長子縣新增糧食產(chǎn)能建設項目設計研究

李光偉

摘 要：長子縣是一個農(nóng)業(yè)大縣，也是蔬菜生產(chǎn)大縣。2013年，根據(jù)省廳文件精神，規(guī)劃在長子縣大堡頭鎮(zhèn)實施新增糧食產(chǎn)能項目。

關鍵詞：蔬菜；糧食；耕地；低壓地埋線

中圖分類號：F301.24 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.038

1 項目概況

1.1 項目建設地點

項目建設地點為長子縣大堡頭鎮(zhèn)的前西常、后西常、康家莊、南郭村、固益、鄒村、沙河、東莊、柳樹9個行政村。

1.2 建設內(nèi)容

結合每個項目村的水井分布和灌溉現(xiàn)狀，改造舊井66眼，配套水泵66套，埋設低壓地埋線45 000 m，埋設低壓地埋管道39 000 m，修建集控房1座，安裝出水口780個，出水口保護裝置780個，井臺66座等。

1.3 項目總投資

工程預算靜態(tài)總投資331萬元，建筑工程費79.37萬元，設備購置安裝費217.69萬元，施工臨時費2.06萬元，獨立費用25.28萬元，基本預備費9.59萬元。

2 項目基本情況和建設的必要性

2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟情況

2013年，長子縣的耕地面積為5.67×106 hm2，糧食作物播種面積為4.583×107 hm2，糧食總產(chǎn)量為2.13×106 t，平均畝產(chǎn)464 kg；蔬菜播種面積為1.581×107 hm2，蔬菜總產(chǎn)量6.256×107 t，平均畝產(chǎn)3 957 kg。在糧田面積中，玉米播種面積為3.994×107 hm2，玉米總產(chǎn)量為2.06×106 t，玉米平均畝產(chǎn)517 kg；小麥播種面積為1.8×105 hm2；其他作物的播種面積為4.09×106 hm2。全縣總人口為35萬，其中，農(nóng)業(yè)人口為30.98萬，占總人口的88.5%，人均純收入5 669元。

2.2 項目區(qū)的基本情況

2.2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟狀況

本區(qū)涉及大堡鎮(zhèn)9個行政村，主要種植作物為玉米。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在正常年景自給有余，并能向社會提供較多的商品糧。項目區(qū)土地平整、基礎設施差、土壤瘠薄、肥力低下、地下水位不高、土壤干旱，畝均玉米單產(chǎn)僅498 kg左右，需要綜合治理改善耕地。

2.2.2 農(nóng)田基礎設施和耕地資源利用現(xiàn)狀

該項目區(qū)現(xiàn)有機井113眼，正常使用的機井有47眼，灌溉類型全部為低壓管道。從灌溉現(xiàn)狀看，絕大部分灌溉配套設施已經(jīng)嚴重損壞，設施完好率低，水利設施利用率大打折扣；水源井分布不合理，單眼井灌溉控制面積僅為20～40 hm2。項目區(qū)現(xiàn)有機井的深度為40～60 m，出水量為15～20 m3/h。

2.3 項目建設的必要性

從項目區(qū)灌溉現(xiàn)狀分析，項目區(qū)存在的主要問題有：①絕大部分灌溉配套設施已經(jīng)嚴重破損，設施完好率低，水利設施利用率極低；②水源井分布密度不合理，有些地區(qū)分布密集，有些地區(qū)沒有水源井。因此，對該區(qū)進行改造很有必要。

3 項目區(qū)水量供需分析和水質(zhì)分析

3.1 灌溉設計標準和設計基準年的選擇

灌溉設計標準采用灌溉保證率法，根據(jù)《農(nóng)田低壓管道輸水灌溉工程技術規(guī)范》（GB/T20203—2006）中的規(guī)定，并給合長子縣的實際情況，確定管灌設計保證率為75%，設計基準年為2013年。

3.2 項目區(qū)水資源開發(fā)利用狀況

項目區(qū)地下水資源的補給來源主要是大氣降水、側向補給和灌溉回歸水。由于該區(qū)緊靠雍河，河流既是排瀉點，也是補給區(qū)，因此，該區(qū)水源豐富、可靠，水井水量穩(wěn)定，地下水資源能滿足項目區(qū)灌溉可持續(xù)發(fā)展的要求。

根據(jù)該項目區(qū)群眾多年灌溉運行的情況，該項目區(qū)現(xiàn)有機井113眼，正常使用的機井有47眼，單臺泵的出水量2為20 m3/h，每天運行19 h，年抽水90 d。項目區(qū)沒有明顯的水位下降情況，可供水量為3.86×106 m3。除去正常使用的47眼井的用水量1.607×107 m3外，可確定該項目區(qū)年可供水2.253×107 m3。

