井灌区节水改造项目规划实施方案可行性分析.docx
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井灌区节水改造项目规划实施方案可行性分析
井灌区节水改造项目规划实施方案可行性分析
摘要:
结合河北省实际,从合理确定灌溉可利用水量、推广管道输水小畦灌溉和农艺节水增产技术、工程管护体制改革等方面,对井灌区节水改造工程项目规划实施方案,进行了技术可行性、经济合理性分析,并对出现的一些问题提出了改进意见。
关键词:
节水改造工程;规划;可行性分析
中图分类号:
S27文献标识码:
A文章编号:
1672-1683(2010)02-0120-04
FeasibilityAnalysisontheImplementationSchemeofWater-SavingRehabilitationPrograminWellIrrigationRegion
LIGuo-zheng1,HUShao-lei2,ZHANGFeng-quan1,HUWei-lin3
(1.HebeiProvincialDept.ofWaterResources,Shijiazhuang050011,China;2.HebeiProvincialStationforMaterialsSupplyofWaterResources,Shijiazhuang050021,China;3.HebeiProvincialAcademyofWaterResources,Shijiazhuang050051,China)
Abstract:
CombiningactualsituationofHebeiprovince,thepaperhascarriedoutsomeanalysesoftechnicalfeasibilityandeconomicreasonablenessontheimplementationschemeofwater-savingrehabilitationprograminwellirrigationregionfromtheaspectsofreasonabledeterminationofirrigatedwateravailablevolume,extensionofpipingconveyanceforsmallfurrowirrigation,agronomicaltechnologyforwater-savingandyield-increasing,engineeringmanagementsystem;andproposedsomesuggestionsfortheoccurredissues.
Keywords:
water-savingrehabilitation;program;feasibilityanalysis
以节水灌溉工程改造为内容的小型农田水利建设正在河北省开展。
其特点是:
集中资金投入、连片配套改造、以县为单位整体推进,三年内,项目建设县将完成成方连片、节水功能完善的高产粮田0.7万hm2,全省建成约13万hm2[1]。
河北省井灌区面积占有效灌溉面积的84%,是全省粮、棉、油、菜主产区。
目前,井灌面积中尚有40%以上没有节水工程措施,已建成的节水工程有相当大的一部分工程标准偏低,节水效果不理想。
井灌区是节水改造工程建设的重点。
1灌溉可利用水量分析
合理分析并确定灌溉可利用水量,是节水改造工程规划设计的重要内容,也是衡量项目实施方案可行性的重要依据。
河北省水资源匮乏,每年超采地下水量40~50亿m3,致使地下水位大幅度下降,造成机井出水量减少,机泵更新换代,浇地能耗加大,甚至机井报废。
同时,还引发了一系列地理生态环境问题[2]。
节水改造工程建设,要合理分析与确定灌溉可利用水量,广辟水源,实行节约与保护地下水资源相结合。
1.1合理控制地下水开采量
地下水可利用量(或地下水可开采量)是指在经济合理、技术可行且不引起环境恶化条件下,从地下含水层中开采的最大水量(或地下水可利用量为可以得到恢复的动态水量)。
在规划节水改造工程时,如果把灌溉用水量限制为地下水可利用量,显然不符合当前的技术水平,经济上也不合理;如果把现状开采量确定为可利用灌溉水量,就失去了节水改造工程建设的意义。
若把地下水可利用量看作“预警线”,把现状实际开采量看作不应再逾越的“警戒线”,那么合理的灌溉用水量应该是小于“警戒线”量而大于“预警线”量,并且随着节水技术水平的提高,灌溉用水量逐步接近“预警线”量(即地下水可利用量)。
为此节水改造项目应选在现有机井能正常使用而没有节水工程措施或节水工程标准低于有关规范规定、粮食增产潜力大的地区。
以原有灌溉面积为基准,建成节水高效农田。
不扩大灌溉面积和灌溉用水规模。
建后灌溉用水实行定额管理。
有的浅井区单井控制面积过小,机井密度大,成井工艺水平低,机井寿命短。
这是过去对地下水的无序开采造成的。
此类地区的田间节水改造工程规划,既照顾现状,又要按技术要求做好机井更新规划,同时为机井更新后节水工程对接预留接口。
机井更新规划按单井可灌面积做出[3]。
计算公式:
A=Q?
