马店实施方案.docx
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马店实施方案
利辛县茨淮新河灌区
高效节水和水源基础设施建设项目
实施方案
安徽省阜阳市水利规划设计院
二〇一一年九月
批准
曹传胜
审定
程裕标潘功美
审核
程裕标华建生
项目负责人
雷鹏张玮琪
校核
黄乘富朱鹏举
主要参加人员
雷鹏张玮琪徐程
蒋师刘峰黄乘富
附图：
附图1：
利辛县茨淮新河灌区高效节水和水源基础设施建设项目工程布置图
附图2：
管网过路过桥布置图
附图3：
闸阀井结构图
附图4：
电灌站纵剖视及平面图
附图5：
电灌站泵室结构图
附图6：
灌溉站电气图
1综合说明
1.1项目编制依据
利辛县是安徽省传统农业大县，也是国家级贫困县，长期以来，由于经济水平不高，农村水利工程投入不足，水利基础设施缺乏，灌溉设施不完善，农业抗灾能力弱，生产力较低。
近年来，通过频繁发生的旱灾，群众对灌溉的认识逐步加深，迫切希望完善灌溉设施。
2011年6月，安徽省发展和改革委员会与水利厅联合下发的《关于下达大型灌区高效节水和水源基础设施2011年中央预算内投资计划的通知》（皖发改投资[2011]670号）中指出：
在茨淮新河、新汴河两大灌区范围内选择上级骨干工程已完成改造的地区，按“集中连片，整体推进”的原则，选定示范片，根据片区特点，按照“有利于粮食增产、有利于农民参与实施、有利于农民增收”的原则选择项目。
受利辛县水务局的委托，我院通过现场查勘，对设计方案进行了比选，编制了该《利辛县茨淮新河灌区高效节水和水源基础设施项目实施方案》。
1.2项目区概况
根据上级下达的文件精神，本次项目区选取在利辛县以西约十五公里马店孜镇境内。
项目区北到兴无沟，南至团结沟，东以李水寨～双沟乡村道路为界，西至马胡路。
项目区国土面积共15.28km2，区内共有耕地面积1.35万亩。
农作物主要以小麦、玉米、大豆等旱作物为主，作物复种指数1.8。
项目区隶属茨淮新河灌区范围内，原规划通过李大郢站从西淝河提水至新建沟内，由新建沟沿岸的二级电灌站抽水至灌溉渠道输水灌溉。
项目区范围内的新建沟沿岸原有11座二级电灌站，由于缺乏管理，群众保护意识薄弱，以致该11座电灌站机电设备全部被盗，房屋破损，均已废弃。
原有灌溉渠道全部毁坏。
项目区内灌溉设施已全部毁坏，每遇旱情，项目区内作物均无法得到有效灌溉，减产严重。
1.3工程建设条件
根据拟定的灌溉模式，灌溉水均利用项目区地表水和过境水，通过计算分析，在保证率为75%时，项目区可利用的地表水资源总量为72.28万m3，通过李大郢站从西淝河每年可提水约238.46万m3，即可利用水资源总量为316.75万m3。
项目区内用水主要为灌溉用水和生活用水，总需水量为217.34万m3，其中灌溉用水量约205万m3，生活用水约12.34万m3。
经计算分析，通过对项目区内的灌溉设施进行配套，可充分利用项目区的水资源，完全能满足项目区的需水要求。
1.4工程设计
根据项目区的所处位置及地形特点，规划利用李大郢站从西淝河提水至新建沟内，通过重建的4座二级电灌站将新建沟水抽至输水建筑物后，输送至田间灌溉。
本次实施方案主要建设内容包括新建灌溉工程设施和完善除涝设施配套等。
1、灌溉工程设计
本次实施方案通过对渠道输水灌溉和管道输水灌溉两种灌溉方案进行经济技术比较，最终确定项目区采用管道输水灌溉的形式。
通过计算分析，本次项目区输水管道管径在φ110～500mm之间，均采用U-PVC管，本次工程共需埋设输水管道35890m。
另外，设计在支管上布置给水栓，原则按每150m布置一个，每处给水栓配备250m长φ90涂塑软管一条。
2、堤防工程设计
