灌区灌溉规划设计报告书参考资料.docx
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灌区灌溉规划设计报告书参考资料
1综述
**县**水轮泵站位于**河干流中段的**镇**村，工程引、提、蓄、灌溉结合，是集灌溉兼发电为一体的全国示范的一项**县县办水利骨干工程。
本站灌溉项目区可控制灌溉面积12680万亩,其中已建灌区覆盖灌溉面积5730亩,由于部分灌溉设施损毁,实际能发挥效益的灌溉面积为4590亩。
灌溉区的建成,有力地改善了当地农业基础条件，增加了受益区的收入,取得了一定的社会和经济效益，也为当地工农业生产和发展做出了贡献。
本站始建于1968年，于1972年12月建成投产，至今已运行有四十年,由于受当年技术条件和资金限制,施工质量较差,加上运行时间长久,泵站陈旧老化,机组检修频繁、效率低下,工程多处存在着一定的安全隐患,同时水工建筑物和金属结构也年久失修,各部分不同程度存在着损毁和渗漏现象,致使水能资源得不到有效利用,经济效益和社会效益明显降低,亟待解决。
为了充分利用有限的水力资源、发挥泵站的效益,保障生产安全,促进节能减排,提高科技水平和能效,使工程建设科学化、规范化，应水电站管理处的要求,特对该电站进行续建和改造规划。
我院组织了技术力量,收集、整理和分析了河流、水文、气象、地质资料,以及项目区原设计、运行和接入系统资料,开展了必要的现场调查和踏勘，通过对广泛的研究和会审,按照国家有关灌区建设和技术改造规程、规范。
并参考《财政部水利部关于实施中央财政小型农田水利重点县建设的意见》（财农[2009]92号）及《**县小型农田水利重点县建设方案2011-2013》及已建灌区维修和技术改造经验，完成了本工程的续建和改造规划设计报告。
本工程规划是**水轮泵站灌溉项目区的的续建和改造,工程实施后可全部发挥控灌面积立体效益、提高用水效率、缩短供水时间、保障工程安全性能、增强抗旱能力、促进灌区农业增产、农民增收。
主要工程措施是对遗留的6950亩灌溉区工程的续建采用管道灌溉措施,其它灌溉附属设施也尽量采用先进的设备,全面实施续建配套,以达到节水、高效、管理方便的目的;改造工程是对已建工程进行恢复和改善,主要包括水工建筑物改造、金属结构改造、泵站机组改造和电气设备改造。
2项目区基本情况及建设必要性
2.1项目区自然情况
2.1.1地理地貌
**县位于**省东南部，，全县总面积2676.6平方公里。
项目区地处**县魏**麓**河两岸,东西窄、南北长，东西长约40公里，西北宽约75公里，海拔高程为560-770米。
地貌以山地丘陵为主，境内山峦起伏，沟壑纵横，山地丘陵占90%。
地表大多覆盖黄土，整个地区山谷交错，以**河为界分为东山片和西山片，山脉为南北走向，多半耕地为梯田。
本项目水源地位于**村的渠首拦河坝,上水机组设置在**县**水轮泵站厂房内,厂房位于**河干流中部的干流东岸,**镇**村南,**、嘉峰两镇交界之处，
2.1.2河流水系
项目区内主要河流为**河、**河、**河和**河。
**河属黄河的一级支流,发源于**源县西北、二郎神沟内霍山脚下，源处海拔高程1955m，总流域面积12800平方公里，流经**县境内82公里,**泵站上游控制流域面积6689平方公里。
**河发源于**镇秋峪岭西麓大麻地沟，上游为**县境内柿庄河和云首河，两河在**乡境汇合后称**河,在**镇西门外500m处汇入**河,总流域面积782.6km2，主河道长50.9km，平均纵坡13.6%，总落差440m。
2.1.3水文气象
项目区属东部季风区暖温带半湿润地区，大陆性气候显著，气候温和,四季分明，冬春季多风少雨雪，六至九月份受印度洋低压和太平洋副热带高压控制，形成流域的多雨季节，为河川经济的主要来源，秋季大气层稳定，秋高气爽，秋雨多于春雨。
