24.4万亩,牲畜存栏3.03万头(只)。
该村共有贫困户187户。
2010年萨依博依村人均收入为4558元,主要依靠畜牧业。
为增加农民收入,增加科技投入,提高畜牧业效益,带动当地农牧民致富。
2010喀拉托别乡全年实现农牧业总产值6270万元,较上年增长17%,农牧民人均纯收入较上年增加1030元,达到4558元。
项目区所在村人均纯收入达到全乡平均水平。
为深入贯彻中央农村工作会议和《中共中央国务院关于加大统筹城乡发展力度进一步夯实农业农村发展基础的若干意见》(中发[2011]1号)精神,2011年,中央财政将进一步加大对现代农牧业生产发展的支持力度,主要围绕十七届三中全会精神和自治区促进现代农业发展的有关要求,大力支持发展我区优势特色产业,强化饲草业和特色果品产业建设,集中支持其关键的节水设施建设,促进形成优势突出、特色明显的优势特色产业带,促进我区农牧业生产的现代化、高标准化建设,进一步确立我区特色产业优势地位,推进我区农牧业产业的快速高效发展。
1.3水利工程现状
项目区位于喀拉托别乡南支干渠以南的丘陵地带,多年来由于缺乏资金,一直没有进行支斗渠系配套,且由于是丘陵地带,不利于渠系配套建设,所以该项目区饲草料利用率极低。
同时近年来上级党委政府大力实施畜牧业富民工程,农牧民养殖牲畜的积极性很高,牲畜数量逐年增加,造成草场严重退化,饲草料短缺,农牧民在发展养殖业的过程中,草畜平衡问题矛盾日益突出。
1.4农业生产现状
尼勒克县喀拉托别乡有天然草场面积59万亩,项目区属喀拉托别乡南支干以南灌溉草场的一部分。
多年来因资金问题投入不足,各项基础设施破坏严重,导致饲草料基地无法灌溉,致使农牧业发展缓慢。
1.5项目区主导产业发展状况
项目区位于尼勒克县喀拉托别乡。
喀拉托别乡是一个以牧为主、农牧结合的自治区级重点扶持乡。
全乡人口9828人,2119户,是以哈萨克族占多数的多民族集居区。
草场面积人均占有59亩,2010年人均纯收入平均4558元/人,比全县人均纯收入低1275元/人。
根据尼勒克县“十五”计划和“十一五”规划:
①到2011年,使全县牲畜存栏头数达到百万头;
单位面积草地及耕地畜产品产出要居自治区先进行列,肉类总产达到1.75万吨,毛绒总产达到2100吨,奶类总产达到4.5万吨。
②到2015年,把尼勒克县建成全国良种肉用牛基地县,牛存栏头数达到10万头。
其中肉用牛及改良牛达到4万头,西门塔尔及其杂种牛0.6万头,新疆草原褐牛3.4万头,良种化程度达到80%,③把尼勒克县建成为新疆优质牛羊肉基地县、细羊毛生产基地县。
牛的区域布局中将新疆褐牛基地主要放在喀拉托别乡、喀拉托别乡、科蒙乡和阿克塔斯牧场等乡场的中低山带。
肉用羊的布局也在喀拉托别灌区及中低山丘陵地一带。
2项目建设内容
2.1项目区地理位置
尼勒克县喀拉托别乡萨依博依村饲草料基地高效节水项目属喀拉托别南干渠灌区,灌区位于乡政府以西三公里处;
2.2项目区产业发展规划
尼勒克县是伊犁的主要牧业生产县之一,结合本灌区的自然条件,灌区开发布局以牧为主,是尼勒克县的畜牧业及良种繁育发展的基地。
项目区的畜牧业发展是以规模化、集约化,以牧民定居,冷季舍饲,把草原畜牧业与农田畜牧业融为一体,充分发挥人工饲草料和天然资源的生产能力,带动农区畜牧业,提高农田秸杆加工利用率,发展饲料加工业,并建立农牧融合型畜牧业生产体系。
为保护生态环境和减少水土流失,牧业内部种植业结构,以种植多年生牧草为主,即红豆草、苜蓿等优质草种,以利于大坡度地保水保土,形成人工生态环境,牧业内种植业除种植优质牧草外还要种植牧民口粮和牲畜饲料,林业布局除道路及防护林外,剩余的林业面积布置在一些地形条件复杂地带,以生态林业为主以利保水保土。
