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1 综合说明
1.1灌区概况
港口抽黄灌区位于陕西省关中平原东部的潼关县和华阴市境内。灌区东西长30.5km,南北宽12.1km,总面积369km2。设计灌溉面积21万亩,抽水流量7.15m3/s。
灌区涉及潼关县7个乡镇、华阴市3个乡镇,共125个自然村,总人口14万余人,耕地面积30.6万亩。
灌区已成设施灌溉面积12.02万亩,共分4个灌溉系统,分别为2~5级抽水。已建成抽水站共11座,安装水泵电动机组47台套,总装机容量2.60万kw,建设变电站10座,架设输电线路52.6km。已建成干渠4条,总长15.39km,支渠分支渠8条,长50.34km,支渠以上渠系建筑物316座,渠首站建成排沙漏斗1座。
1.2项目区水资源平衡分析
本次改造的南头支渠2.09km(桩号6+205~8+292)、南头低支渠7.00km,(桩号0+000~7+000)、代字营支2.88km(桩号0+000~0+830,1+050~3+100),均位于南头塬灌溉系统,控制灌溉面积2.56万亩,占南头塬总灌溉面积的45%,现状渠系水利用系数为0.45,现状年灌溉毛需水量3801万m3,现状供水能力1675万m3,缺水2126万m3。根据测算,南头塬灌溉系统改造全部完成以后,渠系水利用系数可以达到0.60,由此推算出本次改造后,南头塬灌溉系统渠系水利用系数可以达到0.52,认为田间水利用系数和净灌溉定额不变,则本次改造后灌溉需水量为3289万m3,较改造前减少512万m3,但南头塬系统仍缺水1614万m3,还需继续改造。
本次西傲站更新14sh-6水泵,配套电机大修,项目实施造后,改造水泵的出水效率可由现在的65%提高到95%,西傲站4台水泵平均出水效率可由现在的65%提高到80%,按现状年运行142天计算,供水能力可由973万m3提高到1112万m3,增加引水量139万m3,本次改造后吴村塬系统还缺水5万m3。
1.3灌区续建配套节水改造的必要性和可行性
港口抽黄灌溉工程兴建于20世纪70年代。由于工程设计标准低,建设质量差,再加上受黄河水源泥沙含量高的影响,使工程设施存在严重问题,主要表现在:①干支渠预制块衬砌冻胀破损严重,未改造的干支渠衬砌完好率不足50%;②部分建筑物或老化失修、或因设计标准太低不能满足实际生产需要;③抽水机组受水流中有害泥沙颗粒磨蚀,泵体穿孔,叶轮直径磨小,叶片磨短,导致水泵出水能力锐减或根本无法运行;④部分电器设备已属淘汰产品,运行安全难以保证;⑤管理设施陈旧,给生产运行带来极大不便。为了解决这些问题,迫切需要对灌区工程设施实施进行改造。
目前,在大中型灌区实施的续建配套节水改造项目,受到各级领导的重视和灌区群众的大力支持,持续几年的项目建设,解决了灌区的“卡脖子”,问题,使灌区设施状况得到一定程度的改善,同时,也培养了一批熟悉工程建设与管理的技术人员。另外,灌区委托具有相应资质的设计单位进行项目的设计,方案科学,经济合理,施工技术成熟,安全可靠。
1.4续建配套节水改造的指导思想
港口抽黄灌区续建配套节水改造的指导思想是:合理利用水资源,大力发展节水灌溉,以改善工程设施状况、降低能源单耗、提高灌溉水利用系数为目标,促进灌区良性循环机制的建立,进一步改善农业生产基础条件,提高农业抗灾能力,以人为本,服务“三农”,建设和谐社会,积极推进社会主义新农村建设。
1.5续建配套节水改造项目建设内容
本次续建配套节水改造项目计划实施以下内容:
(1)渠道及建筑物改造工程
①南头支渠衬砌改造2.09km,桩号6+205~8+292,改造生产桥2座。
②南头低支渠衬砌改造7.00km,桩号0+000~7+000,改造生产桥8座、斗门15座。
③代字营支渠衬砌改造2.88km,桩号0+000~0+830,1+050~3+100,桩号0+830~1+050为铁沟倒虹,维持现状。
④南头灌溉管理站管护设施200m2建设。
(2)泵站及管理站改造
①港口站前池及进水闸改造。
