本科毕业论文大雪山苗圃地喷灌工程项目初步设计说明书.docx
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本科毕业论文大雪山苗圃地喷灌工程项目初步设计说明书
大雪山苗圃地喷灌工程
初
步
设
计
报
告
1项目区概述
1.1自然概况
1.1.1地理位置及范围
永德县位于云南省临沧市西北部，介于东经99°05′~99°50′，北纬23°45′~24°27′之间。
地处滇西横断山系纵谷区南部，四周与耿马、镇康、龙陵、施甸、昌宁、凤庆、云县等县为邻，全境幅员3208km2。
境内山多坝少，山地占95%。
最高海拔大雪山主峰仙宿平掌3504m，最低海拔崇岗乡户等村540m，相对高差2964m。
永德县城位于德党镇，海拔1580m。
县城距省会昆明787km，距临沧市府226km。
项目区位于永德县大雪山乡，大雪山乡位于永德县东南部，距永德县城159km，距市府临沧92km。
项目区以东和云县、临沧接壤，南与耿马隔河相望，项目区总面积3600亩，均规划种植澳洲坚果。
项目区海拔700~900m，年平均气温20℃以上，年平均降雨量1457.3mm。
1.1.2水文气象
永德县县境气候属南亚热带河谷季风气候，具有气候温和、日照充足、雨量充沛、冬无严寒、夏无酷暑、四季如春、干湿季分明的立体气候特征。
年平均日照时数为2196.1小时，太阳辐射总量为133.58千卡/cm2。
以海拔1500m左右地带为代表，多年平均气温17.4℃，极端最高气温32.1℃，最低气温2.1℃，年均降雨量1283mm。
境内有流程5km以上河流84条，总长800余公里，水资源总量18.5亿m3，水能蕴藏量58万kW，目前控制性人工蓄水量为0.39亿m3。
森林覆盖率为38.6%，活立木蓄积量为524.5万m3。
全县主要河流有三条，分别是：
属怒江水系的永康河、赛米河；属澜沧江水系的秧琅河。
过境河流有怒江、大勐统河、南汀河。
总径流面积3155km2，多年平均来水量18.5亿万m3，总水能蕴藏量52.3万kW。
年平均降水量1367.2mm，年平均降水总量50.1626亿m3。
项目区水源属怒江水系南汀河流域，其流域的主干河流勐旨河发源于大雪山自然保护区，呈西北东南流向，勐旨河流经大雪山乡的万丈岩、大桥头、忙蚌、下班空汇入怒江的支流南汀河。
根据《永德县水资源调查评价与水利区划报告》，项目区水源勐旨河流域上游多年平均径流量4030万m3，中游多年平均径流量1760万m3，下游多年平均径流量1200万m3，全流域多年平均径流量6990万m3。
项目区取水点位于勐旨河中下游，取水点2#坝以上流域多年平均径流5790万m3。
1.1.3地质、地形、地貌及土壤
一、地质
项目区地势南高北低，地势结构复杂多变，地貌呈溶丘洼型，山峰重叠，山高谷深，是典型的高原深切谷地形。
岩层多为风化石岩，土壤主要以红壤为主，土壤呈中性，结构疏松、肥沃，区内最高海拔低于1000m，适应种植热带经济作物。
项目区属第四系，下古生界变粒岩、石英片岩均有分布，约占项目区面积的80%，第四系冲积、堆积、洪积层主要分布在项目区靠流域下端，约占项目区面积的20%左右。
二、地形、地貌
大雪山地处永德县城的东南部，境内地形自然形成南汀河两岸夹一槽的形状。
项目区地形为中山地形，属构造侵蚀、剥蚀地貌，具有典型西南土石山区特征，坡度在10°~20°，其海拔700~1000m。
三、土壤
项目区土壤类型主要有水稻土、红壤、赤红壤、紫色土、黄壤等5个土类，其中红壤土分布范围较广，有沙泥土、沙胶泥土和山沙土，大部分为泥沙土，土壤疏松，通气性、透水性良好。
耕作层厚度大于50cm，适宜多种农作物、经济作物生长。
项目区土壤化验分析，Ph值5.5～6，总体呈中性，无钙，有机质含量高，适宜多种果树生长。
1.1.4水资源
