3712畝節(jié)水增效示范項目可行性研究報告

1 3712 畝節(jié)水增效示范項目 可行性研究報告可 2 第一章 項目綜述 項目背景 *+是以農(nóng)業(yè)為主的團場，屬 *地面積 畝，現(xiàn)有耕種面積 畝，其中中低產(chǎn)田 畝，占 66%，另有因缺水而棄耕面積 3 萬畝，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，水資源的短缺成為 +農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸， +團黨委充分認識到節(jié)水的重要性，利用中央實施西部大開發(fā)的有利時機和中央財政的支持，多方籌措資金，發(fā)動群眾，大力發(fā)展節(jié)水灌溉，改善生態(tài)環(huán)境，改造中低產(chǎn)田，并取得了一定成績。 為了更好、更 快的推廣高新節(jié)水灌溉技術(shù)，擴大高新節(jié)水灌溉技術(shù)覆蓋面， +2004 年決定建設(shè) 節(jié)水灌溉示范項目，并委托 *勘測設(shè)計院編寫 *+2004 年 項目建設(shè)的目標和任務(wù) 示范項目的建成，必將大大增強項目區(qū)及周邊地區(qū)的群眾發(fā)展節(jié)水灌溉的熱情，帶動一大批節(jié)水灌溉項目，為植林種草項目和中低產(chǎn)田改造提供水源保障，為生態(tài)環(huán)境治理奠定先進的設(shè)施基礎(chǔ)。經(jīng)過全場干部群眾的共同努力，“天蒼蒼、野茫茫、風(fēng)吹草低見牛羊”的迷人風(fēng)光將在項目區(qū)得以重現(xiàn)，這有效促進了本 地區(qū)及周邊地區(qū)環(huán)境的良性循環(huán)，對改善和保護地區(qū)的生態(tài)環(huán)境將起到非常重要的作用。 項目區(qū)將 成為發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，推廣節(jié)水灌溉的標桿。 周邊干部群眾 通過學(xué)習(xí)和現(xiàn)場考察 示范項目 ，在增強感性認識的同時，深深地觸及了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，粗放農(nóng)業(yè)的思想意識 ， 學(xué)到了好的經(jīng)驗和好的做法，又看到了差距和不足，增強了緊迫感和危機感。 宣傳部門 抓好宣傳，大造聲勢 ， 并利用 3 板報、畫廊、有線電視臺、散發(fā)宣傳單等多種形式對廣大干部群眾進行 節(jié)水 灌溉的重要性和必要性，以及發(fā)展 節(jié)水生態(tài) 農(nóng)業(yè)前景分析等形勢教育，使廣大干部群眾觀念意識明顯增強，為上節(jié)水灌溉項 目，發(fā)展 節(jié)水生態(tài) 農(nóng)業(yè)奠定思想基礎(chǔ)。 高效示范節(jié)水項目的建成，可以使灌水均勻度達 85%，田間水有效利用率達 95%，節(jié)約耕地 5%，每個農(nóng)工的管理定額有現(xiàn)在的 30 畝提高到 80 畝，皮棉產(chǎn)量從現(xiàn)在的 80公斤 /畝提高到 110公斤 /畝，凈灌溉定額由現(xiàn)在的 376方 /畝，減少到 200方 /畝，水分生產(chǎn)率由 方提高到 斤 /方，每年節(jié)約水量 復(fù)棄耕地 1738 畝。 項目選擇原則 1、具備示范輻射的有利條件，帶動范圍大； +8 連處于 +中心地帶，與 7 連、 9 連、 11 連、 12 連、 13 連毗鄰 ，該項目的實施可帶動周邊節(jié)水灌溉的發(fā)展。 2、團場有一定的資金配套能力； 為實施該項目，團場自籌 100 萬元。 3、當?shù)仡I(lǐng)導(dǎo)重視，群眾有積極性。 連隊成立節(jié)水灌溉運行小組，指導(dǎo)農(nóng)戶運行管理。群眾也從這兩年實施節(jié)水灌溉的農(nóng)田里得到了實惠，逐步認識到滴灌的優(yōu)越性， 農(nóng)民搞節(jié)水灌溉的積極性增強了，過去搞 滴 灌都是 “團場 找 連 隊，群眾往后退 ” ，如今變成了 “ 農(nóng)民找 連隊 ，爭著要 節(jié)水” 。 因此，項目建設(shè)區(qū)選擇在 +8連。 項目建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模 4 項目建設(shè)內(nèi)容為渠水加壓膜下滴灌工程包括變壓器、沉淀池、泵房、過濾及施肥 裝置、地埋管網(wǎng)、地面管網(wǎng)、毛管、土建等。具體見下表： 項目名稱 +*+2004年 工程面積 受益面積 5450 畝 節(jié)水量 方 總投資 元 其中分項 名稱 投資額（萬元） 1 建筑工程 機電設(shè)備 臨時工程 其它費用 基本預(yù)備費 濟評價指標 1、 2%)： 、動態(tài)還本年限 T： T= 3、經(jīng)濟內(nèi)部回收率 4、經(jīng)濟凈現(xiàn)值 2%)： 56萬元 資金籌措 國家專項資金 100萬元， +自籌 可研報告編制依據(jù) 1. *+土地利用規(guī)劃（修編）（ 1997 2. 