農(nóng)田水利施工計劃規(guī)劃
第一章基本情況
一、自然概況
xx市地處陜西省關(guān)中平原中部，渭河中游北岸，地理坐標為東經(jīng)108°74′9″—103°37′07″，北緯34°12′50″一34°26′53″，東鄰咸陽市秦都區(qū)，南與周至、戶縣隔河相望，西鄰武功，北與乾縣、禮泉接壤。
市內(nèi)地形北高南低，北部為渭北黃土臺塬，南部為渭河沖積平原，海拔390—541.8米，黃土臺塬塬面平坦，發(fā)育完整，渭河平原系渭河沖積而成，按其地貌形態(tài)分為漫灘與一、二、三級階地，階地發(fā)育完整，平整寬闊微向渭河傾斜。土壤由南向北依次為潮土、淤土、婁土、黃土四個土類，八個亞類，十五個土屬。
二、氣候條件
xx市屬暖溫帶大陸性季風氣候，雨熱同季，四季分明，春季溫和少雨，夏季炎熱干躁，秋季濕潤，冬季干寒。據(jù)xx市氣象局1959—~年44年資料分析：全市多年平均氣溫13.1℃，極端最高氣溫42.2℃（1996年6月19日），極端最低氣溫—19.9℃（1969年2月5日），全年無霜期218天。全市多年平均降水量579.5mm，最大年降水量933.9mm（1983年），最小年降水量285.9mm（1977年），且年內(nèi)分配不均，7—9月份降水量占全年降水量的57%以上，1、2、12月份降水量占全年5%以下，年均濕潤度65%，屬半濕潤地區(qū)。全市日照充足，全年日照總時數(shù)平均為2037.7小時，日照百分率為46%，
全年太陽總輻射為111.5千卡/cm2，最大凍土層深度為31cm（1976年），年內(nèi)最長凍土天數(shù)8.5天（1966年）。冬季多北風和西北風，夏季多東風和東北風，最大風速為24米/秒，全年大風平均日數(shù)為3.3天，最大風力6級。1959—~年之間大旱年為13次，平均3.5年一次，伏旱基本上每年一次，多年平均蒸發(fā)量為1188.6mm，干旱是我市氣象災害中最為突出的一種。
三、水文與地質(zhì)條件
�。ㄒ唬┑乇硭Y源
我市屬黃河流域渭河水系，渭河自西向東從我市南部流過，境內(nèi)流程30.5公里，多年平均徑流量黑河口以上49.1億立方米，黑河口以下55.7億立方米。市內(nèi)自產(chǎn)徑流最終排入渭河，由于地形地貌等原因，渭河水目前難以開發(fā)利用。全市現(xiàn)有寶雞峽南、北干渠各一條，支渠14條，斗分渠256條。近年來由于持續(xù)干旱，寶雞峽水源緊缺，水的有效利用率較低，水中旱、渠尾旱連年出現(xiàn)，灌溉保證率低下，水已成為制約我市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的主要因素。
（二）地下水資源
我市是一個水資源貧乏的縣（市），全市地下水資源總量為1.68億立方米，其中年可開采量1.34億立方米，人均325立方米，畝均327立方米，是全國平均水平的1/10，全省平均水平的1/5，其中黃土臺塬區(qū)0.67億立方米，渭河平原區(qū)1.01億立方米。黃土臺塬區(qū)地下水埋深30一65米，由于黃土中的裂隙發(fā)育程度不均，其富水性一般隨深度增加而減弱，單位涌水量5一10立方米/小時·米。渭河平原地下水位埋深1—30米，可分為三個明顯的河谷階地，一級階地地下水位埋深1—3米，單位涌水量20—40立方米/小時·米；二級階地地下水位埋深4—9米，單位涌水量18—30立方米/小時·米；三級階地地下水位埋深15—30米，單位涌水量15—20立方米/小時·米。
全市現(xiàn)有各類機井5096眼，其中中、深井713眼，小型抽水站10處。由于受寶雞峽水源的影響，加之近幾年的持續(xù)干旱，地下水位下降，部分機井吊空報廢，加之群眾采用傳統(tǒng)的灌溉模式，水的有效利用率較低，農(nóng)作物灌水矛盾極為突出，嚴重制約廣大群眾生產(chǎn)生活水平的提高和全市經(jīng)濟的發(fā)展。
四、社會經(jīng)濟狀況
