天水市农业科技示范园区刘坪果园灌溉工程

1、天水市农业科技示范园区刘坪果园节水灌溉工程可行性研究报告审 定：金山审 查：冯志文报告编写：谢三成靳颜荣 规划设计张忠慧焦亚栋 工程地质：10 n ( 投资估算：出桂琴天水市水利水电勘测设计院二OO七年彳-一月1概况天水市农业科技示范园区刘坪果园节水灌溉工程位于麦积区 中滩镇渠刘村西lKm,系天水市农业科技示范园区延展工程，为 优质果园示范基地。项目属西北黄土高原、大陆性和副热带团交替地带，四季分 明，具有冬干夏湿的大陆性气候特征，为陇中南部温带半湿润区, 光能资源丰富，热量充足，多年平均气温10.9C,多年平均降水 量为517.9mm,日照总数为2098.7h/a,日太阳辐射总量在2395

2、-2703MJ/m2,作物生长季0C的活动积温为33454389, 10C的活动积温在31313833C,无霜期155192天，日最大 风速21m/s,年最大冻土深度为0.37m,全年春、夏、秋以东南风 为多，立冬后风向则多为西北风，平均蒸发量为1420.2mm,平 均相对湿度0.69,年均地温13.6C,年均干旱指数1.79,年极端 高温38.3C,极端低温1&2C。项目区地处渭河左岸山嫄区，以梯田地为主，土地平整，土 壤肥沃，日照充足，自然资源较好，根据气象资料此处适宜种植 苹果、桃、梨、杏、核桃果树等经济作物。水利灌溉设施是支撑 项目示范区建设的根本性因素。因此，修建节水灌溉工程以解决

3、天水市农业科技示范园区延展工程刘坪果园的用水是十分必要 的。2水文项目区位于渭河北岸，水文资料依据原南河川水文站多年实 测资料表明，渭河多年平均径流量&66亿n?, 67年最大径流量 31.19亿m3, 72年最小径流量6.62亿m3,平均径流深167.82mm, 年输沙量14100万T。3水文地质与工程地质3.1水源选择水源井选在渭河三阳川盆地上峡口段的渭河左岸，该处为一 冲积作用形成的二级阶地，阶地高出现代河床面10ni左右，阶面 平均宽约120m,长约300m,地形呈条带状，麦甘公路穿越而过, 南边为渭河，北边紧靠山根,因受地形条件限制，井位选在靠近 渭河边40m左右的二级阶地前缘（麦甘

4、公路北边），根据当地的 地质及水文地质条件，建议以机井形式为宜，预测单井出水量 50m3/h左右。当单井出水量不能满足设计需求时，可考虑在公路 南河漫滩内再打大口井一眼，估计大口井的出水量略大于机井55 -60ms/h （井位位置见地形图）。3.2区域地质构造及地震工程区位于西北黄土高原与西秦岭山地交互地带，大地构造 属秦岭山脉的地质西北边缘部，区内由一系列断裂组成，形成天 水至西礼盆地，构造整体走向北至西，新构造运动强烈，不均匀 升降运动和新构造活动较明显。经查中国地震动参数区划图区内地震动峰值加速度分区 g值为0.3g,相应地震基本烈度为VII【度。3.3地层岩性工程区出露的地层为第四系河

5、床冲洪积物，第三系紫红色泥 岩层，第四系黄土层，现分述如下：1、圆砾（Q?）:为水源井的主要含水层，磨园度居中，形状 大部呈亚园或次棱角状，砾间充填中粗砂，局部为泥质胶结，分 选性较差。*72、老第三系（N?）：主要分布于基底及上水管道的下部，岩 性以浅红色，紫红色泥岩为主，局部地段出露于地表。3、第四系黄土层（Q/）:遍布于整个工程区，土黄色，厚度 大于20m,局部地段为12m,为湿陷性黄土，透水性较好、可 塑。34水文地质条件水源区地下水属第四系孔隙水，其水文地质条件受地层岩性 和构造的控制，粗颗粒地层即砂卵砾石层系富水性较强的地层， 地下径流较发育，地下水位埋深810m。水文交替强烈，地

