抽水站高效节水灌溉工程方案.doc

第一章 概 述一、项目背景节水灌溉工程项目区地处合阳县西北部的金峪镇皇甫庄办事处境内，距县城约30公里。该区属典型的渭北黄土旱塬区，气候干旱，降水偏少，农业生产长期徘徊不前，农业产量与土地生产潜力严重不符，农民增收困难。为进一步解放生产力，提高农作产量和发展优势农作物的种植规模，增加群众收入，本次工程计划在办事处西侧的大峪河上修建引水坝一座，再经抽水上塬，埋设暗管进行灌溉。该工程的建设可解决办事处周边皇甫庄、南营、尧头、坊庄4个村组2500亩耕地的灌溉问题，为项目区群众增收，农业丰产，奠定坚实基础。二、社会经济状况项目区包括4个村组，总人口3700人，农户1020户，劳动力2200人，区内耕地总面积0.82万亩，主要农作物有：苹果、玉米、秋杂等，其中苹果为主导产业，果园面积3700亩，农业复种指数为122%，粮经比5:5，主要粮食作物单产310kg，粮食总产量为0.33万t，农民人均年收入4700元。三、自然概况（一）地形、地貌项目区北靠黄龙山山系，西界大峪河与澄城交邻，南北长2.0km，东西宽1.7km，地势北高南低，地面海拔 990940 m，区内沟壑密度大，塬面多以坡耕地为主，水土流失较为严重。（二）气象条件项目区地处渭北旱塬，气候类型为暖温带半干旱型大陆季风气候。早晚温差较大，日照时间较长，年平均气温11.5，极端最高气温40.1，最低气温-20.1。本区多年平均降水量558.3mm，且时空分布不均，主要降水集中在7、8、9三个月，占全年总降水量的54.7%，多年平均蒸发量1096.6mm。年平均气温11.5，年极低气温-21.3，极高气温40.1，最大冻土层深度47.0cm。年均日照总时数2528.3小时，日照率57%，无霜期198天。风向多为西北风，风力一般为26级，平均风速3.3m/s。（三）水文、地质项目区地处我县黄龙山前北部黄土台塬区，塬体主要由更新统黄土状土及下更新统冲积物组成，谷底基岩裸露，切深40100m。地下水主要含水岩组为下更新统洪积砂砾石及黄土状土潜水，水位埋深2050m，单井最大涌水量1031m3/h。大峪河发源于黄龙山佛爷岭，由北向南流经该区西侧沟壑，年常流量0.3m3/s，总长87.8km，后注入洛河，流域面积479.2km2，多年平均径流量2400万m3，平均径流深34.7mm。四、工程规划 本次工程规划在皇甫庄西侧大峪河上修建溢流坝一座，拦蓄引水，提水上塬，以解决皇甫庄办事处周边4个村组2500亩耕地的灌溉问题。主要建设内容包括：修建溢流坝1座，建抽水泵站1座，埋设暗管19.85km，设计溢流坝坝高2.0m，长23.5m，抽水站装机125kw，流量200m3/h，扬程140m。第二章 项目建设的必要性和可行性一、项目建设的必要性 （1）加快小型农田水利工程建设是提高粮食产量，促进项目区经济社会全面发展的需要。工程项目位于我县西北30公里处，该区属于典型的渭北旱塬地带，地面海拔高，水利基础设施薄弱，产业发展滞后，长期以来群众生活主要依靠苹果种植为支撑，产量及品质受气候影响大，受水制约。为此加快该区农田水利工程建设，不仅可以满足果园的用水需求，而且对改善当地的水肥条件，增加粮食作物产量，加快产业结构调整起到至关重要的作用。（2）大力推进小型农田水利建设，是增加农民收入，构建社会主义新农村的需要。 水利是农业的命脉，更是群众脱贫致富走上康庄大道的重要物质基础，水利的兴衰与群众生活改善和提高具有休戚与共的关系。项目区地处渭北旱塬，千百年来，当地群众只能是靠天吃饭，农业生产一直维持在一个较低的水平发展，群众收入增长十分缓慢，因此项目区广大群众热切盼望国家能增加投入，将农民增收的愿望和增加农业综合生产能力统一起来考虑，这对构建和谐社会，建设社会主义新农村将起到极大的促进作用。 （3）加快小型农田水利设施建设的发展，是促进项目区水资源合理利用，促进节水事业发展的需要。