石头河万亩节水示范园初设说明书.docx
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石头河万亩节水示范园初设说明书
石头河灌区高新节水示范园工程
初步设计说明书
目录
1综合说明1
1.1灌区概况1
1.2项目区水土资源分析2
1.3灌区节水改造的必要性和可行性2
1.4灌区节水改造的指导思想2
1.5灌区节水改造内容2
1.6年度实施方案设计3
1.7工程投资概况3
1.8经济评价与环境保护设计3
1.9施工组织3
1.10运行管理4
1.11结论4
1.12工程特性表5
2灌区概况6
2.1地理位置，灌溉水源6
2.2地形地貌6
2.3社会经济7
2.4气象7
3项目区水资源平衡分析9
3.1可供水量9
3.2需水量计算9
3.3水量平衡计算10
4灌区节水改造的必要性和可行性11
4.1工程现状及存在问题11
4.2发展潜力分析11
4.3节水改造的必要性11
4.4节水改造的可行性12
5年度实施方案设计13
5.1设计依据和设计原则13
5.1.1设计依据13
5.1.2设计原则13
5.2灌溉分区规划及灌溉类型确定14
5.2.1灌溉分区规划14
5.2.2灌溉类型确定15
5.3农村产业结构调整规划及灌溉制度拟定16
5.3.1农村产业结构调整规划16
5.3.2灌溉制度拟定17
5.4管理工程设计18
5.4.1灌水定额的计算18
5.4.2设计灌水周期18
5.4.3支管及给水栓设计18
5.4.4灌溉工作制度与设计流量确定19
5.4.5水力计算与管径的确定34
5.4.6管道建筑物及结构设计44
6工程投资概算45
6.1编制依据45
6.2费用标准及基础单价45
7经济评价48
7.1编制依据48
7.2评价方法和计算参数确定48
7.2.1评价方法48
7.2.2价格水平48
7.2.3主要参数48
7.3国民经济评价48
7.3.1费用计算48
7.3.2效益计算49
7.3.3国民经济评价50
7.4结论50
8环境保护设计53
8.1设计依据53
8.2工程环境概况53
8.3工程建设对环境的影响53
8.3.1对环境的不利影响53
8.4环境影响对策54
9施工组织设计55
9.1施工条件55
9.2主体工程施工55
9.3工期与任务55
9.3.1工期安排55
9.3.2工程任务56
9.3.3工程招标56
9.4施工组织56
9.4.1工程建设方式56
9.4.2建设管理机构及职责56
10运行管理58
10.1管理机构及体制改革58
10.1.1工程运行管理机构及管理体制改革58
10.1.2供水体制改革及水费计收改革58
10.2主要管理设施及管理范围59
1综合说明
1.1灌区概况
石头河水库灌区位于关中西部，辖眉县、岐山两县共14个乡（镇）。
灌区设计灌溉面积128万亩，其中眉、岐两县渭河以南设施灌溉面积37万亩，宝鸡峡塬下灌区补水面积91万亩。
灌区骨干渠道主要有总干渠和东干、北干、西干三条干渠，总长度51.984公里，设有支渠14条，总长度97.137公里。
水库坝址位于古褒斜道斜峪关以南1.5公里处的眉县、岐山、太白三县交界处，是一座具有灌溉、城市供水、发电、防洪等综合利用功能的大
（二）型水利工程。
水库设计总库容1.47亿立方米，正常蓄水位801米，年调蓄水量2.7亿立方米。
枢纽工程于1969年开始筹建，1980年下闸蓄水并部分受益，1989年工程基本建成，1994年正式通过国家竣工验收。
依照《陕西省大型灌区续建配套与节水改造规划编制工作大纲》的要求结合灌区的实际，石头河水库管理局于1999年作出了近期（2005年）远期（2015年）的发展节水改造规划，其中近期发展节水灌溉面积30万亩，远期发展37万亩。
