灌區節水改造是保證國家糧食安全、促進灌區經濟發展的需要。干旱缺水是我國農業面臨的最大威脅，是農業發展的主要制約因素。在人口不斷增長、耕地逐漸減少、土地后備資源嚴重不足的前提下，穩定和提高糧食綜合產能，一個重要方面是穩定和適當擴大節水灌溉面積。水利設施年久失修，破損嚴重，使水量浪費損失極為嚴重。每年由于渠道引水決口，沖毀，淹沒農田時有發生。扶風縣各工程設施破損嚴重，完好率低下，渠道輸水能力嚴重不足，水利用率低，水資源浪費嚴重。同時，小型灌溉區井老化嚴重，耕地不灌溉，輸水工程不合適。根據上述現狀，需要規劃建設扶風縣小型農田水利工程，灌區節水改造是保證國家糧食安全，促進灌區經濟發展的需要。

2工程概況及農田水利工程現狀

2.1工程概況扶風縣位于關中盆地西部，西寶高速，西寶北線中段，全縣總土地面積745.8km2，耕地面積77.61萬畝，農民人均耕地1.59畝，縣內耕地方便，道路成網，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100.6萬畝，平均再種指數150%。經濟作物主要有辣椒、蘋果等，農業產業主要以畜牧業為主。2.2項目區水利工程現狀目前項目區已有水利工程主要包括小型農田水利工程、大中型灌區骨干工程和小型水庫工程。截至2009年底，全縣共有陂塘9座，小型灌溉泵站343處，農灌機井2843目，水窖810目，小型灌區渠道291km，大中型灌區渠道1080km，機井灌區灌溉渠道117.3km，低壓輸水暗管112.8km。設施灌溉面積52萬畝，有效灌溉面積45萬畝，節水灌溉面積23.4萬畝。全縣分享寶雞峽、馮家山灌區干、支路122.8km。2000年以來，該縣實施農業綜合開發水利骨干工程改造、省級財政特別資金灌溉區改造等項目，投入資金3100萬元，建設改造干線，支路38km。縣管水庫共11座，均為小型水庫。太川水庫，官務水庫，白家窯水庫，五郡溝水庫，共灌溉面積5.8萬畝。總體而言，灌區水利基礎設施薄弱，渠系建筑物損壞嚴重，抽水站年久失修，機泵老化，農田灌溉以土渠輸水，大水漫灌為主，地下水資源浪費嚴重，單井控制面積小，灌溉保證率低。無法滿足灌溉需求，嚴重阻礙項目區經濟發展。

