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农机与农技体系建设实施方案

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2020年5月29日
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1、概述
7月,国务院办公厅下发了<全国新增1000亿斤粮食生产能力规划( -2020)>(国办发[ ]47号),纳入规划投资范围的项目包括水利骨干工程、田间工程及农技服务体系、农业气象保障体系、农业环保工程、后备区建设等五类。按照国家要求,我省近期将编制全省实施规划、实施方案以及纳入全国规划的我省30个产粮大县实施方案。在实施规划和实施方案的编制过程中,国家要求先行上报 千亿斤粮食规划田间工程及农技服务体系建设项目。共安排给我省30个产粮大县项目总投资5.25亿元,其中:中央投资4.2亿元,地方配套1.05亿元。
双辽市是吉林省重要的商品粮基地,地处吉林省西部,南部又处”九河下梢”,旱涝灾害发生频繁,特别是近十几年来,干旱已成为双辽市农业的主要自然灾害形式。双辽市地表水资源匮乏,喷灌、畦田管灌等节水井灌是双辽市主要的农业灌溉方式。同时,双辽市中低产旱田面积较大,坡地、坨地、低洼易涝、沙壤渗漏等中低产田面积占全市耕地面积的45%以上,沃土培肥、土地平整、机耕路建设,特别是渠道节水衬砌工程建设任务较重。本次规划水利基础设施以抗旱井及节水设施配套建设、水田输水渠道砼U型槽建设为主。同时,结合土地平整、机耕路建设以及农机、农技服务体系建设。
1.1、水利基础设施建设
水利基础设施建设以抗旱井及节水设施配套建设、水田输水渠道砼U型槽建设为主。建设范围为双辽市服先、双山、茂林、向阳、永加、兴隆、柳条、新立等八个乡镇。
旱田高效节水灌溉项目区主要分布在服先、双山、茂林、向阳、永加、兴隆等乡镇。
渠道节水衬砌项目区布置在双山镇、柳条乡、新立乡等水田区。
建设规模及内容:发展喷灌9096亩,畦田管灌15000亩,砼U型槽衬砌5400亩。打井234眼,配套节水设施234(台)套,建设砼U型槽32400延米。
水利基础设施建设总投资983.67万元,其中:中央预算内资金787万元,地方配套资金196.67万元。
1.2、农业标准粮田工程建设
我市优质粮食产业工程建设以土地平整、机耕路、挖沟修渠、打井及配套设施、路下涵及以秸杆覆盖地表还田的保护性耕作技术应用为主,建设范围服先、双山、茂林、向阳、永加、兴隆等乡镇。
建设规模及内容:平整土地1 亩,田间机耕路长2 米,机井及喷灌设施50台套,挖修排水渠7000延长米,修机耕路下涵6个,实施秸秆还田37125亩。
农业标准良田建设项目总投资809万元,其中:中央预算内资金570.00万元,地方配套资金239.00万元。
1.3、农技、农机服务体系建设
总投资424万元,其中:中央预算内资金340万元,地方配套资金84万元。
1.3.1、农技服务体系建设
双辽市农技服务体系建设项目:用于县、乡镇两级农业站设备购置及办公场所维修。
1.3.2、农机服务体系建设
双辽市农机服务体系建设项目用于县级及茂林、双山、新立等乡镇农机服务中心建设及农机服务设备购置等。
2、基本概况
2.1、自然概况
双辽市位于吉林省西部,地处辽河平原东北边缘。东靠公主岭市,北邻长岭县、南依东辽河与梨树、辽宁省昌图县隔河相望,又称”九河下梢”,西与内蒙古科左中旗、科左后旗相接壤。地理位置坐标东经123°20′至124°05′,北纬43°20′,至44°05′。
双辽市居北寒温带,大陆性气候,在温度、雨量、光照上的季节性变化显著。年平均气温为5.6℃,最低温度为1月中旬,平均气温为-15℃,最高气温为7月下旬,平均气温为23℃至24℃
封冻期一般在11月中旬,解冻一般在4月上旬。最大冻土深度为1.32米。无霜期145天,初霜一般在9月20至25日,终霜在5月2日至7日。全年大风天数平均为46.6天,大风次数平均为70.1次,主导风向为西南风,年平均风速为3.7米/秒,最大风速为24米/秒,春旱及风蚀现象发生频繁。年年多年平均降水量为460毫米,多年平均径流深10.7毫米,多年平均蒸发量约在1800毫米左右。
