灌區(qū)節(jié)水改造是保證國(guó)家糧食安全、促進(jìn)灌區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。干旱缺水是我國(guó)農(nóng)業(yè)面臨的最大威脅，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要制約因素。在人口不斷增長(zhǎng)、耕地逐漸減少、土地后備資源嚴(yán)重不足的前提下，穩(wěn)定和提高糧食綜合產(chǎn)能，一個(gè)重要方面是穩(wěn)定和適當(dāng)擴(kuò)大節(jié)水灌溉面積。水利設(shè)施年久失修，破損嚴(yán)重，使水量浪費(fèi)損失極為嚴(yán)重。每年由于渠道引水決口，沖毀，淹沒(méi)農(nóng)田時(shí)有發(fā)生。扶風(fēng)縣各工程設(shè)施破損嚴(yán)重，完好率低下，渠道輸水能力嚴(yán)重不足，水利用率低，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。同時(shí)，小型灌溉區(qū)井老化嚴(yán)重，耕地不灌溉，輸水工程不合適。根據(jù)上述現(xiàn)狀，需要規(guī)劃建設(shè)扶風(fēng)縣小型農(nóng)田水利工程，灌區(qū)節(jié)水改造是保證國(guó)家糧食安全，促進(jìn)灌區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。

2工程概況及農(nóng)田水利工程現(xiàn)狀

2.1工程概況扶風(fēng)縣位于關(guān)中盆地西部，西寶高速，西寶北線中段，全縣總土地面積745.8km2，耕地面積77.61萬(wàn)畝，農(nóng)民人均耕地1.59畝，縣內(nèi)耕地方便，道路成網(wǎng)，交通方便。全縣以種植糧食作物為主，主要糧食作物有小麥、玉米，多年播種面積100.6萬(wàn)畝，平均再種指數(shù)150%。經(jīng)濟(jì)作物主要有辣椒、蘋(píng)果等，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)主要以畜牧業(yè)為主。2.2項(xiàng)目區(qū)水利工程現(xiàn)狀目前項(xiàng)目區(qū)已有水利工程主要包括小型農(nóng)田水利工程、大中型灌區(qū)骨干工程和小型水庫(kù)工程。截至2009年底，全縣共有陂塘9座，小型灌溉泵站343處，農(nóng)灌機(jī)井2843目，水窖810目，小型灌區(qū)渠道291km，大中型灌區(qū)渠道1080km，機(jī)井灌區(qū)灌溉渠道117.3km，低壓輸水暗管112.8km。設(shè)施灌溉面積52萬(wàn)畝，有效灌溉面積45萬(wàn)畝，節(jié)水灌溉面積23.4萬(wàn)畝。全縣分享寶雞峽、馮家山灌區(qū)干、支路122.8km。2000年以來(lái)，該縣實(shí)施農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)水利骨干工程改造、省級(jí)財(cái)政特別資金灌溉區(qū)改造等項(xiàng)目，投入資金3100萬(wàn)元，建設(shè)改造干線，支路38km。縣管水庫(kù)共11座，均為小型水庫(kù)。太川水庫(kù)，官務(wù)水庫(kù)，白家窯水庫(kù)，五郡溝水庫(kù)，共灌溉面積5.8萬(wàn)畝�？傮w而言，灌區(qū)水利基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，渠系建筑物損壞嚴(yán)重，抽水站年久失修，機(jī)泵老化，農(nóng)田灌溉以土渠輸水，大水漫灌為主，地下水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，單井控制面積小，灌溉保證率低。無(wú)法滿足灌溉需求，嚴(yán)重阻礙項(xiàng)目區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3灌區(qū)節(jié)水改造工程設(shè)計(jì)