据**气象局资料统计，多年平均气温10.3℃，极端最高气温37.8℃，极端最低气温-19.9℃，多年平均降水量635.9mm，六至九月份降雨占全年降雨的68%，平均日照时数为2630小时，无霜期197天，蒸发量由北向南逆增，约1700mm左右。
2.2经济社会及农业生产状况
2.2.1社经情况
本次规划项目区涉及**县**镇、**镇和**乡两镇一乡,共涉及高庄、乌山沟、南岭、下马山、上马山、过风窑、黄鹿坡、霍家山、梁山、李庄、卧虎山、柿沟、窦庄、庙凹、郭北、郭南、霍长凹、林圪堆、吉山、上家、刘庄、务头、马王庄、王山、煞沟、南凹、上坪、秦庄、殷庄等29个村，4639户，13332口人，12680亩耕地，人均纯年收入在5600元左右，项目区经济发达，交通便利，水土条件优越，发展小型农田水利灌溉项目条件得天独厚。
项目区是**县工农业发展较快地区之一，人民生活蒸蒸日上，是一个经济较发达区域。
工业以煤为基，以煤兴业，多元发展，煤层气、煤化工、煤气电一体化等新兴产业迅猛发展。
2.2.2农业生产现状
项目区农业以种植业为主，粮食作物主要有小麦、玉米、谷子、豆类等，经济作物主要有棉花、油料等。
在稳定提高粮食生产的前提下，突出发展畜牧、蚕桑、蔬菜、林果四大支柱产业，走种养加、产供销、农工贸一体化的农业产业化发展道路，农村经济实力日益增强。
2.3项目区基本情况
2.3.1项目区原设计工程规模
1967年“**县**水轮水力发电管理处设计任务书”及规划布置方案获批,方案分为**水轮泵站灌区和**水库灌区两部分,总规划灌溉面积31530亩,其中规划**水轮泵站灌区灌溉面积为12680亩。
由于历史原因,交口水库和水库下游的东、西两条干渠总长12公里至今未能如期建成,直接影响了水库下游18850亩的控制灌溉面积不能实施。
本次规划只对**水轮泵站灌溉项目区进行续建和更新改造。
该项目区所属**水轮泵站是**河梯级开发工程之一,和其上游的槐庄电站共用一座拦河坝和引水渠道，尾水与下游梯级在建工程武安电站的渠首相连。
本泵站是引、提、蓄、灌溉结合，集灌溉兼发电为一体的全国示范的一项县办水利骨干工程。
**水轮泵站拦河坝位于***村的**河干流上,拦河大坝为浆砌石重力坝,坝长190m，高7.2m，大坝溢流面顶高程576.7m。
项目水源工程为,**水轮泵站引水渠设计流量14m3/s,渠道总长6.3km，其中自**电站尾水至本站前池全长4.9公里,**电站尾水渠首正常水位568.54m，梯形渠底宽1.6m，顶宽10.5m，矩形渠宽5.2m，净高3m，正常水位2.5m。
。
**水轮泵站前池长51m，宽14.1m，正常水位565.40m;压力管长43.5m，共6根，压力管内径130cm。
，
本站发电机组设计为三台,单机容量400千瓦，总容量为1200千瓦装机,单机引水流量2.9m3/s，设计水头17.3m,电站全年发电量可达到750万千瓦时，尾水正常水位547.60m，水轮机安装高程550.80m。
**水轮泵站所承担用水灌区为**县唯一一处中型灌区。
担负**、**两镇和**乡共二十九个行政村的灌溉任务。
该灌区当时设计上水机组两台,水泵型号为DK400-22型，额定扬程180m,单机年上水量200万m3,设计灌溉面积为1.2万多亩,。
灌区分为东山片和西山片两个灌溉区。
（一）东山片灌区
东山片灌区上水管道管道长2150米，其中隧洞1处，长822米，桥1座,总长25米。
上水管道内径0.6米，其中1150米为焊接钢管制作，1000米为应力钢筋混凝土管，净扬程168米。
东山片灌区干渠为浆砌石输水渠道,断面为矩形,总长3.19公里，包括输水隧洞三处总长898米，倒虹一处544米，控制灌溉面积6950亩。
（二）西山片灌区
西山片灌区上水管道总长2500米，均为明管,上水管道内径0.3米,焊接钢管制作,净扬程169.6米。