節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范 . 微灌工程技術(shù)規(guī)范 . 水利建設(shè)項目經(jīng)濟評價 2. 噴灌與微灌工程技術(shù)管理規(guī)程 . 灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范 0288. 國家水利部大型灌區(qū)批復(fù) 行性研究報告成果構(gòu)成 1. 可行性研究報告正本 2. 典型設(shè)計說明書及圖紙 第二章 項目建設(shè)的必要性及有利條件 5 目建設(shè)的必要性 節(jié)水灌溉項目的實施是 恢復(fù)和建設(shè)良好生態(tài)系統(tǒng) 和 滿足生產(chǎn)和生活 用水日益增長的需要。 +光熱資源、土地資源豐富，而水資源相對不足是農(nóng)業(yè)發(fā)展的制約因素，同時，一方面水資源的嚴重短缺，另一方面是低效傳統(tǒng)灌溉方式對有限水資源的浪費。項目區(qū)為灌溉農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)用水占整個用水量的 94%，由于長期采用傳統(tǒng)的灌溉方式，產(chǎn)生大量深層滲漏和無效蒸發(fā)，導(dǎo)致灌溉定額偏高（地面灌灌溉定額是 376 方 /畝，膜下滴 灌灌溉定額是 200方 /畝 ），不僅造成水資源的浪費，而且造成地下水位不斷上升，耕地土壤鹽堿化蔓延，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境逐步惡化；化肥施用量的加大使土壤結(jié)構(gòu)進一步惡化；所以，盡管生產(chǎn)成本逐年增加，農(nóng)作物單產(chǎn)卻提高緩慢，難以保證農(nóng)業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人口的增加，水資源的供需矛盾越來越突出。實施高效節(jié)水灌溉，則從根本上解決上述問題，因為實施高效節(jié)水灌溉，不僅可節(jié)水、增產(chǎn)，還可降低地下水位和耕作層土壤鹽分的積累；同時，節(jié)余的水量可以改造中低產(chǎn)田和植林種草，進行科學(xué)的草田輪作制度，發(fā)展畜牧業(yè)和二、三產(chǎn)業(yè)，逐步 改良土壤，培肥地力，改善生態(tài)環(huán)境。 利條件 1、 本項目符合當前國家的產(chǎn)業(yè)政策和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向。 節(jié)水生態(tài)農(nóng)業(yè) 是今后我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的方向，也是提高土地資源利用率和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益、促進農(nóng)業(yè)增長方式轉(zhuǎn)變的根本途徑。 黨和政府高度重視節(jié)水灌溉，提出把節(jié)水灌溉當作革命性措施來抓，并在資金上予以支持。 2、發(fā)展節(jié)水灌溉的基礎(chǔ)設(shè)施得到完善 6 隨著我國經(jīng)濟發(fā)展、國家財力增強和西部大開發(fā)的戰(zhàn)略不斷深入，中央和 +投資建設(shè)水利基礎(chǔ)設(shè)施的力度不斷加大，為水利發(fā)展提供了更廣闊的空間。特別是近三年來國家實 行積極的財政政策，發(fā)行財政債券，建設(shè)水利工程，對水利樞紐建設(shè)、城市供水和污水處理、節(jié)水灌溉、大型灌區(qū)節(jié)水改造配套、病險水庫除險加固、水土保持生態(tài)建設(shè)等重點水利工程建設(shè)的投入力度大大增加， 進一步拓寬了供水、水電等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金來源渠道，都為 節(jié)水灌溉的實施 提供了有利條件 。 3、 具備了 項目對建設(shè)管理的要求 經(jīng)過近幾年節(jié)水灌溉示范項目 建設(shè)， +在建設(shè)和 運行 管理方面，積累了豐富的經(jīng)驗，培養(yǎng)了一支技術(shù)干部隊伍，建設(shè)與管理的體制不斷健全，水平逐步提高，為 本項目的建設(shè) 奠定了基礎(chǔ)。 4、項目 區(qū)集中連片，地 形平坦，宜于發(fā)展節(jié)水灌溉； 第三章 項目區(qū)概況 然地理 理位置 +*一二四團位于天山中段北麓，準噶爾盆地西南緣，行政區(qū)屬烏蘇市境內(nèi)，界于東經(jīng) 840224 841500，北緯 442022 444211之間，本團總面積 畝，山區(qū)及戈壁牧場 88 萬畝，平原墾區(qū)面積 有耕地 畝。墾區(qū)南北長 44公里，東西寬平均 8 公里，南連天山，北與甘家湖林場接壤，東臨烏蘇市四棵樹鄉(xiāng)，西與甘家湖牧場毗鄰。