永德县水资源较为丰富，总水能蕴藏量52.3万KW，年平均降水总量50.1626亿m3，但时空分布不均匀。
已建成蓄水工程152件，总蓄水量4180万m3；建成引水工程3173件。
全县有效灌溉面积14.96万亩，水利化程度27.5%。
项目区多年平均年降雨量1457.3mm。
大雪山苗圃喷灌基地灌溉水源距离项目区新建调节池为8.21km，取水点位于勐旨河中下游，取水点2#坝以上流域多年平均径流5790万m3，水量可以满足灌溉需要。
1.2社会经济状况
1.2.1人口及劳动力
永德县现有人口33.34万人，大雪山乡现有人口1.73万人，农村实有劳动力0.97万人。
项目区涉及大雪山乡勐旨和曼来2个自然村，959户共3954人，人口自然增长率8‰。
项目实施期间，人口、劳动力不会有太大的变化，对工程实施过程中不会造成影响。
1.2.2土地利用现状
大雪山乡国土总面积379.11km2，占全县总面积的11.85%。
其中耕地面积4.8万亩（水田1.1万亩，旱地3.7万亩），占总面积的8.45%；林地面积36.35万亩，占总面积的63.93%；园地面积0.45万亩，占总面积的0.79%；荒山荒地面积11.27万亩，占总面积的19.81%；难利用土地1.09万亩，占总面积的1.91%；水域面积0.33万亩，占总面积的0.58%；其它用地2.58万亩，占总面积的4.53%。
项目区总面积260.85亩，定向的帮顾客种植高山榕、菠萝蜜、澳洲坚果、青枣、风铃木、凤凰木等高价值的树木幼苗，满足移植条件后交给贵客。
本次260.85亩为第一批试验区，预期规划1000亩左右的种植区。
1.2.3农业经济状况
大雪山乡以农业种植为主，产业以粮、甘蔗、畜牧为支柱产业。
随着社会的发展，农村产业结构的调整，现已形成规模连片栽植核桃1000多亩，连片栽植澳洲坚果3000多亩。
2007年度大雪山农业生产总值为5887万元。
近年来，依托农业科技的支撑，种植结构进一步优化，农业生长水平稳步提高，土地经营从粗放型一步步向集约型过渡，生产理论需要进一步的提高，进一步的水利灌溉措施有待上级部门的大力扶持和帮助。
1.2.4地方财政和农民收入
永德县2007年实现财政收入8166万元，农民人均纯收入1899元，比上一年增加467元。
项目区所在地大雪山乡财政收入302万元，农民人均纯收入1620元。
1.2.5水利科技服务和体系现状
在农村人畜饮水和干支渠配套防渗及大雪山中型水库等一批优势项目的带动下，永德的水利设施不断完善，水利战线有一批严格执法的队伍，在各乡镇有专门的水利管理和服务机构，负责农村最基本的水利保障和技术指导，最基层的村级单位有农民用水户协会，这些层层落实的体系保证了水利信息和服务能迅速传达到基层，保证了水利各项措施得到最好的落实。
1.3基础设施
1.3.1水利骨干工程现状
全县已建成蓄水工程152件，总蓄水量4180万m3；建成引水工程3173件。
全县有效灌溉面积14.96万亩，水利化程度27.5%。
项目区内有南汀河、勐旨河，可用于解决项目区的灌溉用水。
1.3.2田间工程现状
目前项目区内无任何田间配套工程，项目内现状生活用水已得到解决，生产用水只有育苗基地的少部分幼苗有时靠临时铺设的管道得到灌溉，其余部分只能靠自然降雨进行浇灌。
项目区灌溉用水得不到保证，严重阻碍了农村经济发展，制约了农业产业结构调整。
1.3.3交通及电力
项目区内交通便利，在镇青二级路边，同时有乡村道路贯穿整个项目区，通信、电力畅通。
2示范点小型水利存在的主要问题
2.1示范点小型水利存在的主要问题
目前项目区内无任何田间配套工程，项目区现状生活用水基本已得到解决，但生产用水只有育苗基地的一部分幼苗有时靠临时铺设的管道得到灌溉，其余部分只能靠自然降雨进行浇灌。
项目区灌溉用水得不到保证，严重阻碍了农村经济发展，制约了农业产业结构调整。
2.2项目建设的必要性