新建沟为项目区内的骨干排灌渠道，新建沟李大郢站至吴庄之间680m的大沟南岸地势低洼，地面高程在25.9m左右，低于新建沟设计排涝水位，以致李大郢站自排时南岸受淹。
设计在该段大沟南岸新筑堤防685m。
设计于新建沟南岸李大郢站至吴庄之间新建堤防685m，设计堤顶高程27.00m，顶宽3.0m，内外边坡均为1:
2。
1.5项目建设管理及施工组织
为确保项目正常实施和工程质量，实施前在利辛县委县政府领导下成立指挥部，由水务局、马店孜镇政府等单位参与建设管理，该工程项目由水务局担当项目法人，具体负责工程的立项、筹资与建设。
本项目工程建设计划工期5个月，从2011年10月上旬开始至2012年2月下旬完成全部工程施工。
1.6工程投资与资金筹措
利辛县茨淮新河灌区高效节水和水源基础设施项目总投资1393.42万元，其中工程投资1327.06万元，基本预备费66.35万元。
根据皖发改投资[2011]670号文，本项目中央预算内投资700万元，余下693.42万元由县级配套。
1.7经济评价
通过计算分析，当社会折现率采用8.0%时，该项目经济内部收益率为12.64%，大于8.0%；经济净现值为504.61万元，大于0，经济效益费用比为1.503，大于1。
三项指标均满足国民经济评价规范要求，由此可以说明该项目在经济上合理性,具有显著的经济效益。
1.8项目建后管护措施
项目建成后，成立以水务局下设的机电中心管理站为主的县级茨淮新河灌区高效节水和水源基础设施项目专业管理机构，纳入当地基层水利服务体系统一管理。
设置2名专业技术人员负责节水灌溉示项目技术管理工作。
人员经费和运行管理费用纳入县级财政预算。
1.9工程特性表
序号
名称
单位
数量
备注
1
国土面积
km2
15.28
3
人口
万人
9910
4
耕地面积
亩
13500
5
实际灌溉面积
亩
3600
6
现有灌溉渠道
m
无
7
现有农用机井
眼
无
8
设计新增、改善灌溉面积
亩
13500
9
新增灌溉设施
9.1
二级电灌站
座
4
重建
9.2
地埋U-PVC管材
m
35890
9.2.1
D500
m
40.0
0.63Mpa
9.2.2
D450
m
435
0.63Mpa
9.2.3
D400
m
3420
0.63Mpa
9.2.4
D315
m
8010
0.63Mpa
9.2.5
D250
m
6520
0.32Mpa
9.2.6
D225
m
4210
0.32Mpa
9.2.7
D200
m
7420
0.32Mpa
9.2.8
D160
m
5545
0.32Mpa
9.2.9
D110
m
290
0.32Mpa
9.3
涂塑软管
m
41250
10
新建堤防
m
685
11
工程总投资
万元
1393.42
2项目区概况
2.1自然经济情况
项目区位于利辛县西约十五公里马店孜镇境内。
北到兴无沟，南至团结沟，东以李水寨～双沟乡村道路为界，西至马胡路，地理位置为东经116°11'36"～116°07'47"，北纬33°05'00"～33°03'28"之间。
项目区内涉及6个行政村的1.35万亩耕地，共有农村居民9910人，项目区内作物主要以小麦、玉米、大豆等旱作物为主，作物复种指数1.8。
2.2水文地质条件
2.2.1水文气象
项目区处于暖温带与北亚热带交接地带，属半湿润季风气候区，气候温和，四季分明，光照充足，雨量适中。
多年平均气温14.5℃～14.9℃，日极端最高气温42.1℃，日极端最低气温-23.3℃。
大于10℃积温为4750℃。
全年无霜期平均209天，年平均初霜10月27日，终霜4月1日。
根据水文、气象资料分析，该区域降水特点是年际变化大。
多年平均降水量为899.9mm，年降雨量最高达1466mm（2003年），最低仅439.8mm（2001年）。