根据项目区的实际情况,开发经营方式拟以牧业定居、牧业大户承包等经营方式。
牧业定居每户牧民按80头自然头牲畜考虑,定居面积一户按20亩左右的饲草料地计算;
牧业大户根据其牲畜头数确定其饲草饲料用地面积。
随着灌区的开发相应的基础建设要配套好,达到“三通”、“四有”、“五配套”,逐步形成畜牧业生产的产业链。
2.3工程建设的必要性
(1)灌区现状要求实施喀拉托别乡萨依博依村高效节水项目
项目区范围内的春秋丘陵草场,引水高程较高,多年来尚未开发灌溉,广大牧民至今依然沿用原始落后的四季游牧、逐水草而居、靠天养畜的生活方式,生产体系较为脆弱,牧民的生产和生活条件没有得到根本改观。
随着农村改革的进一步深入,家庭有偿承包责任制的日益完善,该区的畜牧业生产取得了一定的进步和发展,但随之而来的种种问题和矛盾,特别是落后生产方式,脆弱的生产体系与生产发展之间的矛盾已成为牧业经济稳定提高的制约因素,其主要表现在:
1、草地生产力极不稳定;
2、草地基本建设缓慢;
3、草场退化日益加剧。
为此实施本项目势在必行。
(2)本灌区的建设是项目区农牧民脱贫致富奔小康的需要
尼勒克县1986年被国务院确定为“贫困县”,1988年被列为国家重点扶持的“牧业贫困县”,2001年被确定为国家级的“扶贫开发工作重点县”。
喀拉托别乡萨依博依村又是自治区的重点扶贫开发村。
近年来,尼勒克县在县委、政府的带领下,贫穷落后的面貌发生了根本变化,全县的基础设施建设得到极大改善、广大农牧民的生活水平明显提高,农牧业生产连续取得丰收,县域经济整体实力得到增强,但是,由于喀拉托别乡所处的地理位置和自然条件的限制,干旱缺水且雨水较少,只有通过大力改善基础设施建设、改善农牧业生产条件,提高劳动生产率、促进经济协调发展,增加农牧民收入,才能早日脱贫致富。
(3)为改善农牧民生产环境控制水土流失是非常必要的
本灌区处属半丘陵,缺乏必要水利工程基本设施,加之植被覆盖率低,灌区内地形复杂,地面坡度大,水土流失较为严重,导致生态环境不断恶化,给灌区内的生态环境及农牧业生产造成很大困难。
灌区内采用喷灌技术,发展灌溉草场和饲草料基地,减少水量损失,使渠系水有效利用系数在0.75以上,最大限度的利用好水,这对防止水土流失,保护自然生态,为灌区内的农牧民创造良好的生产环境,是非常必要的。
2.4水土资源状况
喀拉托别灌区灌溉水源来自喀什河,喀什河多年平均径流量38.9亿m3,多年平均流量为123.4m3/s,喀什河为融雪和冰川补给为主的河流,兼有降水和地下水补给,年际变化比较稳定,但年内变化较大,11-4月为枯水期,占全年径流量的18%,6-8月为洪水期,占全年径流量的56%左右,4-9月灌溉季节占74.5%。
2.5工程设计
2.5.1建设标准
本项目的建设规模为5千亩,按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)有关规定,确定本工程等别为Ⅳ等,工程规模为小
(1)型工程。
2.5.2工程方案比选
(1)微灌技术
微灌是利用水泵加压或地面的自然坡降通过管道系统与末级配水管上的灌水器,将水输送到作物根部附近的土壤表面或土层中的灌水方法,属于局部灌溉范畴,系统压力小于0.25mpa。
其形式包括:
滴灌、渗灌(地下滴灌)、微喷灌、小管出流灌、涌泉灌、皿灌等。
微灌技术适宜于极端干旱区、干旱区、半干旱区、半湿润区,使用于果树、牧草花卉、蔬菜、瓜类等作物和城市绿化,且有水源条件的地区推广应用广泛。
亩投资在400~800元/亩之间。
(2)喷灌技术
喷灌是用压力管道输水,再由喷头将水喷射到空中,形成细小的水滴,均匀的洒落在地面,湿润土壤并满足作物需水的要求。