项目所处合阳县水资源严重不足，人均水资源占有量和亩均耕地水资源占有量仅有全省平均水平的1/5和1/7。开发利用好宝贵的水资源是项目区群众多年来一直期盼的一件大事，通过水资源的合理开发利用于农业生产，可以有效提高水资源的水分生产率，大大提高农作物的产量，是一举两得的好事。同时，通过先进的节水灌溉技术的运用，可有效节约水资源，为促进全县节水事业的发展起到积极的示范和推广作用。二、工程建设可行性一是国家的宏观政策形式有利于小型农田水利设施建设项目的实施。近年来，国家不断加大对小型农田水利工程的建设投入，从2005年起，中央财政设立小型农田水利工程设施建设补助专项资金，国家的宏观形势有利于小型农田水利工程项目的实施，尤其是2009年财政部、水利部发布的关于实施中央财政小型农田水利重点县建设的意见（财农 200992号）、财政部关于印发的通知(财建2009786号)文件，就建立小型农田水利工程建设的指导思想、基本原则、工作重点作出了明确规定，为小型农田水利设施建设项目的实施奠定了坚实基础。二是大峪河水量充沛，提水上源进行灌溉，有利于水资源的合理利用和有序开发，对改善农业生产条件，提高粮食产量，增加群众收入，将起到积极的促进作用。三是项目建设群众积极性高，水源可靠，技术条件成熟，工程效益容易发挥。广大群众对发展小型农田水利的积极性较好。当地就有具备设计、施工、管理的专业人士。工程所引水源可靠，有保证。最后，随着西部大开发战略的实施，加快发展已成为各级政府的主题，作为一个农业县，发展小型农田水利势在必行。为此县委、县政府确定了以发展为主题，以结构调整为主线，以科技进步为动力，以提高人民生活水平为根本出发点，建设农村小型农田水利项目是进一步改善水利设施条件，为促进农村产业发展的必然选择。第三章 水资源平衡分析一、水源供水量分析 本次工程拟从皇甫庄办事处以西0.4km处的大峪河沟抽水发展灌溉。大峪河沟深100m左右，沟底平均宽300m左右，沟底有常流水，多年平均常流量为0.3m3/s，枯水期流量为0.2 m3/s，日来水量2.1万m3，水源可靠。二、灌溉需水量分析 本次工程项目区主要农作物有苹果、玉米、秋杂等，规划灌溉面积2500亩。拟定设计水平年2015年，P=75%保证率情况下的灌溉制度，见表3-1。表3-1 项目区主要作物灌溉制度表（p=75%）作物名称种植比例(%)生长阶段起止时间灌溉天数（d）灌水定额(m3/亩)灌溉定额(m3/亩)综合净灌溉定额（m3/亩）灌水率（m3/S万亩）苹果60冬灌21/11-10/122045125750.15春灌26/3-14/420400.13膨果期20/7-4/815400.18玉米50播种20/6-5/7154512562.50.17抽穗22/7-1/810400.23灌浆12/8-22/810400.23秋杂25苗期15/6-24/6104080200.11生长期2/8-16/815400.08其他10前期15/6-24/610408080.05后期2/8-16/810400.05合计145135165.5由表3-1知，设计水平年2015年，项目区作物种植比例为145%，亩均综合净灌溉定额为165.5m3/亩，设计灌溉水利用系数为0.85，则亩均毛灌溉定额为195 m3/亩，年灌溉需水量为48.75万m3。三、综合评价项目区水土资源丰富，水源条件较好，大峪河日来水量为2.1万m3，灌溉期日用水量为0.36万m3，工程水源可靠，可满足灌溉需要。项目实施对促进当地农业产业发展，提高粮食产量，增加群众收入将起到积极的作用。第四章 工程设计一、设计原则及依据（一）设计依据1）水利水电工程初步设计报告编制规程（DL5021-91）；2）泵站设计规范（GB/T50265-97）；3）灌溉与排水工程设计技术规范（GB50288-99）；4）节水灌溉技术规范（SL207-98）；5）砌石坝设计规范（SL25-2006）；6）农田低压管道输水灌溉工程技术规范(GB/T20203-2006);7）水利建设项目经济评价规范（SL72-94）。