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1、11.1 绪言 某县某喷灌项目区位于某县东北部某盆地内,地理位置为东径 4702-895604,北纬 470209-470242，距县城 38 公里，交通方便。项目区是某乡政府所在地。因此，70 年代在此修建了某水库,总库容580 万立方,兴利库容 385 万立方,南北干渠两条,可控制面积 6.06 万亩,其中耕地面积 5 万亩,主要种植小麦、苜蓿、豆类等。因水库大坝渗漏量大，水库多年来一直限制水位运行，汛限水位 1388 米，相应库容 219 万立方，历年保证耕种面积只有 2 万亩。由于该区灌溉面积太少，饲草饲料严重不足，牲畜主要靠自然草场放牧，造成与草原畜牧业牲畜过往采食争食，还致使周边自
2、然草场严重退化，生态环境日趋恶化，严重制约该区的发展。为保证该 区农牧业生产持续快速发展，在项目区实施节水灌溉，增加灌溉面积，建立稳产、高产优质饲草饲料基地，发展生态畜牧业，同时对自然草场实施科学轮灌，恢复和改善生态环境是十分必要的，也是非常迫切的。喷灌具有节能、省水、省工、增地、增产等优点，是一项先进的灌溉技术。 项目区具有较好的兴建喷灌的多方面条件，实施喷灌是切实可行的，为此，某县委和县 政府提出某兴建喷灌工程。这完全代表当地农牧民的心愿，也符合党的十六大提出的“大力推进 科教兴农， 发展高产、优质、高效农业和节水农业” 的方针。实施喷灌工程， 对提高灌溉技术水平，节约用水和科学灌溉，促进
3、区域经济发展具有重要作用，应尽早实施。1.2 项目区概况1.2.1 水源水源为某水库库水。水库最大坝高 18 米，总库容 580 万 m3，兴利库容 385 万 m3，汛限水位以下库容 219 万 m3。某河多年平均径流量为4511 万 m3，灌区五万 亩地面灌溉时用水量 为 4100 万 m3，喷灌用水量为 2050 万 m3，水源有保障。21.2.2 地形项目区地形由北向南倾斜，地面坡度为 1/100-1/150，属一面坡地形。自水源向下可获得 1020 米余米水头，适宜兴建半固定式加压喷灌。1.2.3 土壤项目区土壤为棕钙土，土层较厚，土质适中，土壤肥沃，土壤容量为1.45g/cm3 ，
4、土壤田间 持水量为 37%(占体积 百分数)，土壤渗水条件较好，允许喷灌强度 15mm/h。1.3 管网规划1.3.1 喷灌技术参数1、灌水定额 m=65.3mm；2、根据项目区土壤情况，允许喷灌强度为 15mm/h；3、设计灌水周期为 6 天；4、喷洒水利用系数采用 0.7；5、在设计风速下， 喷灌均匀系数不低于 75%；6、雾化指标 hp/d 大于 3500；7、喷头的实际工作压力不低于设计喷头工作压力的 90%；8、同一条支管上任意两个喷头之间的工作压力差不大于设计喷头工作压力的 20%；9、喷头组合间距按规范表 3、0、8、确定。1.3.3 管网布置喷灌管网采用主干管、分干管、移动支管
5、三级管道布置，以地形地势为主要因素。喷洒支管尽量平行等高线布置，配水系统的主干管、分干管尽量垂直等高线布置。喷灌支管尽量与作物耕作方向平行，并避免平行风向布置， 给支管配水的干管，其布置应使多数支管长度相等。项目区管网布置详见某县某喷灌规划布置图。主干管、分干管均采用 UPVC 管，移动支管采用薄壁铝合金管。主干管、分干管干管抗压强度为 0.6Mpa。3为运行管理方便，管网中设置了进水闸阀，节制闸阀和泄水闸阀，给水栓及快速接头等。喷头型号采用 PY120 型，其组合间距为沿支管方向喷头间距a=18m，支管 间距 b=20m。1.4 投资估算1.4.1 根据阿勒泰地区单位估价表价格和市场价格确定
