四明湖灌区节水改造续建建设项目可行性研究报告Word文档格式.docx
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四明湖灌区节水改造续建建设项目可行性研究报告Word文档格式.docx
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第二章水文
第一节自然地理概况
四明湖灌区位于浙江东北部,宁绍平原腹地,包括####市平原12个镇和上游环湖梁弄镇,以及西邻的上虞市永和、谢桥2个镇和北邻的慈溪市横河镇。
灌区枢纽工程为姚江流域重要的骨干水利工程,也是####市国民经济持续发展的重要基础设施。
其主要依靠四明湖水库之水经总干渠泄入河网补充灌溉水源,它为####市农业灌溉、防洪、排涝发挥了巨大作用,为居民生活及工业生产等提供了大量的优质水源,产生了显著的社会效益和经济效益。
第二节流域及水源概况
四明湖灌区属甬江流域的涨源姚江流域区。
姚江又称####江、舜江,发源于四明山夏家岭村东的眠岗西坡,至宁波三江口汇入甬江,全长107公里,####境内长75公里,源头到四明湖水库坝址以上干流长21公里,流径####、上虞、鄞县、慈溪、镇海、宁波等县市,流域总面积2440平方公里。
四明湖水库是姚江水系的一项大型水利工程。
工程自1958年10月动工,1959年堵口,1960年开始发挥效益。
坝址位于姚江中游的横岙乡,距####市区24km,集雨面积103.1km2,总库容1.23亿m3,水库灌区有总干渠1条长10.5km,干渠2条:
城南干渠长15.4km,马诸干渠长16.2km,库水除沿渠部分农田自流灌溉外,大都入平原河网,提水灌溉。
第三节水文气象
灌区属亚热带湿润气候区,四季分明,温暖湿润,光照充足,雨量充沛。
但地处中纬地带,受大气南北环流交替影响,灾害性天气较多。
区内多年平均年降水量1250~1400mm,由南向北递减。
年际丰枯雨量比高达2倍,年内主要集中在4~6月梅汛期和7~9月台汛期。
特别是台汛期往往发生峰高、量大、面广的台风暴雨。
梅雨与台汛之间有一个伏旱期,这时高温酷暑,蒸发量大,水稻、棉花,特别是中晚稻需要大量水量,居民生活和工业用水量也有较大增加,因此供需矛盾突出。
灌区多年平均径流深为750~450m,径流系数为0.54~0.36,均为自南而北递减,多年平均陆地蒸发量为950mm。
灌区阳光资源充足,光合有效辐射年总量54.4~56.1kal/cm2,多年平均日照射数2061h,年日照率47%。
年平均日气温16.2℃,年10℃活动积温5130℃。
常年最冷月一般为1~2月,1月平均日气温4.1℃,极端最高气温39.5℃,最低气温-9.8℃。
无霜期227天,初霜期一般出现在11月中、下旬,终霜期出现在3月中、下旬。
年平均相对湿度80%。
第三章地质
流域地质单元属华南加里东褶皱系东北域,浙闽粤沿海燕山期火山活动带的东北端。
流域丘陵区出露的地层大多为上侏罗统陆相火山岩系,平原地区为第四系松散堆积物所覆盖,第四系中下部为陆相沉积层,上部为海、陆相交互沉积层。
第四章工程任务及规模
第一节社会经济现状
####市是浙江省经济较为发达的县级市,2001年全市总人口83.5万人,实现国内生产总值163.62亿元,比上年增长10.4%,其中第一产业27.7亿元,第二产业513亿元,财政总收入13.8亿元,比上年增长48.6%。
国民经济保持平衡适度增长,社会各项事业发展迅速,人民生活水平不断提高。
四明湖灌区总人口60.5万人,2001年农民人均纯收入为6306元。
主要以水稻、棉花、油菜、榨菜等作物种殖以及淡水养殖(精养鱼塘)为主,灌区的兴建解决####75%以上耕地的需水问题,是####农业发展的基础设施。
灌区内又包含着####市政治、经济、文化中心,集体企业及个私企业十分发达。
第二节灌区水资源、土地利用及工程状况
(一)水资源