②试验站水泵更新、电机大修及电气设备改造(另册编写)。
③西傲站更新2台14sh-6水泵,配套电机大修。
1.6实施方案设计
1.6.1渠道及建筑物改造设计
(1)南头支渠改造设计
维持渠道平面位置、比降不变,将梯形断面改造为弧底梯形,桩号6+205~6+548段,弧形底半径R=1.21m,设计渠道衬砌高度1.25m,渠深1.40m,渠口宽4.10m;桩号6+548~8+292段,弧形底半径R=0.72m,设计渠道衬砌高度0.95m,渠深1.10m,渠口宽2.80m。改造渠道总长2.09km,弧形底及边坡采用C15·F50·W4砼现浇,设计衬砌厚度为8cm,防渗用一布一膜复合土工布,膜厚0.25mm,基布100g/㎡。
(2)南头低支渠改造设计
维持渠道平面位置、比降不变,将梯形断面改造为弧底梯形,弧形底半径R=0.72m,设计渠道衬砌高度0.95m,渠深1.10m,渠口宽2.80m。弧形底及边坡采用C15·F50·W4砼现浇,防渗用一布一膜复合土工布,膜厚0.25mm,布重100g/㎡。
(3)代字营支渠段改造设计
维持渠道平面位置、比降不变,将梯形断面改造为弧底梯形,弧形底半径R=0.72m,设计渠道衬砌高度0.95m,渠深1.10m,渠口宽2.80m。弧形底及边坡采用C15·F50·W4砼现浇,防渗用一布一膜复合土工布,膜厚0.25mm,布重100g/㎡。
(4)建筑物改造设计
南头支渠改造生产桥2座,南头低支渠改造生产桥8座,改造斗门15座。
生产桥荷载按汽-20设计,验算荷载挂车-100,设计桥面宽4.00m,桥型为现浇C25钢筋砼板式桥,板厚20~24cm,桥两端支墩采用M7.5浆砌石结构。
斗门采用铸铁斗门,斗门后接矩形涵洞与斗渠相连。
南头低支渠改造涵洞长500m,采用城门洞型断面,宽1.30m,高1.80m,拱圈采用现浇C20砼,厚30cm,侧墙采用M7.5水泥砂浆砌石。
1.6.2泵站改造设计
(1)港口一级前池及进水闸改造
将5座前池采用现浇C20砼加高1.50m,将流道、人行桥、进水闸台板加高1.50m,增设高度3.53m,厚20cm钢筋砼结构胸墙,更换5个进水闸及其启闭机,设计选用铸铁镶铜闸门,尺寸2.20×2.00m,选用手电两用5t启闭机。
(2)西傲站改造
对该西傲站1#、2#水泵进行更新,设计水泵选用350S125型。
1.6.3新建南头灌溉管理站
为方便南头塬系统的灌溉管理,拟建管理站1座,管理站位于南头乡西部,占地2亩,建砖混结构管理房200m2,配套进行站区内道路、绿化区、水窖等附属设施建设。
1.7施工组织设计
根据建设内容,工程建设计划工期8个月,从2007年4月份进入施工招标及设备采购,2007年11月30日全面完工,进入资料整编和竣工验收。
1.8环境保护设计
1.8.1环境影响
本项目为已成工程改造,建成后不会给灌区环境带来不利影响,而且建设期的不利影响均为暂时的、局部的。主要影响是支渠改造工程拆除破损的衬砌预制块会产生一些废渣,土方工程施工可能会产生土壤扰动。
1.8.2环境保护措施
(1)施工时把废渣及时运出场地,堆放在指定地点进行平整并用土覆盖。生产桥改造时,用土填平渠道作为临时交通道路。
(2)可以利用的预制块和块石回收备用。
(3)渠道施工拉运土方时,定点取土,修建临时道路,尽量减少对农作物的损害。
1.9工程管理
为了保证续建配套节水改造项目的顺利实施,港口抽黄灌区成立了专门管理机构
——港口抽黄灌区续建配套节水改造项目管理办公室,负责工程建设管理的各种事务。工程建成后的运行管理由港口抽黄管理局有关单位负责。
1.10工程投资概算
投资概算依据陕西省计委以陕计项目[2000]1045号文颁发的《陕西省水利水电工程概预算编制办法及费用》和2006年价格水平进行编制。
港口抽黄灌区2006年续建配套节水改造项目(不含实验站改造)概算总投资484.63 万元,其中建筑工程费393.67 万元,设备及安装工程费30.95万元,费用36.92 万元,预备费23.08 万元。