工程措施包括渠道衬砌，暗管理输水等。
本年度实施项目为石头河水库东干渠九支渠万亩节水灌溉示范区，该区位于秦岭北麓、眉县青化乡境内。
项目区是九支渠灌区的一部分。
九支渠节水工程分两期实施，本次实施的万亩节水灌溉示范区一期工程的范围由穆桥沟以东到青化塬边，即九支渠原7斗、8斗控制面积。
灌区南北长约4.6km，东西宽约2.5km，控制面积灌溉面积11500亩。
2002年九支渠已衬砌渠道2.87km，改造建筑物33座，由于斗渠已运用20多年，渠道老化破损严重，斗渠以下的分引渠系不配套，田间工程残缺不会，土地不平整，灌溉效益逐年降低，严重制约灌区经济的快速发展。
万亩节水示范项目涉及青化乡境内的宣窝、风村、青化、河湾等6个村36组，农户2150户、人口8549人。
总耕地占1298亩，主要以农业经济为主，主要农作物是小麦、玉米，经济作物有猕猴桃、苹果、油料等，农民人均年纯收入1230元。
1.2项目区水土资源分析
项目区灌溉水源为石头河水库，流域面积673km2，多年平均径流量4.48亿m3，年平均流量14.1m3/s，石头河水库除灌溉用水外，还向西安市年供水约9000万m3。
经有关文件分析研究，水量平衡。
水库水量充沛，水质优良。
项目区节水改造前，灌区年需水量525.2万m3，由于7斗8斗渠道老化损坏严重，田间工程配套较差，干支渠有水输不到田间，一般灌溉面积不足设施面积的三分之一，灌溉水利用率不到40%。
万亩节水示范区项目实施后与干支渠配套，在75%灌溉保证率下，项目区年灌溉用水量为266.3万m3，灌区人饮用水量12.48万m3，支渠可供水量为525万m3，每年可节余水量246.4万m3万。
灌区土层厚度较大，约在20-60m，土质良好，肥沃，适宜种植小麦、玉米及经济果林。
1.3灌区节水改造的必要性和可行性
项目区为九支渠7斗、8斗灌区，经过20余年的进行，7斗，8斗已破烂不不勘，输水安全可靠不能保证，输水损失大，斗以下分引渠配套不全，田间土地不平整，灌溉水的利用率不足40%，目前东干渠九支渠已实施节水改造，但渠水输不到田间，或水的利用率很低，为促进灌区农业可持续发展和节约水资源，对灌区实施节水改造非常必要和迫切。
石头河水库管理局通过近几年节水改造工程实践，在工程前期工作、工程招投标、工程质量管理和资金管理等方积累了不少经验，锻炼了一大批干部；节水改造工程实施后，不但增引了灌溉和供水水量。
同时又大量节约了水资源，农民群众的庄稼能得到适时灌溉，农业增产增效，热情支持节水改造；项目区南高北低，高差65m，有利于实施管道灌溉，节水潜力大；另外本项目由具有两级资质的设计单位承担设计，技术先进，经济合理，所以本工程实施的可行性条件优越。
1.4灌区节水改造的指导思想
依靠科技进步，提高灌溉水利用率和水分生产率，达到农业增产和农民增收，为实现区域水资源的可持续利用和农业的可持续发展创造条件。
1.5灌区节水改造内容
根据灌区地形条件，设计拟建设管道灌溉系统，铺设输水干管10115m，铺设UPVC输水支管37061m，建设调压池2个，解决11500亩农田灌溉用水及8549人的生活饮水困难。
1.6年度实施方案设计
根据项目区原7斗、8斗的灌区地形地貌条件，经比较采用两个独立的灌溉系统，即输水干管按原7、8斗渠的位置布设两根，分别控制青果公路两侧灌区。
项目区整个灌溉管网为设有减压池的开敞式结构自压输水系统，管网是由总干管，干管和支管三级管道组成的树枝状管网，全部输配水系统为固定管网，给水拴设在支管上，间距20m，给水栓最小流量为50m3/h，设计田间水畦宽度3m。
输水总干管、干管采用预应力钢筋砼管，管径DN800mm、DN600、DN300mm，压力等级0.4Mpa，输水支管采用UPVC管，调压池为开敞溢流式钢筋砼圆形结构。