灌区水源为四明湖水库,是宁波市最早建成的大型水库,总库容1.23亿m3,兴建库容0.79亿m3。
平均每年向灌区供水0.6亿m3。
姚江自西南至横贯灌区中部,水库以下主要支流有:
由南而北为:
贺墅江、十八里河、石婆桥江、中山河(梁辉大溪)、东山河、西大河等6条。
由北向南为:
牟山江、高桥江、青山江、蒋嘉隆江、长冷江、西江、中江、东江等8条。
灌区有河道900公里,水面2万余亩,河网容积0.24亿m3,年总蓄水量约0.8亿m3(以复蓄指数3.5计),是灌区的重要水源。
灌区土地利用率接近100%,复种指数230。
(二)现有工程设施
灌区现有总干渠10.5公里,干渠32.8公里,斗渠、农渠2170公里,中型节制闸四座,中小型及进排控制水闸、涵洞、倒虹吸组成的枢纽网络。
排涝水泵机组122台套,装机7100kw,排涝能力197.3m3/s。
抗旱水泵机组56套,翻水能力27.3m3/s,装机2508kw,主要工程介绍如下。
1、灌区干渠
灌溉总渠全长10.5公里,设计底宽13.5米,水深2.5米。
沿途经邱家湾村、上虞市永和镇,入肖东镇沈湾村至凤凰山,分有城南干渠、马渚干渠、中河干渠,共有水工建筑物56处。
城南干渠自凤凰山渡槽进口至梁辉镇童湖村,全长15.4公里。
干渠有排涝闸9座、节制闸5座、灌排闸2座、倒虹吸1座、渡槽17处、陡门38处、放水涵洞87处。
马渚干渠自永思桥渡槽至马渚镇西山下,长16.2公里。
干渠有过河渡槽11座,节制闸12座。
为引四明湖水到牟山湖,于1973年开通马渚干渠末端五藏岙渠道830米,建桥、渡槽、节制闸各一座。
中河干渠建于肖东镇沈湾村凤凰山麓的姚江。
1973年竣工,长66.7米。
中间7孔共长48.5米,两端长18.2米,槽断面2.6×
2米。
槽面行人桥宽2米,渡槽北端开掘渠道1156米,接通马渚镇中河,经西横河闸入西上河区。
2、姚江节制闸、边界水闸
皇山、竹山、郁浪浦、中舜江4座节制闸,统称为姚江节制闸。
中舜江节制闸位于####镇东江上,闸7孔,每孔3米,总净宽42米,设计流量245m3/s。
皇山节制闸位于####镇东玉皇山北麓的候青江东端,闸9孔,中孔宽5米,其它各孔宽3.3米,总净宽31.4米,设计流量180m3/s。
竹山节制闸位于梁辉镇竹山江上,距####城区2公里,共7孔,每孔宽3.3米,总净宽23.1米,设计流量138m3/s。
郁浪浦节制闸位于梁辉郁浪浦村,闸5孔,总净宽15米,过闸流量96m3/s。
灌区有边界水闸34座,共39孔。
3、排灌泵站
翻水泵站灌区有用于区内“南水北调”的翻水泵站22座,水泵机组56套,翻水能力27.3m3/s,装机2508kw。
排涝泵站灌区中部地势低洼,采用小丘围圩电排,建有口径50cm以上排涝泵站70座,水泵机组122套,装机7100kw,排涝流量197.3m3/s。
灌溉机埠四明湖上游(环湖)及下游近山灌区有高扬程机埠19座,装机786kw。
灌区内有灌溉机埠(小泵站)3800座,总装机34200kw,提水能力304m3/s。
4、姚江、牟山湖及灌区河网
姚江又名####江,横贯灌区南部,区域内长约20公里,蓄水量1166万m3。
牟山湖又名西湖,距四明湖西北13公里,位于灌区西南部,湖区集雨面积18.5平方公里,其中湖泊面积3.4平方公里,正常蓄水量450万m3。
可通过五藏岙干渠直接引四明湖水入湖。
同时建有翻水站,在梅汛季节翻水入湖,是灌区重要的水源调蓄工程。
(三)灌区经济与运行管理状况
灌区面积占全市耕地面积的75%,经济总量占全市80%以上,经济发达。
管理机构列于表4-1。
表4-1四明湖水库灌区管理机构
机构名称
管理职责
灌区代表大会
决定灌区管理、大修、分配水量等重大事项。
市局三防办公室
汛期、旱期统一调度水量。
四明湖水库管理局
平时调度供水,总干渠运行、维护、管理。
西上河水利管理处
灌区内水量分配,边界闸控制,牟山湖运行。
姚西北水利管理处
三座出海排水大闸的运行、维护。
姚江节制闸管理处