一年内各月份降水分布不均，主要集中在6～8月份，这三个月的平均降水量约为437.7mm，占全年降水量的54%。
灾害性天气特点是夏涝秋旱，以旱为主。
旱灾出现年份占70%，春旱、伏旱、秋旱、冬旱时有发生，而发生最多的是十月份的“夹秋旱”，出现次数占82%。
年平均日照时数为2200小时以上，日照率为57%，日照时数有明显的季节变化，夏至日最长为14小时，冬至日最短为9小时50分，全年太阳辐射总量为136.5千卡/cm2。
多年平均水面蒸发量为1747.8mm，6月份蒸发量最大为282.4mm，1月份蒸发量最小平均为51.2mm，多年陆面蒸发量为600mm，占全年平均降雨量的72%。
冻土发生始于11月止于次年3月，全年冻土日数约30～40天，最大冻土深度25cm。
项目区所在地位于季风气候区，风向有明显季节性变化，3～7月多为东南风，8～10月东北风居多，11月至次年2月又多为北风。
年平均风速为2.3m/s，最大风速为12级。
2.2.2地形地貌
项目区内地势平缓，自然坡降在1：
8000，自西北向东南倾斜，地面海拔高程多在26.5～27.8m之间，属淮北平原河间堆积平原地貌。
2.2.3土壤
项目区土壤以黄土为主。
黄土属砂姜黑土土类，普通砂姜黑土亚类，砂姜黄土土属。
土体厚度多在100cm以上，约在70cm有砂姜出现，其中耕作层厚度平均在17.1cm，土壤质地粘重，保肥性能较好，耕性不良，适耕期4～7天。
耕层容重1.20g/cm3。
有机质含量平均为14g/kg，速效氮含量平均65mg/kg，速效磷含量平均18mg/kg，速效钾含量平均138mg/kg。
2.2.4水文地质
项目区内地层隶属华北地层区淮河地层分区淮北地层小区，松散层厚600m左右，但具有供水意义的含水层主要在地面以下300m范围内。
项目区位于西淝河左茨淮新河北岸，因地势较高，且河水位低，地下水径流通畅，浅层地下水化学类型表现为HCO3-CaMg型。
而深层地下水由于埋藏较深，径流滞缓，交替微弱，水化学类型表现为HCO3-Na型。
2.3项目区灌溉除涝工程现状及存在问题
1、灌溉工程
项目区隶属茨淮新河灌区范围内，原规划通过李大郢站从西淝河提水至新建沟内，由新建沟沿岸的二级电灌站抽水至灌溉渠道输水灌溉。
李大郢灌排站属茨淮新河灌区骨干水源工程中的一级提水站，位于西淝河右岸、利辛县马店镇境内，距西淝河与茨淮新河交汇处约4km，为堤后式灌排结合站。
该站建于1980年，设计灌溉面积2.76万亩、灌溉流量1.3m3/s。
李大郢灌排站建成以来，使灌区达到了旱能灌、涝能排，工程效益显著，但该站由于年久失修，设备老化，结构损坏，已不能正常运行。
2011年，蚌埠市水利勘测设计院对该站进行拆除重建设计，并已通过审批，该站重建维持原规模。
项目区范围内，新建沟沿岸原有11座二级电灌站，各站灌溉面积约在1000～3000亩，由于缺乏管理，群众保护意识薄弱，以致该11座电灌站机电设备全部被盗，房屋破损，均已废弃。
新建沟沿岸原设有渠道，均被群众私自扒开，全部毁坏，使项目区内灌溉设施全部毁坏，每遇干旱时期，仅沿岸约200m范围内的耕地通过群众自备的流动机泵自新建沟提水灌溉，而其他区域无法灌溉，以致项目区每遇旱情，作物减产严重。
2、除涝工程
新建沟起源于大王庄南部，于双沟窑厂北侧汇入西淝河，该大沟为本次项目区内的主要排涝大沟，也是项目区的灌溉水源，通过对新建沟现状的除涝、灌溉时期的过流能力复核，其过流能力远大于设计流量，能够满足排涝灌溉要求，复核计算详见下表。
新建沟排涝时期过流能力复核表
流域
面积
（km2）
长度
（km）
沟底
高程
（m）
底宽
（m）
边坡
比降
设计排涝流量
（m3/s）