（二）设计原则1）本着节约，节能、高效原则，紧紧依靠科技进步和技术创新，使先进技术与常规技术相结合，工程措施与非工程措施相配套，实现工程的持续利用。2）工程坚持技术先进、经济合理、安全可靠、运行管理方便原则。3）综合考虑区域的自然、地理和社会经济条件，因地制宜，统筹安排节水灌溉工程。二、工程等级及建筑物级别本次工程属等小（2）型工程，其主要建筑物级别为5级。工程设计防洪标准按10年一遇洪水设计，20年一遇洪水校核。三、总体布置本工程由溢流坝、抽水泵站和田间暗管三部分工程组成，溢流坝布置于皇甫庄村正西大峪河沟，地面高程891m，坝长23.5m，坝高2.0m，坝顶高程893m，蓄水容积1.2万m3。溢流坝左岸建竖井泵站1座，地面高程894m，设计竖井深6.8m，直径1.2m与溢流坝联通，井内安装潜水泵1台，铺设dn219输水钢管454m至塬上调蓄水池，调蓄水池位置地面高程990.0m，地形高差96m。由塬上调蓄池位置沿皇王公路由北向南埋设暗管至田间进行灌溉，共埋设暗管19.85km，安装出水桩500套。暗管由干管、分干管、支管三级组成，其中埋设干管1条总长2.6km，干管两侧垂直布置分干管6条，总长度为6.75km，分干管上垂直布置支管21条，总长10.5km，支管上间隔40m，安出水桩1个。4、 溢流坝设计 溢流坝按重力浆砌石坝体设计，布置于基岩上，总体由溢流段、非溢流段、冲砂闸及左岸竖井组成。设计溢流坝坝长23.5m，坝高2.0m，底宽4.4m，顶宽0.7m，上游铅直布置，坝体内设一道20cm厚的防渗墙，下游坝坡1:0.7，坝顶高程893m。，其中溢流段面长19.8m，冲沙闸按C25砼闸墩设计，墩厚40cm，安8080钢闸门1套，设计闸底板高程891m，非溢流段长2.1m，顶高893.3m，设计取水竖井布置于大坝左岸，竖井深6.8m，直径1.2m，底部用D600砼管连通，设计进水口高程891.75m，正常水位深5.3m。坝体采用M7.5砂浆砌筑，坝基上、下游各设齿墙一道，齿墙底宽1.0m，深0.5m，用C25砼现浇，以提高大坝的稳定及抗渗性。坝前铺盖宽1.5m，坝后海曼宽3.5m，采用砌石铺盖。坝下游采用挑流设计，坎高0.7m。五、抽水站工程设计（一）机泵选型 1）设计流量 本次工程设计灌溉面积2500亩，区内各类作物的种植比例分别为：苹果60%、玉米50%、秋杂25%、其它10%，复种指数145%，以苹果种植为典型进行设计，设计最大一次灌水定额45m3/亩，灌溉周期20d，每天开机20h，采用暗管输水设计灌溉水利用系数0.85，设计调蓄容积350m3，则，该站的设计流量为： Q=Ma-V蓄/3600Tt =4525000.6-350/20200.85 =197.5（m3/h） 2）设计扬程设计出水池进水口高程为990.0m，潜水泵进水口安装高程890.0m，高差100m，输水管线总长454m，拟选用DN2196钢管，根据设计流量，经计算管路总水头损失为16.87m，则泵站设计扬程为116.87m。 3）机泵选型根据该站设计流量和扬程，选用 300QJ200-140/7型潜水泵1套，流量200m3/h，扬程140m，电机功率125kw，水泵效率76%，最大外径281mm，总高3200mm。（二）主要建筑物设计 1）站房 该工程设计建砖混结构站房1座，设计地面高程905m，距溢流坝115m，设计建筑面积25m2，进深3.6m，长6.8m，层高3.3m，内放置启动柜及配电设施。 2）出水池设计出水池利用原有土池进行修建，为开敞式矩形结构，池长宽深=15.5m12.0m2.3m，边坡比1:0.5。本次工程采用C20砼对其衬砌，基础采用3:7灰土处理后，伸缩缝每隔3m设置一道，缝宽3cm。 3）镇墩设计本工程共布置镇墩5个，设计镇墩底宽1.2m，高1.0m，采用C15砼现浇。