四座姚江节制闸的运行、维护。
1998年以前,由于灌区水价及收取率较低,而管理单位人员冗多,且难以发展水利经济,所以普遍存在经济效益差,管理水平低的问题。
近几年随着非农业供水总量上升,相应水费收入增加以及精简管理人员,经济效益逐步好转。
(四)灌区存在问题
1、干渠严重淤塞渗漏,输水不畅
干渠百分之七十为土质渠道,普遍渗漏,杂草丛生,淤塞严重,输水能力衰减,如总干渠设计能力20m3/s,1999年以前实际输水能力13m3/s,抗旱季节由于未能迅速输水,难以有效维持灌区河网正常水位,引起人为的紧张,造成灌区内不应有的“翻水蓄水”,浪费大量电费。
2、河道淤积,蓄水行洪能力衰减
由于多年淤泥沉积,灌区河网河床普遍抬高0.8~1.2米,再加上水草疯长,密布水面,不但使河网蓄水能力削弱,未能充分利用雨水资源,造成灌区水资源紧张,而且丧失了行洪能力,酿成不应有的内涝。
3、泵站设备老化,排灌能力降低
机电排灌设备普遍运行30~40年,已进入正常退役期,提水能力衰减,运行成本提高,加重了农业生产成本,急需更新改造。
4、水闸等渠系配套建筑物破损老化,险象环生
闸门破损、桥梁断裂、机电设备老化,无法正常启闭,水利工程效益未能发挥,还对安全生产构成威胁。
第三节灌区规划
(一)国民经济发展预测
根据《中共####市关于制定####国民经济和社会发展“九五”计划及2010年远景目标建议》,2010年国内生产总值分别为700亿元,结合历年来国内生产总值与工业产值资料分析,2010年全市工业总产值为2000亿元,其中灌区内到2010年工业产值将增加1650亿元。
(二)水资源供需平衡分析
灌区地处浙东沿海地区,气候温暖湿润,降水量大于蒸发量。
根据####市应用大系统模型对1960~1989年30年供需水量进行平衡计算,结果为:
西北片(基本上为四明湖灌区)为缺水区,实际供水保证率31%,区内多年平均缺水2165万m3,其中农业缺水1149万m3。
1990~1992年经过南北排水利工程建设后,水源情况有较大改善,水资源供给能力基本得到保证。
通过灌区节水改造,可节约农业灌溉水量,水源工程四明湖可以相应增加对城乡居民及工业的供水量。
(三)灌溉制度
灌区耕地主要作物为:
水稻29.8万亩(占69%),棉花9万亩(占20%),其余为果蔬菜等经济作物,故本节只论述水稻灌溉制度。
1、浅灌勤灌。
1992年以前灌区内普遍采用“浅灌勤灌,后期干干湿湿”的灌溉方法,这种制度比传统的大水漫灌已慢一个很大的进步,但它除分蘖末期采用搁田控制无效分蘖和黄熟期干干湿湿外,其它时间仍然是长期淹灌,造成土壤闭塞,还原性物质增加,影响根系生长。
而根系生长不良就减弱吸收水分、养分的能力,使水稻未能达到应有的高产。
2、薄露灌溉。
灌区从1993年开始推广水稻薄露灌溉技术,薄,就是每次灌水尽量薄,2cm左右,土壤饱和即可。
露,就是每次灌水以后都要露田,使田面有多次“呼吸,换气”的机会,采用这一技术可节省灌溉水量30%(及相应的灌溉电量)。
薄露灌溉技术改变长期淹灌的老习惯,有效地改善水稻的生态条件,使土壤通气通氧,氧化电位提高,经常处于氧化状态,有利于水稻根系的生长。
还可以提高产量3~7%。
灌区农民已基本破除了“水稻水稻,靠水养牢”的陈旧观念,而树立了“水稻不用水中泡,薄露灌溉产量高”的新观念,计划进一步提高薄露灌溉实施标准。
3、无水层灌溉。
灌区从1998年开始试验示范水稻无水层灌溉技术,在水源较多的灌区示范“湿种沟灌”,可节水50%左右,在水源很困难的灌区示范“地膜旱种”,完全利用降雨补水,依靠地膜保湿,只有到土壤含水率降到饱和水量的70%以下时,才通过沟灌“抗旱”,可节约灌溉水量70%以上,并且还能增产4~10%。
到2001年示范面积达到5000多亩,计划逐步扩大示范推广面积。
(四)灌区发展规模
灌区规模在外延没有发展的可能,但灌区内现有灌溉面积约为85%,通过续建配套使有效灌溉面积达到100%。
第四节节水工程