項目建設(shè)區(qū)位于 8 連，緊靠 高雙公路東側(cè)，與連部隔 7 路相望，距團部約 23 公里。 候 由于地處亞歐大陸腹地，距海遙遠，水汽輸送距離長， 屬北溫帶大陸荒漠氣候區(qū)，具有典型的大陸性氣候特征；年降雨量 170發(fā)量 1770大凍土層深 區(qū)年平均氣溫 穩(wěn)定在 10以上天數(shù)為 170天，多年平均無霜期 167 天，氣候條件能滿足棉花、小麥、瓜菜、水果、甜菜等多種作物的生長需要。 項目區(qū)災(zāi)害性氣象主要為凍害、干熱風(fēng)和冰雹等。 +轄區(qū)置于兩河沖積平原之間，墾區(qū)東西兩側(cè)略有隆起，構(gòu)成南北狹長 的帶狀地形，海拔高程 504，地形走向總趨勢南高北低，平均地面坡降 3左右。 地貌由南向北分為沖積山前傾斜平原和沉積平原，由干旱荒漠平原的特性地貌逐步過渡到沼澤的地貌景觀。 壤 項目區(qū)土壤類型以灰漠土和草甸土為主，成土母質(zhì)為沖積洪積黃土狀母質(zhì)；土壤肥力有機質(zhì)含量為中下級，相當國家五級標準，速效氮在五級以下，土壤肥力按國家分級標準屬中下。 土壤質(zhì)地多為輕壤土或中壤土，透水性適中，土層深厚，宜耕性好，不利因素是地下水位偏高，易產(chǎn)生土壤次生鹽漬化，限制土壤養(yǎng)分有效的發(fā)揮。全團 70%土地地下水 埋深在 以下， 18%在 以下， 12%以下。 8 水資源 項目區(qū)地表水主要引自古爾圖河，由師統(tǒng)一按計劃配水，通過新柳干渠直接給灌區(qū)供水，無水庫調(diào)節(jié)，年內(nèi)水土的主要矛盾是季節(jié)性不平衡， 3 5 月份為枯水期，造成的春灌緊張和“五月旱”是直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素， 5 月底或 6月初后，隨著氣溫的升高，引水量加大，基本可以滿足現(xiàn)有農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的需要，多年平均配水量 5700 萬 +屬山前洪積、沖積平原，承壓水主要受古爾圖河和四棵樹河滲漏補給，初 測動儲量 4000 萬方左右。潛水礦化度不高，大部分在 3 克 /升以下，可用于農(nóng)業(yè)灌溉，含砷、氟等有毒物質(zhì)也不多（含氟 克左右，含砷極少），可作為人畜用水。項目區(qū)目前實際開采量 1000 萬 會經(jīng)濟情況 +截止 2002年末，全團總?cè)丝?從業(yè)人員 人，其中第一產(chǎn)業(yè) 4618 人；第二產(chǎn)業(yè) 1012 人，第三產(chǎn)業(yè) 1409 人，人均占有耕地 勞動力有保障。 截止 2002 年末，實現(xiàn)國內(nèi)生產(chǎn)總值 10820 萬元，其中第一產(chǎn)業(yè) 6940萬元，第二產(chǎn)業(yè) 1399 萬元，第三產(chǎn)業(yè) 2481 萬元； 職均收入 5700 元，人均收入 1447 元。 礎(chǔ)設(shè)施 312 國道和北疆鐵路從本團團部 秧齡 所在地通過，前高公路 的起始站是 9 +部；團內(nèi)公路網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)成，交通四通八達。 +現(xiàn)有自備電源火力發(fā)電廠一座，裝機容量 2 1500與師電力公司聯(lián)網(wǎng)，其中一回 10路沿高雙公路架設(shè)，距項目建設(shè)區(qū)僅一公里，故項目建設(shè)區(qū)供電有保證。 利建設(shè)現(xiàn)狀 利工程現(xiàn)狀 全團灌溉渠系由四級固定渠道組成，總有渠道長度 防滲率 支渠 防滲 滲率 滲長度 滲率 農(nóng)渠長度 有防滲。全團總防滲率 渠系水有效利用系數(shù) 溉水利用系數(shù) 全團規(guī)劃排水網(wǎng)絡(luò)由四級排水渠道組成，排水溝總長 677挖412規(guī)劃總長 61%，其中干排 131挖 130排 1322挖 122排 194排 220有實施。 項目區(qū)節(jié)水灌溉現(xiàn)狀 項目區(qū)節(jié)水灌溉現(xiàn)狀見下表 3 項目區(qū)節(jié)水灌溉現(xiàn)狀 表 3度 （新增） 節(jié)水工程 (萬畝 ) 面積 合計 （萬畝） 效益指標 渠道 防滲 滴灌 節(jié)水量（ ） 棉花 增產(chǎn)量 （ ） 水分 生產(chǎn)率 ( ) 節(jié)省運行費 （萬元） 2001 5 25 2002 20 35 0 10 第四章 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方案 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀 +2002 年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值 6940 萬元，占國民生產(chǎn)總值的 