2.2.1发展节水灌溉是实现水资源可持续利用的关键
我县水资源时空分布不均的问题非常突出，水资源问题仍然是制约我县经济社会可持续发展的主要因素。
节水是实现水资源优化配置与可持续利用的前提和关键。
《水法》明确规定：
“国家厉行节约用水，大力推行节约用水措施，推广节约用水新技术、新工艺，发展节水型工业、农业和服务业，建立节水型社会”。
全面推行各种节水措施，是各级政府的重要职责。
制定节水政策，加强水资源管理，提高水的利用率，大力发展节水农业，推广节水技术和措施，建设节水型社会，是水利部门的一项基本任务。
实施大雪山苗圃地喷灌工程项目是务实当地农业基础、提高当地农业生产、抵御自然灾害能力和经济持续发展的需要。
通过项目的实施，充分发挥典型示范和辐射带动作用，增加农民掌握农业科技的含量，提高农业产值，促进发展“优质、高效、高产”的农业，提高农业生产力，改善当地农业生产及农村经济发展条件，提高农民的生活水平。
为实现流域与区域农业可持续发展提供技术和管理经验。
是实现我县农业和农村经济持续快速发展的重要举措，对促进全县社会经济可持续发展，增加农民收入，加强民族团结，保持社会稳定，具有十分重要的意义。
2.2.2项目建设是贯彻落实全国和全省农田水利基本建设精神的具体体现，是实现产业结构调整的前提
省委、省政府提出了“建设民族文化大省、绿色经济强省，通向东南亚和南亚国际大通道”的战略目标，要贯彻落实全国和全省农田水利基本建设精神，以大型灌区节水续建配套项目建设和节水灌溉增效示范项目建设为点，以旱地水浇和“五小”水利工程建设为面，点面结合，重视渠道防渗衬砌，兼顾管道输水模式，示范推广喷灌、微灌、滴灌等先进节水技术，充分利用云南得天独厚的自然资源优势，切实加快多种经济作物为主的产业结构调整步伐。
2.2.3项目建设将为我县规模发展节水灌溉起示范作用
我县属于偏远山区，经济技术尚不发达，特别是经济发展还十分落后，很大程度上阻碍了先进灌溉技术和措施的推广和应用。
长期以来，一直都是依靠自然降水进行灌溉。
近年来，随着全球气温的变化以及水土流失等，水资源较为贫乏，农业生产“望天兴叹”，雨季时由于植被覆盖率低下，水土流失严重，洪涝成灾，农业生产因水而悲，“山高路远，干旱缺水，基础设施薄弱，生态环境脆弱”，是大雪山乡农民生产的一大特点，因此，调整农业产业结构，推行经济果林发展，逐步改善农业生产环境，促进生态环境平衡，以势在必行。
大雪山苗圃地灌溉工程的实施，具有良好的经济和社会效益，在一定程度上将给全县农业产业结构调整起到了带头示范作用。
2.3项目建设的可行性
2.3.1交通便利、群众基础好
永德北临保山，东接云县、西接镇康，南通耿马，形成以羊勐线为主干，以县乡、乡村公路为辅的交通运输网络，项目区距大雪山乡政府驻地2km，距县城159km，距市政府临沧92km，乡村道路直通项目区，对外交通十分便利，区位优势显著。
大雪山乡充分利用特有的山区资源优势，近年以生猪、菜牛为主的养殖业得到了重点发展、以澳洲坚果为主的绿色产业得到了重点推广发展。
但总体农业生产和经济发展后劲不足，属永德县的“山区”和经济较为贫困的地区之一。
大雪山乡属怒江水系南汀河流域，主要河流有南汀河过境干流，勐旨河流经大雪山乡的万丈岩、大桥头、忙蚌、下班空汇入怒江的支流南汀河。
该项目的水源为勐旨河，勐旨河流域区年产水量6990万m3，水量充足，且勐旨河的源头地处大雪山自然保护区，水质较好，能满足灌溉用水要求。
从勐旨河的2#坝通过管道自压引水进入项目区，再由项目区内的田间配套设施对项目区进行灌溉。
2.3.2项目建设有可靠的技术保障
永德县水务局现有足够的专业技术人才，可为大雪山苗圃地滴灌工程提供可靠的技术支持。
大雪山苗圃地滴灌为自流灌溉，不但可以充分利用区间水资源，还可提高水利用率，达到高效、节约用水，同时，可以减少运行过程中提水、动力设备和相关费用，操作技术简单，管理方便。