(一)节水的必要性
1、节水灌溉是解决缺水的重要措施
####市人均水资源1300余m3,仅全国人均值的57%,特别是北部平原人口密度每平方公里1000人以上,人均水资源占有量仅430m3,水资源紧缺是制约####经济发展的主要因素。
建造水库,目前每立米库容的造价5~7元,同时理想的可供选择的水源工程已很少,而且开源的代价将越来越高昂。
四明湖灌区原属于跨地区的“余(姚)、上(虞市)、慈(溪市)灌区“,历来由西邻上虞市补充水量,由于行政区域的变化,80年代以后基本断流,由于缺水,边界水利纠纷时常出现,成为浙江省缺水的一个“敏感”地区。
所以灌区进行节水改造是缓解缺水的根本大计。
农业用水量占灌区内总用水量的70%,而灌溉水利用率仅40%,存在巨大的节水潜力,水的有效利用率提高,就可以大大节约水资源,所以节水是解决####缺水的重要措施。
2、节水灌溉是高效农业新技术
节水灌溉可以节省农业成本,提高作物产量和质量,改善农村水环境,是一项典型的高效农业新技术。
(1)、节省灌溉成本。
灌区面积百分之九十靠电力抽水,节水就能节能,例如平原稻区目前用电量一般为每亩25~35kwh,高的达50~60kwh,灌溉费(包括电费、工资、修理费)每亩25~35元,有的高达50~60元,实行节水灌溉每亩平均可减少到15kwh左右,可降低灌溉成本10~20元/亩。
(2)、提高单产。
部分平原稻区地势低洼,地下水位接近地面,渍害是造成中、低产田的主要原因之一。
节水灌溉是根据作物需水量供水,解决“灌水太多”的问题,不是消极的节水,而是协调土壤中水、气、肥、热各因素,促进作物优质高产,节水灌溉是新的增产增效技术。
(3)、改善水环境。
目前化肥的有效利用率只有30%左右,其中有很大部分随水流手段,成为农村河道的主要污染源,水体富营养化,引起河面水草疯长,水质恶化,是当前农村最突出的环境问题之一。
节水灌溉使水量、化肥、农药流失大大减少,提高利用率,就可以减少施用总量,能够从根本上改善农村水环境。
(二)节水技术选择
1、渠道防渗
渠道防渗是我国目前应用最为普遍的节水灌溉措施,在渠道表面衬砌混凝土防渗层,可减少渗漏损失60%~70%,从而使渠系水利用系数有较大提高。
渠道防渗还可以稳定渠道边坡,提高抗冲刷能力。
同时还可以减少渠道输水阻力,加大流速,增加输水能力;
在保持相同输水能力前提下,防渗可减小渠道断面,降低开挖工程量,减少渠道占地。
采取防渗后,可减少渗漏对地下水的补给,有利于降低地下水位,减轻渍害发生,对机电提水灌区,还可以通过节水节约大量能源。
2、低压管道输水灌溉技术
低压管道输水灌溉简称“管灌”,####市从1984年就开始研究和推广管道节水灌溉技术,与传统地面灌溉相比,低压管道输水灌溉具有以下优点:
(1)、节水、节能
渠系水利用系数可达95%~97%,比土渠提高30%~40%,比衬砌渠道提高5%~15%,在提水灌区,节水即节能。
(2)、少占用耕地
管道埋入地下可节约沟渠占地,改为管道输水后,仅占地0.5~1.0%,少占用土地2%~4%。
(3)、省时、省工
管道输水速度快,不溢水,渗漏小,输水快,比土渠输水少用人工1/3以上。
3、喷灌技术
喷灌可按作物不同生育期需水要求适时适量供水,具有明显的增产节水作用。
还有省工、少占地,对地形适应性强,改善田间小气候等优点。
喷灌粮食一般可增产10%~20%,经济作物增产20%~30%,蔬菜增产1~2倍。
####早于70年代就建成“千亩茶园固定喷灌”,对喷灌工程的设计、施工、管理有较好的基础。
4、微灌技术
微灌以少量的水湿润作物根部,是一种局部灌溉。
微灌是当今世界上最先进的灌水技术之一,具有节水(较喷灌节水15%~30%)、增产,适应性强等优点。
特别是节省劳动力这一点,对经济发达地区来说(工资30元/工),具有很好的节本效益。
5、非工程节水技术
本报告所指为水稻薄露灌溉技术,水稻无水层灌溉技术,已在第二章第三节“灌溉制度”中介绍。
6、管理节水技术