1.7工程投资概况
根据陕西省计委陕计项目[2000]1045号文规定，本工程投资拟为1162.75万元。
1.8经济评价与环境保护设计
根据《水利建设项目经济评价规范》SL72-94规定的评价方法和分析参数，本项目经济内部收益率Is=14.07%，大于社会基准折现率I=12%，经济净现值为197.21万元，大于零，经济效益费用比为1.14，大于1.0，均满足《评价规范》要求，经敏感性分析，各项指标亦满足《评价规范》要求，说明实施本项目从国民经济角度分析是合理的，具有较强的抗风险能力。
本项目实施后，使原九支渠7、8斗灌区有了充足的灌溉水源，使农业增产和农民增收，同时又节约了水资源，促进灌区经济可持续发展和水资源的可持续利用，但是工程在实施过程，由于开挖管沟有弃渣，可能产生的水土流失，施工期间的粉尘、废水、废渣、噪声对调边村民可产生一定的影响，这些不利影响是暂时，只要施工单位坚持文明生产注意环境保护，其影响也会降低。
1.9施工组织
此次节水改造工程实行项目法人负责制，建设单位为石头河水库管理局，执行机构为石头河水库灌区节水改造工程项目办公室，其项目法人全面负责工程建设及管理，并受上级部门监督。
工程建设监理制，由业主聘请或招标选择有相应资质的监理公司承担监理任务。
无论工程项目招标与否，所有开工建设的项目均应进行工程施工监理。
建设管理机构及职责，依照工程建设规模，法人单位石头河水库管理局组建专门机构，即万亩节水示范园工程建设领导小组，负责节水灌溉改造工程建设的全部事宜。
1.10运行管理
按照《陕西省大型灌区续建配套节水改造项目建设管理办法》的要求，石头河水库管理局成立了“石头河水库灌区续建配套节水改选项目办公室”，下设综合科、工程科、财务科和质检科4个职能科室，总编制10人。
综合科职责是：
负责日常事务、工程技术档案的管理、大型会议的组织和筹备工作。
工程负责是：
负责工程项目设计和招标文件的编报，负责项目实施、检查工程进度和质量、协助财务科督查资金使用情况，负责项目检查和验收有关技术资料的编报。
财务科职责是；负责项目经费预算的编报，各子项目结算报表和财务进度报表的编制，督促检查项目资金使用情况，参与工程项目的招投标，做好项目各级配套资金的落实工作。
质检科职责是：
负责工程质量管理和工程安全管理，编制和健全质量管理和监督保证体系，负责工程质量和安全监督。
1.11结论
本初设报告在对项目建设的必要性和可能性、项目区域水资源供需平衡、规划设计的方案比较管道设计、项目组织建设与管理等方面论述的基础上，对项目建设的技术可行性进行了分析，对其经济效益进行了评价，结论为：
石头河灌区万亩节水示范区工程初设能结合灌区工程现状，认真分析灌区特点和存在问题，优选技术方案，工程布置合理，设计内容全面，计算详尽正确，施工方案合理。
工程建设指导思想正确，技术方案可行，经济效果显著，生态、社会效益突出，项目实施对于促进灌区农业结构调整，改善灌区农村生活面貌，提高农民经济水平具有重要意义，并且，项目可对我省灌区三农问题的解决和灌区的管理水平提高具有师范引导作用，应尽快组织实施。
1.12工程特性表
石头河灌区万亩节水示范园工程特性表
基本情况
建设单位
陕西省石头河水库管理局
建设地点
眉县青化乡
设计单位
西北水利水电建筑勘察设计院
工程要素
设计灌溉面积（亩）
11500
设计流量（m3/s）
0.861
设计保证率
75%
建筑物（座）
4
物干管长度（m）
10115
支管长度（m）
35252
年均灌溉用水量（万m3）
175.03
设计村镇年供水量（万m3）
12.48
预应力混凝土管安装（m）
10115
UPVC管安装（m）
37061
土方开挖（m3）