2.2、土地、水资源条件
双辽市总土地面积468.2万亩,其中耕地面积222.6万亩,林地面积112.83万亩,牧业用地54.78万亩,城镇居民点及工矿用地28.29万亩,交通运输用地(铁路、公路用地)2.27万亩,山地、渔业用地、水域以及其它用地47.14万亩。
双辽市土地资源可利用量为395.20万亩,当前全市耕地面积仅为222.6万亩,尚有172.6万亩土地资源没有开发利用,土地资源开垦利用潜力很大。
双辽市多年平均水资源总量为24760万m3,其中地表水资源量为3200万m3,地下水资源量为21560万m3;地下水可利用量为21359万m3,地表水与地下水之间的重复量为1600万m3。
由于水库干涸,江河断流,地表水资源可利用量非常少,双辽市农业用水主要为地下水,当前全市地下水资源可利用量为21359万立方米,现状供水能力为 0万立方米,而我市当前农业用水总量仅为14642.2万立方米,尚有很大余水量,满足本次项目建设,提取地下水发展喷灌、管灌的要求。
2.3、社会经济概况
双辽市共有19个乡、镇(街),共190个村,到 底全市总人口39.17万人,总幅员面积3121.3平方公里,实播耕地面积222.6万亩,有农业人口23.77万人,农业劳力12.34万人。年人均收入为5000元。
2.4、项目基础设施状况
全市共有耕地面积222.6万亩,其中易涝耕地面积76.44万亩,达到5年以上除涝标准的有46.5万亩,易旱耕地面积100万亩。园地0.47万亩,林地面积112.83万亩,牧草地面积为54.78万亩。
双辽市农田水利建设虽然取得了一定成绩,但由于资金短缺,有相当一部分工程建筑物不配套或工程老化失修,严重影响工程效益的发挥,同时工程标准偏低,也是亟待解决的重点,这些水利工程现状远远满足不了国民经济发展和人民生活的需要。
到 底统计,全市水利工程现状如下:
① 蓄水工程:4座中型水库,2座小(一)型水库,3座小(二)型水库,总库容6221万m3,兴利库容2627万m3,可控制水田面积2.5万亩,但由于近几年持续干旱,大多水库蓄水严重不足,现只灌溉水田0.2万亩。4座中型水库除险加固工程已相继启动,小(一)、小(二)型水库均以水毁,现敞泄运行。
② 水源井工程:全市有农田水源井27540眼,配套机泵21900台套,装机21.5万千瓦,其中旱田井15002眼,有效灌溉面积25.2万亩,水田井12538眼,控制水田灌溉面积30万亩。
3、项目建设的必要性与可行性
双辽市属农业市,水资源紧缺,自然灾害频繁,农田基础设施建设工作历来在经济社会发展中占有十分重要的位置。近几年,双辽市农产品供求状况有了显著改进,但农业基础设施薄弱的局面并没有从根本上改变,绝不能因为农产品短缺问题基本解决了就放松农业。特别是当前中国正处于对经济结构进行战略性调整、加快推进工业化和城镇化的阶段,需要有更加稳固的农业作支撑。只有把农业和农村经济搞上去,使农村市场活跃起来,才能为国民经济持续增长提供广阔的空间。因此,现阶段仍需大力加强农田基础设施建设,加大对农业的支持和保护力度,加强农业的基础地位。
(1)保证和提高现有农业综合生产能力,必须坚持不懈地发展小型水利设施、实施沃土培肥、配套农机、农技服务体系建设。我市农田基础设施建设体系虽然已规模。但许多地方农业生产基本条件依然薄弱落后,引不进、排不出、灌不上,遇涝一片汪洋,遇旱一片赤地,完全是靠天吃饭。这种状况不改变,就难以提高农产品产量和质量,改进农村面貌。因此,我们必须要广泛发动农民群众集中时间和精力,齐心协力地兴修农田水利,并对已建工程进行维修改造。
(2)保证国家粮食安全,需要继续加强发展小型水利设施、实施沃土培肥、配套农机、农技服务体系建设。现在,中国农业发展已进入新的历史阶段,粮食等农产品已从长期供不应求转为供需基本平衡,农产品价格走低。可是,我们应该清醒地看到,近几年粮食供应出现相对过剩,是结构性和阶段性的。随着人口增加和生活水平的提高,未来粮食需求总量还需不断增加,质量也需不断提高。从保障粮食安全和社会稳定的角度看,没有过硬的农业基础设施,粮食安全就没有保障,农业不可能稳定持续地发展,农民生活不可能稳步地提高。