即谓“机埠转制”,就是转变机埠(灌溉泵站)的管理体制,把机埠的所有权拍卖给机手,由机手向农户实行电费、工资、修理“三费”承包,把灌溉水量(即电量)的多少直接与机手的工资收入挂钩,从管理机制上促进节水工程效益的发挥,促进应用节水灌溉新制度的积极性和自觉性,提高田间水利用系数。
(三)节水方案
1、总干渠、干渠全部采用混凝土防渗衬砌。
2、田间渠道,平原以明渠衬砌为主,但逐步提高“管灌”比例,山区灌区以“管灌”为主。
3、大田经济作物建设喷灌示范工程。
4、大棚蔬菜建设微灌示范工程。
5、水稻提高薄露灌溉实施标准,并逐步向无水层灌溉发展。
6、改革灌溉管理制度,巩因和完善“机埠转制”这一深化农村改革的成果。
国际上公认,本地实践也证明:
“节水灌溉潜力的50%在于管理”。
节水工程是“硬件”,灌溉制度是“软件”,而灌溉管理则是关键,这三者的有机结合,使灌区的节水技术达到一个崭新的水平。
第五章工程总体布置及主要建筑物
第一节工程等别和标准
####市四明湖灌区工程设计总灌溉面积33.5万亩,根据《水利水电工程等级划分及设计标准》(SL252-2000)规定,其工程等别为Ⅲ等中型工程,因此其主要建筑物为3级,次要建筑物为4级。
第二节工程布置
根据规划,本期实施项目包括:
灌区南部,四明湖总干渠防渗衬砌、清淤整治3000米,总干渠堤顶硬化3000米,城南干渠、防渗衬砌、清淤整治6000米;
灌区中部,整治河道45公里;
灌区边界,整修节制闸5座;
灌区东部及北部,改造及新建泵站25座;
经济作物区新建喷灌、滴灌示范工程1000亩;
同时新建水环境检测站一处,维修管理设施5处,使灌区建设在各方面上一个新台阶。
第三节主要建筑物
(一)渠道工程
干渠衬砌,采用现浇混凝土,衬砌总干渠3000米(万家桥-吴家山),城南干渠6000米(牛头山-电镀厂,参见表5-1)。
相应清除9000米干渠中的淤泥、垃圾。
干渠堤顶硬化,对总干渠(西)堤顶浇筑沥清路面3000米(渠首-项家桥),以避免交通车辆对干渠的破坏。
表5-1四明湖灌区灌溉干渠工程特性表
名称
起讫
地点
渠长
(km)
流量
(m3/s)
水深
(m)
渠底宽
渠底高程
渠道口宽
渠道
纵坡
本年度衬砌
进口
出口
总干渠
大坝
~
凤凰山
10.5
20
2.5
13.5
6.15
5.15
24
22
1:
10000
3000
城南干渠
童湖
15.4
3
2
5
3.65
9
7
6000
(二)河道工程
在四明湖灌区,河道既相当于干渠,又是重要的水源工程,本期整治河道45公里(参见表5-2),河底清淤,河边清垃圾,恢复河道的蓄水、输水、引洪和环境功能。
同时整修边界节制水闸5座。
表5-2四明湖灌区2002年河道疏浚规划表
河道
河道长度
河道宽度
河道深度
单位方量
(m3/m)
疏浚量
(万m3)
青山江
9.1
40
3.5
18
16.4
蒋嘉隆江
5.6
30
4.0
15
8.4
中江
12.9
19.4
撑水江
4.3
25
13
张垫江
8
3.0
油车江
5.1
3.6
合计
45
59.0
(三)泵站工程
改造抗旱泵站20座(台套),其中包括四明湖上游高扬程机埠2座(见表5-3)。
根据效益农业对排涝要求提高的需要,新建排涝泵站5座(见表5-4)。
表5-3四明湖灌区2002年抗旱泵站改造规划
序号
镇乡
站名
泵型
台
装机
造价
(万元)
1
小曹娥
一号水库
20″混
55kw
9.2
肖东
念家
14″混
30kw
马渚
菁江渡
4
朗霞
北排江
10.0
黄家埠
绸厂
16″混
37kw
4.4
十六户
吴头堰
14.0
12″混
15kw
丈亭
三七市
祝家渡
20.0
河姆渡
东澄
3.8
10
梁弄
晓联
300s19
11
横路
300s194
45kw
14
116
注:
20″混为20
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