各作物 產(chǎn)量、單產(chǎn)、種植結(jié)構(gòu)如下表 4 +農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀表 表 4 項 作物名稱 面積（萬畝） 單產(chǎn)（公斤） 比例（ %） 1 種植業(yè) 食作物 小麥 00 玉米 50 濟作物 棉花 5 甜菜 000 西紅柿 500 林業(yè) 林 50 田防護林 濟林 牧草 計 100 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃 通過發(fā)展節(jié)水灌溉，用節(jié)余水量，改造中低產(chǎn)田，提高土地和水分生產(chǎn)率，有步驟收復(fù)棄耕地，大力發(fā)展林業(yè)和牧業(yè)，從而達到調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和降低生產(chǎn)風(fēng)險的目的。到 2007 年種植業(yè)：林業(yè)：牧業(yè)由 2002 年的 整為 業(yè) 結(jié)構(gòu)趨于合理。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)組成情況見表 4 11 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整情況表 表 4項 年度 種植業(yè)（萬畝） 林業(yè)（萬畝） 牧草 （萬畝） 棉花 番茄 玉米 小麥 甜菜 農(nóng)田防 護林 園林 經(jīng)濟林 2002 007 2002 年， +棉花平均畝產(chǎn) 95 公斤 /畝，而根據(jù) 2001、 2002兩年膜下滴灌增產(chǎn)統(tǒng)計，平均 每畝增產(chǎn) 25 35 公斤，項目建設(shè)區(qū)棉花平均單產(chǎn) 70 公斤 /畝，據(jù)此，規(guī)劃項目建成后增產(chǎn) 30公斤是有保證的。 農(nóng)業(yè)節(jié)水配套措施 節(jié)水工程技術(shù)只有與相應(yīng)的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合，才能發(fā)揮綜合優(yōu)勢，達到節(jié)水、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的最終目標。 本項目采用的節(jié)水技術(shù)是渠水加壓膜下滴灌技術(shù)，與之配套的技術(shù)是渠水水質(zhì)處理技術(shù)、隨水施肥技術(shù)、覆膜栽培技術(shù)、化學(xué)調(diào)控技術(shù)、膜上精量點播技術(shù)和優(yōu)良品種的推廣等，這些技術(shù)經(jīng)過近幾年科研單位和生產(chǎn)單位的努力，日臻成熟，再加上科學(xué)的管理，完全有能力達到規(guī)劃單產(chǎn)。 第五章 水土平衡 分析 則與方法 12 平衡計算的基本單元為項目建設(shè)區(qū) ，根據(jù)項目區(qū)現(xiàn)狀年和項目建成后的灌溉需水量和可供水量進行比較，確定水土是否平衡。 灌溉需水量 目實施前灌溉需水量 項目區(qū)現(xiàn)狀年種植棉花 溉定額為 376，采用常規(guī)地面灌溉類型灌溉制度見表 5 項目實施前灌溉制度表 表 5份 6 7 8 9 10 11 合計 灌水次數(shù) 1 2 3 4 4 灌水量 （ ） 100 120 86 0 0 70 376 目實施后灌 溉需水量 項目實施后，灌溉方式為滴灌，灌溉定額為 200 ，項目實施后灌溉制度見表 5表 500 4萬 灌溉工程可供水量 本工程由一支渠供水，每年向項目區(qū)供水量為 項目實施后灌溉制度表 表 513 月旬 分項 4 5 6 7 8 9 合計 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 生育期 苗 期 蕾 期 花 鈴 期 吐絮期 滴灌 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 灌水 定額 方 /畝 15 12 12 12 20 20 20 20 20 15 12 12 10 200 水土平衡分析 項目區(qū)可供農(nóng)業(yè)灌溉的總水量為 項目實施前灌溉水量為 目實施后灌溉水量為 74 萬 此本項目的實施 有水源保證。項目實施后比實施前節(jié)余水量 第六章 工程方案 程布置原則 本工程布置原則遵循下面兩點： +農(nóng)業(yè)發(fā)展總體規(guī)劃的要求。 低系統(tǒng)投資和運行費用，運行管理方便，工作穩(wěn)定可靠。 工程總體方案 案選擇 本工程的方案選擇主要是針對噴灌和滴灌的優(yōu)缺點進行比較。 噴灌是將灌溉水通過噴灌系統(tǒng)（或噴灌機具），形成具有一定壓力的水，由噴頭噴射到空中，形成水滴狀態(tài)，灑落在土壤表面， 為作物生長提供必 14 要的水分。 作為一種先進的灌水方式，它的優(yōu)點是： b. 