(3)增强农产品竞争力、增加农民收入。党的十七大提出要加强农业基础设施建设,对农业和农村经济结构进行战略性调整,千方百计增加农民收入。农业结构调整对水利灌排条件,特别是优质高效农业、高科技农业对灌排保证程度、服务质量,如供水水量、水质、供水时间、空气湿度、养分供应等提出了许多新的、更高的要求。许多地方原有设施的标准和功能不适应新形势、新任务的要求。必须主动调整思路,按照现代农业发展要求,改造原有工程,建设节水高效工程。新时期农业发展要求农田基础设施建设不但要有一定规模,还要有较高的质量,要不断创新、发展,跟上新时代农业日新月异发展变化的形势。
4、编制项目实施方案的指导思想、基本原则及建设目标
4.1、指导思想
认真贯彻党中央、国务院关于加强农业和水利基础设施建设的有关方针政策,按照科学发展观要求,以提高农业特别是粮食综合生产能力为核心,以保障国家粮食安全和增加农民收入,改进农业生产条件和农村生态环境为目标,推进工程管理体制和运行机制的改革,提高灌溉水的利用效率和效益,提高农业抗御自然灾害能力、为国家的粮食安全、用水安全、生态环境安全提供有力的支撑和保障。
4.2、基本原则
(1)统筹规划、突出重点的原则
根据我市农村经济发展的特点,按照”先急后缓、先重后轻、突出重点、分步实施”的原则制定出本年度发展目标。重点放在粮食生产区及生态环境脆弱的地方,包括粮食增产潜力大,提高农业综合生产能力明显的区域,农民民主管理意识强、自愿申请加快建设的区域和已落实工程管理责任,特别是建立了规范的农民用水协会管理的区域。
(2)统筹兼顾的原则
充分考虑水资源承载能力,实行总量控制,定额管理,协调各行业的用水需求,促进农业结构调整、实行改造与改革、骨干与田间、溉灌与排水相结合。
(3)因地制宜的原则
根据各地实际情况,制定适宜的改造方案,同时积极采用新技术、新材料、新工艺。
(4)量力而行的原则
根据国家财政投入及地方财力的可能和当地经济发展的实际需要,制定切实可行的建设目标和操作性较强的措施。
4.3、建设目标
经过田间工程及农技服务体系项目建设,在我市新增全程灌溉面积24096亩,其中:喷灌面积9096亩,畦田管灌15000亩;发展砼U型槽节水面积5400亩;实施秸秆还田37125亩,使全市年增产粮食5209吨。
5、主要建设内容及典型设计
5.1、主要建设内容
改造中低产田44125亩。
(1)、旱作节水工程
新增灌溉面积24096亩,其中:喷灌面积9096亩,畦田管灌面积15000亩。
①、喷灌工程
灌溉面积为9096亩,新打水源井108眼,建井房108座;配套喷灌设备108套。
A、服先镇五一村,灌溉面积为1516亩,新打水源井18眼,配套喷灌设备18套,建井房18座。
B、双山镇余良村,灌溉面积为1516亩,新打水源井18眼,配套喷灌设备18套,建井房18座。
C、茂林镇日新村,灌溉面积为1516亩,新打水源井18眼,配套喷灌设备18套,建井房18座。
D、向阳乡立新村,灌溉面积为1516亩,新打水源井18眼,配套喷灌设备18套,建井房18座。
E、永加乡贞固村,灌溉面积为1516亩,新打水源井18眼,配套喷灌设备18套,建井房18座。
F、兴隆镇耕耘村,灌溉面积为1516亩,新打水源井18眼,配套喷灌设备18套,建井房18座。
②、畦田管灌工程
灌溉面积为15000亩,新打水源井126眼,建井房126座;配套灌溉设备126套。
A、服先镇五一村,灌溉面积为2500亩,新打水源井21眼,配套管灌设备21套,建井房21座。
B、双山镇三合村,灌溉面积为2500亩,新打水源井21眼,配套管灌设备21套,建井房21座。
C、茂林镇日新村,灌溉面积为2500亩,新打水源井21眼,配套管灌设备21套,建井房21座。
D、向阳乡立新村,灌溉面积为2500亩,新打水源井21眼,配套管灌设备21套,建井房21座。
E、永加乡贞固村,灌溉面积为2500亩,新打水源井21眼,配套管灌设备21套,建井房21座。
F、兴隆镇耕耘村,灌溉面积为2500亩,新打水源井21眼,配套管灌设备21套,建井房21座。
(2)、渠系砼U型槽衬砌工程