6、下 水由西向东径流，主要受渭河河水及大气降水补给。3.5上水管道地质由水源井至山根段，上水管道铺设在渭河二级阶地上，岩性 为砂质粘土层，厚度为5m左右，由山根至蓄水池段，管道设在 第四系黄土层中，厚1 -20m不等，垂直节理发育，具中孔，承 载力为810T/m2,内磨擦角为16度。3.6蓄水池地质蓄水池处在第四系黄土层之上，厚度大于20m,表层为马兰 黄土，垂直节理发育，岩性为灰黄色粉土质亚粘土，粉质颗粒占 7577%,质轻疏松，多具虫孔，透水性强，承载力1012T/m2, 内磨擦角16度。3.7灌区地质灌区地貌上为一小型黄土堀区，全部为第四纪黄土层覆盖， 厚度大于20m,淡黄色，质轻，稍具粘

7、性，质地疏松，目前大部 分已成梯田地，减小了地表径流的冲刷。1、本次踏勘中，未见大的不良物理地质现象，蓄水池处地形 开阔，黄土层厚，地质条件较好，由于属湿陷性黄土，在设计、 施工中应做好防渗及对地基土做适当的灰土夯填处理。2、由于黄土具有“湿陷性”特点，所以该灌区适宜搞节水灌 溉工程，以免引发不良地质灾害的发生。3、施工用砂石料可在山下的渭河边开采或在采砂厂购买。4、当单井出水量不能满足设计需求时，可考虑在公路南河漫滩内打大口井一眼。4设计依据根据项目区基本资料及果园灌溉的基本要求，采用管灌节水 灌溉方式为宜。依据灌溉与排水工程设计规范（GB5028899）、节水灌 溉设计规范等规范规程进行系

8、统设计，根据水工建筑物抗震 设计规范（SL203-97 X中国地震烈度区划图，麦积区地震 设防烈度为VIII度，本次设计按YI11度设防。5工程建设的主要内容本工程为节水灌溉工程，工程建设的主要内容为：1、新打机 井一眼并建设泵房，新打大口井一眼；2、埋设上水管道800m（两 井之间供水管50m）; 3、修建500 n?蓄水池一处；4、购置潜水 泵及变压器等电气设备；5、埋设输水干管三条1034m,支管9 条7192m,配置软管4500m。两井共用一处泵站管理房，泵站管理房设在广水源井（机井） 上，2#水源井（大口井）与泵站管理房之间可埋设电缆来控制2廿 水源井机泵。广、2样水源井共用一条上水

9、管，详见平面布置图。2#水源井1#水源井、泵房上 水 管阀门井蓄水池田间工程6工程任务和规模工程任务：工程地处渭北嫄询区，土地肥沃，适宜种植果树, 但无水利灌溉设施，制约着示范基地的发展。本次工程主要任务 是解决果园灌溉用水。工程规模：工程建设采用一级节水，总扬程237.4m,灌溉果 树面积2000亩。根据灌溉与排水工程设计规范(GB50288- 99),工程等级为V等小(二)型，建筑物为5级，干旱地区或 水资源紧缺地区以旱作物为主的灌溉设计保证率50-75%之规 定，本工程设计保证率为75%;7工程设计7.1设计标准在灌溉规划中，灌溉设计标准的指标有两种，一是灌溉设计 保证率，二是抗旱天数。

10、抗旱天数是指灌溉设施及其相应的水源 条件能满足作物生长要求的天数。本灌区采用抗旱天数法，灌溉 抗旱标准为30-50天。7.2灌溉水利计算1、基木资料项目区灌溉面积2000亩，其中苹果1000亩，桃、梨、杏500 亩，核桃500亩，以苹果种植面积大，用水量集中，其它果树与 苹果灌溉不在同一时段，故以苹果灌溉为典型，进行灌区水利计算。2、灌溉流量的确定(1 )确定灌水定额根据管道输水工程技术及甘肃省雨水集蓄利用工程技 术标准 ( DB62/T495199 ),并结合当地灌溉试验资料确定，旱 作区果树节水灌溉815m3/亩，示范区为山地区，因此取m=15m3/ 亩。(2)设计灌溉流量灌溉流量可根据下