62274
土方回填（m3）
50258
混凝土（m3）
2563
灰土垫层（m3）
4334
钢件加工（t）
3.2
工程总投资（万元）
1162.75
经济分析
内部回收率（%）
14.07
净现值（万元）
197.21
建设工期（月）
12
2灌区概况
2.1地理位置，灌溉水源
石头河水库灌区位于关中西部渭河以南，西起宝鸡县铜峪沟，东至眉县青化乡与周至县接壤，南依秦岭，北抵渭河，东西长42km，南北宽15km，总面积630km2。
石头河水库灌区是一个多水源灌区，水源有石头河，灞王河，汤峪河，东沙河，西沙河等五条河流，皆发源于秦岭北麓，由南向北汇入渭河。
石头河水库是灌区主要水源，流域面积673km2，多年平均径流量4.48亿m3，日平均流量14.1m3/s，实测最大流量1680m3/s，实测最小流量1.01m3/s。
本项目为石头河水库东干九支渠万亩节水灌溉示范区。
位于秦岭北麓，眉县青化乡境内。
项目区是东干渠九支渠灌区的一部分，九支渠灌区位于青化塬面中下部，南靠秦岭以石头河东干渠九支为界，北依渭河以西宝公路为界、西邻东沙河，东接青化塬边。
2.2地形地貌
石头河水库灌区位于秦岭北麓渭河盆地南缘结合带附近的黄土台塬区，台塬走向东西，波状起伏，由南向北向渭河台陛式跌落与缓倾。
项目区青化塬面南高北低，南部高程为556.5m，北部为489.5m，南北高差达65m，九支渠位于灌区南部最高处，东西走向。
青化塬面被穆桥沟由南到西北向从中部分为两块。
九支渠灌溉工程分为两期实施。
一期工程灌区位于穆桥沟以东，二期工程位于穆桥沟以西。
本次万亩节水示范区工程项目为一期工程，工程范围由穆桥沟到青化塬边，即原九支渠七斗八斗控制灌溉面积。
灌区南北长4.6km，东西宽2.5km，工程总控制面积11500亩。
九支渠由东干渠东沙河倒虹出口引水，工程总引水管由九支渠1+200处（即七斗处）引水。
工程区内无不良地质现象，土层厚度较大，约在20-60m间，土壤为湿陷性黄土，但湿陷性较弱。
工程区内地下水较为丰富，地下水埋深变化较大，南部埋深最大，约为155-180m，北部埋深最小，约为20-35m，地下水主要靠降雨、河流、灌溉补充。
2.3社会经济
灌区设施灌溉面积37万亩，有效灌溉面积22万亩。
分属眉县、岐山两县管辖。
灌区内有14个乡镇，152自然村，总人口27.95万人，其中农业人口26.11万人，农业劳动力13.63万人。
农业总产值3.52亿元，国内生产总值7.49亿元，农民人均收入1475元。
万亩节水示范园项目区内，共涉及青化乡境内的宣窝、风村、青化、河湾、是石马寺等6个村36组，区内共有农户2150户，人口8549人，总耕地面积12983亩。
区内主要以农业经济为主，其它产业较少。
农业生产以粮食作物为主，经济作物发展相对滞后，主要农作物为小麦、玉米，种植面积9120亩，经济作物主要有猕猴桃、苹果和油料，种植面积4400亩，没有形成规模，生产科技含量低，粮经种植面积比为195：
100。
2002年项目区内农业总收入1051.53万元，农民人均纯收入1230元，灌区各村的具体情况如下表2-1。
表2-1石头河灌区万亩节水示范园基本情况（2002年底）
村名
组数
户数
人口
耕地面积（亩）
作物种植情况
粮经比
农民人均纯收入（元）
农作物
经济作物
宣窝
4
295
1169
2004
1520
477
7.6:
2.4
1250
风村
6
489
1802
2710
2140
555
7.9:
2.1
1214
青化
15
672
2779
3802
2280
1520
3:
2
1360
河湾
5
320
1220
2097
1500
597
7.2:
2.8
1230
金家庄
4
296