1.11经济评价
根据《水利建设项目经济评价规范》(SL72-94)和《陕西省大型灌区续建配套与续建配套节水改造项目工作指南》,用本工程增量效益和费用进行经济分析,分析结果如下:
经济内部收益率EIRR=18.47%
经济效益费用比EBCR=1.26(is=12%)
经济净现值ENPV=144.50(is=12%)
以上指标中,经济内部收益率>12%,经济效益费用比>1,经济净现值>0,表明该项目具有良好的国民经济效益。
1.12结论
经技术论证和经济分析,2006年续建配套节水改造项目工程实设计方案可行,经济指标合理。项目施后,南头塬系统可减少渗漏损失512万m3,同时增强了输水安全性,提高了供水服务质量和灌溉供水的可靠性;吴村塬系统设备供水效率可由现在的65%提高到80%,供水能力可由973万m3提高到1112万m3,增加引水量139万m3,本次改造后吴村塬系统基本不再缺水;渠道上的生产桥改造后,可为灌区群众的生产生活带来方便;斗门及管理站的建设,可以提高灌溉管理水平和改善管理人员的工作环境。
1.13工程特性表
工程特性见表1-1
表1-1 港口抽黄灌区2006年续建配套节水改造项目工程特性表
序号
项目
单位
数量
备注
一
工程概况
1
水源
黄河
2
取水形式
电力提水
3
设计灌溉面积
万亩
20.89
4
取水流量
m3/s
7.15
5
抽水站
座
11
6
抽水机组
台
47
7
累计最高扬程
m
294.57
8
干渠
km
15.39
4条
9
支渠
km
50.34
8条
10
渠系建筑物
座
316
二
项目建设内容
(一)
南头支渠改造
km
2.09
6+205~8+292
1
设计流量
m3/s
1.80、0.80
2
最小流量
m3/s
0.72、0.32
3
断面形式
弧底梯形
4
纵向比降
1/2000~1/1500
5
渠深
m
1.40~1.10
6
渠底半径
m
1.21~0.72
7
衬砌形式
砼板膜复合结构
(二)
南头低支渠改造
km
7.00
0+000~7+000
1
设计流量
m3/s
0.70
2
最小流量
m3/s
0.28
3
断面形式
弧底梯形
4
纵向比降
1/1500
5
渠深
m
1.10
6
渠底半径
m
0.72
7
衬砌形式
砼板膜复合结构
(三)
代字营支渠改造
km
2.88
0+000~3+100
1
设计流量
m3/s
0.73
2
最小流量
m3/s
0.29
3
断面形式
弧底梯形
4
纵向比降
1/1500
5
渠深
m
1.1
6
渠底半径
m
0.72
7
衬砌形式
现浇砼结构
(四)
机电设备改造
更新水泵机组
台套
2
三
施工
(一)
工期
月
8
(二)
主要工程量
1
土方开挖
万m3
0.99
2
回填土方
m3
0.93
3
浆砌石
m3
1220
4
砼
m3
3832
5
弯扎钢筋
t
6
(三)
主要材料量
1
钢材
t
6
2
水泥
t
1344
3
砂子
m3
3139
4
碎石
m3
4379
5
块石
m3
1510
(四)
劳动力用量
1
技工
工日
6300
2
普工
工日
13400
四
工程概算
1
静态总投资
万元
484.63
2
其中:建筑工程
万元
393.67
3
金属结构设备安装工程
万元
30.95
4
临时工程
万元
19.40
五
经济评价
1
经济内部收益率
%
18.47
2
经济净现值
万元
144.50
3
效益费用比
1.26
2 灌区概况
2.1自然条件
港口抽黄灌区位于关中平原东部,东起陕豫交界,西至华阴岳庙镇,南以陇海铁路为界,北抵黄、渭河右岸,东西长30.5km,南北宽12.1km,总面积369km2。
灌区地形西南高、东北低。南部主要为秦岭北麓的黄土台塬,北部主要为黄、渭河阶地。由于受南山支流冲刷切割,灌区沟壑发育,地形支离破碎,坡陡沟深,冲沟边坡一般在40°~65°,切深在40~80m。