其明显的优点是灌水均匀,占地少,节省人力,对地形的适应性强等,主要缺点是风影响较大,设备投资高等,喷灌与地面灌相比,可节水20~30%、增产10~20%、节省土地7~10%、节省劳力(固定式)50~60%。
但是在多风的情况下,会出现喷洒不均匀,蒸发损失增大的情况。
喷灌的使用范围很广,对土地平整要求不高,地形复杂的山岗缓坡地、大小不平的田块都可以使用。
大田作物、瓜果、蔬菜、花卉、牧草等。
利用地下水源,半固定式投资为400~600元/亩、固定式投资为800~1000元/亩;
利用地表水源,半固定式投资为600~800元/亩、固定式投资为1000~1300元/亩。
(3)低压管道输水灌溉技术
低压管道输水灌溉从灌水技术上讲,仍属于地面灌溉。
它只是以管道代替了明渠进行输水灌溉的一种工程形式。
灌水时使用较低压力,系统工作压力不超过0.2Mpa,通过压力管道系统把水输送到田间灌溉农田。
目前,主要用于输配水系统层次少的小型灌区,但是也可以用于输配水系统层次多的大型灌区的田间配水系统。
低压管道输水灌溉是一项提高灌溉水利用率、节约灌溉水量的节水工程形式,同其他灌溉形式相比较,具有成本低、节水、节能、技术简便易行、增产、增收等特点,且改善了田间灌水条件,做到实时又适量、从而满足作物各生长期的需水要求,增收增产效果较好。
它适用于井灌区以及泵站扬水建设与管理,适宜于各种气候条件和各种作物。
利用地下水源,投资为300~500元/亩;
利用地表水源,投资为400~600元/亩。
本工程地处尼勒克县萨依博依村灌区,纵坡较大,有充足的地形高差可以利用,考虑到该工程主要以种植牧草为主,由于该区域经济比较落后,经济有限,经过多方调查。
因此,本工程选用的是低压管道技术灌溉方式。
2.6工程设计原则
2.6.1设计原则
(1)根据项目区地理条件、农业气象、土壤条件,合理布置灌溉系统,做到科学、合理、经济和管理方便。
(2)发挥节水灌溉增产及提高作物品质的优点,使该项目的建设能够积极促进牧区经济的发展。
(3)建设合理的管理制度,便于操作。
(4)项目建设及运行中应避免产生水土流失,尽量保护生态环境。
(5)设计应符合国家颁布的规范、规程等行业标准。
(6)充分利用原有的灌溉渠系及电力设备,降低系统建设投资和运行费用,使工程建成后运行管理方便,工作稳定可靠。
(7)以该县邻近已有的道路、林网布局为基础,合理布置管网系统。
(8)力求使管道总长度最短,少穿越其它障碍物。
(9)管道纵断面力求平顺。
2.6.2设计标准
(1)《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99);
(2)《节水灌溉技术规范》SL207—98;
(3)《微灌工程技术规范》SL103-95;
(4)《农田灌溉水质标准》GB5084—92;
(5)《水利建设项目经济评价规范》SL72-94;
(6)《现代农业生产发展项目实施方案编写提纲》。
(7)《管道输水工程技术》
2.6.3喷灌技术灌溉设计
本工程规划总面积为5千亩,共计分为2根干管(即2个片区)。
其中,一干管控制灌溉面积2.5千亩;
二干管控制灌溉面积2.5千亩。
2根干管的管网布置形式相同,因此,选项目区中的一干管作为本次设计的典型片区。
(1)设计参数
①灌区面积A=2.5千亩
②主要作物为牧草、饲草作物
③最大日耗水量ω=3.5mm/d
④田间水利用系数η田=0.85
⑤土壤田间持水率β=25%
⑥土壤容重γ=1.43g/cm3
⑦计划湿润层深度h=50cm
⑧适宜土壤持水量上限β1,取田间持水量的90%
⑨适宜土壤持水量下限β2,取田间持水量的65%