全市國土總面積507.43平方公里，其中耕地面積53.44萬畝，轄七鎮(zhèn)四鄉(xiāng)三個街道辦事處，228個行政村，全市XX年底人口55.26萬人，其中農(nóng)業(yè)人口44.08萬人，占總?cè)丝诘?9.8%，人口密度為1089人/平方公里，是陜西省人口密度最大的縣（市）之一。全市~年底總產(chǎn)值38.5億元，其中農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值4.23億元，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以種植業(yè)為主，主要作物為小麥、玉米、果樹、蔬菜等。~年糧食播種面積78萬畝，復種指數(shù)1.78，糧食總產(chǎn)20.81萬噸，農(nóng)民人均純收入1260元。
五、示范區(qū)位置
為了充分體現(xiàn)科學用水原則，大幅度提高灌溉水的利用率，增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水利科技含量，發(fā)展"；兩高一優(yōu)"；農(nóng)業(yè)，配合我市農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用及農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收，結(jié)合我市的實際情況，本著政策性、效益性和節(jié)水性的原則，本次小型農(nóng)田水利項目區(qū)選擇在我市北部臺塬區(qū)的xx鎮(zhèn)及東城辦。
項目區(qū)涉及xx鎮(zhèn)的北市、陳文、陳良、子孝和東城辦的北門、莊頭、北仁、添戶等八個行政村，總?cè)丝?2510人，規(guī)劃面積1200畝。主要種植作物以糧食為主，蔬菜為輔，其種植結(jié)構(gòu)為糧食面積占85%，蔬菜果樹面積占15%。
xx市農(nóng)村小型農(nóng)田水利補助項目區(qū)建設(shè)，是全市小型農(nóng)田水利建設(shè)的重要組成部分，對全市下一步發(fā)展小型農(nóng)田水利，改善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施具有十分重要的作用。
項目區(qū)的主要特點：
一是水利化程度相對較好，灌溉形式以井灌為主，兼有寶雞峽引渭渠道澆灌。地下水埋深30—55米，單位涌水量15—20立方米/小時。
二是交通便利，市鄉(xiāng)兩級公路南北縱橫，生產(chǎn)路四通八達。
三是該地區(qū)土地肥沃，是我市商品糧及果林的生產(chǎn)區(qū)之一，糧食及果林商品率較高。
四是水資源短缺，供需矛盾突出，特別是在夏秋干旱季節(jié)，地下水位急劇下降，井泵出水量銳減。
五是電力供應(yīng)充足，特別是通過農(nóng)網(wǎng)改造，為項目區(qū)創(chuàng)造了良好的電力條件。
六是該區(qū)經(jīng)濟基礎(chǔ)較好，廣大群眾發(fā)展小型農(nóng)田水利的積極性較好。
七是隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，加快發(fā)展成為各級政府的主題，作為一個農(nóng)業(yè)大市，發(fā)展小型農(nóng)田水利勢在必行。為此市委、市政府確定了以發(fā)展為主題，以結(jié)構(gòu)調(diào)整為主線，以科技進步為動力，以提高人民生活水平為根本出發(fā)點，圍繞西部大開發(fā)的偉大世紀工程和建設(shè)開放型現(xiàn)代化經(jīng)濟強市的.戰(zhàn)略目標。實施農(nóng)村小型農(nóng)田水利項目是進一步改善水利設(shè)施條件，為促進農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的必然選擇。
第二章建設(shè)內(nèi)容
一、規(guī)劃原則
本項目建設(shè)旨在結(jié)合該地區(qū)自然、農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟條件探索適應(yīng)本地區(qū)的小型農(nóng)田水利模式及節(jié)水灌溉工程的建設(shè)和運行管理方法，進一步調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，通過項目區(qū)工程的建設(shè)和管理，總結(jié)經(jīng)驗，以點帶面，充分發(fā)揮區(qū)位優(yōu)勢，引導和推動我市小型農(nóng)田水利建設(shè)事業(yè)的正常開展。