灌区属大陆型干旱季风气候区,多年平均降水量为625.5mm,降水年内分布极不均匀,7-9月降水量约占全年降水总量的50%~60%。年平均蒸发量1193.6mm,无霜期220天,年平均气温13℃,极端最高气温42.7℃,极端最低气温-18.2℃,最大冻土层深440mm,冻结期一般从11月下旬至次年3月上旬。
灌区自然灾害以干旱为主。从1960年--2006年45年,灌区共发生百日以上干旱6次,约7.5年一遇,30日以上干旱13次。由于灌区土壤疏松,保水性差,一旦发生干旱,农作物产量锐减。2002年春旱比较明显,灌区未灌的小麦当年基本上绝收。
表层土壤以中更新统风积黄土为主,结构松散,具有湿陷性,自然容重1.34~1.63t/m3。灌区地下水主要以孔隙潜水和裂隙潜水的形式存在,埋深为15~250m。空隙率43%~47%,土壤物理性状基本良好。
2.2社会经济状况
港口抽黄灌区包括潼关县和华阴市的10个乡镇,涉及125个自然村,总人口14万余人,耕地面积30.6万亩,人均耕地面积2.19亩。
灌区交通发达,通讯便利,经济基础条件好。
灌区农作物以小麦、玉米等粮食作物为主,棉花、瓜果等经济作物为辅,粮经比为8:2,复种指数为1.50左右。灌区经济以农业经济为主,农业经济占经济总产值的85%以上。
2.3工程状况
港口抽黄灌溉工程建于20世纪70年代,是一座高扬程电力提灌工程,最高累计总扬程294.57m。临河泵站港口站引水枢纽设在黄河潼关水文站上游800m处,引水流量为7.15m3/s,在站港口站上游2km处,为备用水源站零级站,引水流量为3.375m3/s。港口站出水池后设排沙漏斗1座,排沙漏斗下游连接东干渠和西干渠。灌区已成设施控制灌溉面积12.02万亩,根据地形地貌条件分为南头塬、寺角营塬、吴村塬、孟塬等4个独立的灌溉系统,其中南头塬系统灌溉面积5.69万亩、寺角营塬系统灌溉面积1.21万亩、吴村塬系统灌溉面积2.23万亩、孟塬系统灌溉面积2.89万亩。各灌溉系统主要工程设施情况见表2-1。
全灌区已建成的抽水站有11座,安装水泵电动机组47台套,总装机容量2.60万kw,各站技术参数见表2-2。建成变电站10座,架设输电线路12条,共52.6km。建成干渠4条,总长15.39km,其中西干渠最长,全长12.87km;建成支渠分支渠8条,总长50.34km;建成干支渠系建筑物316座;渠首站建成排沙漏斗1座。
表2-1 各灌溉系统主要工程设施情况表
序号
灌溉系统
名称
泵站名称
级别
抽水机组数量(套)
渠道名称
渠道长度(km)
1
备用水源站
零级站
1
3
零级站干渠
2.00
2
水源站
港口站
2
5
东干渠
0.50
西干渠
12.87
3
南头塬系统
望远沟站
3
6
南头支渠
10.29
洼里站
4
8
南头低支渠
9.00
李家庄站低池
5
2
代字营支渠
3.09
李家庄站高池
5
1
南头高支渠
4.55
4
寺角营塬
系统
试验站
3
1
寺角营支渠
6.51
5
吴村塬系统
花五站高池
3
4
吴村支渠
6.10
西傲站
4
4
吴村站
5
1
6
孟塬系统
花五站低池
3
5
南场支渠
2.91
西泉站
4
3
张家城站
5
4
孟塬支渠
7.98
序号
站名
级别
灌溉
面积
(万亩)
扬程(m)
流量(m3/s)
水泵
电机
总装机容量(kw)
型号
台数
型号
台数
容量(kw)
1
零级站
1
12.02
6.20
3.375
26HBC-40
3
Y355L-12
3
110
330
2
港口站
2
20.89
14.58
7.15
32sh-19
5
JSQ1510-10
5
400
2000
3
望远沟站
3
4.37
105.12
2.52
14sh-6
6
JSQ1510-4
6
850
5100
4
洼里站
4
4.13
115.31
2.8
14sh-6
8
JSQ158-4
8
680
5440
5
李家庄站
高池
5
0.61
42.10
0.20
12SH-9B
1
JS116-4
1
155
155
低池
5
1.26
24.90
0.70
350S-26
2
JS116-4
2
155