⑩灌溉水利用系数η=0.8
T理:
理论灌水周期;
T:
设计灌水周期(天);
m:
设计净灌水定额(mm);
N:
轮灌组数(组);
n:
系统出水孔总数(个);
(2)灌水定额及灌水周期
m=10hβ(β1-β2)γ土/γ水
=44.7mm,
T理=m/Ed
=12.77天
取设计灌溉周期为T=11天,小于理论灌水周期。
(3)设计流量的确定
Q设=0.667mA/(ηTt)
=0.667×
44.7×
3289.5/(0.8×
11×
24)
=464.25m3/h
(4)灌溉工作制度
给水栓纵向间距取50m,横向间距取57.5m布置,一干管共计1282个给水栓,单个出水口控制灌溉面积2.2亩,出水流量4.0m3/h。
轮灌组数N=int(nq/Q设)
=int(1282×
4.0/464.25)=11
同时工作出水口个数int(n/N)=int(1282/11)=116(个)
每个轮灌组工作时间T/N=11/11=1天。
(5)干管流量推算
一干管全长3200m,根据以上确定的轮灌制度及分干管、支管的流量,由上而下推求一干管的设计流量Q设=99.50m3/h。
(6)管径计算
根据管段流量确定管径,计算管径内经济流速,采用以下公式:
D=1.13
式中:
Q—管内流量(m3/s);
V—管段水的流速(m/s);
D—管径(m)。
根据以上公式计算结果可知,一干管的计算管径为129.7mm;
二干管的计算管径为129.7mm。
根据管道末端所需要的压力等因素把干管管径调整为:
一干管、二干管的所选管径为160mm。
计算结果见表2-1:
喀拉托别乡萨依博依村高效节水项目干管管径计算表
表2-1
管道名称
管长(m)
流量(m3/h)
计算管径(mm)
管径(外)(mm)
管径(内)(mm)
水头损失(m)
管道首端地面高程(m)
管道末端地面高程(m)
地形高差(m)
管道末端所需水头(m)
一干管
3000.0
99.50
129.7
160
140.6
61.04
1358.75
1242.88
115.87
54.83
二干管
3200.0
65.10
1359.31
1245.84
113.47
48.37
(7)管段水头损失计算
①沿程水头损失
本工程输水管道采用UPVC管,沿程水头损失hf采用舍维列夫公式计算:
hf=0.00915LQ1.77/d4.77。
式中:
hf——沿程水头损失(m);
Q—管段流量(m3/s);
L—管段长度(m);
d—管道内径(m)。
②管道的局部水头损失
局部水头损失比沿程水头损失小了很多,为简便计算,局部水头损失取沿程水头损失的10%考虑。
(8)自由水头及水压线标高
节点水压线标高=上游节点水压线标高-两节点间管道水头损失。
2.7道路、林带规划设计
2.7.1道路规划设计
此次规划道路分为主干道和机耕道,主干道总长3000m,设计宽度为6.0m,路基高出地面0.4m。
机耕道总长5000m,设计宽度为5.0m,路基高于地面0.2m。
路面均采用天然砂砾石铺设,主干道铺设宽度5.0m,厚度0.2m;
机耕道铺设宽度4.0m,厚度0.2m。
设计压实度达到90%,路拱横坡2%,路肩横坡3%,路沟底宽0.5m,沟深0.4m,边坡系数1:
1,上口宽1.4m。
2.7.2林带规划设计
林带建设主要以防护林为主,本次防护林规划面积519.6亩,占总规划面积的10.4%,种植方式为:
沿主干道一侧种树5排布置,株行距2.0×
1.5m,沿干管一侧种树4排,株行距为2.0×
1.5m。
树种选择:
本次规划树种选用适合当地生长的青杨、银白杨。
杨树的树体高大,而且栽种方便,易成活,防风效果好。