排涝水位（m）
排涝时期过流能力
（m3/s）
设计灌溉流量
（m3/s）
灌溉水位（m）
灌溉时期过流能力
（m3/s）
23
7.9
21.90
～22.69
3
1:
2
1/10000
24.15
26.1
～26.89
32.38
1.38
25.5
～24.71
6.36
李大郢站至吴庄之间680m的新建沟南岸地势低洼，地面高程约在25.9m左右，而该段大沟设计排涝水位为26.17~26.10m，排涝时期将导致南岸约800亩耕地受淹。
3工程建设条件
3.1水资源条件
3.1.1可利用量计算
水资源可利用量是指天然状态下某种保证率的水资源量，包括当地地表水、地下水、可利用的过境水和回归水。
通过水资源评价量的分析计算，合理计算出可利用的地表水和地下水资源的数量，确定经济合理的可供水量，达到水资源可持续发展利用的目的，为水资源合理开发利用、管理和保护提供依据。
（1）项目区地表水资源
项目区的地表径流主要由降水补给，年内分配因受降水的制约，与降水的年内分配极为相似，呈现出汛期径流十分集中。
同时又受到下垫面的影响，其年内分配的集中程度更为明显。
项目区地处淮北平原，年径流量主要集中在6～9月，连续最大4个月径流量占年量的55%。
年内四季的径流量变化亦很大，汛期（6～9月）降水充沛，径流相应也比较充盈，汛前（1～5月）径流量占年量的10%以下，汛后（10～12月）进入秋冬季，降水稀少，占年量的10%～15%。
最大月径流出现的时间一般在7月份，径流量占年径流量的30%～35%；最小月径流出现的时间多在1月份，径流量不足年径流量的1%。
利用安徽省水文地质勘探设计院提供的降雨—径流关系曲线。
采用年降雨量逐年推算年径流深，再用算术平均值法算出年平均径流深。
表3-1项目区年径流量
项目区国土面积（km2）
多年平均值
不同频率年径流量（104m3）
多年平均径流深（mm）
多年平均径流量（104m3）
50%
75%
95%
13.26
189
250.61
239.45
195.70
148.87
地表水可利用量按地表水总资源量减去最小基流与汛期弃水之和计算，在50%、75%、95%保证率地表水可利用量见下表：
表3-2项目区地表水可利用量
项目区国土
面积（km2）
不同频率年径流量（104m3）
均值
50%
75%
95%
13.26
100.25
95.78
78.28
59.55
（2）项目区地下水资源
地下水资源是指贮存和运移于岩层中的具有一定利用价值的地下水。
地下水资源包括浅层（40m以上）地下水资源和中深层（40m以下）地下水资源。
本次分析中主要对浅层地下水资源进行评价。
浅层地下水资源补给来源主要有降水入渗补给、河灌（引提地表水灌溉）入渗补给及地表水体垂直入渗补给量等。
侧向补排量大体相等，相互抵消，故本次分析不计列。
1）降水入渗补给量
Pr=ΣPi·αiFi
式中：
Pr——降水入渗补给量；
Pi——计算区年降水量；
αi——降水入渗系数，降雨量入渗系数α根据《淮北地区浅层地下水资源评价》，汛期取0.25,非汛期取0.20，平均采用0.22；
Fi——降水入渗补给的计算区面积。
项目区降水入渗补量成果见下表。
表3-3降雨入渗补给量
项目区国土面积
（km2）
项目典型年
多年
平均
P=50%
P=75%
P=95%
13.26
降水量
（mm）
899.9
859.9
702.8
534.6
补给量
（104m3）
262.52
250.85
205.02
155.95
2）灌溉回归补给量
用作物需水量与灌溉回归系数的乘积求得灌溉回归补给量。
Q回=βQ灌
式中：
Q回——灌溉回归量（万m3/年），
β——灌溉回归系数，β取0.1，
Q灌——灌溉需水量（万m3/年）。