310
6
试验站
3
1.21
220.70
0.50
DK0.5-110×2
1
TD143/44-4
1
2000
2000
7
花五站
高池
3
2.23
95.30
1.56
14SH-6A
4
JSQ158-4
4
680
2720
低池
3
3.48
15.30
2.60
20SH-19A
5
JS126-6
5
155
775
8
西傲站
4
1.87
116.47
1.36
14SH-6
4
JSQ158-4
4
680
2720
9
吴村站
5
0.24
13.10
0.21
12SH-19A
1
H-82-4
1
55
55
10
西泉站
4
1.69
52.75
1.86
20SH-9
3
JSQ158-6
3
550
1650
11
张家城站
5
1.45
116.05
1.36
14SH-6
4
JSQ158-4
4
680
2720
合计
47
47
25975
表2-2 各站技术参数特性表
2.4灌区存在的主要问题
港口抽黄灌溉工程建于20世纪70年代,属“三边”工程,建设标准低,施工质量差,配套不齐全,目前灌区存在的主要问是:
(1)河源含沙量大,造成水泵过流部件磨蚀和输水渠道淤积。由于以前无沉沙设施,直接抽引高含沙水流,水泵的泵体、叶轮和密封环磨损十分严重,甚至出现泵盖穿孔,使水泵效率大幅度下降,实际出水量仅达设计出水量的60%左右。
(2)渠道衬砌老化脱落。灌区的主要干、支渠道以砼预制块衬砌为主,由于施工质量差,衬砌预制块大量破损脱落。据统计,衬砌块脱落达40%~50%。
(3)渠系部分交叉建筑物设计标准太低,不能满足日益发展的工农业生产需求。
(4)斗、分、引渠配套不全,无量水配水设施。本工程在建设时,国家投资修建支渠以上的工程基本上已经完工,而由群众投资投劳修建的支渠以下的田间工程,包括斗、分、引渠,由于多种原因至今尚未配套。据统计,灌区8条支渠和分支渠上均没有量水配水设施,所有支渠都存在斗、分、引渠配套不齐全的问题,造成水资源的极大浪费。
(5)电器设备目前大多数已属淘汰产品,设备性能差,安全可靠性低,能耗高,运行成本居高不下。
由于灌区存在以上问题和隐患,使工程功能下降,效益逐年衰减,直接影响灌区经济社会的发展和管理单位自我维持能力。
2.5续建配套节水改造情况
从2000年开始,利用国家专项资金对灌区实施续建配套节水改造,港口抽黄灌区截止2005年共完成:
西干渠全段12.87km渠道衬砌改造,并改造西干渠上生产桥9座,改造西干渠花五退水闸1座,修复了西干渠磨沟河渡槽;
衬砌改造吴村支渠0+000~5+500段5.50km渠道,改造生产桥4座,改造倒虹1座, 改建渡槽1座;
衬砌改造孟塬支渠1+708~2+646段0.94km、 3+115-3+590段0.48km共计1.42km渠道;
衬砌改造南头支渠3+617~6+205段2.58km渠道,改造生产桥4座;
在港口站出水池下游建排沙漏斗1座;
港口站更新抽水机组2台套,望远沟站更新抽水机组2台套,洼里站更新抽水机组3台套,花五站更新抽水机组3台套;
改造35KV输电线路4.10km。
2000年—2005年续建配套节水改造项目建设内容详见表2-3,目前,灌区主要工程设施现状况见表2-4。
年度
项目名称
建设内容
投资(万元)
小计
国家专项资金
省地
配套
2000
西干渠及建筑物改造
西干渠0+000-2+463段2.46km渠道基础灌浆和渠道衬砌改造、2座生产桥改造、花五退水闸改造
154.25
100
54.25
2001
西干渠改造
西干渠2+463-5+010段2.55km渠道衬砌改造
75
50
25
2002
西干渠及建筑物改造
西干渠5+040-8+245段3.20km渠道衬砌改造、 3座生产桥改造、磨沟河渡槽改造
154.84
105
49.84
港口站改造
更新32sh-19水泵1台、Z948T-10φ800电动闸阀1台
望远沟站改造
更新水泵2台、电动闸阀1台,更新进水钢管1.8t
洼里站改造
更新水泵2台、电动闸阀1台、更换进水钢管1.8t
