基本农田节水灌溉初步设计.docx
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基本农田节水灌溉初步设计.docx
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基本农田节水灌溉初步设计
基本农田节水灌溉初步设计
1综述错误!
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1.1项目实施背景错误!
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1.2项目年度建设目标错误!
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1.3本年度专项资金项目概述错误!
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2项目区基本情况错误!
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2.1项目区自然、地理情况错误!
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2.2社会经济状况错误!
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2.3水资源开发和利用错误!
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2.4项目区农田水利现状错误!
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3技术方案3
3
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6
16
3.1编制依据
3.2年度建设目标、方案布置
3.3工程设计
3.4主要工程量
4施工组织设计18
4.1施工条件18
4.2主体工程施工19
4.3施工交通及施工总布置24
4.4实施进度计划24
5投资概算及资金筹措
5.1原则和依据
5.2费用构成及取费标准
5.3投资概算成果
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5.4资金筹措
6.1效益分析错误!
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6.2经济评价错误!
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6.3项目示范效益、社会效益和环境影响...错误!
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7.1项目建设期管理
7.2项目运行期管理
附表:
1、人工概算单价表
2、土方开挖单价表
3、土方回填单价表
附图:
1、磴口县巴音布日格中小型灌区实施方案总平面布置图
2、典型地块设计图
3、典型地块布置图
4、泵房结构设计图
5、排水井结构图
6、管沟开挖横断面图
为了从根本上解决该项目区的灌溉问题,将灌区水资源紧缺可能造成的损失降到最低,按照“节水、抗旱、增收的指导思想”,采取
开源与节水并重,充分利用和科学配置地表水,采取节水灌溉,土地综合治理措施,缓解项目区的用水矛盾。
首先应加强田间工程建设,进行渠道衬砌,田间建筑物配套;其次彻底改变传统的灌水方式,平地缩块,平整土地,推广一亩一畦及膜上灌等灌水方式,改变和调整
传统的种植结构,引进高效、低耗水新品种,增产增效。
另外,改善现状管理运行模式,扭转有人建,无人管,无人控的局面,将项目区建设成为产量高、标准高的基本农田,充分发挥其典型示范区的作用。
3技术方案
3.1编制依据
3.1.1有关技术规范与技术标准依据
本次节水灌溉工程规划设计依据如下:
(1)《节水灌溉工程技术规范》(GB/T50363-2006);
(2)《节水灌溉工程实用手册》中国水利水电出版社;
(3)《农田灌溉水质标准》(GB5084-92);
(4)《机井技术规范》(SL256-2000);
(5)《水利建设项目经济评价规范》(SL72-94);
(6)《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》(GB/T
20203-2006);
内蒙古恒源水利工程有限公司
-3-
<7)《内蒙古自治区主要作物灌溉制度与需水量等值线图》冯文
基、申利刚等编。
(H)《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB502昴-2U0*)
322方案布置322.1项目区布局=建设任务及规模
⑴项目区布局
本着篁因地制宜.注重实效^的原则,综合考虑项目区水源类型、
供水工程位置、灌溉规模、地块形状及分布.自然地势条件.土壤条件、适宜的作物种类等因素,结合当地的生产.经营、加工等实际情况,以及当地群众对项目区发展要求,并考虑尽量利用现有灌溉工程等综合因素进行项目区进行总体布置,按照总体规划布局,科左后旗2012年度项目区位于巴彦套海嘎查,项目区现有耕地面积L5万亩,节水灌溉面积1万亩"
⑵节水灌溉形式选择
根据项目区目前农业生产经验和自然地势条件,并参考项目区临
近地区已建工程的经验,本次设计拟采用低压管道节水灌溉。
主要种
植作物为玉米。
⑶建设任务及规模
2012年工程计划在项目区发展低压管道灌溉10000亩。
322・2建设内容与数量
根据2012年项目区的布局和水土资源条件,2012年安排建设的主要内容和数量如下:
⑴水源工程
本次设计利旧机电井50眼,平均井深80m,单井出水量为50〜
60t/ho
⑵井房
新建井房50处,单个井房建筑面积9亦;井房结构为砖混结构,
修孔,并做好屋面防水,基础采用浆砌石基础。
井房结构见附图-4。
⑶配套设施
1潜水泵
项目区共配套潜水泵別台,型号为200QJ50-39/3?