西灌区干渠渠道长3.9公里，控制灌溉面积5730亩。
干渠为浆砌石输水渠道,断面为矩形,包括倒虹两处,分别为水泉沟倒虹和庙凹倒虹处。
2.3.2项目区现工程状况
**水轮泵站工程于1968年2月动工,1971年5月25日第一次通水发电。
1972年12月20日正式投产运行，当时受资金和技术条件限制,工程完工后并没有达到设计的工程规模。
发电机组为三台,上水灌溉机组为一台。
后又与2010年水电站技术改造后又续建一台发电机组,工程现状为四台为发电机组为三台,上水灌溉机组为一台，五台机组的单机容量仍安原设计装机。
**水轮泵灌区工程上水灌溉投产至今已有四十多年的历史，但是仍有遗留工程没有完成，主要遗留工程包括部分引水支渠和蓄水池没有修建,导致工程的覆盖灌溉面积只有5730亩,远没有达到当时设计的1.2万多亩的控灌面积。
并且由于输水渠道年久失修,浆砌石结构不同程度存在着渗漏、剥落现象,甚至部分区段坍塌报废,致使现有的实际灌溉面积只有4590亩,剩下的1140亩灌溉面积需经维修后才能发挥效益,占已建工程覆盖灌溉面积20%左右。
2.4项目建设的必要性
（1）项目区属暖温带季风气候，春季干燥多风，十年九旱，汛期雨水集中，旱灾、洪灾相对突出，对农业危害最大。
由于干旱，每年都有一部分农作物不能及时灌溉而减产。
大力兴建农田水利工程能够兴利除弊，是有效抵御自然灾害的需要,是经济社会可持续发展的必然选择。
（2）受全球气候变暖影响，近年来持续干旱少雨，灌溉用水量增加，提取地下水量过大，地下水位下降，农业灌溉成本不断加大，这已成为困扰当地农业发展的主要因素。
通过工程措施的实施，可以充分、有效利用现有水资源是解决当地水资源分布不均匀的有效的措施，项目建设是缓解水资源“贫乏”的需要。
（3）通过灌溉项目的建设,不仅可以有效利用水资源，而且可以提高水的利用率、水分生产率和降低灌溉成本，使农作物达到适时适量灌溉，省工、省电、节地，可大幅度减轻劳动强度，提高农产品的产量和质量，可使农民有余力进行农业结构调整，选择多种种植模式，使优质、高产、高效农业的发展成为可能、项目建设是调整农业种植结构的需要。
3项目区水量供需平析及水质分析
3.1灌溉设计标准及设计基准年选择
根据本次设计的要求，依据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50286－98）、《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》（GB/T20203－2006）、本项目区设计保证率确定为75％。
项目设计基准年为2011年。
3.2项目区可供水量的计算
项目区利用已有**水轮泵站上游的拦河坝蓄水作为灌区水源,通过泵站加压分别送往东山片和西山片两个灌区。
泵站现有上水机组一台,为七十年代老旧型号离心泵,扬程200m,上水流量为450m3/h，配套电机额定功率为400kW,年可供水量约为200万方左右。
曲轮水轮泵站厂房上游有六根压力管道,直径为1300mm,现在使用的有五台机组,四台发电,一台上水,本次规划利用剩余一根压力管道续建一台上水机组，原有上水机组也一并更换。
两套上水机组均选用选用MD550-50*4型耐磨双吸离心泵，上水流量550m3/h（0.1527m3/s）,扬程200米,分别供东片区和西片区灌溉用水。
改造后两套上水机组共引用上水流流量月0.31m3/s,泵站引水渠道引水流量为14m3/s,除发电外足够满足灌溉用水。
3.3需水量计算
3.3.1灌溉制度的拟定
项目区大都地处河谷腹地，土地较平整，水土条件优越，是**县主要产粮区。
近年随着全县农村产业结构的调整，农业生产由过去的单一粮食种植向粮食、经济作物多品种种植方向发展，经济作物种植比例明显加大，主要有蔬菜、果树、苗木花卉、中药材等高产高效种植品种，并取得了显著成效。