6、综合单价计算。综合取 费按直接费 12%计取。1.4.2 投资估算喷灌工程总投资为 2423.55 万元，单位指标为 485 元/亩。综合取费后总投资为 2714.38 万元，单位指标为 543 元/ 亩。1.5 经济评价经济内部收益率 19.5%，大于社会折现率 12%。经济净现值 671.88万元，大于零。由此可见， 该工程经济上是合理的。2 基本情况2.1 地理位置某县地处新疆维吾尔自治区最北部的阿勒泰地区的东面，位于北纬45 o 00-48o 03 ,东经 88 o 10-90o 31之间 。北部以阿勒泰山与蒙古人民共和国分界，东临青河县，西接福海县，南延准噶尔盆地与昌吉回族自治洲的奇
7、台，吉木萨尔等县毗邻，县域南北最长处约 413 公里，东西最宽处约 180 公里。行政区域面积 3.37 万平方公里，历史形成放牧面积为 5.43万平方公里。某喷灌项目区是某乡农牧业生产基地之一，位于某县城东北 38 公里处， 东径 47 o 02,-89。56,04,北纬 47。02,09-47。02,42，某乡与县城为柏油公路相接，交通方便。项目区具体位置见某喷灌工程规划图。2.2 社会经济概况某乡现有人口 1.64 万人，全乡 2001 年牲畜最高饲养量达 29.8 万头,年末牲畜存栏 18.3 万头,粮食总产 1058 万公斤。现拥有灌溉面积 2.0 万4亩，主要种植小麦、玉米、油料、
8、豆类、苜蓿等，人均收入 2098 元。项目区为某乡政府所在地。因此，70 年代在此修建了某水库,总库容580m3,兴利库容 385m3,南北干渠两条,可控制面积 6.06 万亩,其中耕地面积 5 万亩,主要种植小麦、苜蓿、豆类等。因水库大坝渗漏量大，水库多年来一直限制水位运行，汛限水为 1388 米，相应库容 219m3，历年保证耕种面积只有 2 万亩。喷灌工程实施，将使灌区灌溉面积增加到五万亩，为该区的经济发展奠定基础，也将对某乡脱贫致富，经济发展起到示范作用。2.3 气象与水文某喷灌项目区属大陆性北温带寒冷气候区，春旱多风，夏季凉爽，秋季短暂，冬季寒冷漫长，降水量少，蒸 发量大，气候干燥，
9、日照充足，气温年日较差大，无霜期短。 项目区年平均气温 1.9，最低气温45，无霜期 120140 天，大于 10积温 2100，年日照时数 2763.8 小时，日照率为 65%，年辐射总量为 133.8 千卡/cm 2，作物生长期 49 月份可达 95.3千卡/cm 2，多年年平均降水量 160mm，蒸发量为 1560mm。项目区主要水源是某水库库水，根据多年观察，某河多年平均径流量为 4511 万 m3，灌区五万 亩地面灌溉时用水量为 4100m3，喷灌用水量为 2050 万 m3，水源有保障。2.4 地形地貌项目区位于山前冲洪积扇上中部位，整个地形由北向南倾斜，地面坡度为 1/1001/
10、150，属一面坡地形。2.5 土壤及水文地质概况项目区土壤主要为棕钙土。灌区土层较厚，较平坦，土壤耕性较好，质地适中。 40cm 深土土壤孔隙率 40%，田间 持水率为 37%。土壤养分含量有机质 1.75%，碱解氮 56 ppm，速效磷 3ppm，速效钾 183ppm，为全国土壤分级标准的四级。灌区位于山前冲洪积扇带上中部，表层土以砂壤土为主，60cm 以下5土层夹有少量砾质，第四层覆盖较厚，地下水埋深较深，水量很小。3 发展喷灌的必要性和可行性3.1 发展喷灌的必要性项目区是某乡主要的产粮区。自 70 年代以来，仅有 20000 亩地的灌溉面积已远远适应不了人口增长，农牧业生产和经济发展的
11、要求，特别是近几年来，由于牲畜头数猛增，受饲草、 饲 料所限，人工补饲率极低，主要靠天然牧场放牧，造成周边自然草场严重退化，生态环境日趋恶化，项目区灌溉面积太少已成为农牧民脱贫致富和农牧业生产、经济发展的重要制约因素。喷灌是一种先进的灌水方法，可以减少深层渗漏和田面无效蒸发，比常规灌溉节水 40%50%，而且又有灌水均匀，不产生地面径流、保肥、省工省地等优点。根据项目区水土资源条件，发展高技术的节水灌溉，扩大灌溉面积，促进牧民定居发展现代化畜牧业，增加农牧民收入，发展区域经济和改善周边生态环境都是十分必要的，也是当地农牧民急切的愿望。3.2 发展喷灌的可行性项目区为某乡农牧业生产的重要基地，交