11、式确定：o,” =卩TtQm管灌系统的灌溉设计流量(n?/h);m一灌水定额(n?/亩);|i一灌溉水利用系数，g=0.95;T一次灌水延续时间，取20天；t一日工作小时，取16小时；A设计灌溉面积，A=2000亩；15x20000.95x20x16=9&7加3/方3、经济管径的确定经济管径可按下式计算:V径D经济管径（m）Q通过管径的多年平均流量（nf/s）, Q=9&7m3/h;V 径一经济流速（m/s）, V =2.5m3/s;上水管经济管径：结合本地已建成节水工程经验，确定上水管D=150mm。7.3机泵选择节水扬程的确定：泵站节水总扬程可用下式确定：H=H 净 + hj + hf式中

12、：H泵站总扬程（m）;H；争一蓄水池与水源地（水源井井位）之间的高差（m）;hj局部水头损失（m）;hL沿程水头损失（m）;其中:Q一设计流量（m/h）;Q=100m3/h;管材摩阻系数，钢管、铸铁管f=6.25xl05;L管长（m）（扩大 5%）, L=790m;D管道内径（mm）;D=150mm;m流量指数，旧钢管，铸铁管m=1.9;b管径指数，旧钢管，铸铁管b=5.1;根据低压管道输水灌溉工程技术规范(井灌区部分)，局 部水头损失可按各管件的损失计算，也可按沿程水头损失的5% 10% 计。各级泵站扬程计算成果及机泵选择如表71所示。净扬程(m)管道长(ni)hf(m)(m)井深(m)总扬

13、程(m)机泵型号电机功率(kw)台数(台)备注180.0475024.92.4$30237.4250QJ50-240/12552流量5()扬程24074水源井、泵房设计水源井位于渭河三阳川盆地上峡口段的渭河左岸，该处为冲 积作用形成的二级阶地，阶面平均宽约120m,长约300m，地形 呈条带状，南边为渭河，北边紧靠山根，因受地形条件限制，井 位选在距渭河边40m左右的二级阶地前缘(麦甘公路北边)，根 据当地的地质及水文地质条件，建议以机井形式为宜，预测单井 出水量50m3/s左右。根据灌溉用水量计算单井出水量不能满足设 计需求，因此在公路南河漫滩内增打大口井一眼。机井为1#水源 井，大口井为2

14、#水源井。机井井深30m,单井流量50m3/h左右，大口井井深10m,直 径2.0m,单井流量55-60m3/h左右，详见设计图。为便于机井机泵管理，需建造泵房1座，泵房采用钢筋碗砖 混结构，尺寸3.01x4.05x3.70m,屋顶预留高0.60m,宽0.80x0.8 见方的机泵安装孔，详情见泵房设计图。7.5上水管设计根据水力计算、流量、经济管径计算及节水扬程的确定，本 工程设计上水管道工作压力为3.0MPa,连接方式采用法兰连接， 上水管管径为D150钢管。1#、2#井出水管均为D80钢管，工作 压力为3.0MPa,在垂直拐角和水平拐角处设置腔镇墩。7.6蓄水池设计根据灌溉取水之需要，建造

15、1座蓄水池，所建蓄水池地质为 湿陷性黄土层，因此用50cm三七灰土夯实基础。蓄水池采用圆 形钢筋轻结构，直径14.2m;池壁厚30cm;顶板厚20cm;池底 厚30cm;容积为500m蓄水池前部套设管理房。详见500m3 蓄水池设计图。7.7输水管网水力计算7.7.1管网布置形式该项目区规划总面积2000亩，全部采用自压管灌。采取半 固定式管道系统布置，即干管和支管是固定的，末级管为可移动 软管。由高位蓄水池引出三条干管，分别为一干管、二干管、三 干管；一干管控制四条支管，二干管控制三条支管，三干管控制 二条支管，干管和支管沿坡地纵、横向敷设。7.7.2管网水力计算根据规划的轮灌组合，并结合规