表3-4项目区灌溉需水量（万m3）
作物种类
种植面积（亩）
50%
75%
90%
小麦
12150
46
91
/
玉米
6075
23
68
/
大豆
6075
23
46
/
合计
24300
91
205
计算得出不同时期灌溉回归补给量，详见下表。
表3-5灌溉回归补给量
项目区耕地面积
（万亩）
作物种植面积
（万亩）
P=50%
P=75%
P=95%
1.35
2.43
9.1
20.5
/
（3）过境水量
项目区位于茨淮新河北岸，西淝河西岸，项目区主要通过李大郢电灌站从西淝河抽水进行灌溉。
李大郢站原建于1980年，原装机4台，装机220kw，设计灌溉流量1.3m3/s。
该站于2011年拆除重建设计中，确定该站灌溉流量为1.38m3/s，灌溉进水池设计水位23.5m，最低运行水位22.9m，出水池设计水位28.4m，排涝进水池设计水位26.1m，最低运行水位25.5m，出水池设计水位26.94m，最高运行水位27.57m。
该站每年向项目区提供水量约238.46万m3。
本次设计拟定采用地表水作为本工程水源，可利用水量仅考虑项目区地表水和过境水，即项目区于设计保证率75%的情况下，可利用水资源总量为316.75万m3。
3.1.2需水量计算
用水部门不同保证率用水量是指在某种生产条件下，遇到不同频率的雨情、水情、旱情时各用水部门需要的水量，主要包括农业、工业、生活、牲畜和环境用水量。
1）农业灌溉用水量
灌溉用水量是指灌溉土地须从水源取用的水量而言，它是根据灌溉面积、作物种植情况、土壤、水文地质和气象条件等因素而定。
灌溉用水量的大小直接影响着灌溉工程的规模。
（1）农业灌溉用水量
灌溉用水量是指灌溉土地须从水源取用的水量而言，它是根据灌溉面积、作物种植情况、土壤、水文地质和气象条件等因素而定。
灌溉用水量的大小直接影响着灌溉工程的规模。
项目区内种植农作物主要以小麦、玉米和大豆为主，小麦种植面积为12150亩，玉米种植面积为6075亩，大豆种植面积为6075亩，作物复种指数为1.8。
根据《安徽省行业用水定额》规定，各作物各作物一次生长周期内的净灌溉定额取值如下。
表3-6农作物净灌溉定额
作物种类
50%
75%
90%
小麦
30
60
/
玉米
30
90
/
大豆
30
60
/
规划项目区内采用低压管灌，灌溉水利用系数取0.8，项目区各作物毛灌溉定额见下表。
表3-7农作物毛灌溉定额
作物种类
50%
75%
90%
小麦
37.5
75
/
玉米
37.5
112.5
/
大豆
37.5
75
/
根据项目区各种作物的种植面积和毛灌溉定额，计算农业灌溉用水量，计算结果详见下表。
表3-8农业灌溉用水量计算表
作物种类
种植面积（亩）
50%
75%
90%
小麦
12150
46
91
/
玉米
6075
23
68
/
大豆
6075
23
46
/
合计
24300
91
205
（2）工业用水
本项目区为农业生产区，范围内无工矿企业，因此在项目区内不进行工业需水预测。
（3）生活用水分析
根据《安徽省行业用水定额》，居民生活用水人均130升/日，由于目前实施的农村安全饮水工程，农村居民生活用水基本使用中深层地下水，使用浅层水和地表水仅为临时用水，因此在地表用水量计算中考虑为30升/天。
牲畜用水按均40升/日进行估算，项目区内生活用水计算见下表：
表3-9生活需水量计算表
农业人口
牲畜
日用
水量
（m3）
年用
水量
（万m3）
数量（人）
用水定额
（升/天）
数量
（头）
用水定额（升/天）
9910
30
1020
40
338
12.34
项目区总需水量为以上几项之和，约217.34万m3。
3.1.3项目实施前水量供需平衡分析