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t10E?
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max?
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式中:
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A?
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―单井可灌面积(hm2);?
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―水井出水量(m3/h);?
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max―月平均作物耗水量峰值(mm/d);?
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―水井每天抽水时间(h)。
要按机井更新规划的要求,严格控制机井更新数,不增打新机井,尤其不增打深机井。
1.2利用天然降水发展坑塘蓄水灌溉
利用天然降水,建设坑塘雨水集蓄利用工程发展灌溉,是减少地下水开采量和缓解水资源供需矛盾的重要途径。
沧州等地,利用砖窑废弃的取土坑,经改造后汛期蓄水,灌溉季节作为补充水源浇地。
有的地方还发展管道输水灌溉,并与机井管网相连接,先用坑塘水,后用地下水,“塘井相济,以塘(水)补源,以井(水)保丰”。
应当注意的是,在确定坑塘容积规模时,要在分析评价不同水文年(例如频率?
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P?
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=50%、?
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P?
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=75%)条件下可集蓄的水量作为设计依据。
缺乏资料时,可到现场调查和访问群众,确定可蓄水量。
1.3利用微咸水,推广咸淡混浇管道输水一体化技术
河北省黑龙港地区有浅层微咸水(矿化度3~5g/L)可利用。
近年来,发展了咸淡混浇管道输水一体化技术,减少了对深层淡水的开采量。
在规划咸淡混浇工程时,应认真查阅有关水文地质资料,并参考邻近地区已有微咸水井的出水量、水位埋深和矿化度,作为设计依据。
新打微咸水井应做抽水量试验和水质化验。
同时,计算咸淡混合水的矿化度?
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M?
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H?
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。
咸淡混合水矿化度应控制为?
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M?
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<2g/L;当?
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2g/L时,应减少微咸水的混入量,直到?
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M?
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H?
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<2g/L为准[4]。
在取得微咸水井抽取水量和动水位埋深后,选配机泵型号。
2管道输水小畦灌溉
2.1管道输水小畦灌溉的布置形式
井灌区低压管道输水灌溉,有效地减少了输水过程中的渗漏损失,输水速度快,灌水效率高,运行操作方便,受到群众欢迎。
然而在实际中,往往忽视了与缩小畦田规格相配套,仍采用大畦漫灌,浪费水量,降低了灌溉水的有效利用率。
小畦灌溉灌水均匀度高,能够控制较小的灌水量,不会造成深层渗漏,提高灌溉水的有效利用率。
在规划管道输配水系统时,应做到干、支管,出水口及缩小畦田规格统一考虑、统一布置[5]。
既要符合《低压管道输水灌溉工程技术规范(井灌区部分)》SL/T153-95(以下简称《规范》)的规定[6],又要尊重群众的浇地习惯,便于操作和用水管理。
管道系统一般采用树状管网,与小畦相结合有两种布置形式。
第一种形式。
支管走向平行作物种植方向(若支管走向和地面坡度方向一致时可双向控制),田间输水垄沟(或移动输水软管)垂直作物种植方向,灌水方向和作物种植方向一致,畦块长,叫长畦(或叫顺畦)。
畦长等于出水口间距,以30~50m为宜,支管间距50~100m,见图1。
图1支管走向平行作物种植方向
土壤透水性较强时,出水口间距取较小值;土壤透水性较弱时,出水口间距取较大值。
并根据土壤质地选择适宜的支管间距,使之满足《规范》规定的单个出水口控制浇地面积在0.25~0.6hm2范围内。
第二种形式。
支管走向垂直作物种植方向,输水垄沟(或移动输水软管)走向平行作物种植方向(输水垄沟和地面坡度方向一致时可双向控制),灌水方向与作物种植方向垂直,畦块一般呈方形(畦块长宽比大于1小于2),叫方畦(或横畦)。
如图2所示。
浅机井区多采用此种形式。
出水口间距可参照农户经营田块宽度确定,但不宜小于30m。
出水口过密,影响田间机械作业。
图2支管走向垂直作物种植方向
2.2长畦、方畦规格
畦田规格受地面坡度、土?