二、項目建設(shè)內(nèi)容
項目區(qū)實施總面積1200畝，項目分水源工程、暗管工程兩部分實施。
1、水源工程：計劃新打150米中深井8眼。
2、暗管工程：在新打中深井基礎(chǔ)上每井配套低壓輸水管道900米，共鋪設(shè)pvc輸水管道7.2公里。
第三章技術(shù)設(shè)計方案
一、項目區(qū)總體布局
項目區(qū)要求規(guī)劃合理，布局整齊，同時水利、農(nóng)技、農(nóng)機綜合治理，充分發(fā)揮綜合規(guī)模效益。詳見xx市農(nóng)村小型農(nóng)田水利補助項目布置圖。
二、技術(shù)設(shè)計方案
�。ㄒ唬┧牡刭|(zhì)狀況
該項目區(qū)地處北部臺塬區(qū)，作物灌溉以井灌為主。該區(qū)地下水埋深30—55米，含水層巖性為中上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)的沖積砂礫石層及中粗砂，在150米深度內(nèi)，分布著2—3層粗粒含水層，厚度110—120米。含水層厚度大，水位埋藏較淺，補給條件好，富水性強，單位涌水量15—20立方米/小時，含水層組水質(zhì)良好，礦化度小于1克/升。
（二）分區(qū)布置
根據(jù)項目區(qū)的總體要求，項目區(qū)集中連片布設(shè)，考慮到管理及運用的方便和靈活性，管灌區(qū)以單井為一個單獨系統(tǒng)小區(qū)。
�。ㄈ┧垂こ淘O(shè)計
1、項目區(qū)水資源開發(fā)利用基本情況
項目區(qū)選定在我市北部臺塬區(qū)，區(qū)內(nèi)土地肥沃，耕性良好，由水資源開發(fā)利用評價及潛力分析知：年平原平均w可采=4855萬m3/年，w巳開采=527.38萬m3/年，開發(fā)利用程度僅10%，區(qū)內(nèi)以機井密度p=n/f（平方公里機井眼數(shù)）計算，p=8/2=4.00眼/平方公里，參照機井密度參考標準，具有較大的開發(fā)利用潛力。
2、建井原則以及基本數(shù)據(jù)的確定
�。�1）、結(jié)合現(xiàn)有機井運行情況，保證地下水資源的合理開發(fā)，以區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點，含水層埋深和單位涌水量及投資等因素確定新打井為鋼筋砼管井。
�。�2）、以區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件定井深，即以打穿淺層承壓水，滿足單井出水量擬定井深。由項目區(qū)原有井的地層剖面和抽水試驗資料，成井深度等，確定新打水源井深150米左右。
（3）、由于含水層較厚，井徑采用280mm.
（4）、由區(qū)內(nèi)的機井密度p=n/f（平方公里上機井數(shù)量>；計算p=4.00參照機井密度參考標準。
�。�5）、井距由單井控制面積定，lo=25.8=364.8m，井距不得小于370米。
3、水源井設(shè)計
本次設(shè)計新打井井深150米，井徑采用28cm鋼筋砼管，上部100米鋼筋砼管。濾水管50米，全部用鉛線綁扎。周圍回填12cm濾料。
�。ㄋ模┕艿垒斔喔燃夹g(shù)方案
管道輸水以井灌為主，單井出水量為50m3/h，農(nóng)作物種植以小麥、玉米為主，輔以林果和蔬菜，實施暗管輸水工程1200畝。
1、規(guī)劃主要技術(shù)參數(shù)
依據(jù)《低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范（井灌區(qū)部分）》sl/t153—95，確定以下參數(shù)：
�。�1）設(shè)計灌溉保證率不低于75%；
�。�2）管灌系統(tǒng)水利用系數(shù)不低于0.95；
�。�3）田間水利用系數(shù)不低于0.90；
�。�4）灌溉水利用系數(shù)不低于0.80.