配套水泵总功率为460千瓦。
2输水管道
项目区铺设PVC-L 配套管泵连接体50套,止逆阀50套,压力表5Q块,进排气阀50套。 3新建排水井 泄水井用于排放主管道中的余水,以防在非灌溉季节余水发生冻胀,排水井设在主管道上地势低洼处,根据实际地形,设排水井156眼。 4电力配套 根据项目区用电负荷情况确定,项目区需新增变压器10台: 其中配套80KVA变压器8台,50KVA变压器2台。 配套地埋0・38KV低压线16.48km。 5其他配套工程 由于2012年项目区前已实施完成了畦田改造和土地平整,田间道路和农田防护林建设已达到要求,因此本次设计不进行农业和林业的设计。 2012年项目区主要建设内容见表3-2-1。 2012年主要建设内容 表3-2-1 项目内容 规模 建设标准 单位 数量 低压管道 亩 10000 灌溉保证率90%;灌溉水利用系数0.95 新建井房 间 50 低压管道灌溉井房面积为9m2; 低压线路 km 16.48 输水管道 km 60.23 PVC-U^110(0.42Mpa) 增设变压器 台套 10 80KVA8台、50KVA2台 3.3工程设计 3.3.1水源工程设计 331.1机井设计 由于项目区全部采用原有运行良好的机井,本次设计不进行机井 的设计,原有机电井深在70〜80m,单井出水量为50t/h。 331.2单井控制灌溉面积 设计依据行业标准《机井技术规范》第2.4.5条 单井控制灌溉面积按下式计算: QtTn Fo= m 式中: Fo—单井控制灌溉面积,亩 Q—单井出水量t/h T—灌溉期间每天开机时间,佃h T—每次轮灌期天数,8天 H—灌溉水利用系数,n取0.95 M—每亩每次综合平均灌水定额,m3/亩 通过计算,出水量50m3/h的水源井灌溉周期内可控制面积206.2亩。 3.3.1.3井房设计 本次设计由于可利用旧井无配套井房,所以本次设计为了保护配电设备、水泵和滴灌工程首部系统的正常工作,每眼机电井建一机电管理泵房。 低压管道井房设计面积为9m2,地面以上尺寸为: 长浚x高3X3X2・5m;井房结构为砖混结构,室内净高为2.20m,屋顶为混 凝土预制板,预留0.50mX0.50m的检修孔,并做好屋面防水,基础采用浆砌石基础。 井房结构见附图-4。 331.4排水井 泄水井用于排放主管道中的余水,以防在非灌溉季节余水发生冻胀,排水井设在主管道上地势低洼处,根据实际地形,共设排水井186眼。 排水井采用钢筋砼砌筑,直径0・6m,井壁墙厚24厘米,砌筑时露出地面0.05m,地下为1.95m。 露出地面的钢筋砼管予埋井盖的合页和锁扣,井盖用2.0mm厚钢板割制,安装后上下两面刷防腐漆面,再刷一遍红漆并喷上编号,图见附图-5。 3.3.2节水灌溉制度的设计 充分利用大气降水和土壤水,科学合理地制定作物的灌溉制度,是实施节水增效的关键。 3.3.2.1低压管道节水灌溉保证率和节水灌溉制度的设计 ⑴灌溉保证率 根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB/T50288-99)3.1.2规定,项目区属干旱地区,故设计灌溉保证率取90%。 根据内蒙古水科院编着的《内蒙古自治区主要作物灌溉制度与需水量等值线图》,磴口县干旱年份(50%)作物生育期有效降雨量为142.1mm。 ⑵基本资料 根据《内蒙古自治区主要作物灌溉制度与需水量等值线图》中数 据,玉米生育期平均需水量为280m3亩,平均需水强度为4m3/亩/日 (6mm);项目区土壤为沙壤土、土壤容重1・42g/cnf田间持水量18%,计划湿润层深度为60cm,灌水利用系数为0・95,作物生长季节(5月〜9月),平均风速2.57m/s,最大冻土层深1・1m。 ⑶灌溉制度设计。 1设计灌水定额m的确定 ms=0・1丫H(鈕) 式中: ms: 最大设计灌水定额(mm) Y土壤干容重,取丫=1・42g/cm H: 计划湿润土层深度,玉米取H=60cm。 3、直: 以干土重%表示的适宜土壤含水量上限和下限,上限一 般取田间持水量的80%〜100%,下限一般取田间持水量的60%〜 80%。 本次设计分别取田间持水量的90%和60%。 (田间持水量取 18%)。 对大田作物的灌水定额为 ms=0・1为・4260^18冷0%—18>60%)=53・7mm 设计灌水定额应根据作物的实际需水量要求和试验资料按下式选择: mCms 式中m—设计灌水定额(mm)。 设计净灌溉定额m取52・5mm,艮卩35m3/亩。 2设计灌水周期的确定 Tm=8.32取T=8天 ETd 式中: T—设计灌水周期,d; ETd-作物日蒸发蒸腾量,取设计代表年灌水高峰期平均值,取 值为6mm/d。 3作物灌溉制度 查《内蒙古自治区主要作物灌溉制度与需水量等值线图》,考虑 同期降雨以及邻近类似地方的试验成果,按灌溉保证率90%考虑, 确定玉米喷灌的灌溉定额为210m3/亩。 本次设计的灌溉制度是根据作物各生育期的需水要求,并结合当地的灌溉经验拟定,见表3-3-1、表3-3-2。 设计灌溉定额计算表(P=90%) 表3-3-1 作物需水 有效降雨 缺水量 充分灌溉 充分灌溉 节水灌溉 作物 量(m3/ 量 (m3/ 净定额 毛定额 定额(m3/ 亩) (m3/亩) 亩) (m3/亩) (m3/亩) 亩) 玉米 280 81.0 199 199 209.5 210 喷灌节水灌溉制度 表3-3-2 灌溉形式 作物 灌水定额 (m3/亩) 灌水次数 灌水期及灌溉定额 生育期 定额(m3/亩) 低压管道 玉米 35 1 苗期 210 1 分蘖期 1 拔节期 1 抽雄期 灌浆期 1乳黄期 3.322主要作物灌溉工作制度 根据系统的引水流量、灌溉制度、畦田形状及地块平整程度等因素制定灌溉制度。 本设计采用轮灌方式,轮灌组数的确定要根据管网系统的灌溉设计流量、每个出水口的设计流量及整个系统的出水口个数进行计算,当整个系统各出水口流量接近时,可按下式计算。 N=int(nq/Q设) 式中: N轮灌组数(组) n—系统出水口总数 q每个出水口设计流量(m/h) Q设一系统设计流量(m3/h) int—取整符号 本报告设计中,系统出水口总数n=21,Q设=50m3/h,q=50m3/h,代入上式计算得N=21(组),即灌区共分为21个轮管组,每个轮灌组1个给水栓工作,1次灌1个畦块,每畦灌水时间为0.12h,则1个给水栓的20个畦块共需2.00小时,系统一天工作19小时,可灌溉7个轮灌组,4.57天可以全部灌完。 根据作物的灌溉制度知灌水周期为8天,故系统可以正常运行。 3.3.3灌溉工程典型设计 根据低压管道设计要求,管灌土地地形应较平整。 根据磴口本次 节水灌溉工程项目区的实际情况和项目区农业生产实际,单井控制灌溉面积按200亩设计,单井出水量50m3/h。 