爸实匾约叭肫璧タ砹髁康纫蛩氐挠跋臁R话闾锩嫫露却?
土?
巴杆?
性强,畦块应短些;地势平缓(?
?
i?
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≤1/1000),土?
巴杆?
性弱,畦块可长些。
为了农户灌水方操作方便和满足灌溉用水计量要求,目前,单井管网系统每次浇地只供一个出水口和一个畦块。
由于每眼机井水泵出水量不一样,在畦宽相同情况下入畦单宽流量也不同。
入畦单宽流量过小或过大均影响浇地质量。
下表给出了不同井泵出水量、不同土质情况下适宜的长畦规格和入畦单宽流量。
方畦畦长6~8m,畦宽4~7m,每公顷180~220个畦。
入畦单宽流量2L/(s•m)左右[7]。
3推广农艺节水增产技术
农艺节水增产技术,可以减少农田水分的无效腾发,提高作物对降雨、灌水的利用率,提高作物产量,提升了节水工程措施的作用[8]。
因地制宜推广农艺节水增产技术是实现粮食综合生产能力提高10%以上任务目标和建设节水高效项目区的一项必不可少的工作。
农艺节水增产技术包括了选用耐旱增产品种、合理施肥、节水型灌溉制度、促控结合的田间管理、防治病虫害以及秸秆还田、秸膜覆盖、深浅轮耕等[9]。
目前,河北省推广玉米晚收、冬小麦晚播的“两晚”节水增产技术,应组织农民推广应用。
要克服实施方案中对节水增产农艺技术无针对性的空话罗列,避免项目建成后节水工程措施的“单打一”现象。
把农艺节水增产技术切实运用到项目区来,展示项目区节水增产的示范效果。
4改革管护体制提高管理水平
4.1推行以用水户参与管理为重点的工程管护体制改革
河北省小型农田水利工程管理体制有以下几种形式:
村委组织实施的集体管理、农民用水者协会管理、责任承包、租赁、拍卖以及农户联合办水利股份合作制。
凡经管理体制改革,责、权、利清晰的都收到管护到位、工程完好率提高的效果[10]。
当前,要积极稳妥地推行以农民用水户协会为重点的工程管护体制改革。
农民用水户协会是农民用水户共同参与组成的具有法人地位的社会团体。
通过政府授权,将辖区内灌溉工程设施的维护、管理、使用权交给农民用水户协会民主管理,管理运行费用用水户自己承担,形成工程设施在不依靠国家补贴条件下的正常运行和良性循环。
用水户参与管理是行为科学理论在灌溉管理中的具体运用[3],符合以人为本的思想。
农民用水户不仅是灌溉工程的受益者,而且还是灌溉工程设施的主人。
从而激发广大农民用水户爱护工程设施、关心节水灌溉的积极性。
4.2完善灌溉用水计量设施,实行计量收费
完善灌溉用水计量设施,为实行按灌溉用水定额考核田间用水提供技术手段,是实行以量计征灌溉用水费用的必备条件。
井灌区要继续推行“一井、一号、一表、一卡、一数”(即每眼机井一个编号、安装一块水表、建一本用水档案卡和定期上报取水量数据)的办法[11]。
同时,要认真总结丰南、遵化等地开展的水量远程监测试点经验并加以完善和推广。
做好小型农田灌溉工程水费收缴工作,一是保障灌溉工程设施正常运行;二是通过以量计征灌溉费用促使农民节水。
由于各地经济发展水平、管理水平以及农民对水费的承受能力不同,很难有一个统一的收取标准。
河北省井灌区水费是基本电费加少量管理费(管理费用于管理人员灌溉季节工作报酬和日常维修、管理开支),有的地方管理费是灌水消耗电量每度加0.1~0.2元。
较大维修项目如机井维修、更换机泵所需费用,实行“一事一议”,由用水户按灌溉面积分摊。