2003
西干渠及建筑物改造
西干渠8+245-12+871段4.63km渠道衬砌改造、4座生产桥改造
232.01
150
82.01
排沙漏斗
建1座直径20m、水处理能力3.0m3/s排沙漏斗
2004
吴村支渠及建筑物改造
吴村支渠0+000-4+00段4km渠道衬砌改造、1座倒虹改造、2座生产桥改造
294.21
200
94.21
孟塬支渠改造
孟塬支渠1+708-2+646段0.94km渠道衬砌改造
港口站改造
更新32sh-19水泵1台、更换开关柜3面
望远沟站改造
更换开关柜1面
洼里站改造
更新14sh-16水泵1台、更换开关柜4面
花五站改造
改造主变压器1台
西傲站改造
改造主变压器2台、更换开关柜4面
更新电缆
更新电缆800m
2005
南头支渠改造
南头支渠3+617~6+205段2.58km渠道衬砌改造、4座生产桥改造
525
350
175
吴村支渠改造
吴村支渠4+000~5+500段1.5km渠道衬砌改造、1座渡槽改造、2座生产桥改造
孟塬支渠改造
孟塬支渠3+115~3+590段0.48km渠道衬砌改造
代字营支渠
改造铁沟倒虹和4座生产桥
洼里站前池
改造为单机单池进水
花五站
更换水泵机组3台套,更换高压开关柜3面,大修主变
张家城站
大修主变1台,更换φ400出水钢管90m
吴村站
改建管护设施600m2
高压线路
改造35kv线路4.1km
合计
1735.31
1113
622.36
表2-3 港口抽黄灌区续建配套项目已实施情况表
表2-4 港口抽黄灌区主要工程设施现状况表
序号
灌溉系统
名称
泵站名称
抽水机组
渠道
总
数量(套)
已
改造(套)
未
改造(套)
渠道名称
总长度(km)
已
改造(km)
未
改造(km)
1
备用水源站
零级站
3
0
3
零级站干渠
2.00
0
2.00
2
水源站
港口站
5
2
3
东干渠
0.50
0
0.50
西干渠
12.87
12.87
0
3
南头塬系统
望远沟站
6
2
4
南头支渠
10.29
2.58
7.71
洼里站
8
3
5
代字营支渠
3.09
0
3.09
李家庄站低池
2
0
2
南头低支渠
9.00
0
9.00
李家庄站高池
1
0
1
南头高支渠
4.55
0
4.55
4
寺角营塬
系统
试验站
1
0
1
寺角营支渠
6.51
0
6.51
5
吴村塬系统
花五站高池
4
3
1
吴村支渠
6.10
5.50
0.60
西傲站
4
0
4
吴村站
1
0
1
6
孟塬系统
花五站低池
5
0
5
南场支渠
2.91
0
2.91
西泉站
3
0
3
张家城站
4
0
3
孟塬支渠
7.98
1.42
6.47
3 灌区续建配套节水改造的必要性和可行性
3.1工程现状
港口抽黄灌区2006年续建配套节水改造项目计划建设内容为:
(1)渠道及建筑物工程
①南头支渠衬砌改造2.09km,桩号6+205~8+292,改造生产桥2座。
南头支渠从望远沟站出水口起至南支六斗,全长10.29km,设计流量分别为2.25m3/s(0+000—0+433)、1.80m3/s(0+433—6+548)、0.80m3/s(6+548—10+292),沿渠设斗渠6条。南头支渠始建于1976年,为砼预制块衬砌梯形渠道,由于受当时建设环境以及经济、技术条件的限制,工程施工质量较差,运行至今,老化破损十分严重,大量砼预制块脱落,渠岸塌陷,再加上渠道基础为沙性土,运行时水的渗漏损失很大,目前,渠系水利用系数仅为0.45左右,这对于高扬程灌区来说,大幅度增加了供水成本,同时对填方渠段安全威胁也很大。2002年望远沟站已经改造了2套抽水机组,南头支渠的供水基本上能够保证,2005年又改造了南头支渠的3+617~6+205段2.58km渠道,所以渠道改造继续向下游延伸,扩大有效灌溉面积很有必要。渠道上的生产桥,由于设计承载标准偏低,桥面板裂缝或折断,已成为危桥。
②南头低支渠衬砌改造7.00km,桩号0+000~7+000,改造生产桥8座、斗门15座。