2、管網(wǎng)系統(tǒng)總體布置
（1）單井管道系統(tǒng)結(jié)合原有機井位置、地勢和作物種植等因素，采用樹狀管網(wǎng)布設(shè)。
�。�2）干管平行種植方向，支管垂直干管布置于地頭，采用單向灌水。
�。�3）出水口間距一般在60m左右，支管間距50—150m.
（4）管網(wǎng)在區(qū)內(nèi)布設(shè)長度平均7m/畝，單井控制面積140畝左右。
3、田間灌水系統(tǒng)布置
�。�1）溝畦灌水規(guī)格
根據(jù)項目區(qū)內(nèi)土壤透水性，地面縱坡及作物種植情況，參照規(guī)范要求及經(jīng)驗資料確定：
�、俣←湶捎闷韫啵涔嗨卮_定為：畦長50—80米，畦寬厚2—3米，單寬流量4—8l/s·m。
�、谟衩�、蔬菜、薯類及苗木采用溝灌，其灌水要素為溝長50—80米，最長為100米，入溝流量為5—10l/s。
�。�2）入溝（畦）輸水方式
采用輸水壟溝配合小白龍輸水入溝（畦），以減少輸水滲漏損失。
4、灌溉制度擬定
（1）設(shè)計灌水定額
m=10hβ（β1—β2）γ土/γ水
式中m：設(shè)計灌水定額mm；
h：計劃濕潤層深度（cm），大田作物取60cm；
y水：水容重（t/m3），取1.0t/m3；
y土：計劃濕潤土壤干容重（t/m3），取1.35t/m3；
β1：土壤宜含水量上限，取田間持水量的95%；
β2：土壤宜含水量下限，取田間持水量的60%；
β：田間持水率，取22%；
經(jīng)計算：
m=10×60×0.22×（0.95—0.6）×1.35=62.37mm=40m3/畝
�。�2）灌水次數(shù)和灌溉定額
冬小麥全生育期需水量為330—350m3/畝，除氣候降雨因素外，根據(jù)多年經(jīng)驗需補充灌水量120—170m3/畝，灌水定額40m3/畝，需灌水3—4次，分為返青水、拔節(jié)水、抽穗水、灌漿水等，灌溉定額為120—160m3/畝。
區(qū)內(nèi)夏玉米多年均受干旱威脅，需水量較大。玉米全生育期需水量為170—220m3/畝，灌水定額40m3/畝，需灌水4—5次，分為壓茬水、拔節(jié)水、抽穗水、灌漿水等，其灌溉定額為160—200m3/畝。
�。�3）灌水周期
以玉米作物的需水規(guī)律，結(jié)合多年秋作物干旱威脅，需水高峰期。包含降雨在內(nèi)的日平均需水強度為e=5.7m3/d。
灌水周期
式中：t一灌水周期
e一日均需水強度
t=40/5.7=7（天）
由于各井控制面積不同，灌溉中灌水周期為定值，適當調(diào)節(jié)日開機時間，以保證作物的需水要求。
�。�4）灌溉工作制度
根據(jù)引水流量、灌溉制度、畦田形狀及地塊平整情況，結(jié)合區(qū)內(nèi)多年經(jīng)驗，采用滿管充水，同時只開一個出水口的集中輪灌方式。
5、典型井工程設(shè)計
�。�1）單井控制面積計算
a=qηtt/α
式中a：單井控制面積（畝）；
q：單井流量，50m3/眼；
o：控制性作物種植比例0.80；
t：日開機時數(shù)，16小時；
η：灌溉水利用系數(shù)，0.85；
經(jīng)計算：a：148畝
為保證灌溉質(zhì)量，單井管網(wǎng)控制面積不大于140畝。
�。�2）管材、管徑選擇
項目區(qū)地形較平整，壓力波動小，水泵富余揚程適宜，根據(jù)多年試驗采用3.0mm厚的聚氯乙稀管，其最大耐壓0.3mpa.