（三）电气设计本工程变压器选用S11系列变压器，型号S11M-160/10，额定容量160KVA，高压10KV。工程高压线从皇甫庄村西接线，高压线总长0.82km，同时配套380V低压线路0.15km。机泵选用BLQ-132kw软启动柜1台，配套XL-21低压配电柜1面，埋设YC370电缆130m。6、 田间管网工程设计 田间管网设计按照低压暗管输水管道工程设计，共布置干管、分干管、支管三级管道，田间地头配置给水栓进行灌溉。 1、设计技术参数工程设计灌溉保证率75%，灌溉水利用系数0.85，作物设计耗水强度4.2mm/d。2、 管灌系统设计流量依据公式：计算，式中，_灌溉系统设计流量，m3/h；A-设计灌溉面积，0.25万亩;q-设计灌水率，0.18m3/s万亩；-灌溉水利用系数，0.85。计算得，=190.5m3/h，则泵站设计流量满足系统设计流量要求。3、管网布置本次工程从出水池出水井起，沿皇王公路由北向南埋设干管1条，总长2.6km，垂直干管布设分干管6条，总长度为6.75km，分干管上垂直布置支管21条，总长10.5km，支管上间隔40m，安出水桩1个，出水桩选用DN100口径钢制出水桩，共需出水桩500套。4、 管材、管径选择本次工程管材选用质优价廉的PVC管材，管材的允许内水压力不小于工作压力的2倍，按标准规格型号选用，设计管道经济流速1.1m/s，由公式：计算各级管道管径，见4-1。 表4-1， 田间管道选用表名称 管道总长（m）管径-管长（mm-m）管材压力（MPa）备注干管2600DN250-1800、 DN200-8000.8MPa0.6MPa1条分干管67500DN160-5650DN110-11000.8MPa6条支管10500DN1100.8MPa21条 5、水力计算依据硬质塑料管沿程水头损失公式计算，管路损失，局部水头损失按沿程水头损失的10%计列，详见管网系统水力计算图。6、阀门井设计本工程共布设阀门井32座，为园形砖砌结构，井径D1200井深1.52.0m，参照全国通用给水排水标准图集S143设计。井壁厚240mm，以M7.5水泥砂浆砌筑，底板厚100mm，为C15砼结构。7、 管槽开挖、回填设计 设计田间管网管槽开挖尺寸宽深=0.61.2m，采用机械配合人工开挖，人工回填，回填时进行压实。七、主要工程量表主要工程量表序号名 称单 位数 量备注1溢流坝1座坝长23.5m，坝高2.0m，坝底宽4.4m2泵站工程1座装机125kw，流量200m3，扬程140m2.1潜水泵1台型号:300QJ200-140/72.2蓄水池1座池长15.5m,池宽12m，池深2.3m2.3变压器1套型号:S11-M-160/10，10KV高压线 0.82km，380低压线0.15km2.4站房1座建筑面积25m22.5输水钢管454m管径de21963管网工程km19.85DN250pvc管1.8km、DN200pvc管0.8km、DN160pvc管5.65km、DN110pvc管11.6km第五章 施工组织设计一、施工条件（一）水文气象条件工程主要分布区，地形为塬区，地势平坦，交通便利。主要降水集中在7、8、9三个月，占全年总降水量的54.7%，多年平均蒸发量1096.6mm。年平均气温11.5，年极低气温-21.3，极高气温40.1，地下水埋深2050m之间。（二）主要建筑材料工程所需的大宗建筑材料为水泥、砂子、碎石等。其中，水泥可从合阳市场购得，砂子、碎石从皇甫庄市场采购。（三）水、电、道路条件施工用水、用电，根据各项目村实际情况，就近、方便安排，按照实用、便利的原则，修建临时施工道路。二、主体工程施工通过项目招标，选择二级以上水利水电施工企业专业施工队伍，采用机械和人工施工结合，确保施工质量。