南头低支渠始于李家庄站低池出口至南头乡坡头村,全长9.00km,设计流量为0.70m3/s,始建于1978年,为砼预制块衬砌梯形渠道,渠道和生产桥存在的问题与南头支渠相同,另外由于工程建设后期资金缺乏,该渠道上至今还有15座斗门尚未配套。李家庄站为南头塬系统的末端站,因流量和扬程较小,目前运行基本正常。
③代字营支渠衬砌改造2.88km,桩号0+000~0+830,1+050~3+100,桩号0+830~1+050为铁沟倒虹,维持现状。
代字营支渠始于南头支渠末端的留果村至代字营村,全长3.09km,设计流量为0.73m3/s,始建于1978年,为砼预制块衬砌梯形渠道,渠道存在的问题与南头支渠相同。
④建南头灌溉管理站管护设施200m2建设。
南头灌溉管理站于2002年成立,至今还没有正式的办公场所,一直是租用民房,地方狭小,相应的办公用具和办公设施无出安置,给灌溉管理带来了极大的不便。
(2)泵站及管理站改造
①港口站前池及进水闸改造。
港口一级站始建于1976年,为灌区的水源站,已运行30年,它能否正常运行关系着整个灌区,由于三门峡水库的修建造成上游河段淤积严重,潼关河床高程较建库前淤积严重,且淤积仍不断发展,从工程近几年运行实践看,由于黄河水位的升高,导致前池经常串水、溢水,加之钢闸门已运行26年,达到钢结构报废年限,且止水橡皮老化,漏水严重,故有必要对前池及进水闸进行改造。
②西傲站更新2台14sh-6水泵,配套电机大修。
西傲站安装4台14sh-6水泵,是花五站的下一级抽水站,直接为吴村支渠供水,目前水泵的出水能力仅为设计出水能力的65%。2005年花五站已经改造3套抽水机组,为西傲站供水基本能够保证,2004~2005年,吴村支渠已经改造5.50km,渠道全线畅通,对西傲站进行水泵更新,吴村塬即可恢复正常灌溉。
3.2存在的主要问题
3.2.1目前灌区存在的主要问题
港口抽黄灌溉工程兴建于20世纪70年代。由于工程设计标准低,建设质量差,再加上受黄河水源泥沙含量高的影响,使工程设施存在严重问题,主要表现在:①干支渠预制块衬砌冻胀破损严重,未改造的干支渠衬砌完好率不足50%;②部分建筑物或老化失修、或因设计标准太低不能满足实际生产需要;③抽水机组受水流中有害泥沙颗粒磨蚀,泵体穿孔,叶轮直径磨小,叶片磨短,导致水泵出水能力锐减或根本无法运行;④部分电器设备已属淘汰产品,运行安全难以保证;⑤管理设施陈旧,给生产运行来极大不便。为了解决这些问题,迫切需要对灌区工程设施实施续建配套节水改造。
3.2.2项目区存在的主要问题
(1)南头支渠6+205~8+292段设计流量1.80m3/s,现状为砼预制块衬砌梯形断面,已运行29年,达到设计年限,目前,预制块普遍老化破损脱落,衬砌完好率不足50%。另外,渠道填土为砂质壤土,一旦渠道渗水,即迅速淘刷,形成水毁事故。
(2)南头低支渠0+000~7+000段设计流量0.70m3/s,现状为砼预制块衬砌梯形断面,已运行27年,达到设计年限,目前,阴坡预制块普遍老化破损、脱落、冻胀鼓起,衬砌完好率仅45%,灌溉运行时渗漏损失很大。另外,渠道各斗口没有设置斗门,灌溉时配水量难以控制。南头低支渠0+020~0+520段长500m,系深挖方渠道,挖深3~5m,该段渠紧靠李家庄村,运行多年来,附近居民经常向渠内倾倒生活垃圾,加之村内污水、塬边洪水汇入渠内,造成该段渠道淤积严重,每年都要花费大量人力、物力进行清淤。
(3)代字营支渠0+000~3+088段全长3.09km,设计流量0.73m3/s,现状为砼预制块衬砌梯形断面,已运行27年,达到设计年限,目前,阴坡预制块普遍老化破损、脱落、冻胀,衬砌完好率仅48%,灌溉运行时渗漏损失很大。
(4)支渠上的生产桥均建于20世纪70年代,根据当时的车辆情况,一般设计为架子车桥、马车桥,设计荷载按马车-1t,拖拉机-3t设计,随着社会的发展,农村机动车辆的增加,许多桥桥面板裂缝、折断,已成为危桥。