3.3 需水量

3.3.1 灌溉制度的擬定

項目區(qū)規(guī)劃灌溉面積5 700 hm2。項目區(qū)全部種植玉米，根據(jù)當?shù)厝罕姷呢S產(chǎn)灌溉經(jīng)驗，確定玉米的灌水定額值為40 m3/hm2。灌水周期為：平水年（p=50%）時，2次；干旱年（p=75%）時，3次。

3.3.2 灌溉用水量

根據(jù)各種作物的灌溉面積、種植比例、降雨利用、各種作物的灌溉制度、最大灌水率、輸水和田間灌水的水量損失等計算，平水年的需水量為4.56×106 m3，干旱年的需水量為6.84×106 m3。

3.3.3 其他用水量

該項目區(qū)生活用水和工副業(yè)用水為1.95×106 m3。其中，工業(yè)用水6.5×105 m3，人畜用水1.3×105 m3，人日均用水40 L，大畜日均用水60 L。

3.4 水資源平衡計算

經(jīng)計算，該項目區(qū)干旱年總用水量為8.79×106 m3，年可供水量為2.253×107 m3，富余水量為1.374×107 m3，可以滿足用水需求。

3.5 灌溉水質(zhì)分析

地下水化學成分的形成主要受流經(jīng)地段的巖柱、徑流條件、工業(yè)和生活廢水滲入的影響。據(jù)水質(zhì)分析結果表明，項目區(qū)地下水沒有受到工業(yè)污染，水質(zhì)較好，符合《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》，可供農(nóng)田灌溉使用。

4 設計原則、依據(jù)和任務

4.1 指導思想和主要目標

4.1.1 指導思想

以中、低產(chǎn)田改造為對象，緊緊圍繞“完善田間基礎設施、提升耕地土壤肥力和強化技術支撐能力”三大任務，按照統(tǒng)籌規(guī)劃、明確定位、統(tǒng)一標準、分區(qū)指導和分工落實的思路，通過實施田、水、溝、渠、林、路和肥等綜合配套措施，推進以“田成方、路成行、旱能灌、澇能排”的農(nóng)田標準化建設，全面提升耕地綜合生產(chǎn)能力，提高土地產(chǎn)出率、資源利用率和勞動生產(chǎn)率，并依靠科技持續(xù)挖掘耕地增產(chǎn)潛力，從而為推進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展、確保國家糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品的有效供給奠定牢固基礎。

4.1.2 主要目標

通過水利工程的實施，達到節(jié)水、增產(chǎn)和生態(tài)保護等目標。

4.1.2.1 節(jié)水目標

通過提高水的利用率和水分生產(chǎn)率，灌溉水利用系數(shù)達到0.8.

4.1.2.2 增產(chǎn)目標

通過水利措施與農(nóng)藝措施、管理措施的有機結合，項目區(qū)平均年畝增產(chǎn)糧食200～500 kg。

4.1.2.3 效益目標

有利于提高社會效益和環(huán)境效益，改善勞動條件，減輕勞動強度，促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展。

4.2 設計原則

4.2.1 集中連片，優(yōu)化布局

優(yōu)化糧食生產(chǎn)布局，堅持打造糧食創(chuàng)建工程和蔬菜大棚集合原則，打破行政區(qū)域界限，建設片區(qū)規(guī)模生產(chǎn)，確保糧食播種面積的穩(wěn)定性。

4.2.2 統(tǒng)籌兼顧，綜合布置

堅持田、溝、渠、林、路綜合治理的原則，堅持工程建設項目與環(huán)境保護、循環(huán)利用相結合的原則。同時，與農(nóng)作物品種、栽培技術等農(nóng)業(yè)措施相適應，充分利用已有機井等水利設施，實現(xiàn)有機結合、綜合布置。

4.3 工程設計

4.3.1 水泵選型

根據(jù)計算的總揚程、設計流量選用200QJ20—54型潛水泵，配套功率為5.5 kW。

4.3.2 低壓線路設計

低壓線路為地埋線，規(guī)格為16 mm和25 mm。

4.3.3 輸水工程設計

在井灌工程中，管道供水系統(tǒng)以單井獨立布置，通過典型地塊設計確定輸水管網(wǎng)的管長、管徑等參數(shù)。單井《低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)》的典型設計為：管材選用PE管材，管徑根據(jù)選定設備的提水流量、設計揚程確定為90 mm，管材壓力為0.4 MPa，管道連接采用加熱承插的方式。

