节水灌溉建设可研报告文档格式.docx
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项目区属季风型半干旱大陆性气候,特点为:
寒冷、干旱、气温变化大、雨期集中.据岱岳气象站资料:
多年平均气温6.9℃,极端低温零下31.6℃,极端高温37.9℃,昼夜温差在18℃至25℃之间,多年平均日照2830h。
每年一、二月份为主要降雪期,六至九月份是主要降雨期,占全年降雨量的70%左右,多年平均降雨量388mm。
多年平均蒸发量2000.7mm,年最大蒸发量2635.2mm,最小蒸发量1466.4mm。
冬春季以西北风为主,夏季以东南风为主,每年四、五月份风力最大,一般为3至5级,最大为8级,年均风速2.7m/s。
每年九月下旬初霜,十一月初结冰,十一月中旬封冻,到次年三月开始解冻,四月下旬解霜,全年无霜期约130天,最大冻土深度1.27m。
项目区地形北高南低,海拔高程1026.5m至1023.9m之间,地面高差2.6m,地面坡度1~2%,土质为砂壤土,土层较厚,土壤有机质含量1~1.2%,速效磷12~16%,有效钾80ppm,土壤容重1.5g/cm3,田间持水量(重量比)20%,平均吸水能力12mm/h,PH值7.2~8。
项目区处在交通干线附近,交通便利,通讯快捷,经济基础好,为发展高效节水灌溉工程创造了有利条件。
1.1.2社经情况
项目区涉及安荣村一个村,土地总面积1.58万亩,总人口3261人,劳力928个,大畜129头,羊1210只,奶牛68头。
全村耕地面积8638亩,人均纯收入2110元。
其农村经济总收入、人均收入均高于当地平均水平,有利于项目的顺利实施和尽快见效。
在本次规划的项目区400亩土地中,其中300亩种植玉米,100亩种植其它作物,种植比例为3:
1。
1.1.3项目区水资源及水利工程现状
1.2项目区建设的必要性
近年来,随着国家对农业投入的逐步加大和农业产业结构的调整,尤其是党中央、国务院高度重视“三农”问题,把解决“三农”问题列为全党工作的重中之重,使得对农业的科技含量进一步增高,农业生产向高产、稳产、高效、优质的农业发展。
本项目区所涉及范围内原有旧井2眼,其中一眼为七十年代所打,因使用年久毁坏现无法灌溉,由于机井的缺乏,需要从远距离处调水,一方面造成了水资源的浪费,另一方面加重了农民的负担,影响了种植结构的调整和农村经济的发展。
解决这一问题的根本出路在于大力普及和推广节水灌溉技术,节约农业灌溉用水。
与传统农业灌溉相比,节水灌溉可以根据作物不同生长期的需水要求适时、适量地进行科学灌溉,提高农作物的产量,同时实施节水灌溉既可以减轻农民负担,又可以扩大灌溉面积和提高灌溉设计保证率,还可以通过灌溉系统进行施肥和打药,带来种植结构和耕作技术的重大变革,推进农田灌溉现代化和管理科学化,使传统农业向现代农业转变。
因此发挥灌溉效益,改善农业生产条件,促进农业生产稳定发展,提高人民生活水平,发展节水灌溉是非常必要的。
1.3项目区建设的可行性
本项目所在地的地势平坦,土壤肥沃,交通便利,通讯电力基础设施很发达,经济发展水平在当地属于较高水平,并且都有发展畜牧养殖、节水灌溉的经验,其经济效益、节水效果都很显著,在当地已起到一定的示范作用。
因此,在这些地区发展新的节水灌溉工程有着良好的群众基础,有利于项目自筹资金的落实、工程的顺利实施。
因此,项目区的建设是非常可行的。
2.建设规模及内容
2.1建设规模
由于水利配套工程涉及面广、一次性投入较大,同时与当地气候、地形、土壤条件、水源条件、耕作方式、作物种植等有着直接关系,因此,采取以点带面、典型示范逐步推广的方式进行。