管徑按公式d=18.8（q/v）
式中v：管道流速，取1.5m/s；
計算得d=108mm，取φllopvc即可。
（3）管道水頭設(shè)計
�、倬嗨醋罱鼌⒖键c1和距水源最遠參考點2的沿程和局部水頭損失。
1）沿程水頭損失
hf=f·qm/db·
式中hf：沿程水頭損失
f：管材摩阻系數(shù)0.948×105；
d：管道內(nèi)徑108mm；
m：流量指數(shù)1.77；
b：管徑指數(shù)4.77；
l：管長，l1=40m，l2=400m；
經(jīng)計算hf1=o.775mhf2=7.
2）局部水頭損失
按hj1=ζv2/2g理論計算，也可按沿程水頭損失的14%計算，即
hj1=0.108mhj2=1.
�、诠艿老到y(tǒng)最大，最小工作水頭
hmax=z2-z0+δz2+∑hf2+∑
hmin=z1-zo+δzl+∑hfl+∑
式中hmax：管道系統(tǒng)最大工作水頭（m）；
hmin：管道系統(tǒng)最小工作水頭（m）；
z0：管道系統(tǒng)進口高程（m）；
z1：參考點1地面高程（m）；
z2：參考點2地面高程（m）；
δz1、az2：參考點1與參考點2處出水口中心線與地面高差（m）；
∑hfl、∑hf2：管道系統(tǒng)進口至參考點1的管路沿程水頭損失與局部水頭損失（m）；
∑hf2、∑心：管道系統(tǒng)進口至參考點2的管路沿程水頭
損失與局部水頭損失（m）；
由典型井管線布置情況，經(jīng)計算
hmax=9.58mhmin=1.
�、酃艿老到y(tǒng)設(shè)計工作水頭
h0=（hmax+hmin）/2=5.
�、芄喔认到y(tǒng)設(shè)計揚程
hp=h0+z0-zd+∑hf0+∑
hp：灌溉系統(tǒng)設(shè)計揚程
zd：機井動水位，該區(qū)靜水位一般在30—50m，降深在10米左右；
∑hf0、∑hj0：水泵吸水管進口至管道系統(tǒng)進口之間沿程及局部水頭損失
經(jīng)查表計算得：
∑hf0=1.12m∑hj0=0.
經(jīng)計算，
（5）選擇泵型
根據(jù)設(shè)計揚程計算，保證水泵在高效區(qū)遠行，該區(qū)井深一般在200米左右，結(jié)合原有井配套情況，采用200qj50—91潛水泵，配套功率27.5kw，即可滿足要求。
第四章投資及資金來源
本項目共需投資93.0544萬元。申請國投50萬元，群眾自籌43.0544萬元。
1、水源工程：新打深井8眼需投資62.4144萬元，其中申請國投40萬元，群眾自籌22.4144萬元。
2、暗管工程：鋪設(shè)pvc輸水管道7.2公里需投資29.64萬元，其中申請國投9萬元，群眾自籌20.64萬元。
3、前期費及項目論證、設(shè)計費：1萬元。第五章經(jīng)濟效益分析
小農(nóng)水補助項目經(jīng)濟效益分析依據(jù)水利部《水利建設(shè)項目經(jīng)濟評價規(guī)范》（sl72—94）規(guī)定進行，效益計算采用分攤系數(shù)法，灌溉效益分攤系數(shù)取0.4。
一、投資與費用計算
�。ā┩顿Y：小農(nóng)水補助項目工程總投資為93.0544萬元。
�。ǘ┠赀\行費：
項目運行費主要包括動力費、維修費、管理費。
1、動力費：項目區(qū)共有水源井8眼，動力設(shè)備電動機，每眼機井配套電動機功率為27.5kw.大田作物按年灌水5次計，蔬菜及其它經(jīng)濟作物按年灌水10次計，共用電33萬度，電價按現(xiàn)行價0.5元/度，共需16.5萬元。
2、維修費：水源工程及管灌工程按工程投資1%取，維修費共計0.92萬元。
3、管理費：包括人員工資及辦公費用，每年需管理費用0.8萬元。
（三）折舊費：
按照動態(tài)折舊法計算：
工程折舊年限綜合取15年，總投資為93.0544萬元。動態(tài)折舊法計算公式為：d={i（1+i）n/[（1+i）n-