(5)水泵由于较长时间抽取高含沙水运行,水泵的泵体、叶轮和密封环气蚀磨损十分严重,14sh—6水泵甚至出现泵盖穿孔,水泵出水量大幅度下降,实际出水量仅达到额定出水量的60%左右,能源单耗增加。电器设备大多数属淘汰产品,设备性能差,安全可靠性低。
3.3发展潜力分析
港口抽黄灌区的水源为黄河,取水点位于潼关县港口镇以北的渭河入黄口处,取水断面多年平均径流量433.1亿m3,平均流量1304.8m3/s,实测最大流量17800m3/s(1933年10月25日),最小流量85.0m3/s(1966年6月22日和1974年6月18日),常流量150~350m3/s。灌区渠首设计引水流量7.15m3/s,所以,从水资源方面讲,即使黄河水流量为最小枯水流量,也可满足灌区灌溉需水,可以说灌区水源充足。
灌区耕地面积30.6万亩,有效灌溉面积12.02万亩,灌区土壤为沙质壤土,土层深厚,土质松软,适宜于多种农作物的种植和生长。目前灌区作物以小麦、玉米为主,棉花、瓜果以及其他经济作物为辅。港口抽黄灌溉工程从1979年投入运行以来,灌区粮食和经济作物产量大幅度增长,为当地农业经济的发展发挥了不可替代的作用。
在续建配套节水改造项目实施以前,港口抽黄灌区渠系水利用系数大约只有0.40左右,通过连续几年进行续建配套节水改造,到2005年,渠系水利用系数已经提高到0.45。节水改造以前,大多数水泵由于长期抽引高含沙水,水泵因水流中有害泥沙颗粒磨蚀而受损,出水能力锐减为设计能力的65%左右,有的水泵甚至根本无法运行,节水改造后,改造泵的出水能力提高20%以上,尤其2004年在渠首修建了排沙漏斗以后,水源中泥沙颗粒70%以上被截排,基本上解决了有害泥沙颗粒对水泵的磨蚀问题。
港口抽黄灌区自然条件优越,灌溉效益非常明显,根据实际调查,粮食平均灌溉增产量为180—350kg,随着续建配套节水改造项目的逐年实施,工程设施状况不断改善,供水可靠性不断提高,供水成本逐年下降,将为采用先进的农业技术,改变传统的耕作方式,调整产业结构打下坚实的基础,大大提高灌区的灌溉效益和农业综合实力,实现灌区将可持续发展。
3.4续建配套节水改造的必要性
灌区处于干旱和半干旱地区,自然灾害以干旱为主,加之灌区土壤疏松,保水性差,一旦发生干旱,农作物产量锐减。通过对灌区进行综合分析,工程设计标准低,建设质量差,运行不可靠,不能满足灌溉需水要求,是影响工程效益正常发挥的关键,实施节水改造是解决灌区灌溉用水供需矛盾的根本途径。
(1)从水源的角度讲,灌区水资源充足,可由于泥沙对水泵的严重磨蚀以及电器设备的老化,造成水泵不能及时开启或被迫中断运行,出水效率大幅度降低,不仅不能保证及时和正常供水,同时也使能源单耗提高,增加了提水成本,让灌溉管理单位背上了沉重的经济包袱,也增加了灌区群众的负担。
(2)因灌区干支渠衬砌老化脱落,渗漏损失严重,渠系水利用系数过低,造成水资源和能源的极大浪费,使供水成本居高不下。
(3)水利是农业的命脉,农业是国民经济的基础,由于工程存在上述问题,供水可靠性差、成本高,严重制约了灌区经济的发展。
(4)通过节水改造,提高工程供水可靠性,有利于提高作物灌水的适时性,最大程度地提高作物产量。
(5)通过节水改造,降低能源单耗和提高水的利用率,不仅可以减轻农民灌溉水费负担,同时也可以促进灌区管理步入良性循环。
所以,为了充分利用黄河水资源,促进灌区经济社会的可持续发展,促进灌区管理尽快步入良性循环,对灌区实施续建配套节水改造十分必要。
3.5续建配套节水改造的可行性
(1)灌区灌溉发展潜力巨大。一是灌区以黄河为水源,不仅水资源量充足,而且水质具有一定肥力;二是农业资源条件优越,气候温和,光照充足,土质良好。灌区多年平均气温13℃,日照时数为2269小时,无霜期220天,而且土层深厚,土质松软,所以灌溉效益非常显著;三是最近几年来,随着农村产业结构调整的不断发展,在引入优良品种,采用先进耕作技术的前提下,灌溉效益进一步提高。
(2)灌区基础条件
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