本次节水灌溉工程建设任务是:
通过水利节水灌溉工程的建设及其效益的发挥,在所在地区内起到示范带动作用,积累各种先进的节水灌溉技术、节水农业技术、节水灌溉管理技术的经验,为将来大面积推广创造条件。
工程规模的确定考虑投资情况以及当地的耕作条件、水源条件等因素,项目区改善节水灌溉面积400亩,工程形式采用渠道灌溉方式,水源以当地现有的水源(主要是地下水)为主。
2.2建设内容
根据工程设计原则,结合各当地实际情况,项目区共改善灌溉面积400亩,灌溉水源为地下水。
3.工程技术设计方案
3.1水源工程
据《山阴县地下水资源详查报告》以下简称《报告》和近年来当地的机井运行状况,项目区分布于倾斜平原孔隙水富水区,主要含水岩组包括全新统(Qpl4),上更新统(Q3pl+dl),中更新统(Q2pl+dl),含水层岩性以砂砾石为主,水位埋深4—30m,主要含水层2至5层,含水层底板埋深80m,平均含水层厚度12.8m,单井涌水量40t/h至50t/h,水量较为充足。
地下水化学类型是重碳酸钙镁型水和重碳酸钠型水,矿化度小于0.9g/L,PH值7—8.2,属弱碱性地下水,水质良好,符合《农田灌溉水质标准》GB5084-92要求。
项目区水源为地下水,机井分布于倾斜平原孔隙水富水区,该区多年平均地下水资源补给量74.6万m3,按可开采系数0.85计,可开采量为63.14万m3,地下水位基本稳定。
1)单井控制面积
按式
其中:
Q—单井出水量,Q=40m3/h;
t1—灌溉期间每天开机时间,t1=21h;
T—每次轮灌期的天数,T=13天;
η—灌溉水利用系数;
η=0.8;
m1—每亩每次综合平均灌水定额;
m1=42m3/亩。
经计算,单井控制面积208亩。
2)机井数量确定
式中:
n—机井数量,眼;
s—灌溉总面积,s=400亩;
F0—单井控制面积,F0=208亩。
经计算,机井数量为2眼。
渠灌面积内现有机井1眼,需更新机井1眼。
3.2项目区分区
项目区共发展渠道节水灌溉面积400亩,种植种类主要以玉米和其它作物为主。
项目分区情况见表3-1。
项目区分区情况表
表3-1
项目区
名称
分区
水源
流量
(m3/h)
控制面积
灌溉方式
主要作物
种类
安荣村
1
机井
40
200
渠灌
玉米、其它作物
2
其它作物
3.4灌溉制度及水量平衡
3.4.1灌溉制度
项目区内灌溉制度的有关参数主要根据当地提供的灌溉试验资料和当地实际经验确定。
1)灌溉设计保证率
渠灌工程设计保证率为75%,灌溉水利用系数0.8,《渠道防渗工程技术规范》(SL/18—2004)。
2)作物组成和种植比例
项目区内主要种植玉米,见表3-2,种植比例见表3-5。
项目区作物组成及需水量表
表3-2
地区
作物
作物生长期需水量(mm)
起止日期
天数
需水量
山阴县
大秋
4月下旬~9月下旬
156
375
蔬菜
4月下旬~10月中旬
180
353
复播
7月下旬~10月上旬
100
300
果林
全年
365
525
3)作物需水量和灌溉定额
项目区的作物需水量根据当地试验资料和其它相关资料确定,灌溉定额则根据水量平衡法计算,公式如下:
M——灌溉定额,m3/亩;
ET——作物全生育期总的需水量;
m3/亩;
P0——生育期内有效降雨量,m3/亩;
WK——生育期内地下水补给量,m3/亩;
W0——播前土壤储水量,m3/亩;
WS——作物收割时土壤储水量,m3/亩。
以各种作物生育期将与系列排频分别确定各种作物生育期不同频率(p=85%和p=75%)的降水量,选择设计代表年,按雨量大小考虑降水有效利用系数,计算得不同作物不同设计代表年份的有效降雨量。