项目区作物种植比例拟定以优质小麦、豆类、蔬菜、苗木花卉等经济作物为主。
本次设计只对续建灌溉区拟定灌溉制度,续建灌溉区作物种植比例见作物种植结构分配表（表3-1）。
续建灌溉区作物种植结构分配表
表3-1
项目区
灌溉面积
（亩）
优质小麦
（亩）
经济作物
（亩）
复播
（亩）
总计
6950
5560
1390
2085
东山片灌渠
3625
2900
725
1088
西山片灌渠
3325
2660
665
998
灌溉定额的确定：
灌水时间根据土壤含水率确定，土壤水分的消耗主要与土壤质地，土壤结构、作物种类、生育期、气候特征等因素有关。
根据**市灌溉试验资料和本区灌溉经验及灌水方式，确定作物灌溉制度（表3-2）及灌溉定额
（表3-3）。
续建灌溉区灌溉制度表
表3-2
作物名称
灌溉方式
灌溉次数
（次）
灌水定额
（m3/亩）
灌溉定额
（m3/亩）
优质小麦
管灌
3
50
150
经济作物
管灌
6
30
180
复播
管灌
2
50
100
续建灌溉区净灌水率计算表
表3-3
作物名称
种植比例
（%）
灌溉
方式
灌水次数
灌水
定额
（m³/亩）
灌溉
定额（m³/亩）
灌水延续时间
（d）
净灌
水率
m³/（s·万亩）
小麦
80
管灌
3
50
150
30
0.15
经济作物
20
管灌
6
30
180
30
0.04
复播
30
管灌
2
50
100
30
0.05
项目区灌区作物灌水时间设计为30天。
3.3.2续建灌溉区灌溉用水量
根据《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》GB/T20203－2006）、《喷灌工程技术规范》（GBJ/85－85）、《灌溉与排水设计规范》设计保证率确定为75％。
管灌灌溉水利用系数取0.855，续建灌溉区管道流量计算见表3-4和续建灌溉区灌溉用水量见表3-5。
续建灌溉区管道流量计算表
表3-4
区域
灌溉区块
支管
控灌面积
（亩）
需用支管流量
（m3/h）
需用干渠流量
（m3/h）
新
增
灌
溉
区
东
山
片
G1-1
300
24.0
291.0
G1-2
450
36.0
G1-3
350
28.0
G1-4
155
12.4
G1-5
703
56.2
G1-6
220
17.6
G1-7
300
24.0
G1-8
150
12.0
G1-9
192
15.4
G1-10
208
16.6
G1-11
350
28.0
G1-12
260
20.8
西
山
片
G2-1
402
32.2
259.0
G2-2
300
24.0
G2-3
427
34.2
G2-4
496
39.7
G2-5
500
40.0
G2-6
191
15.3
G2-7
500
40.0
G2-8
420
33.6
续建灌溉区灌溉用水量计算表
表3-5
项目区
水源
控灌面积（亩）
灌溉
方式
灌溉天数（天）
需用干渠流量
（m3/h）
灌溉毛需量
（万方）
毛需水量合计
（万方）
续建
灌溉区
东山片
3625
管灌
30
291.0
65.6
124.0
西山片
3325
管灌
30
259.0
58.4
3.4水资源平衡计算
续建灌溉区毛灌溉用水量以本次规划用水量计,已建工程覆盖灌溉面积所需毛灌溉用水量按照工程实际运行用水量和参考原设计参数估算而得。
可供水量按每台泵每年六个月上水量计。
计算结果为完全可以满足项目区灌溉用水要求。
见表3-6:
项目区水资源平衡表
表3-6
项目区
项目区总灌溉
面积（亩）
续建灌区毛灌溉需水量
（万m3）
项目区毛灌溉需水量
（万m3）
可供水量
（万m3）
备注
总计
12680
124.0
331.3
475.2
满足
东山片
6950
65.6
175.5
237.6
满足
西山片
5730
58.4
155.8