1119
2045
1400
610
6.9:
3.1
1230
石马寺
2
78
460
2038
280
70
8:
2
1100
合计
36
2150
8549
12949
9120
3829
1230
工程项目区内，有西宝中线和青果路两条公路穿越灌区，交通条件良好。
区内人民群众思想解放，农村经济条件在全县位于中上水平，与石头河灌区受益前相比，农村经济得到了极大的发展。
2.4气象
灌区为大陆性季风半湿润暖温气候带，属干旱半干旱地区，区内气候温和，四季分明，多年平均气温为12.8℃，极端最高气温43℃，极端最低气温-17℃，无霜期240天，日照时数2088小时，多年平均降雨量686mm，多年平均蒸发量1270mm，多年平均风速2.1m/s。
多年平均冻土深度32cm。
其中降雨主要集中于7-9月。
3项目区水资源平衡分析
工程项目可供水量为该灌区原设计的灌溉供水量，由于工程功能由原单纯农田灌溉拓宽为农田灌溉与村镇供水，同时灌区的作物种植结构及灌水定额也所变化，所以必须进行水量平衡分析，以保证项目的设计供水标准，通过平衡分析也可确定出该项目实施后的节水效益。
在平衡分析时，我们选用保证率为50%、75%的代表年和多年平均进行分析。
3.1可供水量
灌区地下水埋深较大，难以补充作物生长用水，灌区用水全部靠石头河水库东干渠输给。
而石头河水库可供水量也就是7、8斗渠的原设计灌溉用水量。
其具体情况见表2-3。
表中M净为净灌溉定额，W为灌溉用水量，计算中灌溉水利用系数为0.55。
从表2-3可以看出7、8斗渠多年平均可供水量为344.2万m3。
3.2需水量计算
需水量分为两大部分，一部分为灌溉用水，另一部分为村镇供水。
其中灌溉用水的计算，按规划的灌溉面积和调整后作物种植结构计算，由于蔬菜和果树的种类杂多，且灌溉实验资料少，故在净灌溉定额的确定上，参考《陕西省作物需水量及分灌溉模式》及《中国主要农作物需水量等值线图》中的有关资料确定，具体值见表2-4，灌溉水利用系数按管道水利用系数0.95和管灌田间水利用系数为0.70计算，确定为0.80。
据此可计算出各支渠和总的灌溉用水量，具体数据见表2-4。
表2-3九支渠灌区作物灌溉用水量现状
种植作物
种植比例
种植面积（亩）
75%
50%
多年平均
M净（m3/亩）
W（万m3）
M净（m3/亩）
W（万m3）
M净（m3/亩）
W（万m3）
小麦
0.8
10386.4
150.0
283.3
105.0
198.3
91.9
173.5
玉米
0.6
7789.8
140.0
198.3
120.0
170.0
100.0
141.6
果树
0.2
1947.5
120.0
42.5
100.0
35.4
80.0
28.3
油菜
0.04
64.9
100.0
1.2
80.0
0.9
60.0
0.7
合计
20188.6
525.2
404.6
344.2
表2-4九支渠灌区设计灌溉用水量
种植作物
种植面积（亩）
75%
50%
多年平均
M净（m3/亩）
W（万m3）
M净（m3/亩）
W（万m3）
M净（m3/亩）
W（万m3）
小麦
4400
150
82.50
105
57.75
92
50.55
玉米
3800
150
71.25
100
47.50
100
47.50
蔬菜
4760
100
59.50
80
47.60
70
41.65
果树
3490
120
52.35
100
43.63
80
34.90
牧草
70
80
0.70
60
0.53
50
0.44
合计
16520
266.30
197.00
175.03
农村供水指对分散在灌区的各自然村供水，对农村供水按现有农村人口，以供水标准为每人每天40升来计算，可计算出其多年平均需水量为12.48万m3，具体情况见表2-5