為改善扶風(fēng)縣灌區(qū)上述水利工程現(xiàn)狀，對(duì)整個(gè)扶風(fēng)縣分四個(gè)工程區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)節(jié)水改造工程設(shè)計(jì)。以下是整個(gè)節(jié)水改造工程的典型設(shè)計(jì)。3.1井工程設(shè)計(jì)根據(jù)當(dāng)?shù)厮�文地質(zhì)條件和用水量要求，井深180m。本深內(nèi)可有四層水，總厚40m，井孔口徑550mm，井管材料采用鑄鐵井管。過(guò)濾管有效工作長(zhǎng)度50m，實(shí)管長(zhǎng)度130m，總長(zhǎng)度180m。管外填充砂礫厚度為140mm，填充砂礫直徑為10mm~20mm，砂礫采用扶風(fēng)縣砂廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)砂礫。井壁管的連接形式采用焊接連接。根據(jù)井孔設(shè)計(jì)的地質(zhì)條件和含水層巖性來(lái)確定計(jì)算參數(shù)，從井孔柱狀圖中得知含水層總厚度M=40m，含水層巖性以粗中砂為主，選用含水層滲透系數(shù)K=15m/d，采用過(guò)濾管有效工作長(zhǎng)度L=50m，井孔直徑D=550mm，過(guò)濾管外徑ds=0.288m，井管直徑d=0.25m。為保證管井的使用壽命，避免過(guò)高的滲透流速對(duì)濾水管的腐蝕，結(jié)垢，堵塞等破壞，在設(shè)計(jì)中我們采用小于允許入管流速進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式為：Q=Л×dg×L×n×Vg，將相應(yīng)參數(shù)代入式中可得Q=195m3/h。計(jì)算的理論出水量，代表了濾水管的進(jìn)水能力，而設(shè)計(jì)流量應(yīng)小于計(jì)算的理論值，所以應(yīng)乘以0.3的安全系數(shù)，才能作為設(shè)計(jì)出水量，即Q=58.6m3/h。3.2輸水渠道設(shè)計(jì)以法門(mén)鎮(zhèn)齊村北十一支一斗渠襯砌工程進(jìn)行典型工程設(shè)計(jì)。渠道總長(zhǎng)度850m，主要灌溉齊村的部分耕地，控制灌溉面積650畝，畝均控制渠道長(zhǎng)度為2.5m~3.1m。渠道設(shè)計(jì)流量的大小，根據(jù)作物的灌溉制度和控制的灌溉面積，根據(jù)同一時(shí)期不同作物同時(shí)使用水量的情況計(jì)算，渠道設(shè)計(jì)流量為0.1m3/s。渠道縱坡比降的選擇，應(yīng)由實(shí)際地形條件而定，盡可能使渠底比降與地面坡度相一致，在滿足灌溉引水的情況下，盡量選擇較大的比降，但斗渠一般不大于1/500。因此，根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的地形特點(diǎn)，選渠道比降為1/600。為了提高灌溉效率，節(jié)水節(jié)能，節(jié)約占地，降低供水成本，同時(shí)也為了機(jī)械化施工，渠道斷面設(shè)計(jì)為“U”型砼斷面，渠道設(shè)計(jì)流量為0.11m3/s，縱比降為1/600，選用渠道斷面為D40斷面，襯砌厚度為5cm，選用C15砼澆筑。渠道每隔5m設(shè)一道伸縮縫，縫型為機(jī)械切割半縫，縫寬為2.5cm，縫內(nèi)用焦油塑料膠泥填塞。3.3抽水站設(shè)計(jì)依據(jù)原有抽水站設(shè)計(jì)灌溉面積，設(shè)計(jì)流量，配套機(jī)泵型號(hào)不變的原則，對(duì)該項(xiàng)目區(qū)的35座抽水站實(shí)施改建設(shè)計(jì)，更換62臺(tái)（套）新的節(jié)能機(jī)組，使其發(fā)揮原有的效益。確定以扶風(fēng)縣項(xiàng)目區(qū)召喚公鎮(zhèn)大槐村抽水站為典型設(shè)計(jì)。該工程位于信邑壩以南600m處，引水源為美水河水，控制灌溉面積380畝。經(jīng)實(shí)際調(diào)查，該抽水站地形揚(yáng)程為8.23m，根據(jù)控制灌水面積、灌水定額、輪灌天數(shù)、每日灌水時(shí)間和渠道水利用系數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)流量，根據(jù)設(shè)計(jì)流量和抽水揚(yáng)程確定泵型號(hào)。確定泵的流量和揚(yáng)程，可以利用泵性能表選擇的泵。3.4低壓暗管設(shè)計(jì)本次工程計(jì)劃挖掘180m深鋼筋混凝土管井，已成井水文地質(zhì)資料顯示，井出水量為32m3/h，靜水位為35m，動(dòng)水位為95m，地塊長(zhǎng)方形，東西長(zhǎng)400m，南北寬234m，面積約140畝，井位于地塊西北角。地塊內(nèi)的作物以小麥、玉米、辣椒為主。作物的栽培方向是東西方向，地塊北部東部稍高，西部較低。設(shè)計(jì)灌水定額按公式m=1000Hγ（1-麥2）//計(jì)算，根據(jù)該區(qū)實(shí)際情況，計(jì)算小麥，玉米灌水定額40m3/畝，辣椒灌水定額27m3/畝。本區(qū)農(nóng)作物以小麥、玉米、辣椒為主。玉米、辣椒生長(zhǎng)期處于雨季，適當(dāng)補(bǔ)充灌溉即可滿足要求，取水周期為12d。管道布設(shè)形式為梳齒狀，依據(jù)管灌技術(shù)規(guī)范，結(jié)合地塊形狀以及經(jīng)營(yíng)管理體制，耕作習(xí)慣，機(jī)井出水量等實(shí)際情況，在地塊西邊界布設(shè)1條主管道，垂直主管道布設(shè)3條支管道，管道長(zhǎng)度720m，在管道上安裝出水口進(jìn)行灌溉。項(xiàng)目實(shí)施后，區(qū)內(nèi)小麥種植面積占耕地面積的90%，日開(kāi)機(jī)時(shí)數(shù)取16h，灌溉水利用系數(shù)取0.8，根據(jù)機(jī)井控制面積計(jì)算，結(jié)果表明，設(shè)計(jì)流量小于單井出水量，故采用單井出水量為設(shè)計(jì)流量。管徑采用經(jīng)濟(jì)流速法確定，根據(jù)計(jì)算得管道管徑選擇為外徑110mm，內(nèi)徑105.6mm的UPVC管。經(jīng)計(jì)算，沿水頭損失為5.77m，局部水頭損失按沿水頭的10%計(jì)算，取0.57m。泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程由管道系統(tǒng)的水頭損失(h)、井的動(dòng)向水位(h凈)、井的供水最不利的高差(△h)等確定，即h=h凈+h+△h+2.0(出水口要求水頭)，該井的設(shè)計(jì)揚(yáng)程為95+5.77+0.33+2.0=103.1m。根據(jù)設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程進(jìn)行泵。