與常規(guī)灌溉相比，具有節(jié)水和增產(chǎn)的作用；但是，作為一種全面灌溉，它具有以下缺點： 3 級以上風(fēng)力時應(yīng)停止 運行；飄灑 損失相對較大 ； 行費用比滴灌高； 鈴期噴灑易對花鈴產(chǎn)生不利影響，影響棉花產(chǎn)量和質(zhì)量。 滴 灌是利用 滴 灌設(shè)備組裝成 滴 灌系統(tǒng)，將有壓水輸送分配到田 間 ，通過灌水 器 以微小的流量濕潤作物根部附近土壤的一種局部灌水技術(shù)。 滴 灌可以非常方便地將水施灌到每一株植物附近的土壤，經(jīng)常維持較低的水應(yīng)力滿足作物生長需要。 它的優(yōu)點是： a. 比噴灌省水； 高了肥料的利用率； 間土壤疏松，可免于中耕或少中耕，節(jié)省機力； 行費用低；缺點是膜下滴灌 灌水器出口很小，易堵塞， 故 對過濾系統(tǒng)要求高。 但是通過近幾年的實踐，對水質(zhì)的處理，摸索出了行之有效的方法。 案比較結(jié)論 從上面表述中，可以看出滴灌比噴灌有許多的優(yōu)點，并且更適合于*干旱半 干旱的氣候條件，故本次節(jié)水增效示范項目選用膜下滴灌技術(shù)。 本項目面積總計為 分為三個大系統(tǒng)，全部在 8連，由一 15 支渠供水，支渠的流量為 s，其下分為 3條斗渠，因此該支渠流量分配到每條斗渠流量均為 m3/s，每條斗渠控制面積 1350 畝。由于選用的示范地塊大小形狀基本一致，土質(zhì)條件也基本相同，水源又均來自同一條支渠，所以為了起到更好的示范比較的作用，在三個大系統(tǒng)的滴灌模式選型上選用了三種膜下滴灌模式：一斗渠采用輔管輪灌（支管地埋 水阻管）設(shè) 計模式，二斗渠采用輔管輪灌（地面 管）方案設(shè)計模式，三斗渠采用支管輪灌設(shè)計模式。通過這次示范比較的結(jié)論，用實踐和事實來尋找一種最適合本地的膜下滴灌設(shè)計模式，以便于以后更好的在本地開展膜下滴灌。 程設(shè)計 一二四團節(jié)水灌溉示范項目總面積為 ，共分 3 個大系統(tǒng)，每個大系統(tǒng)分為兩個獨立運行但共用一個泵房和沉淀池的小系統(tǒng)。這樣整個示范項目分 6 個獨立運行的小系統(tǒng)， 3個泵房， 3 個沉淀池。 本資料 （ 1）水 源 一二四團節(jié)水灌溉示范項目水源來自古爾圖河水，經(jīng) 2002 年 7 月 1 日分析取樣其水質(zhì)情況大概為： 懸浮泥沙含量： 4800mg/l 粒徑小于 粘土） 粒徑小于 細泥土，粘土） 粒徑小于 粗細泥土，粘土） 16 粒徑小于 極細沙，粗細泥土，粘土） 粒徑小于 100%（中、細沙，粗細泥土，粘土） （ 2）土壤狀況 由于受大陸荒漠氣候影響，植被稀少。腐殖質(zhì)積累甚多，礦化作用強。因此，土壤形成過程主要是荒漠化過程。成土過程是脫藻澤過程。由于氣候干旱，土壤鹽分隨土地中水分蒸發(fā)而上移 ，部分鹽分隨河流帶入，因而成土過程又是一個鹽化過程，土壤較易發(fā)生次生鹽漬化。土壤肥力總的狀況是：富鉀、缺磷、缺氮、有機質(zhì)少。本項目區(qū)土質(zhì)主要為中、輕壤土的混合式，其中中壤土所占比重較大。 滴灌規(guī)劃地土質(zhì)情況具體見表 6 6土質(zhì)一欄為系統(tǒng)土壤組合中含量比重最大的土壤類型。 （ 3）作物資料 該項目區(qū)種植作物為棉花 ,其種植模式為 :18 45 18 60,其中 18 為棉花窄行間距， 45為棉花寬行間距， 60 為膜間距。 項目區(qū)滴灌地基本資料 表 6塊名稱 8 連 1支 1斗 8連 1支 2斗 8連 1支 3斗 合計 地塊面積 (畝 ) 1350 1350 統(tǒng)個數(shù) 2 2 2 6 系統(tǒng)面積 (畝 ) 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 675 675 675 675 質(zhì) 中壤 中壤 中壤 中壤 沙壤 沙壤 容重 (g/ 地 形 西高東低 、南高北低 坡 度 東西向 南北向 系統(tǒng)水源 渠水 水源泥沙平均粒徑 種植作物 棉花 17 種植模式 18作物株距（ 7 源分析及水源工程規(guī)劃 源分析 +為渠水滴灌，水中泥沙含量較多，因此水質(zhì)處理的重點是在洪水期考慮泥砂沉淀問題。通過首部的攔污柵，沉淀過濾池，網(wǎng)式過濾器處理后，基本達到滴灌水質(zhì)要求。水中含鹽量（礦化度 ）基本能滿足作物灌溉水質(zhì)要求。 源工程規(guī)劃 滴灌系統(tǒng)的水源為渠水，在水量上，完全能夠滿足滴灌用水要求。由于沉淀池造價較高，所以在水質(zhì)處理方面應(yīng)考慮兩個或兩個以上 系統(tǒng)共用一個沉淀過濾池，以降低系統(tǒng)總造價。 （ 1）、主控過濾器選用 經(jīng)取水源水樣于瓶中放置 50 分鐘時，上層水樣基本澄清，其下層懸浮泥含沙量在 2374經(jīng) 120 目網(wǎng)式過濾器過濾后，水中泥沙粒徑約為 米遠小于迷宮式滴灌帶出水口最小直徑 米。所以過濾系統(tǒng)選用沉淀池 +砂石過濾器 +120目網(wǎng)式過濾器組合。 （ 2）、沉淀池的設(shè)計 不同滴管的滴頭通過含懸浮泥沙水流（濃度及顆粒級配）的能力十分懸殊。滴頭輸沙的固有特性決定著過濾器的過濾精度、沉淀池的表面負荷及泥沙去除等，是一個 相互聯(lián)系的、密不可分的系統(tǒng)。因此，本項目區(qū)滴灌系統(tǒng)沉淀池采用下列兩種方法進行比較設(shè)計： 方法一（摘自微灌工程技術(shù)）： 18 沉淀池尺寸確定： 沉淀池是根據(jù)水流從進入沉淀池開始，水流所挾帶的設(shè)計標準粒徑以上的砂粒以沉速 水流流到池出口時砂礫剛好沉到池底來設(shè)計的。 沉淀池長度： h 沉淀池寬： B= 沉淀池長度： L=5B V=D ( 其中： D 設(shè)計標準粒徑， 泥沙顆粒比重， g/ A 沉淀池表面積， Q 設(shè)計流量， m3/s； V 設(shè)計標準粒徑的沉速， m/s； 蓄水系數(shù)，取 2； 方法二：（摘自林性粹、魏永曜農(nóng)業(yè)供水工程， 版） 沉淀池的設(shè)計計算： a、沉淀池表面積（ A） A=Q/中 ： ; 產(chǎn)水量 m3/s） m/s) b、沉淀池長度（ L） L=中： m） 平流速（ mm/s） 19 間（ h） c、沉淀池寬度 （ B） B=A/L 式中 ： m） m） d、有效水深（ 有效水深是指沉淀池水面至存泥層上表面的高度，其值按下試計算： （ 式中： m） m3/h） h） m） m） e、存泥區(qū) 存泥區(qū)容積（ V） 沉淀池存泥區(qū)的容積以下式表示： V=86400r 試中： 量（ m3/s） 水）設(shè)計含沙量（ Kg/ 一般 C=90% 20 d）， 在混水入池期間，采用 T=6天 Kg/ 存 泥區(qū)深度（ 沉淀池的存泥區(qū)深度為： ： m） m） m） 以上兩種方法計算成果見表 6表 6以看出，采用方法二計算沉淀池時考慮的因素較多、更合理。因此本項目滴灌沉淀池的設(shè)計采用方法二的計算成果。由于三個沉淀池的面積均在 1100 1400 畝之間，所以，本項目區(qū)的三個沉淀池的大小尺寸取為一致。具體設(shè)計見沉淀池設(shè)計圖。 （ 3）、施肥裝置的選擇 施肥裝置是滴灌系統(tǒng)的重要組成部分之一，被稱為滴灌系統(tǒng)的營養(yǎng)器?，F(xiàn)在在農(nóng)業(yè)中廣泛使用的主要有四種施肥裝置：壓差式施肥罐、文丘里吸入式施肥器、開敞式施肥器以及泵注入式施肥裝置。后三種一般用于小面積農(nóng)田作物和溫室大棚。壓差式施肥罐由于其價格低廉、施肥方便、易于管理操作和大容積等優(yōu)點而廣泛用于大田作物。 壓差式施肥罐的容積的確定一般按下式計算選擇： 1( 式中： V 肥料罐容積（升）； 21 G 單位面積需施用某種化肥的重量（千克 /公頃）；棉花主要施用尿素，根據(jù)已施工滴灌運行情 況，每次施用 135頃。 A 滴灌系統(tǒng)一個輪灌組控制的面積（公頃）；本項目輪灌組控制面積約為 S 化肥的溶解度，即 20時 100 千克水可溶解的化肥量（千克）；尿素的溶解度為 105 千克。 化肥溶液的密度（千克 /升）；尿素的密度為 升。 經(jīng)計算，經(jīng)計算 V=256 升，本項目滴灌系統(tǒng)施肥罐容積實際取 300L。 計參數(shù)的確定 1、設(shè)計耗水強度 計耗水強度 用頻率為 85%設(shè)計年月平均耗水強度峰值，該值由下式計算 : w a 設(shè)計 耗水強度； mm/d 階段日平均需水量； mm/d 階段日平均參照需水量； mm/d 土壤水分修正系數(shù)； 作物系數(shù)； 參照作物需水量由修正后的彭曼公式計算： 10000中： 標準大氣壓， 22 P 計算地點平均氣壓； 平均氣溫時飽和水氣壓隨溫度的變率， = T 平均氣溫，； 溫度計常數(shù)， =； 太陽凈輻射，以所能蒸發(fā)的水層深度計（ mm/d）； 干燥力， mm/d； 通過對 1958氣象資料分析、計算，確定 30年逐月平均需水量，確定設(shè)計保證率 P=85%時， d。 2、滴灌帶型式的選擇 由于滴灌帶用量較大，所以滴灌帶的選擇型式?jīng)Q定整個滴灌系統(tǒng)的造價，用在大田中的型式主要有復(fù)用型內(nèi)鑲式滴灌帶和非復(fù)用型單翼迷宮式兩種，復(fù)用型內(nèi)鑲式滴灌帶具有流量穩(wěn)定，抗堵塞性能好等優(yōu)點，但價格較高，約為單翼迷宮式的兩倍，作為復(fù)用型，冬季保存和春天鋪設(shè)都需耗費大量的人力和物力，損耗較大，現(xiàn)在使用越來越少；而單翼迷宮式滴灌帶，價格低，只使用一個生產(chǎn)季節(jié)，鋪設(shè)時可與地膜、播種一次完成，生產(chǎn)季節(jié)結(jié)束后，由廠家負責(zé)回收，節(jié)省許多人力和物力。因此，本工程選用非復(fù)用型單翼迷宮式滴灌帶。 3、 膜下滴灌條件下滴頭流量的選擇 本項目區(qū)滴灌系統(tǒng)滴頭流量的選擇根據(jù)系統(tǒng)的土質(zhì)和棉花的種植模式綜合確定。確定依據(jù)有兩點，一是 根據(jù)微灌工程技術(shù)一書中的數(shù)據(jù)，對于中壤土，滴頭流量為 h 的滴頭其濕潤直徑為 70 厘米， h 的 23 滴頭其濕潤直徑為 100 厘米。