2.3.3种植作物价值高、效益显著
大雪山苗圃地主要定向种植高山榕、菠萝蜜、澳洲坚果、青枣、风铃木、凤凰木等高价值的树木幼苗，产生了巨大的经济效益。
大雪山苗圃地滴灌工程的主要目标任务是促进产业结构调整，从单一的农业生产转向多方位农业发展，发展绿色产业示范带头作用，改善农业生产条件，促进生态环境平衡。
配套农艺、生态措施，完善水利、道路基础设施建设，带动农民实现增收的最终效益。
本工程实施后，产生的示范效益更是远远高于带来的经济效益，为大雪山乃至本县人民带来了发家致富的新思路，同时也是为永德县节水灌溉道路上不断探索的里程碑。
3项目区供需水量平衡分析
3.1项目区供水水源分析
该项目区的供水水源为勐旨河中下游河水，勐旨河流域发源于大雪山自然保护区，呈西北东南流向，流经万丈岩、大桥头、忙蚌，自下班空汇入南汀河。
流域区年产水量6990万m3，取水点2#坝以上流域多年平均径流5790万m3。
水量、水质均满灌溉用水要求。
3.2项目区用水量分析
3.2.1设计水平年、灌溉设计保证率的选择
水平年：
以2014年为现状水平年，2024年为近期设计水平年，2034年为远期设计水平年。
根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288—99）规定，结合本灌区实际情况，灌溉保证率取P=75%。
3.2.2用水量分析
该项目区定向的帮顾客种植高山榕、菠萝蜜、澳洲坚果、青枣、风铃木、凤凰木等高价值的树木幼苗，同一块地种植作物不固定，通过多年的生产经验，发现澳洲坚果幼苗在生长期需水量最大。
所以本项目区以澳洲坚果作为各种分析计算的经济作物，根据《云南省地方标准》（DB53/T168-2006），结合本灌区实际情况，拟定灌溉定额进行需水量计算。
（1）澳洲坚果灌溉制度
由于该灌区无任何灌溉用水方面的资料，澳洲坚果灌溉制度根据《云南省地方标准》（DB53/T168-2006）规定，结合技术人员的经验和当地实际情况，综合拟定苗埔的净灌溉定额为144m3/亩，果树的净灌溉定额为110m3/亩。
（2）灌区内主要种植作物
根据现状和今后发展规划，项目区主要种植澳洲坚果和进行澳洲坚果育苗。
（3）灌溉水利用系数的确定
灌溉水利用系数的取值为：
现状水平年2008年为η=0.9，近期规划水平年2018年为η=0.9；远期规划水平年2028年为η=0.9。
经计算：
澳洲坚果苗埔基地毛灌溉定额267m3/亩，澳洲坚果果树毛灌溉定额123m3/亩。
3.3项目区水量平衡分析
3.3.1项目区可供水量分析
水源距离项目区约8.21km，需要建设管道进行引流。
项目区取水位置属于怒江水系南汀河支流勐旨河，流域区年产水量6990万m3，取水点2#坝以上流域多年平均径流5790万m3。
3.3.2项目区需水量预测
按拟定的灌溉制度，本次试验区项目地260.85，未来规划1000亩的种植面积，1000亩年需水总量16.19万m3。
3.4项目区设计水平年供需平衡分析
项目区水文资料套用永德县代表站永康站的资料，年径流量的年内分配以永康河水文站作为参证站，具体计算详见表3-1，片区年径流量p＝75%年内分配表。
（1）项目区供需水量平衡分析
项目区水量供需平衡分析详见表3—3，大雪山苗圃地澳洲坚果灌溉用水供需平衡表。
从分析结果来看，项目区供水量能满足灌溉需水要求。
表3-1勐旨河流域年径流量p＝75%年内分配表单位：
万m3
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
合计
p＝75%
W
（万m3）
456.83
220.60
174.28
131.43
174.28
220.02
1166.11
877.19
751.54
829.71
468.41
319.61
5790
比例（%）
7.89
3.81
3.01