4工程經(jīng)濟(jì)效益分析

扶風(fēng)縣小型農(nóng)田水利節(jié)水改造工程建設(shè)項(xiàng)目預(yù)定建設(shè)渠道82.1km，改造渠道建筑639座井灌區(qū)，新建輔助井41眼鋪設(shè)低壓管28.16km，出水栓981個(gè)井灌項(xiàng)目區(qū)灌溉水利用系數(shù)由原來(lái)的0.65提高到0.8；灌溉水利用系數(shù)由原來(lái)的0.5提高到0.65；全縣糧食綜合生產(chǎn)能力增加了379.42萬(wàn)公斤。大力發(fā)展農(nóng)民用水合作組織，使其管理的灌溉面積增加1.3萬(wàn)畝。該項(xiàng)目完成后，作物復(fù)種指數(shù)從150%上升到180%，年增產(chǎn)糧食379.42萬(wàn)公斤，糧食價(jià)格按現(xiàn)行市場(chǎng)價(jià)格1.8元/公斤計(jì)算，可增收379.42×1.8=682.96萬(wàn)元。經(jīng)濟(jì)作物每畝增收按100元計(jì)算，可增收3.39×180%×0.4×100=244.08萬(wàn)元。該項(xiàng)目完成后，每年可節(jié)水186.60萬(wàn)m3，每立方米水0.1元，可節(jié)約186.60×0.1=18.66萬(wàn)元。整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施后，共可增收945.70萬(wàn)元，取水分配系數(shù)為0.4，即水利項(xiàng)目純利潤(rùn)為925.54萬(wàn)元×0.4=378.28萬(wàn)元。根據(jù)以上增量效益和增量費(fèi)用的分析計(jì)算，根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算規(guī)定進(jìn)行分析計(jì)算，成果如表1所示。根據(jù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估分析的計(jì)算結(jié)果，本工程的經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為12.44065%，超過(guò)經(jīng)濟(jì)基準(zhǔn)收益率為8%，經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值為844.10萬(wàn)元，超過(guò)零的經(jīng)濟(jì)收益費(fèi)用比為1.27，超過(guò)1.0。因此，這個(gè)項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上是合理的。

5結(jié)論和建議

通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，灌區(qū)環(huán)境得到充分改善，灌區(qū)林草地面積進(jìn)一步擴(kuò)大，有利于灌區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善。生態(tài)環(huán)境效益表現(xiàn)在涵養(yǎng)水源，保持水土，減少風(fēng)沙災(zāi)害，防止泥沙流失，調(diào)節(jié)氣候，改善生態(tài)環(huán)境，凈化空氣等效益上。扶風(fēng)縣小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施方案，能夠結(jié)合項(xiàng)目區(qū)小水工程現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題進(jìn)行選項(xiàng)，選項(xiàng)正確，布局合理，經(jīng)濟(jì)效益顯著，并有良好的社會(huì)效益和生態(tài)效益。

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