16、划布置图提供的每条支管控 制灌面及设计灌水定额，采取4条支管为一轮灌组，每一轮灌组, 每天灌100亩，20天灌完2000亩，由此来确定干、支管设计流量。1、管段设计流量计算根据低压管道输水灌溉工程技术规范（井灌部分）SL7T15395来确定管段设计流量。tn A17Qm管灌系统的灌溉设计流量（启/h）; m一灌水定额，取15m/亩；卩一田间水利用系数，尸0.85;T一次灌水时间，取1天；t日工作小时，取14小时;A管道轮灌组灌溉面积，A=100亩;Q =15x1000.85x1x14采取每4条支管为一轮灌组，因此，分摊到每条支管的流量Q支=126-4=31.5m3/ha2、管径确定由公式：D塑

17、D管道计算内径（m）Q管段设计流量（n?/s ）；V管内经济流速，取1.5m3/s;经以上公式计算，干、支管结果见表72。干、支管水力计算表表7-2名称控制灌面（亩）流量(Uh)一干管9501352617.5支1-12208.75支1-21908.75支1-32608.75支1-42808.75二干管57026支2-12008.752-22008.75支231708.75三干管48017.5支312008.75支3-22808.75管径(mm)管长（m）流速 (m*s)1601541.51401761.51251761.5907421.5908041.5909601.5909961.51403

18、361.5901008V 1.5908841.5906481.51251921.5906581.5904921.57.8电气设计本工程泵站距10kv线路0.5km, 1#水源井与2#水源井相距 0.05km,变压器至F井0.05 km,因此设计架设10kv高压线路 0.5km,低压地埋电缆线0.10km。电缆线型号采用YC135,线 管采用D50PVC管，埋深不小于80cm。考虑到灌区管理用电与 水泵共用一台变压器，需架设变压器至蓄水池380V线路，在架 设过程中可利用原刘坪电灌的一段380V线路，在此基础上还需 新架设500m. 380V线路。根据水泵功率和生产生活用电需求， 需150KW变

19、压器一台，控制开关XJ0155及水泵配套电气设 备。8工程运行管理1）该工程建成后，应设立专门的管理人员，明确专管职责, 初拟管理人员3人。2）制订运行操作规程和管理制度，操作人员应培训后上岗。3）应根据灌溉制度制订科学的用水计划。4）运行前，应检查机井装置、管道系统和附属设施是否齐全、 完好。5）灌水时应先开启出水口，后启动水泵，改换出水口时，应 先开后关，停灌时应先停泵，后关出水口。6）冬灌结束后，应及时放空管道。7）应根据管理制度，定期检查工程及配套设施的状况，并及 时进行维护、或更换。9施工组织设计9.1施工条件9.1.1工程概况天水市农业科技示范园区刘坪果园节水灌溉工程为天水 市科技

20、示范区的延伸项目，以此做为市优质果园示范基地，工 程规划新打井2眼(机井1眼，大口井1眼)，经上水管道至 高位蓄水池，通过输水管道至田间。9.1.2施工特点本工程干支管均为长线布置且分散，灌区施工占线长，施 工营地分散，土建规模不大，所需天然建筑材料较小。9.1.3交通条件及施工场地(1) 交通条件工程区天馋路、麦甘公路与工程主管道相连，工程区对 外交通便利，场地开阔，便于施工布置，管理按照因陋就简， 经济实用，方便管理的原则在水源旁修建或搭设临时房屋和生 产用工棚，以满足本工程生产生活需要。(2) 施工场地本工程主体工程建筑呈线型布置，故施工场地可沿管线 分段布置，施工场地主要布置腔及砂浆的