为促使农民节水,有的地方首先核定灌溉用水定额,实际用水量在定额以内的按上述标准(基本电价+管理费)收费,超过用水定额的加价收费。
也有的地方以用水户平均灌溉用水定额为标准,实行节奖超费。
在水费收缴上,采用IC卡,先交费后浇地。
4.3做好科技服务
节水改造工程建成验收后,由政府授权,将节水灌溉设施的维护、管理和使用权移交给村委会或农民用水户协会。
项目建设县要健全科技服务组织,做好科技咨询、灌溉管理人员培训、指导农民科学灌溉、提供科技服务信息等科技服务工作。
科技服务人员要经常深入实际,了解工程设施的运转情况、完好率,帮助基层管理组织建立健全管理规章制度,解决灌溉管理中存在的问题。
5典型设计地块选择和经济效益分析应注意的问题
5.1典型设计的地块选择
井灌区管道输水灌溉节水改造项目区,单井控制面积小,田块数量多,以县(市)为单位作规划设计方案时,一般选具有代表性的单井控制地块作典型设计。
由此推算整个项目区的管材、设备用量及工程造价。
由于田块大小、形状及井在田块位置不同,单井出水量和地下水位埋深也不一样,仅搞一个典型地块设计,难免以偏概全。
为了提高项目区工程概(预)算的准确性,应该在对单井控制地块调查统计的基础上,经过分析归并,从中选择几个(一般不少于三个)典型地块作设计,并以代表的权重加权平均求得单位面积管材、管件用量及工程量:
机泵与泵房改造所需设备、配件用量及造价以各井为单位统计得出。
最后推算出整个项目区的材料设备用量与工程造价。
5.2经济效益分析应注意的问题
经济效益分析,是节水改造项目规划设计实施方案的重要内容,也是衡量项目可行性的重要依据。
经济效益一般采用动态法分析,简单估算也可采用静态法分析。
预期经济效益分析应注意以下几点。
①用作效益分析的经济指标(如工程投资、增产效益指标和年运行费用指标等)的选取要有依据并力求符合实际。
工程投资为本项目预(概)算值,其他的经济指标,可参照当地已建成节水灌溉工程的实测资料选取。
②增产效益指标,是节水灌溉工程的一项重要经济指标,一般用单位面积增产量或增产值表示。
增产因素有提高灌水质量(如灌水均匀度提高、减少跑水跑肥);有减少输水损失,增加净灌溉水量灌溉保证率提高和适时适量灌溉等,也包括了减少渠道占地增加的效益。
因为减少的占地不会另作它用,也没有改变耕地面积,故节地效益不另计算。
应该注意,增产效益也包含了农业增产措施的贡献。
③单位面积能耗和灌溉用工量,是反映运行费用的两个指标。
节水改造工程建成后,由于减少了单位面积灌水量,因此也减少了能耗费用;同时,实施节水灌溉后提高了灌水效率,灌溉用工量明显减少。
节能效益和省工效益确实存在。
单位面积节约能耗指标和单位面积减少用工量指标,可以单列,以反映节水灌溉的节能和省工效果。
但在工程的国民经济评价中,能耗和用工量是属于“费用”项,和“增产”效益性质是不同的[12-13]。
因此,进行效益评价时,不要把节能、省工效益和增产效益增加,而是把节能、省工效果反映在减少的年运行费用中。
参考文献:
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中国水利水电出版社,2005.
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[11]胡伟林,贾新台,李国正.大力发展节水灌溉、促进节约型社会发展[A].河北农业农村经济若干重要问题研究[C].石家庄:
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