式中：d一折舊費用（元）；i一年利率（%），取8%；
k一工程總投資（元）；n一折舊年限（年）；
經(jīng)計算：d=10.75萬元
�。ㄋ模╉椖繀^(qū)工程總投資93.0544萬元，年費用28.97萬元，其中年運行費18.22萬元，年折舊費10.75萬元。
二、直接經(jīng)濟效益
1、節(jié)水效益
工程按年畝均節(jié)水150立方米，建成暗管工程1200畝，則年可節(jié)水18萬立方米。按灌溉水價0.3元/立方米計，年節(jié)水直接經(jīng)濟效益5.4萬元。
2、節(jié)地、節(jié)電、省工效益
暗管輸水與明渠相比較，每萬畝可節(jié)地120畝以上，每年節(jié)電30萬度，節(jié)時2萬小時。則整個工程年可節(jié)約耕地14畝，年可節(jié)電9.6萬度，年可節(jié)時6400小時合800個工日，每畝地按500元計算，電費按現(xiàn)行價0.5元計，每工日按23.9元計，則年可節(jié)地直接經(jīng)濟效益1.92萬元，節(jié)電直接經(jīng)濟效益4.8萬元，節(jié)時直接經(jīng)濟效益1.91萬元。
三、灌溉增產(chǎn)效益計算
作物增產(chǎn)增效表
作物類型灌前灌后凈增產(chǎn)
糧食作物（公斤/畝）
果林（元/畝）
按b：=ξp（y—y0）m計算
其中：b為灌溉增產(chǎn)效益，ξ為灌溉增產(chǎn)效益分攤系數(shù)，取0.4；p為超購價格，取1元/公斤；y為利用工程的糧食單產(chǎn)500公斤/畝；y0為未實施前糧食單產(chǎn)350公斤/畝；m為作物種植面積（畝）。
經(jīng)計算得，糧食作物年增產(chǎn)效益為25萬元；果林及其他經(jīng)濟作物年增產(chǎn)效益為1000元/畝，經(jīng)濟作物年增產(chǎn)效益為20萬元，則灌溉年增產(chǎn)效益為45萬元。
四、經(jīng)濟效益分析
項目區(qū)工程總投資93.0544萬元，年費用為28.97萬元，年增產(chǎn)效益45萬元。
按靜態(tài)法計算
1、還本年限t=k/（b-c）計算
式中：t一還本年限；k一工程投資；
b一多年平均灌溉增產(chǎn)效益；
c一多年平均費用（不含折舊費）；
則t=93.0544/（45-28.97）=5.74（年）
2、總效益系數(shù)為e=1/t=1/5.74=0.
3、效益費用比r=（b—c）[（1+i）n-1]/k[i（1+i）n]=1.
五、技術(shù)經(jīng)濟指標
年畝均比照原井渠灌可節(jié)水：管灌工程150立方米。
年畝均可節(jié)電30度
年畝均節(jié)地0.012畝
年畝均省工0.25個工日
年畝均糧食增產(chǎn)150公斤
投資回收年限5.74年
總效益系數(shù)0。
效益費用比1。
第六章建設(shè)組織與管理
1、健全機構(gòu)，成立xx市農(nóng)村小型農(nóng)田水利補助項目領(lǐng)導小組，由市政府、財政、水利及項目鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要行政領(lǐng)導組成。
2、在認真調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，搞好工程設(shè)計，力求設(shè)計合理，投資經(jīng)濟，運行高效。
3、建立一支高素質(zhì)地施工隊伍，實行工程質(zhì)量終身制。
4、嚴格項目管理，嚴格執(zhí)行項目法人制，工程監(jiān)理制和施工招標制。
5、加強已成項目管理，建立管理專業(yè)隊伍，并對部分工程進行承包經(jīng)營試點。
總概算表
xx市新打機井估算表（150米）
低壓輸水管道概算表（單井控制150畝）
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