项目现状：
西淝河是项目区的主要灌溉水源，通过李大郢站提水至新建沟内，通过群众自备的流动机泵抽水灌溉，由于缺少灌溉配套设施，仅沿新建沟两岸各约200m范围内能得到有效灌溉，实际灌溉面积约3600亩，实际利用水量约68万m3，远不能满足灌溉需水要求。
现状水供需平衡结果见下表3-10。
表3-10项目区现状水量供需平衡表
项目
水量类别
数量（万m3）
水资源总量
李大郢站供水+项目区地表水
316.75
实际利用水资源总量
李大郢站供水+项目区地表水
68
总需水量
农业灌溉
205
生活用水
12.34
合计
217.34
平衡结果
实际利用水量-总需水量
-149.34
计算结果显示，项目区水资源总量丰富，但受灌溉设施条件约束，实际可利用水量较少，水资源利用率低，远不能满足项目区用水需求。
3.1.4项目实施后水量供需平衡分析
项目实施后，西淝河仍是项目区的主要灌溉水源，通过李大郢站提水至新建沟内，通过拟建的四座二级电灌站提水至输水建筑物后进行灌溉，将项目区1.35万亩耕地全部纳入节水灌溉范围，项目实施后的水量供需平衡分析详见下表。
表3-11项目实施后水量供需平衡表
项目
水量类别
数量（万m3）
水资源总量
李大郢站供水+项目区地表水
316.75
实际可利用水资源总量
李大郢站供水+项目区地表水
316.75
总需水量
农业灌溉
205
生活用水
12.34
合计
217.34
平衡结果
实际利用水量-总需水量
99.41
计算结果显示，通过对项目区内的灌溉设施进行配套，可充分利用项目区的水资源，完全能满足项目区的需水要求。
3.2技术、经济条件
项目区水、土、光、热等自然资源比较充沛，适合各种大田作物的种植和生长，该地区有长期的粮油棉的种植传统。
项目区的交通较为便捷。
项目区的电力供给有保证，10KV线路四通八达。
有线、无线通讯网络也已形成，可覆盖整个项目区。
同时，骨干排水工程比较健全，排水出路好，大中沟均已形成，仅需在原来的基础上对田间网格进行调整，桥涵配套即可。
总之，项目区交通便利，电力、通讯等基础设施齐全，水利基础条件较好，农村经济实力较强，而且优质农产品销售市场也较为广阔。
由于近年来频繁出现旱灾，群众对灌溉增产的认识逐渐加深，灌溉的积极性很高，只是限于当前缺乏工程设施，大田作物的灌溉还仅停留在浇播种水、“保命水”的状态。
一旦工程配套后，采用先进适用的各类节水灌溉技术进行适时适量灌溉，可将灌溉水利用系数提高到0.80以上，项目区每年每亩可节约灌溉用水30%以上，增产率为10%～20%，将大大减少灌水成本，灌溉效益十分可观，群众运用节水灌溉工程的积极性会更高。
同时，由于产业结构调整的较好，项目区种植业的收入较以前有较大幅度的提高。
近几年来，利辛县水利部门在兴建农村水利工程的同时，节水灌溉工程的规划设计、设备选型、施工工艺和运行管理等方面取得了许多实践经验。
同时，积极安排工程技术人员参加节水灌溉技术培训班和学术研讨班，组织施工人员多次考察节水灌溉生产厂家，进一步提高了技术人员的业务水平，为本项目的建设提供了强有力的技术保障。
当地政府部门对发展节水灌溉都十分重视，治旱是利辛县近期水利兴修的主攻方向，发展节水型灌溉又是彻底改善利辛县农业生产条件的必由之路。
通过宣传，群众也清楚的认识到当地只有发展节水灌溉，才能促进节水灌溉的发展，才能改变目前落后的生产方式，搞好产业结构的调整，促进农村经济的发展。
4工程设计
4.1设计依据
1、主要设计规范及有关资料
（1）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL
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