主要种植作物为玉米 333.1管道设计流量 低压管道灌溉系统设计流量采用公式: Q设=mA/(nTt) 式中: Q设一灌溉系统设计流量(m3/h); m—灌水定额(m3/亩),取35m3/亩; A—灌溉面积(亩),取200亩; n—灌溉水利用系数,取0.95; T—灌水周期(d),取8天; t—灌水时间(h),取佃小时; 经计算Q设=48.5m3/h,小于单井出水量,满足灌溉要求3.3.3.2管网布置 低压管道单井控制面积200亩,水源井设在地块一侧中间,管网系统采用二级梳齿状管网布置,管网首部(机井出水管与管网连接处)安装一个逆止阀,一块水表,一个闸阀,一套进排气阀。 主管道垂直于作物种植方向沿地块一侧(井旁)布置,即沿等高线方向布置,单井控制地块长370m,宽360m。 支管垂直主管一侧布置,支管间距120m,出水口间距50m,出水口与锦塑软管连接向畦田供水,每根支管50m锦塑软管。 主管道、支管道均采用地埋PVC-U管,管道埋深1.0米,管槽开挖上口宽1.5m,下口宽0.5m,边坡系数1: 0.5。 安装出水口处由出地三通和竖管连接,给水栓采用丝杆压盖型,三通和竖管均采用铸铁件和钢件。 每个给水栓控制灌溉面积9.0亩。 支管末端,设排水井1处,灌溉季节结束后,排除管网中的积水,以防冬季冻坏管道和管件,管道系统布置详见平面布置图。 3.333管灌条件下畦田规格设计 根据管灌规范及项目区地形、土壤质地,根据当地农牧业生产实际情况,确定本地区管灌条件下畦田规格为: 畦长60m,畦宽5m。 333.4管径选择与管道水力计算 管径选择: 本设计管网系统采用PVC-U管,按照规范要求,管道流速在1.0〜1.5m/s,主管流量0.011m3/s,用经济流速法计算,根据计算干支管采用同一管径,即①110PVC-U管,内径108.6mm。 管径计算公式: 4Q D=v=108・6mm 式中: D—干管管径(m); Q—单井出水量(m3/s); V—干管流速(m/s)。 计算选取干管为①110PVC-U管。 由于灌水流量不大,一般情况下只开一个出口浇地,因而取支管管径与主管管径相同,同样选择 1110PVC-U管 出水口设计流量: 根据《管道输水工程技术》中畦田灌水要素的规定,结合灌区土壤类型及地面坡度,取单宽流量为3L/(sm),畦宽取5・0m,因此每个出水口设计流量为: q=3x10-3x3600X5.0=54m3/h,取q=50m3/h 管道水力计算: 干支管沿程水头损失采用硬塑料管经验公式 Q1.77 hf=0.00915布L D 式中: Qi—设计流量(m3/s),Q=0・011m3/s; d—管内径(m),d=0・105m; L—主管进水口至支管端出水口距离(m)。 局部损失h? 沿以沿程损失的10%计。 具体计算结果见3-3-3。 表3-3-3 项目 干管 支管 f 0.000915 0.000915 Q(m3/s) 0.011 0.011 d(m) 0.103 0.103 m 1.77 1.77 b 4.77 4.77 L(m) 240 360 沿程水头损失(m) 5.29 7.93 局部水头损失(m) 0.53 0.79 总水头损失(m) 5.81 8.72 设计工作水头Ho: 设计工作水头为最大工作水头Hmax和最小工 作水头Hmin的平均值,在前述管网布置情况下,则H°=7.408m< 水泵吸水管水头损失: 水泵吸水管沿程水头损失采用公式 h? 井=0・00179X——.9 泵管长L取17m,d=0・0762m,经计算h? 井=4・80m,局部水头取沿程损失的10%,经计算h? 局=0.48m。 设计扬程Hp=Zo-Zd+艺h? 沿+艺h? 局+Ho 式中: Hp—灌溉系统设计扬程(m); Z。 