那么可以估算出，對于 h 滴頭其濕潤直徑為 90 厘米左右。二是 根據(jù) *農(nóng)墾科學(xué)院與西安理工大學(xué)室內(nèi)研究成果，結(jié)合 *近幾年對大田棉花膜下滴灌生產(chǎn)實際的觀測調(diào)查總結(jié)所得的結(jié)論： 植模式： 30花 粘土、重壤土宜選擇滴頭流量 h,間距 中壤土、輕壤土宜選擇滴頭流量 h,間距 宜。 砂土宜選擇滴頭流量 h，間距 植模式： 20花 粘土、重壤土宜選擇滴頭流量 h,間距 中壤土、輕壤土宜選擇滴頭流量 h,間距 宜。 砂壤土宜選擇滴頭流量 h，間距 本項目區(qū)的土質(zhì)為中壤土和沙壤土，其種植模式如采用 +給定的18于一膜一管四行的 滴灌形式可以滿足灌溉要求。這樣基于上面兩方面的結(jié)論，選用滴頭流量為 h 和 h 的滴灌帶和滴頭間距為 300 毫米得滴灌帶就比較合適。因此，本項目區(qū)滴灌帶型號選用 16 300 16 300 種。兩種滴灌帶的技術(shù)參數(shù)見表6 表 6 單翼迷宮式滴灌帶技術(shù)參數(shù)表 規(guī)格 內(nèi)徑 （ 壁厚 （ 滴孔間距（ 公稱流量（ L/h） 滴頭工作壓力（ 滴頭流量方程 Q（ L/h）， h（ m） 6 00 Q=6 00 Q=24 3. 膜下滴灌土壤濕潤比 滴灌土壤濕潤比的計算根據(jù)微灌工程技術(shù)中給出的對于毛管為單行直線布置時，其土壤濕潤比可用 %100中 D 為滴頭濕潤直徑， 微灌工程技術(shù)中可以查出對于中輕壤土，滴頭流量為 h,其最大濕潤直徑分別為 ，對于沙壤土，h，其最大濕潤直徑為 ， 根據(jù)上面公式可以計算出對于中、沙壤土，滴頭流量為 h 和 h、毛管有效間距為 的土壤濕潤比為 4、基本參數(shù)的確定 根據(jù)上面的描述，本項目區(qū)的滴灌系統(tǒng)設(shè)計基本參數(shù)確定如下： 1、設(shè)計保證率： 85% 2、灌溉水的利用系數(shù)： 、設(shè)計系統(tǒng)的日工作小時數(shù) C： 20或 21h。 4、滴灌設(shè)計土壤濕潤比 P： 5、濕潤深度 Z： 、設(shè)計耗水強度 d 溉制度 灌溉制度包括灌水定額、一次灌水時間、輪灌制度、輪灌周期和灌水次數(shù)和 灌水總量。 1、灌溉制度中參數(shù)的確定 各個參數(shù)的計算過程詳見表 6灌系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)計算表。 2、灌水次數(shù)與灌水總量 25 灌水總量由當?shù)氐臍庀筚Y料按彭曼法計算，計算出總需水量后，應(yīng)根據(jù)作物各生育期的需水量確定不同時期的灌水定額及灌水周期，確定總的灌水次數(shù)，合理分配灌溉水量。該項目區(qū)面積 ，規(guī)劃種植作物為棉花，結(jié)合作物的需水特性和當?shù)氐臍夂?、土壤、農(nóng)業(yè)技術(shù)條件和已建滴灌工程的運行情況，制定出作物灌溉制度如下表： 月旬 分項 4 5 6 7 8 9 合計 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 生育期 苗 期 蕾 期 花 鈴 期 吐絮期 滴灌次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 關(guān)水定額 方 /畝 15 12 12 12 20 20 20 20 20 15 12 12 10 200 灌灌水均勻度 1、滴灌均勻系數(shù) 水利部行業(yè)標準微灌工程技術(shù)規(guī)范規(guī)定，灌水器設(shè)計允許流量偏差率 0%，設(shè)計灌水均勻系數(shù)不應(yīng)低于 2、灌水小區(qū)允許水頭偏差 、滴頭工作水頭偏差率 式中： 、灌水小區(qū)允許水頭偏差按下式計算： H= 10=） )h v vv qx 10 2 26 式中： Hm； m； 則毛管的允許水頭偏差為 ，。 網(wǎng)總體規(guī)劃設(shè)計 （一）系統(tǒng)設(shè)計流量的初步確定 式中： m3/h； mm/d， mm/d，取 d； mm/d； *地區(qū)可近似取 0； h/d；根據(jù)電力供應(yīng)情況取 20h； 根據(jù)上式可得四個系統(tǒng)所需設(shè)計流量的計算值，再根據(jù)具體輪灌情況確定 實用值，設(shè)計流量值見下表 6 系統(tǒng)設(shè)計流量初定表 表 6塊 1支 1斗 1支 2斗 1支 3斗 系統(tǒng) 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 系統(tǒng)面積（畝） 675 675 675 675 統(tǒng)面積（公頃） 45 45 45 45 統(tǒng)工作小時數(shù) 20 20 20 20 21 21 計算流量 (m3/h) 128 128 128 128 92 92 （二）管網(wǎng)布置原則 )/( t a 27 1 根據(jù)作物種植要求及采用的灌溉技術(shù)，要求輸水干管要適合滴灌的要求。 