主要工艺流程如下：溢流坝工程：边坡开挖围堰建造坝基处理坝体主体工程浇筑闸门、溢流面等处理机井工程建设；泵站工程：基础开挖（夯填）砌体砌筑或砼浇筑、预埋件机电制安场地清理；暗管工程：管槽开挖、修正、铺设、试压、回填等，其它建筑物同管网建设同时进行。 三、组织管理1）严格实行工程建设“四制”，即项目招投标制、项目法人制、项目监理制和合同管理制，确保项目建设正规化、制度化。2）实行严格的资金管理制度，资金实行专户储存，专帐核算，专人负责，同时建立资金审计制度，确保工程专款专用。3）在工程质量方面，建立完善的质量监督体系。通过“三方”（甲方、监理、乙方）合作，确保工程保质保量、按期完成。 4）加强制度建设，完善项目后期管理措施。项目建设竣工后，建立产权移交手续，明确管护主体和管护的责任人，确保各项工程设施正常使用。同时加强对各项工程和设施管护情况的检查，在检查过程中发现设施损坏和丢失的，要及时通知管护主体，限期进行维修和购置，保证能够正常使用。四、工期安排本工程施工期按8个月考虑。工程共分为三个阶段，第一阶段为溢流坝工程，工期为1个月，第二阶段为抽水泵站主体工程和蓄水池建设工程，工期为2个月，第三阶段为田间管道安装工程，工期为5个月。第六章 工程概算投资一、工程概况 节水灌溉工程位于城西北30km处，项目区地处黄土塬区，西临大峪河沟，北靠黄龙山系，地面海拔8501000m。本次工程计划在大峪河上建设溢流坝一座，拦蓄抽水上塬，以解决周边2500耕地的灌溉问题。工程设计主要建设内容包括：修建浆砌石溢流坝一座，坝高2.0，长23.5m，建设抽水站一座，流量200m3/h，扬程140m，装机功率125kw，架设输电线路0.82km，低压线路0.15km，配套机泵1台，变压器1台，安装输水钢管454m，修建调蓄水池1座，站房25m2,田间埋设暗管19.85km，安装出水桩500套,砌筑阀门井32座。主要工程量：挖、填土方2.5万m3，石方143m3，砌石223m3，砼206m3，需水泥96t、砂子220m3、碎石263m3、块石263m3，钢管14.31t、钢筋2.69t，劳动工日2130个工日。本工程概算总投资为359.40万元，其中建筑工程费259.58万元，安装工程费22.71万元，设备费32.38万元，临时工程费8.07万元，独立费用19.55万元，预备费17.11万元。工程计划申请国家补助资金300.0万元，其余资金自筹解决。二、编制原则及依据1、编制依据 投资概算编制主要依据陕西省计委以陕计项目20001045号文颁发的陕西省水利水电工程概（预）算编制办法及费用标准、陕发改项目2009821号文关于陕西省水利水电工程概预算编制办法及费用标准（2000版）调整意见的批复进行编制。2、定额依据1）水利水电建筑工程：采用2000年颁发的陕西省水利水电建筑工程预算定额，并扩大5.0%作为概算定额进行计算。2） 水利水电设备安装工程：采用2000年颁发的陕西省水利水电设备安装工程预算定额，并扩大5.0%作为概算定额。小型设备及小型金属结构设备安装费按照设备费的1520%计算。3）水利水电施工机械台班费定额：采用1996年颁发的陕西省水利水电施工机械台班费定额，并根据2000办法要求将一类费用乘以1.15调整系数，二类费用按工程所在地的材料价格进行计算。三、费用标准1、其它直接费：依据陕发改项目2009821号文的批复，调整后的其它直接费率，其中建筑工程取基本直接费的7.0%，安装工程取基本直接费的8.20%。 2、间接费： 执行陕西省水利水电工程概（概）算费用构成及计算标准标准，见间接费率表：间接费费率表序号工程类别取费基础间接费率（）1机械化施工的土石方工程直接费172土方工程人工费403石方及砂石备料工程人工费554砼工程人工费1405钻孔灌浆工程人工费1406辅助工程人工费757设备安装工程人工费1503、企业利润：按直接费、间接费之和的4.0计算。4、税金： 按直接费、间接费、计划利润之和的3.22计算。