2.7.3土地平整规划设计
土地平整工程量的大小是根据项目区地形地貌、田块布置方向及田块的长宽来确定的。
本项目区内需要进行平整的土地面积为5000亩,其中:
饲草料基地4500亩,防护林500亩。
2.8草畜平衡分析
尼勒克县天然四季草场由于超载放牧使草地产生严重退化,初略估计70%草场退化,其中30%为严重退化。
目前,牧业很大程度上是以牺牲草地生态环境和低水平的畜牧业生产为代价以维持目前畜牧业现状。
通过本项目的实施,进一步加强了牧区水利基本建设,增加人工灌溉草场和改良灌溉草场,实现天然草地与人工草场统一相互配置,转变传统生产方式实行暖季半年天然草地放牧,冷季半年舍饲圈养的生产方式。
农区牲畜暖季逐年退回农区饲养,从根本上遏制草地退化,恢复天然草地生态和减轻载畜量,从而改善牧民生产条件使牧民达到小康水平。
2.8.1项目区饲草料预测
本次建设5千亩高标准人工饲草料地,根据当地光热水草资源条件,并进行充足的灌溉,可预测设计水平年,项目区共计种植4500亩的牧草或苜蓿,每亩单产干草600公斤,每年可产饲草270万公斤。
项目区设计水平年可增产饲草200万公斤。
2.8.2项目区设计水平年载畜量计算
根据畜牧部门统计测算,每只标准畜每日食干草1.8公斤,每年共食干草438公斤(舍饲一年按243天计),则项目区工程实施后可提供6100头标准牲畜所需的饲草料。
2.8.3主要建设内容
本工程主要是改善5千亩的天然草场的灌水条件,使其达到高产、优质的目的。
其主要建设内容为2座提灌机房;
2根干管,63根分干管和200根喷头。
总长度为74.811km,其中,D180mm的管道长度为1.6km,D160mm的管道长度为10.144km,D110mm的管道长度为14.56km,D75mm的管道长度为48.507km;
建设阀门井29座,渗水井2座。
2.9工程建设管理机制
本灌区属尼勒克县管辖范围,灌区内主要为喀拉托别乡。
喀拉托别乡萨依博依村灌区的管理范围,贯彻“管用并重,用修结合”的原则,加强工程的保养、维修工作,制定工程保养维修制度,克服重建轻管、只用不管、只用不修的倾向。
按工程的破损程度确定更新改造对象,制定更新改造制度,按现行水价标准中维修费与材料费的含量提取资金,合理使用。
为确该工程的施工进度、施工质量,协调好各方关系保证骨干工程顺利实施,按照项目建设管理和水利行业相关规定,结合本项目的性质,必须严格遵守“项目法人负责制、招标投标制、建设监理制”的管理原则,严格按水利施工技术规范进行管理、评价和验收,严把质量关,使工程投资发挥最大的经济效益。
成立尼勒克县喀拉托别饲草里基地高效节水项目建设管理办公室,喀拉托别乡政府为本项目工程法人,负责本工程的建设管理。
建设管理办公室成立后,开始正式运转工作,为便于开展工作,建设管理办公室设在施工工地,随时处理日常各种工作。
2.10运行管护机制
贯彻“建管并重,用修结合”的原则,加强工程的保养、维修工作,制定工程保养维修制度,克服重建轻管、只用不管、只用不修的倾向。
管理单位应根据本工程的功能任务、工程特点、设计要求等编制本工程管理办法及制度,依此进行科学管理。
本工程的首要任务是引水,管理人员应根据水行政主管部门的引水要求,为灌区及时输水。
根据灌溉制度、来水分析、灌溉任务指标、工程引输水能力进行水平衡计算,编制出灌区县与乡、镇和农场的用水计划,并据来水变化及时制定各阶段用水计划。
按照计划用水、节约用水、科学用水的原则,实行水权集中,专职调配,并逐步实行水量调度由经验型向优化型过渡。
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