2 因地 制宜，結(jié)合沉淀池位置和作物種植方向的要求，使管道總長度最短和盡量少穿越其它地物。 3 確保作物用水要求，調(diào)水便捷，管理維修方便。 4 輸配水干管沿地勢較高位置布設(shè)，支管垂直作物種植行布置，滴灌帶（毛管）順作物行布置。 防止熱脹冷縮和冬季凍害，輸配水干管均采用地埋式，埋深 在管尾修排水井，以排除管道中沖砂水和秋季積水。 （三）系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 現(xiàn)在膜下滴灌設(shè)計方案很多，常見有以下三種： 管地埋 水阻管） 統(tǒng)特點： 上，支管與輔管通過地豎管連接。 達到支管與支管之間的壓力平衡。 統(tǒng)優(yōu)點： 資和運行費用不高。 用年限長。 統(tǒng)缺點： 均 一個），如灌溉季節(jié)結(jié)束后回收，則來年安裝工程量大；如不回收，影響秋耕和春播。 建工程量大；變徑接頭多，安裝工程量大。 28 此方案具體布置見一支一 斗系統(tǒng)設(shè)計。 面 案 統(tǒng)特點： 管鋪在地面。 統(tǒng)優(yōu)點： a. 由于水量分散，投資和運行費用不高。 地管少（平均 42 畝一個），適合秋耕和春播。 系統(tǒng)缺點： 宜保證。大勞動強度和管材、管件的損耗。 此種方案具體布置見一支二斗系統(tǒng)設(shè)計。 統(tǒng)特點：沒有輔管，用穩(wěn)流三通代替原來按扣三通，直接連接毛管和地面支管，輪灌時 ，一條支管全部打開，靠穩(wěn)流三通直接調(diào)節(jié)毛管流量。 統(tǒng)優(yōu)點： 啟一個球閥可控制面積 21 畝。 許水頭偏差全部加在毛管上）。 少了收放量。 統(tǒng)缺點： 果維持與上述兩種方案相同的水頭，需增大干管（或分干管）管徑。故投資（或運行費）較前兩種方案大。 田超過一定寬度時，不得不靠增加分干管數(shù)量滿足均勻度和流量平衡。 此種方 案具體布置見一支三斗系統(tǒng)設(shè)計。 29 這三種布置形式各有優(yōu)缺點，故本次示范項目三個系統(tǒng)分別采用了上述三種輪灌方法，通過實踐檢驗適合本地的工程方案。 （四）系統(tǒng)的工作制度 1、輪灌區(qū)的劃分： 根據(jù)滴灌系統(tǒng)的布置，為保證系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的壓力，分散水流，降低管道水頭損失，將系統(tǒng)劃分多個輪灌區(qū)。每個系統(tǒng)論灌區(qū)的劃分詳輪灌方案圖。 2、輪灌組數(shù) 每個系統(tǒng)的輪灌組數(shù)不能大于附表 6的計算組數(shù)，另外，根據(jù)系統(tǒng)管網(wǎng)的布置可酌情變化。 每個系統(tǒng)的實際輪灌組數(shù)見表 6 系統(tǒng)實際輪灌組列表 表 6塊 1支 1斗 1 支 2斗 1支 3斗 系統(tǒng) 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 系統(tǒng)面積（畝） 675 675 675 675 灌組數(shù)（個） 20 20 20 20 21 21 （五）各級管道設(shè)計流量的確定 各級管道設(shè)計流量的確定應(yīng)按實際運行方案分別計算，主干管的流量按照最不利路線時的流量計算。 1、毛管流量：毛管的流量等于計算毛管上各滴頭流量之和即： Q 毛 = 式中： Q 毛 30 流量。 2、輔管的設(shè)計流量： Q 付 = N 毛 2Q 毛 式中： N 毛 Q 毛 Q 輔 3、支管的設(shè)計流量： Q 支 = N 輔 Q 輔 式中： N 輔 Q 輔 Q 支 4、分干管設(shè)計流量： Q 分干 =N 支 Q 支 式中： Q 分干 Q 支 N 支 ； 5、主干管設(shè)計流量： Q 主干 =Q 設(shè) 式中： Q 主干 Q 設(shè) 具體各管段流量詳見水力計算圖和水損計算表。 （六）系統(tǒng)水力計算 1、毛管水力計算 、毛管的選擇：根據(jù)前述，根據(jù)不同的土質(zhì)情況毛管選用了 16 300 16 300 種邊翼迷宮式滴管帶。 31 、毛管極限滴頭個數(shù)的確定 對于滴頭流量為 h 的滴灌帶其毛管極限孔數(shù)的計算見下式： 式中： 頭差 m，為 。 d k 般為 。 、毛管極限鋪設(shè)長度： 25 、毛管的水頭損失 h 毛 毛管的水頭損失 h 毛 按多孔管計算，如下式： 式中： f、 m、 量指數(shù)和管徑系數(shù)。 L/h； m。 2、輔管水力計算 、輔管的選型 輔管選用 E 管。其管徑的選擇可根據(jù)經(jīng)濟水利坡度 I= 確定。 q dm I N T qh 1 2 、輔管沿程水頭損失的計算 輔管也為多孔管，其水頭損失的計算方法與毛管相同。 3、支管水力計算 、支管的選型 管徑的選擇方式同輔管。 、支管沿程水頭損失的計算 根據(jù)輪灌方案可知支管為單孔出流形式，其水損計算采用下面公式：