灌溉定额计算表
表3-3
需水量(mm)
有效降
雨量
(85%)
(75%)
地下水利用量
(W0-WS)
灌溉
定额
mm
m3/亩
98
118
21
199
298
185
278
102
125
36
191
287
176
264
192
351
246
369
140
210
108
130
152
228
137
206
4)灌水定额及灌水周期
拟定灌溉制度中所用参数,与土壤种植作物种类及灌溉方式有关,具体计算指标见表3-4,设计灌水定额及灌水周期计算结果见表3-5。
①设计灌水定额m
m=1000γsh(β1-β2)
γs—计划湿润层土壤干容重;
kg/cm3,γs=1.38kg/cm3
h—土壤计划湿润层深度;
m,h=0.44m
β1—适宜含水量(重量百分比)上限,取田间持水量的0.95,β1=0.23
β2—适宜含水量(重量百分比)下限,取田间持水量的0.6,β2=0.14
②设计灌水周期T
T=m·
η/w
w—灌水临界期的平均日需水量,w=4mm/d
③年灌溉用水量及年灌水次数
当设计灌溉保证率P=75%时,年灌溉用水量为9.75万m3,亩均243.7m3,作物年灌溉次数为7~16次。
项目区灌溉工程工作指标表
表3-4
土壤
容重g/cm3
田间
持水率
%
适宜土壤含水量上限
适宜
土壤含水量下限
计划湿润层深度
cm
设计
耗水
强度
mm/d
1.38
24
23
14
44
4
项目区灌溉制度表
表3-5
项目
区
灌区
面积
亩
组成
种植
比例
灌水
次数
次
周期
天
年用
水量
万m3
方式
400
玉米
80
234
36.4
7
13
7.02
渠灌、
其他作物
20
273
18
16
2.73
3.4.2水量平衡
1)水资源
项目区以地下水为灌溉水源,其地表水水质符合农田用水标准,水资源情况详见表3-6。
2)水量平衡
根据项目区水资源情况、水井数量、单井出水量、工作小时数以及灌区灌溉定额、灌溉面积等进行需水量、需水流量的平衡计算,需水量计算结果见表3-6,项目区的灌溉水量可以得到满足。
需水流量的计算:
根据不同灌溉制度的设计灌水定额和设计灌水周期等,按照下式计算:
C——日工作小时,h;
m——设计灌水定额,m3/亩;
A——灌溉面积,亩;
Q——系统总设计流量,m3/h;
T——设计灌水周期,天;
ηc——输水利用系数;
由表可知:
需水流量均可得到满足。
项目区水量平衡表
表3-6
地下水
供水量
资源量
可开
采量
地表水
供水
流量m3/h
需水
需水量万m3
-
63.14
10
50
9.75
3.5工程技术设计
3.5.1设计依据及标准
各工程设计主要依据当地的自然地理、社会经济状况及水资源状况、作物种植情况等基本资料进行,设计标准为:
渠灌工程设计灌溉保证率为75%,灌溉水利用系数0.8,设采用的规范为:
《机井技术规范》(SL256—2000)
《渠道防渗工程技术规范》(SL/18—2004)
1)机井设计
本项目水源为地下水,布设1眼机井,井型采用管井。
此片地面高程在1029~1056m之间,静水深43.5m,水位降深15m,所以设计井深100m,井径550mm,井壁管、滤水管选用钢管,管径250mm,壁厚3mm,每节管长6000mm,滤水管空隙率要求达到15%,管外包40目尼龙网,填砾径根据地层取样请卡按D=(8~10)选取,填砾厚度150mm,填砾高度超过过滤顶端8m,低于过滤器下端2m,沉淀管长取为8m。
地面以下5m用粘土封闭,其上浇混凝土井台井盖。
成井孔斜不得超过2°