2.27
3.01
3.8
20.14
15.15
12.98
14.33
8.09
5.52
100
表3-2大雪山苗圃地灌溉需水量年内分配表单位：
万m3
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
合计
灌水次数
育苗
10
10
10
10
10
10
60
果树
2
2
2
2
1
2
11
总需水量
2.86
2.86
2.86
2.86
1.88
2.86
16.19
表3-3大雪山苗圃地灌溉用水供需平衡单位：
万m3
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
合计
灌水次数
育苗
10
10
10
10
10
10
60
果树
2
2
2
2
1
2
2
可供水量
456.83
220.60
174.28
131.43
174.28
220.0
1166.1
877.19
751.54
829.7
468.4
319.6
5790
需水量
2.86
2.86
2.86
2.86
1.88
2.86
16.19
富余水量
453.97
217.74
171.42
128.57
174.28
220
1166.1
877.19
751.54
829.7
466.52
316.74
5773.81
4项目规划设计
4.1项目建设指导思想
全面贯彻落实协调可持续的科学发展观，按照提高农业综合能力、保障粮食安全、促进农民增收、改善生态环境的要求，切实加大公共财政对农村水利的支持力度，以政府安排资金为引导，以农民自愿出资出劳为主体，以开展规划编制工作为依托，以农村水利管理体制改革为动力，整合各种农村水利建设资金，逐步建立保障我省农村水利建设健康发展的长效机制。
4.2项目建设目标
大雪山亦属于国家贫困乡之一，经济发展缓慢，财政极度困难，农业基础设施十分脆弱，严重制约着该乡的经济发展。
本灌区，目前尚无灌溉系统，抵御自然灾害的能力较弱，影响和制约着当地农业及社会发展。
水利灌溉配套工程的实施将切实解决该区的灌溉问题，同时也将对周边地区乃至全县的节水灌溉起到重要的示范作用。
通过水利配套建设，采用先进合理的节水措施，项目实施后效益明显，使幼苗成活率大大提高，培养幼苗时间大大减少。
4.3项目建设等级标准
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252--2000）及《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288--99），依据灌区本次灌溉面积260.85亩，确定该工程规模为小
（二）型，工程等级为
等，工程级别为5级。
4.4项目建设内容
该项目水利工程主要有：
水源工程、管道工程及田间配套工程。
该工程水源为南景河2#坝，水源位于项目区中下游，相对位置较高，整个灌区可通过管网自压灌溉。
项目区本次灌溉面积260.85亩，种植高山榕、菠萝蜜、澳洲坚果、青枣、风铃木、凤凰木等高价值的树木幼苗使基地发挥巨大的经济效益和示范作用。
4.5项目规划布局及单项工程布局
本次可研工作中对项目区的水源进行了实地勘测，项目区内的主管道及项目区的面积也进行了实地测量，根据实际测量结果，结合本地实际，初步选定苗圃基地灌溉方式采用喷灌，符合本区地理地形条件及实际情况。
总体方案为：
从水源引水进入项目区调节池，本项目调节池主要使用两个已建200m3的水池（一个是大雪山澳洲坚果基地的水池，第二个是大雪山坡耕地项目建的水池），再通过管道从调水池引水进入项目区。
4.6工程设计
4.6.1灌水方法的选择
先进而合理的灌水方法应满足以下几点要求：
1、灌水均匀。
2、灌水利用率高。
3、少破坏或不破坏土壤团粒结构。
4、便于和其他农业措施相结合。
5、应有较高的劳动生产率，使得一个灌水员管理的面积最大。