21、拌和系统和部分材料 的堆放。9.2施工方法本工程单项工程规模较小(主要为管道工程)，施工工艺 简单，施工方式以人工为主，机械为辅。施工顺序为土方开挖一管道安装T镇支墩浇筑T 土方回 填。管沟：工程需埋设的管道沟槽采用人工开挖，人工回填。 沟槽覆土应在管道阶段隐蔽工程验收合格后进行，覆土应及 时，防止管道曝洒时间过长造成老化，覆土时不得回填淤泥、 砖头及含有其它硬杂物泥土。回填应先从管底与基础结合部分 开始，并沿管道两侧同时对称进行，分层回填至管顶20cm以 上，管道20cm范围必须用人工回填，同时回填土质量应达到 设计要求。管道安装：以人工施工为主，较重的管道采用三角架及 手动葫芦配合人工撬台

22、就位安装。铺设管道前对管材及连接件 进行检查，不符合标准的一律不允许使用。安装管材时，由地 面人员传递给槽底施工人员，严禁将管材翻滚入沟，管道安装 完毕，末端应用堵头堵住，以免杂物进入管道内。93施工进度计划根据本工程规模、施工条件等实际情况，工程建设期1 年，包括施工准备期，主体工程施工期和工程完建期，施工净 工期6个月。9.4施工管理干支管均为长线布置，工地分散，施工营地、施工场地、弃 渣场地等临建工程应本着尽量少占耕地，避开洪水沟道，按照有 利于生产、有利于生活的原则，根据各管段具体条件进行布置， 施工营地设在主要建筑物邻近位置，施工场地根据建筑物施工特 点，在施工点邻近设置，弃渣场地采

23、用就近弃置的方式。经规划布置本工程需修建生活生活区，建筑面积100n?,仓库及工棚100n?。主要临建工程量序号项目单位数量备注临时房屋建筑1生产生活用房m21002仓库及工棚m2100二施工道路km2新修、拓宽修整10环境评价该工程是一项节水灌溉工程，工程建设征占地少，没有大的 开挖工程和毁林毁田等因素。其目的是：以节水为中心，提髙水 资源的利用率，改善灌溉条件，提高保灌程度，发展高效节水农 业，改善生态环境，以保持农业可持续发展，为天水市果园起示 范作用。本工程的实施，对改善灌区生态环境将起到积极作用，具体 表现在： xJ vJ wl I I w w I I I(1) 工程沿线地质条件较单

24、一，对工程安全产生不利的影响 因素较小，沿渠线未发现滑坡，坍塌等地质隐患对工程的影响。(2) 促进该地生态系统良性循环，该工程的建设，将改变现 状脆弱的自然农业条件，促进该地区工农业的大力发展及良性循 环的生态系统。该项目实施后，将对改善本灌区环境和下游地区生态环境起到积极的作用，而不会对生态环境产生不利影响。11投资估算111编制原则和依据编制办法：依据甘肃省水利厅、甘水规发199215号文颁 布关于水利水电工程编制办法的通知编制本工程投资估算。定额依据：采用甘肃省水利厅甘水规发1996第41号颁发 的甘肃省水利水电建筑概算定额扩大10%计算。费用标准：依据甘肃省水利厅、甘水规发199215

25、号文颁 发的甘肃省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准 及甘水规发199519号文关于颁发我省水利水电工程费用标准 补充规定的通知、甘水规发199811号文关于颁发我省水利水电 工程费用标准中有关条款修改调整意见的通知进行编制。11.2基础单价人工工资：工程地处我市麦积区境内，经计算各级工人定 额工日工资：土方工程15.28元/工日；石方工程16.27元/工日； 盹及安装工程17.25元/工日。施工机械台班费定额：执行一九九六年甘肃省水利厅颁发 的甘水规发1996第41号文甘肃省水利水电工程施工机械台班 费定额，其第一类费用小计乘以1.15的调整系数。间接费标准：工程为小型工程，取费均