4.3.4 典型地塊設計

典型地塊設計選在大堡頭鎮(zhèn)固益村東北方向的17-3地，該地塊經(jīng)現(xiàn)場選址發(fā)現(xiàn)具有一定的代表性。

管道供水系統(tǒng)以單井獨立布置，典型地塊控制面積為90 hm2。設計地塊長300 m，寬200 m，系統(tǒng)樞紐由首部樞紐、輸水干管、支管道和給水栓等組成。首部安裝水泵、逆止閥、控制閥和排氣閥等。管道系統(tǒng)為干管、支管兩級，由固定地埋管和給水栓構成，根據(jù)地塊形狀，水井位置和種植方向等情況。管道布置為梳子形，干管平行種植方向，長300 m，管徑為90 mm，管材壓力為0.4 MPa，支管垂直干管布置設置有3條，每條長度為175 m，支管從地塊西50 m處開始，由西向東布置，間距為100 m，干支管總長825 m，管徑為90 mm，管材壓力為0.2 MPa。支管上設有給水栓，給水栓的間距為50 m，雙向分水，共布設有給水栓12個。

在水泵選型方面，根據(jù)水力計算結果，確定配套水泵為200QJ20-54。為了防止水錘發(fā)生，在運行時應先打開出水口，再打開水泵；在關閉系統(tǒng)時，應先關閉水泵，再關閉出水口。在開啟和關閉系統(tǒng)時，應緩慢進行，以防止水錘的發(fā)生。

管溝開挖深度為1 m，寬0.5 m，回填時高出地面0.1 m。

4.4 主要工程量

改造舊井66眼，配套水泵66套，埋設低壓地埋線45 000 m，埋設低壓地埋管道39 000 m，修建集控房1座，安裝出水口780個，出水口保護裝置780個，井臺66座等?？偣こ塘繛?.4×105 m3，全部為土方工程。

5 實施進度和施工組織

項目施工期為1年，當年施工，次年受益。秋收后，利用農(nóng)閑季節(jié)，當?shù)厝罕娡顿Y、投勞完成土方和土建工程建設。項目施工計劃采用招投標的方式，選擇合格的專業(yè)施工隊伍進行管道安裝和設備調(diào)試，水利局工程技術人員組成質(zhì)量監(jiān)控小組進行技術指導，嚴把工程質(zhì)量關。

6 效益評價

6.1 經(jīng)濟效益

項目實施后，新增和改善節(jié)水面積5 700 hm2，每年可節(jié)水2.80×105 m3，同時，通過種植結構的調(diào)整，農(nóng)產(chǎn)品總量增加，糧食作物畝增產(chǎn)200～500 kg，其中，水利措施增產(chǎn)80～200 kg（水利分攤系數(shù)為0.4），按目前市場價計算，可新增產(chǎn)值45～114萬元。

6.2 社會效益

工程實施后，項目區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得到了明顯改善，水土資源利用率和綜合生產(chǎn)能力明顯提高，糧食自給率達到了90%以上，為保證國家糧食安全、國民經(jīng)濟平穩(wěn)發(fā)展和社會穩(wěn)定奠定了良好的基礎。在長期、穩(wěn)定的糧食生產(chǎn)基礎上，項目區(qū)的農(nóng)業(yè)結構得到了合理和戰(zhàn)略性的調(diào)整，同時。帶動了項目區(qū)部分農(nóng)村富余勞動力參與工程建設，增加了部分打工收入，帶動了農(nóng)業(yè)科研、農(nóng)用機械制造、肥料、農(nóng)膜和農(nóng)藥等相關行業(yè)的發(fā)展。通過節(jié)水示范，提高了當?shù)馗刹咳罕姷目茖W素質(zhì)，為全縣水資源的配置提供了技術支撐，進一步推進了社會主義新農(nóng)村建設。

6.3 生態(tài)效益

通過田、林、路等科學規(guī)劃和建設，美化了環(huán)境，凈化了空氣，大大改善了項目區(qū)的生態(tài)環(huán)境，調(diào)節(jié)了田間小氣候，降低了災害的發(fā)生率，提高了農(nóng)作物的質(zhì)量，改善了農(nóng)田基礎設施條件，提高了農(nóng)田水、肥料的利用率，使土壤自凈能力和作物抗逆能力明顯增強，農(nóng)田土壤受侵蝕的現(xiàn)象明顯減少，進一步促進了該地區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

7 結束語

綜上所述，通過節(jié)水示范建設，達到了土地增產(chǎn)、農(nóng)民增收的目的，提高了土地水含量，起到了示范帶動作用，加快了項目區(qū)產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整步伐。

參考文獻

[1]郭元裕.農(nóng)田水利學[M].北京：中國水利水電出版社，2011.

[2]林益才.水工建筑物[M].北京：中國水利水電出版社，2011.

[3]樊貴盛.縣域節(jié)水型社會建設實踐與關鍵技術研究[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

〔編輯：張思楠〕