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微喷灌滴灌节水灌溉示范区项目实施方案姜堰市沈高、大伦镇节水灌溉示范区项目实施方案1建设内容示范项目分为两个项目区,其中项目Ⅰ区分为三个片。根据节水灌溉工程的适应性与节水灌溉示范项目区建设要求,拟在项目Ⅰ区内规划建设苗圃微喷灌工程、葡萄园滴灌工程及蝴蝶兰大棚滴灌工程;项目Ⅱ规划建设衬砌渠道灌溉工程,具体情况见表1。表1示范项目区建设工程类型、规模、地点与建设内容项目区工程类型规模(亩)作物建设内容项目Ⅰ苗圃微喷灌片95苗圃泵站、管网、微喷灌系统葡萄园滴灌片400葡萄树泵站、管网、滴灌系统蝴蝶兰大棚滴灌片7蝴蝶兰泵站、管网、滴箭系统项目Ⅱ衬砌渠道灌溉2950稻麦两熟泵站、衬砌渠道合计34522基本资料2.1自然状况姜堰市地处长江下游北侧,泰州市域的东北部。姜堰市辖区共有18个乡镇,全市2003年总人口92.05万人,土地总面积1182km2,耕地面积96.1万亩。近几年来,在市委、市政府的领导下,进一步贯彻国家扩大内需的各项政策,紧紧围绕全市经济增长目标,加大制度创新、技术创新的力度,积极实施结构调整,国民经济和社会事业取得了新的进展。姜堰市地处江淮平原,属亚热带气候,区内地势平坦,四季分明,气候温和,以328国道为界,路南属通南高沙土地区,地面高程一般在真高4.5m至6.5m,属长江水系;路北属里下河地区,地面高程在真高1.8m至3.0m左右,属淮河水系。年平均降水量1046.3mm,丰水年最大降水量为1671.6mm(1991年),枯水年最小年降水量为541.8mm1978年,年平均气温为14.6℃,由于年降水量、春雨和汛期降水量不均匀,易造成干旱、渍害、涝灾和旱涝交替等自然灾害。通南地区姜堰水位最高4.96m(1954年7月6日),最低水位0.98m(1968年6月24日),正常水位2.0m。(规划最低水位1.5m)2.2社会经济概况姜堰市沈高、大伦镇节水灌溉示范项目区涉及沈高、大伦两乡镇。沈高镇地处姜堰市北部,属里下河地区,该镇国内生产总值30980万元,工农业总产值94441万元,工业总产值76510万元,农业总产值17931万元。劳动力19818人,耕地面积54676亩,农业林牧渔业总产值17931万元,农村社会总产值104144万元,经济总收入86802万元,全年总播种面积97552万元。大伦镇地处姜堰市东南部,属通南高沙土地区。该镇共有16个行政村,289个村民小组,总人口4.5万人,2003年,国内生产总值25043万元,工业生产总值54000万元,农业生产总值14900万元。粮作物总产量25437吨,经济作物总产量43311吨,人均纯收入3066元。示范项目区按乡镇分为两部分。项目区Ⅰ位于沈高镇河横村,总建设面积502亩,种植苗木、葡萄、蝴蝶兰。项目区地势平坦,区内有东西向沈马公路穿过,还有4条南北向的姜溱河的支河分布其中。河横村现有15个村民小组,总户数871户,总人口3005人,总耕地面积3056亩,劳动人员1329人。农业林牧产值1909万元,工农业总产值14071万元(人均45420元),经济总收入2390万元(人均所得4271元),工业产值12162万元(人均39258元)。项目Ⅱ区位于大伦镇申扬村,总建设面积2950亩,北临伦北河,南临伦南河,西临大伦河,东临东姜黄河,项目区主要种植水稻。申扬村现有24个村民小组,总户数1070户,总人口3453人,总耕地面积3650亩(其中:水田面积2950亩),现有电灌站12座,2003年度农民人均纯收入2495元。2.3水利现状姜堰市域内,河流纵横,水系发达。自南至北,南干河、周山河、通扬运河、新通扬运河、泰东河横贯东西;自东至西,姜素河、西姜黄河、龙汊港、中干河、卤汀河、南干河穿插南北。解放后,全市开展了大规模的水利建设。在通南地区开挖了14条骨干河道和167条乡级河道;在里下河地区实行联圩并垸,建成208个圩区,圩内耕地总面积36万亩,圩堤长度1055.6km。