一管道系统进口高程(m); Zd—机井动水位(m); 艺h? 沿、艺h? 局一分别为水泵吸水管进口至管道系统进口之间的管 道沿程水头和局部水头损失(m); Ho—灌溉系统设计工作水头(m)。 经计算: Hp=17+4.80+0.48+8・72=31m 故水泵选用200QJ50-39/3潜水电泵,水泵主要技术性能见表 3-3-4o 潜水电泵主要技术性能表 表3-3-4 型号规格 流量 m3/h 级数 总扬程 m 转速r/mim 额定电流 A 额定电压 V 配用功率 kiwi 200QJ50-39/3 50 3 39 2850 21.7 380 9.2 成井后可根据水源情况重新确定水源井泵型号 PVC-U干管压力计算=1.4正常运行情况下最大工作压力,正常运行情况下最大工作压力计算=39-5.28=33.72m,所以本设计选用工作压力为0.42MPa。 333.5项目区设计总流量及年用水量 据工程设计,项目区设计总流量为2500m3/h。 根据拟定的典型区作物灌溉制度,项目区年总用水量计算如表3-3-5。 按照节水型灌溉制度,项目10000亩耕地年用灌溉水量210万m3。 项目区年用水量计算表 表3-3-5 作物名称 灌水定额 (m3/亩) 灌溉定额 (m3/亩) 计划总面积(亩) 年用水量 (m3) 玉米 35 210 10000 2100000 3.3.4农业和林业工程设计 高标准农田建设的农业和林业工程包括平整耕地、建设田间道路、建设田间防护林等工程,由于2012年项目区前已实施完成了畦田改造和土地平整,田间道路和农田防护林建设已达到要求,因此本次设计不进行农业和林业的设计。 3.4典型地块主要工程量 磴口县2012年项目区选择在哈腾套海苏木的巴彦套海嘎查。 项目典型地块工程量统计见表3-4-1。 典型地块工程量统计表 表3-4-1 序号 工程分类 名称 单位 数量 1 土建类 挖方 m3 1330 2 填方 3m 1330 3 排水井 眼 3 4 机电设备 200QJ50-39/3潜水泵 台 1 5 管泵连接体 套 1 6 进排气阀 套 1 7 排水装置 套 3 8 金属结构及配件 止逆阀 个 1 9 压力表 块 1 10 ①110PVC-U管(0.4MPa) m 1330 11 给水栓 套 24 12 泄水阀 个 3 13 正三通 个 1 4施工组织设计 4.1施工条件4.1.2水文气象条件 项目区所在地区属于温带大陆性气候区,属于干旱半干旱地区,多年平均降水量142・1mm,多年平均蒸发量2346・4mm,是降水量的16.5倍。 年平均气温7.1C,极端最高气温37.4C;极端最低气温-33・1C;冬春为风季,多为西北风,多年平均风速2.57m/s最大风速 19m/s,6-9月最大风速15.2m/so最大冻土深度1.27m,多年的平均无霜期178天。 4.1.3施工用水、电供应 施工用水包括生产用水和生活用水,生产用水可就近取用,生活用水可在村里取用。 施工用电可利用就近电网,为保证正常施工,配置20KW柴油、发电机各一台。 施工用房设村委会或租用民房,仓库采用临时建筑物。 4.1.4建筑材料 (1)工程所用水泥从距工地较近的磴口县购买,载重汽车运抵施工现场储存,输水主管材根据招投标要求进行招标采购。 (2)工程所需砂石料自附近的料场购买,各料场材料质量、数 量等均满足工程需要,用载重汽车运抵施工现场储存。 (3)施工所用水泥及其他中间产品必须符合建筑材料国家标准,并进行必要的工地检验。 (4)所有施工用材料和机电设备都必须有生产许可证、出厂合格证及生产厂家或相关有资质部门的检验报告。 4.2主体工程施工 4.2.1施工总体要求 本工程涉及低压管道节水灌溉。 各部分工程应组织有资质和施工经验的施工队伍,并对施工人员进行必要的技术培训。 在工程技术人员的指导下进行施工,以保证工程的施工质量。 工程施工应严格按照已批复的设计进行,施工过程中如需修改设计应经设计单位同意;设计人员应在现场指导施工,及时解决出现的技术问题。 工程施工应进行严格的质量管理,特别是对原材料和购入的设备必须迸行严格的检查,杜绝使用不合格的材料和设备: 工程施工要严格遵循工程建设施工监理制,施工中应配有专职或兼职的质检人员,负责监督每道工序的施工质量。 4.2.2主体工程施工方法与要求 该项目工程内容主要土建工程和农田水利工程。 土建工程为水源井泵房工程。 农田水利工程有节水工程。 由于项目区面积较大,部分内蒙古恒源水利工程有限公司 -19- 工程要求的技术性较强,且施工工期短,故施工设施从简布置 421.1房建施工要求 ⑴土建施工以《砌体工程施工及验收规范》(GB50203-98)为标准⑵土建工程基础用机械开挖、人工修槽。 ⑶预留及地埋管线在回填过程中完成。 施工人员根据工程量及具体条件合理配置。 ⑷主体结构阶段,混凝土浇筑、钢筋绑扎、砌砖和预制构件安装交叉作业,中间穿插装修工程。 4.2.1.2管道施工要求 ⑴管道沟开挖及回填 1沟槽底部20cm以内开挖应尽量不扰动设计沟底标高以下的原状土。 2管道铺设完毕应尽快回填,回填时间应选在一昼夜气温最低的时,底部回填土中不应含有砾石、冻土块及其他杂硬物体。 3沟底部一次回填高度宜为0.10〜0.15m,捣实后再回填第二层,直到回填至沟深0・80m处; 4管道接口前后0.20m范围内不得回填,以便观察试压时事故情况; 5管道试压合格后的大面积回填,宜在管道充满水的情况下进行,机械回填时要从管的两侧同时回填,机械不得在管道上行驶。 ⑥粘接结合最少保持时间见下表: 管材公称外径(mm) 63以下 保持时间(s) >30 ⑵管道安装 本项目PVC-U管的连接方式采用承插粘接,注意事项如下: 1选择合适的粘接剂。 2被粘接管端应清除污迹。 3插头和承口均匀涂上粘合剂,应适时承插,并转动管端,使粘合剂填满间隙。 4承插口轴线应重合,插头应插至承口底部。 5管子粘接后固化前,管道不得移位。 6管连接后放入沟槽中,除接头外,均应覆土20~30cm。 ⑶排水井施工 排水井的施工应遵守设计的有关规定,井底基础应与管道基础同时浇筑。 在井室砌筑时,应同时安装踏步,位置应准确,踏步安装后,在砌筑砂浆或混凝土未达到规定抗压强度前不得踩踏,混凝土井壁的踏步在预制或现浇时安装。 ⑷管网试水 管道安装完毕后,回填前要对管道进行打压试验,检查管道有无裂缝或破损,是否存在渗漏、安装不合格等问题,严格保证管道工程安装质量。 试水试验前,在管沟内每隔3~5m回填20~30cm覆土以防止管道移动。 试水开泵前先打开管道最远端给水拴,待近端给水栓出水后依次打开其他给水拴,并保持1〜2小时,检查管网所有接 口、管道、管件,阀门等有无渗水、漏水现象。 如有漏水现象及时用防水胶带或专用胶修复。 发现裂缝漏水严重无法修复时应立即更换。 打压试验严格执行《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008
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