新增节水效益面积为5400亩,衬砌渠道32400m,需砼U型槽64800节。
①、双山镇山玻璃村,效益面积1800亩,衬砌渠道10800m,需砼U型槽21600节。
②、柳条乡农阁村,效益面积1800亩,衬砌渠道10800m,需砼U型槽21600节。
③、新立乡双龙村,效益面积1800亩,衬砌渠道10800m,需砼U型槽21600节。
(3)、农业标准粮田工程建设
总效益面积为44125亩。
①、土地平整1 亩,永加乡集凤村5000亩,服先镇勤俭村 亩,兴隆镇耕耘村5000亩。
②、机耕路2 米,其中:永加乡集凤村10000米,服先镇勤俭村5000米,兴隆镇耕耘村7000米。
③、挖修沟渠7000米,其中:永加乡集凤村3200米,服先镇勤俭村1500米,兴隆镇耕耘村2300米。
④、打井50眼及配套设施,其中:永加乡集凤村28眼,服先镇勤俭村12眼,兴隆镇耕耘村10眼。
⑤、路下涵6座,其中:永加乡集凤村3座,服先镇勤俭村1座,兴隆镇耕耘村2座。
⑥、购置仪器设备5台,其中:永加乡集凤村购置频振式杀虫灯2台,兴隆镇耕耘村购置频振式杀虫灯2台,服先镇勤俭村购置自动频虫测报灯1台。
⑦、沃土培肥机具补贴45台,其中:双山镇免耕播种机10台,茂林镇免耕播种机10台,服先镇免耕播种机7台,向阳乡免耕播种机8台,永加乡免耕播种机5台,兴隆镇免耕播种机5台。
⑧、沃土作业补贴面积37125亩,补贴标准30元/亩。其中:双山镇作业补贴面积8250亩;茂林镇作业补贴面积8250亩;服先镇作业补贴面积5775亩;向阳乡作业补贴面积6600亩;永加乡作业补贴面积4125亩;兴隆镇作业补贴面积4125亩。
(4)、农技、农机服务体系建设
双辽市农技服务体系建设项目:
①、茂林镇农业站、卧虎农业站、服先镇农业站、双山镇农业站、向阳乡农业站进行办公场所维修。
②、茂林镇、服先镇、双山镇、向阳乡、卧虎镇、玻璃山镇等15个乡镇街农业站购置培训仪器。共购置电脑27台、GPS 15台、触摸屏系统15台套、数码相机15部、档案柜30个、传真机2台、打印一体机15台,投影仪15台。
③、县级农技推广部门
A、双辽市农业技术推广中心
a、维修办公场所
屋面做防水1500m2
进行暖气管道维修
b、完善培训基地建设
进行教室修缮(包括更换电路及室内装修)
进行培训基的设施完善
c、购置培训仪器及化验设备。共购置电脑5台、投影仪2部、火焰光度计1台、凯式定氮分析仪1台、纯水机1台、多功能震荡机2台、防酸化验台10个、药品柜、样品柜15个、玻璃器皿一批次。
双辽市农机服务体系建设项目:
①、用于县级农机技术服务中心建设600平方米。
②、用于茂林、双山、新立等乡镇农机服务中心建设600平方米。
③、用于培训、仪器购置(电脑5台、投影仪2台、扫描仪1台、摄像机1台、照相机4台、复印机5台)
④、农机服务设备购置。电焊机3台,车床3台,钻床2台,切割机3台,维修专用工具3套,服务用车2辆等。
5.2、工程设计
5.2.1、设计依据
(1)<节水工程技术规范>GB-T50363-
(2)<双辽市农田供水水文地质区划报告>;
(3)<双辽市旱区节水井灌工程规划>;
(4)<机井技术规范>SL256-
(5)参照<吉林省乡村公路工程技术标准>吉交,公字[ ]27号。结合机耕路特点设计。
(6)确定道路等级为四级,荷载为汽车-10级。
5.2.2、具体设计
5.2.2.1、喷灌工程典型设计
以服先镇五一村为典型工程进行设计。效益面积为1516亩。
5.2.2.1.1、水源井的设计
(1)、井深确定
该区含水层均为全新统中细砂,在60m深度内分布着4-5m分选好、富水性极强的砂层,单井出水量在20-40m3/h,取30 m3/h水量满足灌溉要求。故井深确定在55-60m。
(2)、井型、井管选择
根据灌区水文地质条件,本着经济合理耐用原则,井型选定为管
井。井管为ф380mm,井壁管采用混凝土管。
(3)、单井控制面积的确定
单井控制面积按下式计算:
F0=Qt3T2η(1-η1)/m2=84亩
式中:F0—单井控制面积(亩)
Q—单井出水量m3/h,取30m3/h.
t3—每天开机时间h/d,取10h/d.