3灌區節水改造工程設計

為改善扶風縣灌區上述水利工程現狀，對整個扶風縣分四個工程區進行系統節水改造工程設計。以下是整個節水改造工程的典型設計。3.1井工程設計根據當地水文地質條件和用水量要求，井深180m。本深內可有四層水，總厚40m，井孔口徑550mm，井管材料采用鑄鐵井管。過濾管有效工作長度50m，實管長度130m，總長度180m。管外填充砂礫厚度為140mm，填充砂礫直徑為10mm~20mm，砂礫采用扶風縣砂廠生產的標準砂礫。井壁管的連接形式采用焊接連接。根據井孔設計的地質條件和含水層巖性來確定計算參數，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K=15m/d，采用過濾管有效工作長度L=50m，井孔直徑D=550mm，過濾管外徑ds=0.288m，井管直徑d=0.25m。為保證管井的使用壽命，避免過高的滲透流速對濾水管的腐蝕，結垢，堵塞等破壞，在設計中我們采用小于允許入管流速進行計算。計算公式為：Q=Л×dg×L×n×Vg，將相應參數代入式中可得Q=195m3/h。計算的理論出水量，代表了濾水管的進水能力，而設計流量應小于計算的理論值，所以應乘以0.3的安全系數，才能作為設計出水量，即Q=58.6m3/h。3.2輸水渠道設計以法門鎮齊村北十一支一斗渠襯砌工程進行典型工程設計。渠道總長度850m，主要灌溉齊村的部分耕地，控制灌溉面積650畝，畝均控制渠道長度為2.5m~3.1m。渠道設計流量的大小，根據作物的灌溉制度和控制的灌溉面積，根據同一時期不同作物同時使用水量的情況計算，渠道設計流量為0.1m3/s。渠道縱坡比降的選擇，應由實際地形條件而定，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，根據項目區的地形特點，選渠道比降為1/600。為了提高灌溉效率，節水節能，節約占地，降低供水成本，同時也為了機械化施工，渠道斷面設計為“U”型砼斷面，渠道設計流量為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設一道伸縮縫，縫型為機械切割半縫，縫寬為2.5cm，縫內用焦油塑料膠泥填塞。3.3抽水站設計依據原有抽水站設計灌溉面積，設計流量，配套機泵型號不變的原則，對該項目區的35座抽水站實施改建設計，更換62臺（套）新的節能機組，使其發揮原有的效益。確定以扶風縣項目區召喚公鎮大槐村抽水站為典型設計。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。經實際調查，該抽水站地形揚程為8.23m，根據控制灌水面積、灌水定額、輪灌天數、每日灌水時間和渠道水利用系數計算設計流量，根據設計流量和抽水揚程確定泵型號。確定泵的流量和揚程，可以利用泵性能表選擇的泵。3.4低壓暗管設計本次工程計劃挖掘180m深鋼筋混凝土管井，已成井水文地質資料顯示，井出水量為32m3/h，靜水位為35m，動水位為95m，地塊長方形，東西長400m，南北寬234m，面積約140畝，井位于地塊西北角。地塊內的作物以小麥、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。設計灌水定額按公式m=1000Hγ（1-麥2）//計算，根據該區實際情況，計算小麥，玉米灌水定額40m3/畝，辣椒灌水定額27m3/畝。本區農作物以小麥、玉米、辣椒為主。玉米、辣椒生長期處于雨季，適當補充灌溉即可滿足要求，取水周期為12d。管道布設形式為梳齒狀，依據管灌技術規范，結合地塊形狀以及經營管理體制，耕作習慣，機井出水量等實際情況，在地塊西邊界布設1條主管道，垂直主管道布設3條支管道，管道長度720m，在管道上安裝出水口進行灌溉。項目實施后，區內小麥種植面積占耕地面積的90%，日開機時數取16h，灌溉水利用系數取0.8，根據機井控制面積計算，結果表明，設計流量小于單井出水量，故采用單井出水量為設計流量。管徑采用經濟流速法確定，根據計算得管道管徑選擇為外徑110mm，內徑105.6mm的UPVC管。經計算，沿水頭損失為5.77m，局部水頭損失按沿水頭的10%計算，取0.57m。泵的設計揚程由管道系統的水頭損失(h)、井的動向水位(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)，該井的設計揚程為95+5.77+0.33+2.0=103.1m。根據設計流量和設計揚程進行泵。

4工程經濟效益分析

扶風縣小型農田水利節水改造工程建設項目預定建設渠道82.1km，改造渠道建筑639座井灌區，新建輔助井41眼鋪設低壓管28.16km，出水栓981個井灌項目區灌溉水利用系數由原來的0.65提高到0.8；灌溉水利用系數由原來的0.5提高到0.65；全縣糧食綜合生產能力增加了379.42萬公斤。大力發展農民用水合作組織，使其管理的灌溉面積增加1.3萬畝。該項目完成后，作物復種指數從150%上升到180%，年增產糧食379.42萬公斤，糧食價格按現行市場價格1.8元/公斤計算，可增收379.42×1.8=682.96萬元。經濟作物每畝增收按100元計算，可增收3.39×180%×0.4×100=244.08萬元。該項目完成后，每年可節水186.60萬m3，每立方米水0.1元，可節約186.60×0.1=18.66萬元。整個項目實施后，共可增收945.70萬元，取水分配系數為0.4，即水利項目純利潤為925.54萬元×0.4=378.28萬元。根據以上增量效益和增量費用的分析計算，根據評價指標的計算規定進行分析計算，成果如表1所示。根據經濟評估分析的計算結果，本工程的經濟內部收益率為12.44065%，超過經濟基準收益率為8%，經濟凈現值為844.10萬元，超過零的經濟收益費用比為1.27，超過1.0。因此，這個項目在經濟上是合理的。

5結論和建議

通過本項目的實施，灌區環境得到充分改善，灌區林草地面積進一步擴大，有利于灌區生態環境的改善。生態環境效益表現在涵養水源，保持水土，減少風沙災害，防止泥沙流失，調節氣候，改善生態環境，凈化空氣等效益上。扶風縣小型農田水利重點縣建設項目實施方案，能夠結合項目區小水工程現狀及存在的問題進行選項，選項正確，布局合理，經濟效益顯著，并有良好的社會效益和生態效益。

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