237.6
满足
3.5灌溉水质分析
根据《**市第二次水资源评价》，项目区内**河、**河等河流的水质均为Ⅱ类水质，本工程所利用水源符合农田灌溉水质标准。
4续建灌溉区工程
4.1工程建设原则
⑴以资源定发展的原则。
以水资源承载能力为基础，结合当地实际，根据项目区作物种植结构和生产实际的需要，合理确定工程建设布局、规模，实现综合节水、农业增产和农民增收。
⑵因地制宜的原则。
按照当地作物种植结构、农业的生产方式、农业灌溉的管理方式、群众的接受能力确定灌溉的形式。
⑶建管并重，加强管理。
在建设工程的同时，明确工程所有权和管理使用权。
鼓励受益农户建立用水协会等农民合作组织，明确管理机制。
实行总量控制、定额管理，要做到装表计量到地头、到农户。
⑷工程措施与非工程措施并举，进行工程节水的同时，重视农业节水和管理节水，实现综合节水。
⑸符合节约型社会发展的需要，工程技术方案经济合理。
4.2主要设计依据
国家计委和水利部颁发的《高标准、高效益节水灌溉示范项目建设管理办法》；
水利部农水司“十五”节水增效重点县建设规划编写参与提纲中的有关新时期治水新思路；
《节水灌溉技术规范（SL207-98）》；
《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》（GB/T20203－2006）；
《灌溉与排水设计规范》（GB50286－98）。
4.3项目区总体布局
**水轮泵站灌区即项目区包括东山片灌区和西山片灌区。
项目区总灌溉面积12680亩,其中续建灌溉面积6950亩,已建工程覆盖灌溉面积5730亩,已覆盖灌溉面积中有1140亩需要改造才能发挥效益。
项目区田间节水灌溉方式为管灌和畦灌，设计灌溉保证率75%。
东山片灌区续建灌溉面积为3625亩,西山片灌区续建灌溉面积3325亩。
项目区已建工程均为渠灌,为了适应现代化农业灌溉的需求,本次规划续建灌溉渠全部使用管灌,管灌有以下优点:
占用耕地少,对交通和耕作影响少;水头损失少,灌溉水利利用系数高;可以实现有压灌溉方式;使用和控制方便,便于实现自动化;能适应现代化管理需要,减少劳动量。
管道均采用PE管。
4.4续建灌溉区田间管网工程
4.4.1田间管网布置原则
（1）规划时先确定给水栓的位置。
给水栓的位置要充分考虑到灌水均匀。
本次设计给水栓采取双向灌溉，给水栓纵向间距30m；横向间距100m。
（2）在已确定给水栓的前提下，力求管道最短。
（3）管线尽量平顺，减少起伏和折点。
（4）最末一级固定管道应与作物种植方向一致，移动软管垂直于作物种植行。
（5）管网要尽量平行于沟、渠、路，以利耕作和管理。
（6）各级管道尽量采用双向供水。
4.4.2管网布置
（一）田间管网布置
根据灌区田面实际情况，田间设两级管道，分别为田间干管和田间支管。
田间干管通过分水口连接在输水支管或蓄水池上,田间支管通过三通、四通连接在田间干管上。
田间支管是田间最末级的固定管道，田间支管末端设有给水栓，给水栓通过移动软管（长60m）向田间供水。
田间管道采用PE管道，设计平均埋深0.8m。
（二）灌水方法的确定
续建灌溉区的管灌系统全部为自流灌溉,田间灌溉采用管灌和洼灌的节水灌溉方式。
根据项目区当地实际情况，需要灌溉的时间每天两组轮灌，需要轮灌的时间依给水栓个数和水源水量而定,为每次灌溉分30天30组轮灌。
（三）管道水力计算和管径的确定
续建灌区的管灌系统全部为自流灌溉。
对于自流灌溉，田间干管和田间支管的管径通过水力计算来确定，为了降低管材造价，尽量采用管径小的管道。
拟定田间干管的管径，对每个一级支管选择最不利工作二级支管的最后一个喷头作为计算点。
保证给水栓的剩余水头大于6m。
4.5续建灌溉区输水支管工程
本次设计续建灌溉区输水支管采用PE管道，管径根据水力计算结果选用，引水支管设计平均埋深1m。