12、通方便，自然条件优越：土地较平坦，一面坡，土 质适中，土壤肥沃，气候条件较好，适宜种植小麦、玉米、油料、苜蓿、蔬菜等多种作物，且产量 较高，上游某河水水量有保障，自渠边 到灌区可获得 1020 余米的水头，项目区农牧民对 节水灌溉，增加灌 溉面积 有着 较高的积极性，因此，在项目区发展加压喷灌各方面条件都已具备，切实可行。4 设计思想及设计依据4.1 设计指导思想坚持“节水型建 设和增水型建 设相结合，以节水型建设为主” 的水利建设方针，建立节水型农牧业，走节水灌溉的道路，实现灌溉用水从粗放型向集约型转变，实现传统农牧业向现代农牧业的转变。64.2 设计依据一、 某县农业综合区划；二、 某县“
13、十一五计划”；三、 某县产业结构调整意见；四、 喷灌工程设计手册。5 水源规划与作物种植计划5.1 水源规划灌区水源为水库水，灌区建有南北两条干渠,南干渠控制 3.5 万亩,北干渠控制 1.5 万亩,现在渠首高程为 1390 米，工程规划时选择了两个方案进行比较，第一方案是利用水库自然水头，管线垂直等高线，南干渠长 18.5公里，经水力计算， (成果见表 5-1)从表中可以看出由于管线长，水头损失大，至各个灌区后，水头损失无几， 还需再加压 50 米才能进行喷洒。第二方案是直接在干渠边修建一蓄水池。加压 50 米后进行喷洒，显然这一方案，较为经济，所以优先考虑第二方案。第二方案包括：进水闸、蓄
14、水池、加压泵站、管网等。表 5-1某方案一 用水量 m3/h 长度(km) 管径 (mm) 损失（米） 水压标高（米） 单价(元) 复价(万元)79944 1 1200 2.55 1387.5 1400 1408056 3.5 1200 6.14 1381.31 1400 4906667 2.5 1000 7.5 1373.81 1100 2755833 3.25 1000 7.68 1366.13 1100 357.51667 1.5 600 4.45 1361.68 520 78833 8 600 6.9 1354.78 520 4161756.55.2 作物种植计划该地适宜种植小麦、玉米
15、、苜蓿、蔬菜、油料等多种作物，目前灌溉的 20000 亩地，主要种植小麦和苜蓿，小麦单产在 350kg/亩以上，苜蓿单产在 450kg/亩以上，土豆单产在 2000kg/亩以上。采用喷灌节约水量增加灌溉面积后的种植计划，根据当地条件和农业结构调整，拟定如表 52灌区农作物种植结构表表 52其 中项目总面积（亩） 小麦 玉米 苜蓿 油料 蔬菜 其他面积（亩） 50000 10000 5000 20000 2500 2500 10000比例（ %） 100 20 10 40 5 5 206 喷灌系统规划布置6.1 规划原则喷灌工程的规划应遵守以下原则：1、喷灌工程的总体设计应根据灌区地形、土壤、气
16、象、水文以及水文地质、作物种 类以及社会经济条件，通过技术经济比较确定。2、应符合农田水利规划的要求，应与道路、林带、供电等系统以及居民点的规划相结合，统筹安排。3 注意经济效益，在保证喷洒质量，运行安全可靠和管理方便的前提下，尽量降低投资造价和运行费用，并尽可能考虑喷灌设备的综合利用。84、注意节省能源，充分利用自然水头，尽量发展加压喷灌综合考虑水源水位，灌区地面高程变化地块分布，输水距离以及可供选择的设备规格等因素，对全灌区进行压力规划，作出压力分区。6.2 喷灌系统的布置原则喷灌系统的布置一般应遵循以下原则：1、喷灌支管应尽量与耕地方向平行；2、喷洒支管应尽量与作物种植的垄向保持一致；3、喷洒支管最好平行等高线布置，至少应尽量避免逆坡布置；4、在风向比较恒定的灌区，喷洒支管应尽量避免平行风向布置；5、给支管配水的干管或分干管，其布置的位置应尽量使多数的喷洒支管长度相同。6.3 喷灌系统规划布置方案因地处山前倾