T2—每次轮灌的时间d, 取7d.
η—灌溉水利用系数,取0.9.
η1—干扰抽水的水量削减系数,取0.11.
m2—每亩每次综合平均灌水定额20m3/亩
(4)、井数的确定
N=F4/F0=18眼
式中:N—需打井数
F4—灌溉面积(亩)
F0—单井控制面积(亩)
(5)、井距的确定
L0=25.8
式中: L0—井距
F0—单井控制面积(亩)
经计算井距确定为236.5m
(6)、典型水源井设计
水源井实管选用混凝土管,滤水管选用无砂(砾)混凝土管,管外径380mm,内径280mm,长800mm,反循环钻井。滤水管用80目尼龙纱缠3层,连接处用沥青粘合,管与管之间竹片铁丝固定。填砾料规格为6-10mm的建砂。沉淀管长3.2m,下管采用托盘法。成井后采用空压机洗井,达到水清砂净为止。
5.2.2.1.2、喷灌系统设计
布置形式:支管垂直布置在干管两侧,成”丰”字形,支管、喷头间距均为20m,干管长170m,支管长160m。在支管上安装喷头组。
(1)、喷灌制度的确定
A、设计灌水定额
喷灌灌水定额:m=0.1rh(β1-β2)/η
式中:m—设计灌水定额
r—土壤干容重1.41kg/cm3
h—计划湿润层深度h=44cm
β1、β2—分别为适宜土壤含水率上限、下限(占干土重的百分数)。土壤含水率的上下限取田间最大持水率(22%)的90%和70%,β1=19.8, β2=15.4
η—喷灌水利用系数0.90
经计算: m=30mm,或m=20m3/亩
B、喷灌灌水周期
喷灌灌水周期:T=η
式中:T—喷灌灌水周期
m—灌水定额30mm
w—日需水量mm/d,4mm/d
η—喷灌水利用系数0.90
经计算:T=6.75≈7天
C、作物灌水制度确定
项目区主要作物是玉米,根据<双辽市节水增效重点县建设规划>及多年经验,喷灌保证率为P=85%
作物灌水定额确定如下表
作物
种类
灌水次数
生育阶段
灌水时间
灌水定额(m3/亩)
灌溉定额(m3/亩)
玉米
1
苗期
4月25日-5月5日
20
100
2
拨节孕穗期
5月6日-6月25日
20
3
抽雄期
6月26日-7月25日
20
4
灌浆乳熟期
7月26日-8月25日
20
5
黄熟期
8月26日-9月10日
20
项目区作物需水量:
喷灌面积为1516亩,需水量为15.16万m3。
(2)、喷头选型和组合形式的确定
A、喷头选型:
根据本项目区主要作物为玉米,土壤为砂壤土等条件,以及各种喷头的特性和适用范围,从PY20型系列喷头性能表中查得PY20喷头,喷嘴直径d=6mm ,工作压力p=0.4Mpa时,其喷灌强度p=10.6mm/h,在适宜范围内,故决定采用PY20喷头,其主要性能参数如下表。
PY20喷头主要性能参数表
喷头型号

喷嘴直径
(mm)

(
工作压力P(Mpa)
喷水量q
(m3/h)
射程R
(m)
喷灌强度
Ρ(mm/h)
PY20
6*3.1
0.4
3.4
19.5
10.6

B、喷头组合形式:
本项目区平均风速3.0m/s,支管垂直主风向,故采用矩形组合形式。
C、确定喷头和支管间距
喷头间距为20m,支管间距为20m。
D、 校核组合喷灌强度:
Ρ=1000Q/ab
式中: Q—喷头喷水量3.4 m3/亩
b—分别为喷头及支管间距,20m
Ρ=7.65mm/h＜12 mm/h(土壤允许喷灌强度12 mm/h)
满足要求
(3)、典型地块喷灌设计
典型地块设计:
单井控制面积为84亩,喷灌系统采用管带全移动式喷灌,喷灌方式为全圆喷洒,矩形组合形式。
A、喷头数量的确定
一根支管同时工作喷头数量:
N=160/20=8个
B、喷头在一个位置上的工作时间
T=abm/1000q=4h
式中:a、b—分别为支管、喷头间距,a=20m、b=20m。
m—设计灌水定额,m=30mm。
q—喷头出水量,q=3.4m3/亩
C、喷头每日移动的次数
本项目区每日工作时间数为10个小时,因此每日需移动次数为n=10/4=2.5次,取n=3次。
D、管道水力计算
采用全移动管道式喷灌系统,管道为TS05型涂塑软管。其中干管为170m×65mm,支管为160m×65mm,工作压力为0.4Mpa。