一级输水支管连接在输水干渠或已建水池上,二级输水支管连接在一级输水干渠或已建水池上。
对于引水支管在过路段、过河段和由于地质原因不能埋于地下的地面管段采用PE管道外加钢管套管。
引水支管的设计压力按流量最小、管道压力最大的时候考虑。
干管最大工作压力根据水力计算结果确定。
4.6续建灌溉区水池工程
为提高灌溉保证率，稳定水流,本次规划续建灌溉区根据灌溉区块面积大小的不同设1000m3水池5处，500m3水池7处,共修建水池计12处。
其中东山片1000m3水池2处，500m3水池5处;西山片1000m3水池3处，500m3水池2处。
水池为露天圆形布置，池深6m。
池体侧墙采用M7.5砌石砌筑，侧墙形式为重力式结构，高6.8m，基础深0.8m，顶宽0.5m，基础宽3.9m，墙背坡1:
0.35，迎水面坡度1:
0.05。
1000m3水池直径15.2m，500m3水池直径10.8m。
水池底采用C20钢筋混凝土结构，混凝土厚0.2m，底板上部配置φ10mm@200mm的钢筋网。
底板混凝土沿直径垂直分缝，缝内止水采用651型止水带，填缝材料采用聚乙烯泡沫板。
水池底板基础从上往下依次为30cm厚M7.5浆砌石，30cm厚三七灰土。
4.7续建灌溉区管道附属设施工程
管道附属设施是指引水支管上截止阀、放水阀和排气阀，田间干管上的给水装置等。
本节重点说明支管上的附属设施。
（一）、给水栓
本工程采用固定式给水栓，给水栓设置在田间干管的分水口的位置,再通过移动软管向田间供水。
给水栓包括连接三通、立管、出水口三部分。
布置间距为100×25m。
立管高约1m，0.8m埋于地下，0.2m露于地面以上。
为了保护给水栓免于破坏，在给水栓的立管和出水口外加D200mm的钢筋混凝土护管，护管高约1m，0.8m埋于地下，0.2m露于地面以上。
（二）、截止阀
为了便于控制，在输水干管起始端安装截止阀。
截止阀安装在阀门井内。
（三）、阀门井
田间输水干管上的阀门井内依次安装有截止阀、压力表、降压阀、压力表、水表等设施。
阀门井尺寸为2m×2m的矩形，阀门井深度根据具体情况而定。
阀门井采用M7.5浆砌砖结构，为了保证阀门井内仪器的安全和便于管理，将阀门井上加盖板。
（二）移动式软管
田间灌溉使用移动式软管是一项重要的节水措施。
具有以下特点:
1）输水速度快、水量损失少、省地、便于操作,广泛适用于水旱地作物及林果等的灌溉。
2）灌水软管系聚乞稀软管,它由低密度（高压）聚乙稀制成。
米,聚乙稀软管价格较便宜,并且适用于灌水含砂量大的情况。
3）地面灌溉网可采取横向布置和纵向布置,管总长可达达250米,工作水头为0.2一1即可。
能较远距离供水。
它不仅可以完成旱田的畦灌和管灌,沟灌和淹灌,视工作状况需要设增压装置后可实现喷灌和滴灌的。
4）各管道间采用快速接头连接,简便易于操作。
5）.因其可控水量,且减少田间渠系输水损失,比普通地面灌溉省水30一50%。
4.8续建灌溉区管道及其附属设施
续建灌溉区新增管道及其附属设施统计如下表4-1:
续建灌溉区新建管道统计表
表4-1
续建灌溉区
输水支管长度（m）
输水支管长度
（m）
阀门井（个）
田间干管
长度（m）
田间支管长度
（m）
截止阀
（个）
给水栓
（套）
移动式软带
（套）
新
增
灌
溉
区
东
山
片
G1-1
480
1
270
1440
1
60
12
G1-2
970
1
405
1710
2
90
18
G1-3
1650
2
315
1680
4
70
14
G1-4
580
1
140
744
1
31
6
G1-5
550
1
633
3374
1
14
28
G1-6
520
1
198
1056
1
45
9
G1-7
720
1
270
1440
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