兴建圩口闸547座;全市拥有排灌总动力6.085万kW;建成固定排灌站2560座;在328国道沿线建有控制建筑物12座,其中节制涵闸8座,套闸3座,提水泵站1座,初步建成了挡、排、灌、降结合的水利体系,建成旱涝保收田74.46万亩,有效灌溉面积达到91.6万亩。项目区地处里下河地区与通南腹部,虽属长江水系,但远离长江,且又无独立引江口门,水位水量得不到保证,平均每三年左右就有一次旱情,农业生产经常遭受旱灾的威胁,粮食产量低而不稳,加之农田土质较沙,保水保肥能力差,生产成本大而又难以获得高产。该区土地平整,田间灌排系统基本健全,但由于建筑物工程不配套,土渠渗水漏水严重,水量损耗大,渠系利用系数不到60%,农业生产成本大,严重制约该地区经济的发展。姜堰市近几年农村经济发展较快,随着里下河地区、通南高沙土地区中、低产田改造的成功,为当地农业的可持续发展奠定了基础,但为了加速基本实现农业现代化,姜堰市拟在项目区建设农业科技示范园,展示农业生产结构调整和节水灌溉的方向,扩大葡萄等经济作物的种植面积,增效增收。这就有必要建设现代的农村水利。节水灌溉为农业生产结构调整、基本实现农村水利现代化提供了有效途经。因此,节水灌溉示范项目区建设必将推动姜堰市的农村水利现代化建设。3技术设计方案3.1总体设计3.1.1水源项目Ⅰ区主要以4条南北向的姜溱河的支河为灌溉水源,项目Ⅱ区主要以大伦北河和大伦南河为主要灌溉水源。3.1.2首部枢纽本示范项目区分为两个项目区,形成4个灌溉系统,则有4个首部枢纽,分述如下:项目Ⅰ区1)苗圃微喷灌片该片水源泵站建在姜溱河的一条支河东岸,采用IS65-40-250型水泵1台,该泵设计流量为30m3/h,设计扬程为53m,配套动力15kW。2)葡萄园滴灌片该片水源泵站建在姜溱河的一条支河东岸,采用IS150-125-315型水泵1台,该泵设计流量120m3/h,设计扬程34m,配套动力30kW。3)蝴蝶兰大棚滴灌片该片水源泵站建在姜溱河的一条支河东岸,采用IS65-50-160A型水泵1台,该泵设计流量23.4m3/h,设计扬程28m,配套动力4kW。项目Ⅱ区项目Ⅱ区为衬砌渠道灌溉工程,根据水源与灌溉面积等情况,分别建了五座泵站提水灌溉。泵站一、五都建在大伦北河西岸,均采用12HBC-40,该泵设计流量780m3/h,配套动力22kW;泵站二、三都建在大伦北河西岸,均采用10HBC-30,该泵设计流量450m3/h,配套动力15kW;泵站四建在大伦南河西岸,采用14HBC-40,该泵设计流量1000m3/h,配套动力30kW。3.1.3示范分区根据示范区建设要求与姜堰推广节水灌溉的实际需要,在示范项目区建设了4种节水灌溉工程,具体见表2。表2姜堰沈高、大伦节水灌溉示范项目分区情况表分区灌溉面积(亩)灌溉作物工程内容项目Ⅰ区苗圃微喷灌片95苗圃泵站、管网、微喷灌系统葡萄园滴灌片400葡萄树泵站、管网、滴灌系统蝴蝶兰大棚滴灌片7蝴蝶兰泵站管网、滴箭系统项目Ⅱ区衬砌渠道灌溉2950稻麦两熟泵站、衬砌渠道合计34523.1.4水量平衡计算由于分区作物和节水灌溉形式不同,因此分区用水情况也不同,需分区说明采用不同定额和设计灌溉量,具体见表3。表3分区用水情况表分区灌溉面积(亩)设计流量(m3/h)水源名称平衡分析项目Ⅰ区苗圃微喷灌片9530姜溱河的一条支河有保证葡萄园滴灌片400120姜溱河的一条支河有保证蝴蝶兰大棚滴灌片723.4姜溱河的一条支河有保证项目Ⅱ区衬砌渠道灌溉区29503460大伦南、北河有保证合计34523633.43.1.5灌溉制度见下面分区典型设计。3.1.6总体布置图工程总体布置图见沈高镇节水灌溉示范区项目规划图(附图2)和大伦镇节水灌溉示范区项目规划图(附图3)。3.2典型设计3.2.1项目Ⅰ区工程项目区Ⅰ位于沈高镇河横村,总建设面积502亩,种植苗圃、葡萄、蝴蝶兰。项目区地势平坦,区内有东西向沈马公路穿过,还有4条南北向的姜溱河的支河分布其中。