管道具体指标见下表
名称
型号
公称直径mm
工作压力Mpa
爆破压力Mpa
涂塑软管
TS04
65
0.4
1.2

a、喷灌系统的设计流量
Q=nq=8×3.4=27.2 m3/h =0.0076 m3/s
式中:Q—喷灌系统流量(m3/h)
n—同时工作的喷头数,取8
q—喷头的出水量3.4 m3/h
b、管道的沿程水头损失:
干管沿程水头损失为:采用达西公式计算
hf=fL
hf=10.28n2
Sf==1397.48S2/ m6
hf=1397.48×0.00762×170
=13.72m
式中:hf --沿程水头损失,m
f—摩阻系数0.948×105
L—管道长m,165
Q—流量m3/s,27.2
d—管道内径mm,65
m—流量指数,1.77
b—管径指数,4.77
经计算:
hf =13.72 m
支管管道沿程水头损失采用多孔系数法
hf,= cd hf支
式中: cd—多孔系数,查表cd=0.392
应用上式,支管管道长为160 m 其它与上式相同
hf支=12.91m
hf,=cdhf =0.392×12.91=5.06 m
管道沿程水头总损失为hf =13.72+5.06=18.78 m
c、管道的局部水头损失:
按管道沿程损失的10%计算
hj=18.78×0.1=1.88 m
总水头损失为h= hf+ hj=18.78+1.88=20.66m
d、设计水头
H=Zd-Zs+hs+hp+Σhf+Σhj
式中:H—喷灌系统设计水头m
Zd—典型喷点的地面高程(相对高度)m,取0
Zs—水源水面高程(地面以下)取0
hs—典型喷管的竖管高度m,取1.5
hp—典型点喷头工作压力水头m,取30
Σh—典型喷头到水泵之间,各级管道沿程水头损失之和m,取18.78
Σhj—典型喷头到水泵之间,各级管道局部水头损失之和m取1.88
经计算:设计水头H=52.16m
E、水泵及动力设备选择
a、水泵选择
水泵扬程按公式Hr=H+Δ
式中:Hr—水泵扬程m
H—设计水头
Δ—典型喷头高程与抽水水面高差取Δ=6m
经计算:Hr=H+Δ=52.16+6=58.16m
根据流量Q=27.2m3/h及设计扬程Hr=58.16m,选择水泵型号为200QJ32—65/5型潜水电泵。
潜水电泵主要性能参数
名称
型号
扬程使用范围(m)
电机功率(KW)
额定电流(A)
潜水电泵
200QJ32—65/5
55-73
11
25．8
b、动力设备选择
根据当地实际情况,以及操作方便,节省投资的原则,本次配套动力采用柴油机配发电机。
根据水泵的轴功率,确定配套动力机为ZS1110-18马力柴油机及STC-12kw发电机。
5.2.2.2、畦田管灌工程典型设计
畦田管灌工程以服先镇五一村为典型进行工程设计,效益面积为2500亩。作物均为玉米。
5.2.2.2.1、灌溉制度的制定
服先镇五一村项目区,效益面积为2500亩,主要作物是玉米,根据<双辽市节水增效重点县建设规划>及多年经验,设计灌溉保证率为P=80%,灌溉水利用系数为95%。
作物灌水定额确定如下表
作物种类
灌水次数
生育阶段
灌水时间
灌水定额(m3/亩)
灌溉定额(m3/亩)
玉米
1
苗期
4月25日-5月5日
33.33
100
2
拔节孕穗期
6月25日-7月5日
33.33
3
灌浆黄熟期
8月10日-9月10日
33.33

作物需水量:
灌溉面积为2500亩,作物需水量为25万m3。
5.2.2.2.2、水源井的设计
(1)、井深确定
该区含水层均为全新统中细砂,在60m深度内分布着4-5m分选好、富水性极强的砂层,单井出水量在20-40m3/h,取30 m3/h水量满足灌溉要求。故井深确定在55-60m。
(2)、井型、井管选择
根据灌区水文地质条件,本着经济合理耐用原则,井型选定为管
井。井管为ф380mm,井壁管采用混凝土管。
(3)、单井控制面积的确定
单井控制面积按下式计算:
F0=Qt3T2η(1-η1)/m2=120亩
式中:F0—单井控制面积(亩)
Q—单井出水量m3/h,取30m3/h.
t3—每天开机时间h/d,取16h/d.
T2—每次轮灌的时间d, 取10d.