,含砂量不得大于1/50000,机井抽水后用DN50钢管(长50m)送至调节水池。
1、水泵扬程计算
计算公式:
H=HST+∑h
h=∑hf+∑hm
hf=∑AQ2L(钢管)
(聚乙烯管)
H—加压泵工作扬程,m;
HST—地形扬程,m;
∑h—井泵总水头损失,m;
h—井外管段的水头损失,m;
∑hf—各管段沿程摩阻水头损失之和,m;
∑hm——各管段局部阻力水头损失之和,m;
hf—管路沿程水头损失,m;
A—钢管比阻;
f—摩阻系数,0.915×
10-5;
L—管长,mm;
Q—流量,对于钢管m3/s;
对于聚乙烯管m3/h;
d—管内径,mm;
m—流量指数,1.77;
b—管径指数,4.77;
2、潜水电泵的设计选型
基本参数:
设计流量:
40m3/h
静水位:
997.5m
动水位:
985.5m
井深:
120m
地面高程:
1067.0m
水泵扬程的确定分三部分:
1、地形扬程;
2、井泵房内出水管为钢管,管路的沿程损失为19.15m;
潜水电泵依次安装止回阀、渐变管、弯管、闸阀、三通等,管路的局部水头损失为4.06m;
3、从井泵房至蓄水池,管道选用钢管,局部损失取沿程损失的10%,该段总损失为2.22m。
经计算,潜水电泵的型号为200QJ40—91/7。
潜水泵安装在动水位以下10m,设计流量为40m3/h,扬程为91m,配套电机功率为15kw。
出水管道井下部分和井上部分都采用DN50mm钢管。
2)电气设计
根据项目需要,需要更换变压器1台,功率增大,所以需要进行变压器容量及低压线路电压降复核。
变压器容量复核根据以下公式计算:
S—变压器容量,KVA;
Pi—电机额定功率,Pi=54kw。
经计算,需更换变压器1台,装机容量80KVA。
低压线路电压降复核根据以下公式计算:
ΔU%—线路末端电压降(要求小于10%);
P—电机功率,kw;
L—导线长度,km;
ΔU1%—电压降系数,LJ—25导线为1.04。
经计算,共需增加高压线路0.35km,低压线路0.27km。
3.5.3工程节水效果分析
本节水工程共发展节水灌溉面积400亩,项目实施后,将产生节水效果,其节水量以设计灌溉定额为基础,以项目实施前后不同的灌溉水利用系数为依据进行计算。
计算公式如下:
W——节水量,万m3;
mi——净灌溉定额,m3/亩;
η现——现状灌溉水利用系数,取0.65;
η规——规划实施后灌溉水利用系数,渠灌取0.8;
Ai——灌溉面积,万亩。
示范区节水灌溉面积、类型见表2-1,节水量计算结果见表3-10。
节水效果计算成果表
表3-10
η现
η规
(万亩)
灌溉定额
(m3/亩)
净灌溉
节水量
(万m3)
0.65
0.8
0.04
1.72
0.01
0.71
4.工程施工及环境影响
4.1工程施工
4.1.1施工条件
项目区属季风型半干旱大陆性气候,多年平均气温6.9℃,多年平均日照2830h。
多年平均降雨量388mm。
多年平均蒸发量2000.7mm,年均风速2.7m/s。
全年无霜期约130天,最大冻土深度1.27m。
依据《水利水电工程施工组织设计规范》SL303—2004,本地区土方工程工作日230天/年,混凝土工程工作日按189天/年。
项目区内交通便利,国道和省级主要公路从安荣村经过,乡村道路纵横交错,四通八达。
另外,项目区距县城较近,电力、通讯设施完善,施工用水用电均能满足要求,建设资源也较为丰富,工程所需设备大部分可在本地购买,不足部分可从外地购买。
4.1.2施工组织及总进度
为了加强管理,确保项目区项目顺利实施,由县水利局牵头成立水利工程施工技术小组,由专业技术人员、受益乡镇、受益负责人组成。