3.2.1.1苗圃微喷灌片(1)基本情况本项目区位于沈马公路以南宁盐公路以西,属平原地带;种植面积约为95亩,主要以种植苗圃为主,灌溉方式拟采用微喷灌。该地区土质:壤粘土。(2)灌水器的选择1)壤粘土的允许喷灌强度s13mm/h。根据《喷灌工程技术规范》(GBJ85-85),苗圃的适宜雾化指标为5000。喷头选用正方形布置形式,2)初步选择型号为30PWSH雨鸟喷头,该喷头的工作压力Hp250kPa,喷头流量qp0.63m3/h,喷嘴直径3.18mm,射程R12.2m。3)喷头的组合间距:间距射程比KaKb0.9,则ab0.912.210.98m,取10.0m。4)校核:喷头雾化指标:H/D100250/3.1878615000组合喷灌强度:mm/h13mm/h。雾化指标和喷灌强度均满足要求,确定选用20PY2-30型喷头。(3)工程规划布置本系统由泵站一从姜溱河的一条支河提水,经干管进入灌溉管网。干管沿沈马公路北侧东西向布置,长约560m。支管共分四个区,垂直干管南北向布置,共72根支管。在支管上每隔10m设一竖管,高约1.2m,竖管上安装微喷头。干管及支管均采用UPVC管,埋于地面以下0.5m,工程具体布置及管道结构图见附图2、18所示。(4)灌溉制度确定1)设计灌水定额采用公式:式中m??设计灌水定额,mm;??土壤容重,g/cm3,为1.3;z??计划湿润层深度,m,取0.3;??适宜土壤含水量上、下限(占干土重量的百分比),分别取田间持水率的100%和80%;??灌水利用系数,取0.9。当地土质为壤粘土,田间持水率取22%(重量百分率),计算得:m19.1mm,取20mm2)设计灌水周期灌区种植苗圃,参照《喷灌工程设计手册》,日需水量Ea6.5mm,则灌水周期:T2.77d即灌水周期为3d。3)喷灌工作制度1、支管在每个位置上的工作时间t3.17h每天喷灌时间取20小时,所以每天应喷洒的位置数:n6.3,取n6。即每天可喷洒6个位置。2、需同时工作的支管数和喷头数项目区共有支管位置N72。则同时工作的支管数:n4.0即每次同时工作支管数取4根。3、轮灌工作制度轮灌制度按干管续灌,支管轮灌的方法进行灌溉。每次同时工作的支管数取4根。具体轮灌顺序见表4。表4轮灌顺序表轮灌支管轮灌顺序第一组第二组第三组第四组第一天1一区1二区1三区1四区12一区2二区2三区2四区23一区3二区3三区3四区34一区4二区4三区4四区45一区5二区5三区5四区56一区6二区6三区6四区6第二天1一区7二区7三区7四区72一区8二区8三区8四区83一区9二区9三区9四区94一区10二区10三区10四区105一区11一区12二区11四区116一区13一区14二区12四区12第三天1二区13二区14四区13四区142二区15二区16四区15四区163二区17二区18四区17四区184二区19二区20二区21二区225二区23二区24二区25二区266二区27二区28二区29二区30(5)管道选择1)支管选择由于支管埋于地下,故支管采用UPVC管。为使支管口首末两个喷头工作压力之差应在喷头设计工作压力的20%以内,满足这一要求的支管最小管径计算公式为:式中Q为计算的支管段进口流量,L为管长,F为多孔系数,HP喷头的设计工作压力,为首末喷头处地面高程差,取0.5m,f、m、b为管材参数,对于UPVC管:f0.948105,m1.77,b4.77,支管布置9个喷头,其流量为m3/h,支管长m,F0.408,计算得:28mm,取Φ32的UPVC管作为支管,内径为29.9mm,竖管采用Φ30的铝管,其长度取1.2m。2)干管选择由灌溉制度得,干管工作时的最大流量为22.68m3/h。管径按下式计算:式中:Q??管道设计流量,m3/h;??适宜流速,本处取1.4m/s;计算得,75.8mm,根据实际干管管径取Φ90。(6)水力计算取最不利工作点作为计算点,即在四区的18号支管位置处。1)支管(四区的18号支管)入口工作压力因最大水头差产生在首末端喷头间,所