η—灌溉水利用系数,取0.95.
η1—干扰抽水的水量削减系数,取0.12.
m2—每亩每次综合平均灌水定额33.33m3/亩
(4)、井数的确定
N=F4/F0=21眼
式中:N—需打井数
F4—灌溉面积(亩),2500亩,
F0—单井控制面积(亩),120亩,
(5)、井距的确定
L0=25.8
式中: L0—井距
F0—单井控制面积(亩),120亩。
经计算井距确定为282.62m
(6)、典型水源井设计
水源井实管选用混凝土管,滤水管选用无砂(砾)混凝土管,管外径380mm,内径280mm,长800mm,反循环钻井。滤水管用80目尼龙纱缠3层,连接处用沥青粘合,管与管之间竹片铁丝固定。填砾料规格为6-10mm的建砂。沉淀管长3.2m,下管采用托盘法。成井后采用空压机洗井,达到水清砂净为止。
5.2.2.2.3、畦田管灌系统工程设计
(1).典型地块设计
典型地块面积为120亩,长500m,宽160m,畦长50m,畦宽2.5 m。
A、管道系统选型与布置
管道系统选型: 采用移动式灌溉管灌系统。由于灌溉面积不大,故采用两级管道,干管、支管均可移动。
管道布置:由于地块为长方形,南北长500米,作物也是南北种植,水源井布置地块一侧的中间位置,即由水源井向南北两侧布置干管,支管沿干管向东侧布置,沿畦埂布置。
布置结果:干管两条,水源井南北两侧各一条,长度皆为250米,移动支管位置5条,支管长160米,支管间距100米。
B、管道设计流量的确定
a、设计灌水定额
灌水定额:m=0.1rh(β1-β2)/η
式中:m—设计灌水定额
r—土壤干容重1.4kg/cm3
h—计划湿润层深度h=54cm
β1、β2—分别为适宜土壤含水率上限、下限(占干土重的百分数)。土壤含水率的上下限取田间最大持水率(25%)的90%和0.65%,β1=22.5, β2=16.25
η—灌溉水利用系数0.95
经计算: m=50mm,或m=33.33m3/亩
b、灌溉水周期
灌溉水周期:T=η
式中:T—灌溉水周期
m—灌水定额50mm
w—日需水量mm/d,4.5mm/d
η—灌溉水利用系数0.95
经计算:T=10天
c、项目区灌溉流量
Q=mA/Ttη=(33.3×120)/(16×10×0.95)= 26.31m3/h。
d、管道设计流量
管道设计流量应根据管道系统布置和管道轮灌方式确定。
管道的轮灌方式为各支管逐一灌水,故管道的设计流量为26.31m3/h。
e、管道水力计算
Ⅰ、管材的选择
采用全移动管道式灌溉系统,管道为TS04型涂塑软管。
管道具体指标见下表
名称
型号
公称直径(mm)
工作压力
爆破压力(MPa)
涂塑软管
TSO4
100
0．4
1．2
Ⅱ、管径的确定
D径=1.13=97mm 取D径=100mm
式中D径--经济管径(m);
Q设—管道设计流量(m3/s),取26.31 m3/s;
V经—管道经济流速,一般为0.5-1.2m/s,取1 m/s。
Ⅲ、管道的水头损失:
干管沿程水头损失为:
hf=fL
式中:hf --沿程水头损失,m
f—摩阻系数0.948×105
L—管道长m,410
Q—流量m3/h,26.31
d—管道内径mm,100
m—流量指数,1.77
b—管径指数,4.77
经计算:
hf =3.66 m
管道的局部水头损失:
按管道沿程损失的10%计算
hj=3.66×0.1=0.37 m
f、水泵与动力选配
Ⅰ、水泵设计流量为26.31m3/h。
Ⅱ、水泵设计扬程
H设= h动+h吸+Σhf+Σhj+△h+0.2
式中:H设—水泵设计扬程m
h动—井内动水位埋深m ,取 35
h吸—水泵吸水管水头损失m ,取0.5
Σhf--管道沿程水头损失之和m,取3.66
Σhj--管道局部水头损失之和m ,取0.37
△ h—典型地面点和管首的地面高差m,取0.2
经计算:设计水头H=39.73m
根据流量Q=26.31m3/h及设计扬程Hr=39.37m,选择水泵型号为200QJ32—39/2型潜水电泵。

潜水电泵主要性能参数
名称
型号
扬程使用范围(m)
电机功率(KW)
额定电流 (A)
出水管直径(寸)