表2-5村镇供水工程多年平均需水量
灌区
农村供水
人口（口）
用水定额（升/口）
需供水量（万m3）
全灌区
8549
40
12.48154
3.3水量平衡计算
根据东干渠对九支渠7、8斗的可供水量和该项目实施后的所需用水量进行水量平衡计算，计算结果如表2-6。
从表中可知，在不同代表年，来水均满足用水要求。
该项目实施后，除保证原有灌溉面积和满足新增村镇供水任务外，年均尚可节余156.7万m3，节水率为45%。
足见其节水效益可观。
表2-6水量平衡计算
代表年
九支渠（万m3）
可供水量
灌溉用水量
人饮用水
节余水量
75%
525.22
266.3
12.48
246.44
50%
404.6
197
12.48
195.12
多年平均
344.21
175.03
12.48
156.7
4灌区节水改造的必要性和可行性
4.1工程现状及存在问题
东干渠九支渠系设计引水流量为1.0m3/s，设计控制面积1.35万亩，全部为自流灌溉。
工程于1986完工，经过20多年运行，老化损坏严重，2002年，纳入续建配套节水改造项目，对九支渠改造2.87km，改造渠道建筑物33座，目前主要问题是斗渠以下田间工程配套差，斗渠渠系布置存在问题，具体问题如下：
（1）原斗渠沿垂直等高线布置，渠道纵坡基本上顺地跑，坡降大，在1/50-1/100之间，使得支渠冲刷破坏严重，不但影响了工程的正常运行，且增大了维护费用。
（2）渠系布置密度较小，有相当一部分农田不能灌溉。
（3）田间工程配套差。
田间农渠、毛渠基本未成网，使得实际灌溉面积减少，达不到设计灌溉面积的50%。
虽然地处灌区，但仍然存在大量的井灌面积，使得灌区提供的有利的水资源条件没有得到很好的利用。
（4）农田基本建设基础差。
灌区内有很大一部分为坡耕地，地块长度大，严重的影响了原设计地面灌的使用，同时也使得田间水利用系数较低。
（5）运行管理条件差，由于渠道坡降大，使得农民堵渠翻渠偷水问题突出，给灌溉用水管理造成很大的困难，同时偷水又使渠系破坏问题突出。
（6）渠道老化严重，衬砌破坏多，跑水漏水严重，渠道水利用系数低。
（7）灌区农村人饮全部靠提取地下水，用水条件困难。
4.2发展潜力分析
（1）石头河水库是灌区的主要水源，水量充沛，水质优良。
（2）灌区土质良好，土壤肥沃，适宜种植粮食和经济作物。
（3）群众有灌水习惯，已掌握小畦灌溉技术，希望进一步发展节水灌溉。
（4）管理局在利用世界银行贷款项目中，早已计划引入万亩节水灌溉示范区。
已委托有关设计单位进行了技术设计。
4.3节水改造的必要性
石头河水库不但承担岐眉30余万农田的灌溉任务，而且又担负着向西安市年供水9000万m3的重要任务。
农业用水是石头河水库供水对象中最大的用户，经分析年需水方为1.4亿m3。
灌区每亩农田毛灌溉定额为448.5m3/亩，相当于11个城市人年用水量，相当于工业10万元生产产值耗水量，所以农业节水意义重大，另外灌区目前主要干支渠已进行节水改造，但斗渠以下田间工程配套很差，已有的斗、分、引渠已老化破损，输水损失很大，田间土地亦很不平整，目前的问题是干支渠有水输不到田间，即使输水到田间，支渠至田间水的利用程度不高，大量的水资源被浪费，所以对灌区实施节水很有必要，迅速改变传统的落后的农业为现代农业非常必要和迫切。
4.4节水改造的可行性
（1）管理局一班人具有一定的节水改造工程实践经验
2001年，石头河水库灌区开始实施续建配套节水改造，在省水利厅的指导下，管理局专门成立了续建节水改造项目领导小组及项目办
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