加强组织,严密管理,在做好前期勘测、设计的前提下,工程施工要严格按照国家的有关建设程序实施,施工中严格执行工程监理制和招投标制,聘请有资质的监理单位对工程质量进行把关,做到项目设计、监理、施工均有专业队伍实施。
工程施工应遵循以下原则:
(1)按审批规定的项目,保证按质、按时完成建设任务;
(2)施工中各项工作、各环节应互相协调,做到有计划、有秩序地进行;
(3)工程要严格执行经济核算,尽可能降低工程造价。
工程施工的主要任务是:
机井和电力设施安装。
机井施工:
(1)场地平整
开工前先要平整施工场地,修铺道路,备好水源,挖泥浆池和沉淀池,准备好施工所需的管材、滤料、粘土及其它物料。
安装钻机的地基必须平坦稳固,遇有软硬不均的情况,应当进行处理,在地势低洼,易受河水、雨水冲灌地区施工,应酌情加高地基或排水沟,筑堤以防洪水淹没。
在钻进前还应下护口管,以防井口坍塌。
(2)开钻施工
在开钻后,进尺到8m左右必须在井口装置钢丝绳方位测定标记,随时检查测定钢绳偏移情况。
钻进大卵砾石、风化层、硬粘土层时,极易产生孔底不平现象,钢丝绳运动会很不正常,可将钻具提高少许。
减少每分钟冲击次数,以便进行修理,或根据岩层的坚硬程度,填入一些砖石碎块高出原深0.5m,重新钻进。
钻进中发现钻孔大量漏浆,要及时测出下降水位,分析原因处理后,再继续钻进。
清理井底泥砂时,抽桶提升高度不得超过0.2~0.3m,抽桶入孔后,提将速度不宜太快。
(3)孔深与孔径
井孔深渡偏差不超过设计孔深的±
20cm。
井孔直径不小于设计孔径2cm。
(4)孔斜预防
钻进数米后,通过钻进钢丝绳测出井孔的中心位置,在钢丝绳的前后左右设置测量孔中心的标记,并对四根绷绳进行紧固。
紧固后,在钻进过程中不可轻易调整。
钻进中及每次停钻、提钻时,要注意观测钢丝绳的位置是否偏离了井孔中心,如已偏离了井孔中心,即说明已发生孔斜,应查明原因予以纠正。
要保持孔底清洁,特别是硬层变软层时,一定要把孔底硬层岩屑淘净。
在软硬不均的地层钻进,不可使用大冲程。
(5)地层采样与编录
土样编号放入土样盒,并在井孔野外记录本上,对土样作初步描述,记录孔深校正、孔斜测量等资料,然后对土样作详细肉眼观察,确定各时代地层的分界线,含水层顶底板分界线。
然后,编制井孔柱状图。
(6)井管安装
井管安装前,必须按照井孔的实际地层柱状图及井的结构图中井管排列次序,将全部井管排列好。
选择适当位置找好中器后,丈量每根井管的长度,计算井管总长,检查过滤器安装位置是否与含水层相符。
井管一般应坐落在坚实的基础上。
管长与孔深必须用钢尺丈量,证明与柱状图无误后,始得安装井管。
井管连接,必须做到对正接直,封闭严密,接头处的强度,必须满足下管安全和成井质量的要求。
(7)填砾和管外封闭
填砾一般采用循环水或静水进行,填砾必须连续、均匀、速度适宜,严防棚堵。
不良含水层一般用粘土球封闭,要求较高时用水泥浆封闭。
粘土球应用优质粘土制成,含沙量在5%以下,直径25~30mm,呈圆形。
(8)洗井
洗井工作必须在止水填围之后立即进行,以防止井壁泥皮硬化造成洗井困难,影响水井出水量。
输配电设施由县电力公司负责承建。
根据工程建设内容,结合项目区实际情况,确定建设工期为一年。
项目区工程竣工后,应及时写出自检报告和验收申请,呈请有关部门全面验收。
4.2环境影响
本工程的实施对环境造成的影响主要表现在施工期和运行期。
施工期间,由于土石方的开挖,对当地自然植被可能造成局部破坏,在雨季施工
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