潜水电泵
200QJ32—39/3
35-45
5.5
13.6
1

动力设备选择
根据当地实际情况,以及操作方便,节省投资的原则,本次配套动力采用柴油机配发电机。
根据水泵的轴功率,确定配套动力机为ZS1110-18马力柴油机及STC-12千瓦发电机。
5.2.2.3、井房设计
井房为砖砼结构,钢筋混凝土房盖,面积为6.0m2,长×宽为3×2m,高2.6m。详见井房设计图。
5.2.2.4、渠系砼U型槽砌渠道工程典型设计
(1)、砼U型槽的设计
混凝土U型槽为定型设计,混凝土强度为C20,其规格为UD40负温型,槽厚3.5cm,槽深35cm,上口宽42cm,适用流量为0.057m3/s,满足井灌渠过水的要求。
(2)、渠道的设计
A、渠线布局
为充分利用原有渠道,减少工程量,降低工程成本,衬砌渠道的渠线均按原有渠道渠线走向进行衬砌。
B、渠道的坡降
渠道纵坡在1/1250-1/2500之内, 满足灌溉用水流速的要求。
(3)、典型设计:
以双山镇山玻璃村为例进行典型设计,双山镇山玻璃村,效益面积为1800亩,每亩铺设6米渠道,亩需砼U型槽12节,1800亩衬砌渠道10800米,需砼U型槽21600节。
5.2.2.5、机耕路设计
机耕路砂石路面;宽4米,用于农机具行走。清理路两侧排水沟,达到深60公分,宽50公分,排水流畅。
5.2.2.6、排水渠设计
(1)、灌溉保证率达到90%以上。排涝达到 一遇标准,确保农田一日200mm暴雨二日排出不成灾。所有耕地灌溉全部实现固定式喷灌,主管道地面铺设,支管移动使用。
(2)、排涝采取明沟排水方式,排水沟与田间道路结合布置。水头较高区域可经过深沟自流排涝;水头低的区域可经过深沟强排方式排涝。采取深沟排水一方面可提高排涝标准,另一方面可少占耕地。
(3)、对自然排水沟进行全面整治,整治措施采取沟底疏浚和适当裁弯取直的方式。
(4)、排水渠按照颁布的建设标准设计,为梯形斗沟。断面尺寸为上底宽1.5米、下底宽1.0米、高1.0米。
5.2.2.7机耕路下涵
规格:长4m,直径1.5m。出口和进口处砌块石;回填土不小于30公分;坡度为1％。
6、工程投资和建设期
项目总投资2216.67万元。其中:中央财政预算内资金1697万元,地方配套资金519.67万元。其中:
(1)、水利基础设施建设总投资983.67万元,其中:中央预算内787资金万元,地方配套196.67万元。
(2)、农业标准粮田工程建设总投资809万元,其中:中央预算内资金570万元,地方配套资金239万元。
(3)、农技、农机服务体系建设总投资424万元,其中:中央预算内资金340万元,地方配套84万元。
建设期为 - 。
7、效益分析
7.1、经济效益
项目区为北部沙坨地区,土壤条件差,水利基础设施不配套,均为中低产田,每公顷平均粮食产量1万斤左右。建设方案实施后,经过沃土工程等措施,项目区内粮食产量可增产10%左右,特别是水利基础设施建设实施后,可大大提高粮食产量,旱作节水项目区内均种植玉米,项目建成后,喷灌地块每公顷粮食产量可达到1.75万斤左右,亩可增产250 公斤,畦田管灌地块每公顷粮食产量可达到1.5万斤左右,亩可增产167公斤。经过项目的总体实施,项目区内可增产粮食5209吨,增收677.17万元。
7.2、社会效益
本工程建设的实施,改进了农业生产条件,提高了农业抗灾能力,经过本工程的建设,提高了土地灌溉保证率,农业条件得到了大幅度改进。低产田成为稳产、高产农田,使农民收入稳定提高,在节水、节能、节地、增产、省工等许多方面都体现出了优势,为农业生产创造了良好的条件。
本工程建设的实施,为农业种植结构调整提供了物质保证,以后将逐步推动农业种植业结构的调整,农民将经过农业种植业结构调整来增加收入,使有限的土地产生更大的农业效益为农业的可持续性发展奠定了基础,为农民脱贫致富创造了条件。
7.3、生态效益
本工程建设的实施,能调节土壤的状况,改进田间小气候,又能够节约水资源,防止水土流失,保护生态环境。
8、环境影响和分析
8.1、施工对环境的影响
在项目建设中需要清淤,废土的对放,占用了土地,破坏了地表。
另外,施工机械产生的噪音污