四、基础单价1、人工预算单价: “2000办法及标准”规定：技工26.60元/工日，普工23.90元/工日。依据陕发改项目2009821号文，人工预算单价调整为：技工46元/工日，普工38元/工日。与“2000办法及标准”相比，其增加部分按价差处理，并计入单价表的“价差”部分。2、主要材料预算价格：主要材料根据2010年第二季度当地材料价格水平进行计算，（计算依据详见运输费用计算表，主要材料预算价格计算表）其中十大主要材料由“2000办法及标准”要求，以规定价进入工程单价。预算价与规定价之差计取税金后列入工程单价最后一项。次要材料按目前市场水平综合确定。3、设备费 由设备原价、运杂费、采购及保管费三项组成，其中设备原价按出厂价确定，运杂费按设备原价的5.0%计列，采购保管费按设备原价、运杂费之和的0.7%计算。五、临时工程： 临时工程：包括围堰、施工导流，临时道路及其它临时工程，其中其它临时工程取建安工作量的2.0%计算。六、费用1、建设管理费1）建设单位开办费：不计算。2）建设单位管理费：按建安工程费的1.5%计算。3) 项目管理经常费：不计算。4）工程建设监理费：按建安工程费的1.8%计算。5）招标代理费：不计列。6）联合试运转费：按“2000办法及标准”的规定计算。2、生产准备费：不列此项。3、科研勘察设计费 1）工程科学研究试验费：不计列。 2）项目技术经济评估审查费：不计列。 3）勘察设计费：按建安工程费的3.0%计算。4、建设及施工场地征用费建设场地征用费：永久占地按2.5万元/亩进行计算。临时占地按0.3万元/亩计算。5、其他 1）定额管理费：不计列。 2）工程质量监督费：不计列 3）工程保险费: 不计列 4）其他税费：不计列。七、预备费：1、基本预备费：按一至五部分之和的5.0%计算。2、价差预备费：根据计投资（1999）1340号文规定，年物价指数为零。附： 工程投资概算表及附表。第七章 经济评价一、评价依据（1）水利部颁发水利建设项目经济评价规范（SL72-94）；（2）国家计委和建设部颁发的建设项目经济评价方法及参数（第三版）二、评价原则采用有无、该项目的增量费用与增量效益进行分析评价，经济评价时只进行国民经济评价。项目经济评价应遵循费用与效益计算口径相对应一致的原则，计算资金的时间价值，以动态分析为主，辅以静态分析。三、主要计算参数1.社会折现率IS=8%；2.项目计算期本项目计算期按21年计算，其中建设期1年，正常运行期20年。3.基准点基准点定在建设期的起始时间，投入物和产出物除当年借款利息外，均按年末发生和结算。4.水利灌溉效益分摊系数采取0.4。四、费用估算（一）固定资产投资本项目概算投资359.40万元，根据水利建设项目经济评价规范（SL72-94）规定，项目总投资扣除属于国民经济内部转移支付的费用即为国民经济评价的固定资产投资额。经分析计算，本项目国民经济的固定资产投资额334.2万元。（二）年运行费根据水利部水财1995281号文的规定，并结合本项目的实际情况，分析确定本项目的年费用包括折旧费、人员工资、电费、维护修理费几部分，合计为：16.71万元。5、 增量效益分析项目区新增灌溉面积2500亩，项目实施后，种植结构发生变化，根据变化后的产业布局和有、无灌溉条件，以现行“影子”价格分析。经分析计算，灌溉净产值97.5万元，项目的间接效益按灌溉净效益的15%计算为14.62万元，合计年可增加经济效益值112.12万元，同时年可增加粮食产量15万kg。见表7-1，正常运行期灌溉效益计算表。六、国民经济评价根据以上效益和费用流量分析结果，结合水利建设项目经济评价规范（SL72-94），编制国民经济效益费用流量表，主要国民经济评价指标的计算结果如下：经济内部回收率EIRR=13.93%，效益费用比EBCR=2.25，净现值(万元)ENPV=623.92万元。以上指标，EIRR8.0%，EBCR1，ENPV 0，表明项目具有良好的国民经济效益