6、对地形的适应性强。
7、基本建设投资与管理费用低，也要求能量消耗最少，便于大面积推广。
8、田间占地少。
节水灌溉的灌水方法主要有喷灌和滴灌，下面进行对比选取最优方案。
喷灌是利用专门设备将有压水送到灌溉地段，并喷射到空中散成细小的水滴，模拟天然降雨一样进行灌溉。
其突出优点是对地形的适应性强，机械化程度高，灌水均匀，灌溉水利用系数高，尤其是适合于透水性强的土壤，并可调节空气湿度和温度。
滴灌是由地下灌溉发展而来的，是利用一套塑料管道系统将水直接输送到每棵作物根部，水由每个滴头直接滴在根部附近，然后渗入土壤并浸润作物根系最发达的区域。
其突出优点是非常省水，自动化程度高，可以使土壤湿度始终保持在最优状态。
根据水源、作物种植及选择灌水方法的要求，本项目区灌水方法选择喷灌。
4.6.2灌溉制度
4.6.2.1苗圃基地灌溉制度的确定
由于项目区只种坚果，作物结构单一，设计灌水定额的计算选用《喷灌工程技术规范》GB/T50085--2007中推荐的公式。
计算参数的选取在结合规划区实际的同时，通过项目区有丰富经验的农户采访调查来确定。
1、微灌灌水补充强度
微灌的灌溉补充强度是指为了保证作物正常生长必须由微灌提供的水量，以mm/d。
表示为：
Ia=Ea-Po-S（Po为有效降雨量，S为地下水补给）
对于一般地区，作为设计状态，认为作物所消耗的水量全部由灌溉补充，即Ia=Ea。
2、设计灌水均匀度
根据《喷灌工程技术规范》第3.0.7条规定：
在设计风速下，喷灌均匀系数不应低于75%，本项目中喷灌均匀系数取80%。
3、灌溉水利用系数
根据国标GB/T50085-2007号《喷灌工程技术规范》选取喷洒水利用系数η=0.85。
4、灌溉用水量
设计灌水定额按下式计算：
m＝100γh（β1-β2）1／η
m—设计灌水定额，mm；
γ—土壤容重，kg/cm3。
取0.00135kg/cm3；
h—作物土壤计划湿润层厚度，cm。
取20厘m；
β1—适宜土壤含水量上限（重量百分比），项目区为山地，为避免深层水量浪费，β1取田间持水量的90%，项目区土质为壤土，田间持水量的25%，则β1＝22.5%。
β2—适宜土壤含水量下限（重量百分比）。
取田间持水量的75%，即β2＝18.75%；
η—为喷洒水利用系数。
项目区坚果关键需水期设计日喷灌时间内平均风速的多年平均值为2.8m/s＜3.4m/s，取η＝0.85。
通过计算，m＝11.91mm，即：
8m3/亩。
5、设计灌水周期
T＝m/ETa
式中：
T—设计灌水周期，d；
m—设计灌水定额，mm；
ETa—作物日蒸发蒸腾量，mm/d。
坚果在设计代表年灌水高峰期平均值为4mm/d。
通过计算：
T＝11.91/4＝2.97（d），取3天。
6、灌水延续时间
喷灌一次灌水所需时间t按下式计算
t=mSmSl/（1000qη）
=11.9×6×12÷（1000×0.3×0.85）
=3.36（h）
式中：
m—设计灌水定额，㎜；
t—一次灌水延续时间，h；
η—喷洒水有效利用系数，一般选用0.7~0.9，本项目选取0.85；
Sm—支管间距，m；
Sl—沿支管的喷头间距，m；
q—一个喷头流量，m3/h。
计算结果：
t=3.36h，取t=4h，即每次喷灌延续时间为4个小时。
7、灌水次数
坚果是木本作物，生长季节对水分要求较高，根据项目区坚果种植经验和用水试验，坚果耗水量高峰期主要集中在5～10月期间，此期间耗水量达3.5～6.5mm/d，但在此期间，项目区降雨丰富，不需要进行灌溉。
项目区主要灌水期为11月至次年的4月份。
结合项目区坚果苗生产情况和种植经验，拟定各时段的灌水次数如下表：
表4-1各时段坚果苗灌水次数表
月份
1
2
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