26、以人工费为基数， 土方工程24%;石方工程30%;観工程70%;计划利润：按直接费与间接费之和的7%计算。税金：按直接费、间接费、计划利润之和的3.22%计算。水泥、钢材、木材等全部采用2007年第三季度市场调节 价，运至工地预算价为：425#普通硅酸盐水泥310元/T板榜材1300元/n?钢筋4150元/T砂石料单价：块石50元/m；石子40元/m；砂子35元/m。113估算指标该项目估算总投资132.00万元，其中：建筑工程37.17万元， 设备安装工程67.53万元，临时工程6.24万元，其他费用9.10万 元，予备费11.97万元。工程量：开挖土方12068 m3,夯填土方5190 m

27、3 ,観及钢筋 腔219n?,砌砖29m3,钢筋制安10.8T。材料量：水泥71 T,钢筋11 T,块石11 m3 ,石子182 m3砂子119 m3o11.4附表表1总估算表表2建筑工程估算表表3设备安装工程估算表表4临时工程及其它费用估算表表5從及砂浆材料单价计算表表6建筑工程单价汇总表表7主要工程量汇总表表8主要材料量汇总表表9主要材料预算价格汇总表表10施工机械台班费汇总表12经济效益评价12.1水价测算1、工程投资估算一该项目总投资132万元，工期计划一年，工程规模为日供水 量1600m3，灌溉面积2000亩。2、固定资产价值该项目估算总投资132万元，取固定资产形成率85%,则固

28、定资产价值为112.2万元。3、制水成本分析根据水利工程水费核定，计收和管理办法之规定，供水 成本分析如下：(1) 电费困X竺102 x 3600“血式中：Ei一电费，元/亩次；丫一水的容重，kg/m3, Y =1000kg/m3;H净一灌区内各泵站加权平均扬程,m, H净=180.04m;m灌水定额，m/亩次；nW5n?/亩；H 1一灌溉水利用系数，n i=0.95;n 2水泵及电机效率，n 2=0.70； e电费单价,0.51元/kwh;经计算，Ei=5.64元/亩次按每年灌水4次计算，灌溉面积2000亩，共需电费为 4x2000x5.64=4.51 万元。(2) 工资福利费E2=Nd4式

29、中：d4职工年均工资福利9600元/人P水厂人员编制 3人E2=3x9600=2.88 (万元)(3) 日常维护费及大修费E3=SP|式中：S固定资产值112.20万元P】一日常维护费和大修费率2.5%则 E4=112.20x2.5%=2.81 (万元)(4) 基本折旧费E4=SP2式中：S固定资产值112.20万元Pz折旧提成率3%则 E4=112.2x3%=3.37 (万元)(5 )水资源费 E5=365QC/Kd式中：Q设计日供水量1600m3/dC一生活用水资源费0.016元/n?则 E5=365x1600 x 0. 016/1. 5=0.62 (万元)(6) 管理费E6，按上式5项和

30、的10%计则 E6= (E+E5) xio%=2.75 (万元)(7) 年经营成本E7= ( Ei + E2 + E5 + E6)=10.76万元(8) 年总成本E8= ( Ei+ E2+ E3+ E4+ E5+ E6)= 16.94 (万元)(8)单位制水成本的计算制水成本=年总成本-年灌水总量 =19.94 4-12=1.41 元/n?销售水价在成本水价的基础上上浮6%,确定为1. 5元/n?。122增产效益计算B=A ( yt - y) E式中：B年增产值，元；A灌溉果园面积2000亩；yt管灌后果园产量亩，早酥梨yt=1.0T/亩y管灌前果园产量”亩，y=0.6T/亩E-水果单价元/T, E=135O元/T则 B=2000 x ( 1.0-0.6) x 1350=1080000 元效益分摊系数按0.35计，则节水灌溉工程的分摊效益为37.8 万元。123经济效益分析(1)静态投资回收年限按投资回收年限计算T = -B-C式中：T投资回收年限a;K一总投资，万元，K=132万元；B净增产值万元，B=37.8万元C年费用，万元，C=10.76万元则T=4.88年(