羅安靜，李效強(qiáng)

（1.扶風(fēng)縣水政水資源管理站，陜西 扶風(fēng) 722299；2.扶風(fēng)縣河道管理站，陜西 扶風(fēng) 722299）

0 引言

小型農(nóng)田基本建設(shè)是農(nóng)業(yè)之本、發(fā)展之基。而我國(guó)是發(fā)展中的人口大國(guó)，基本農(nóng)田問(wèn)題始終是現(xiàn)代化進(jìn)程中一個(gè)帶有全局性、戰(zhàn)略性的重大問(wèn)題。必須充分認(rèn)識(shí)到，確?；巨r(nóng)田面積減少但糧食不減產(chǎn)，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)，也是維護(hù)當(dāng)前改革發(fā)展穩(wěn)定良好局面的當(dāng)務(wù)之急。為了保障群眾生活，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，有效改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件是十分重要的[1～4]。

1 工程概況

扶風(fēng)縣城關(guān)鎮(zhèn)（項(xiàng)目區(qū)）地處扶風(fēng)縣城鄉(xiāng)結(jié)合部，位于西寶公路北線(xiàn)和扶絳公路、法湯二級(jí)公路交匯處，是全縣政治、經(jīng)濟(jì)、文化、商貿(mào)、人居中心。項(xiàng)目區(qū)面積74 km2，耕地10.3萬(wàn)畝，轄33個(gè)行政村，3個(gè)居委會(huì)，9.4萬(wàn)人，其中農(nóng)業(yè)人口6.8萬(wàn)人。扶風(fēng)縣城關(guān)鎮(zhèn)屬于寶雞峽干渠和馮家山北干渠八支渠灌區(qū)，國(guó)土面積3.44萬(wàn)畝。近幾年，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整與發(fā)展，項(xiàng)目區(qū)群眾種植觀念改變，多種經(jīng)濟(jì)作物和果樹(shù)的種植對(duì)灌溉有了更高的要求。目前項(xiàng)目區(qū)的水利基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)跟不上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，急需對(duì)這些水利設(shè)施進(jìn)行更新改造，以保障群眾的灌溉需求，增加農(nóng)民收入。

依據(jù)《扶風(fēng)縣水利區(qū)劃更新研究》中的有關(guān)資料，項(xiàng)目區(qū)的占地面積為1.2 km2，該區(qū)地下水補(bǔ)給模數(shù)15.09萬(wàn)m3/（年·km2），地下水補(bǔ)給量為15.09萬(wàn)m3/（年·km2）×1.2 km2=18.11萬(wàn)m3/年。該區(qū)主要以開(kāi)采淺中層承壓水為主，地下水開(kāi)采模數(shù)為17.84萬(wàn)m3/（年·km2），地下水可開(kāi)采量為17.84萬(wàn)m3/（年·km2）×1.2 km2=21.41萬(wàn)m3/年。經(jīng)調(diào)查，項(xiàng)目區(qū)實(shí)際年開(kāi)采量為3.3萬(wàn)m3/年。建國(guó)以來(lái)，扶風(fēng)縣先后建成了寶雞峽和馮家山兩處使用地表水灌溉的大型灌區(qū)，地表水灌溉能力達(dá)29萬(wàn)畝。累計(jì)新打機(jī)井1800眼，建成抽水站340座，全縣灌溉控制面積最高時(shí)達(dá)到48萬(wàn)畝，到2014年底，全縣實(shí)際灌溉控制面積45萬(wàn)畝，占設(shè)施總面積的86.7%。水利設(shè)施正常運(yùn)轉(zhuǎn)率為77%，灌溉畝均用水量280 m3左右，為全國(guó)平均值440 m3的63%。目前普遍存在是田間部分水利設(shè)施老化失修的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。有必要開(kāi)展節(jié)水改造項(xiàng)目。

2 區(qū)域水文地質(zhì)條件

依據(jù)《寶雞市水文實(shí)用手冊(cè)》及《扶風(fēng)縣水利志》進(jìn)行水文地質(zhì)分析。該項(xiàng)目區(qū)位于山前洪積扇地區(qū)，勢(shì)北高南低，項(xiàng)目區(qū)土壤上部為密實(shí)微透水硬質(zhì)黃土狀亞粘土，下部為透水性強(qiáng)的砂卵石層或砂卵石夾土層，地表、地下水排泄順暢。項(xiàng)目區(qū)地貌為單元山前洪積扇黃土臺(tái)塬，水文地質(zhì)條件為第四紀(jì)中上更新統(tǒng)積含水層砂礫石、粗含水巖組，水位埋深30 m～80 m，含水層厚度5 m～74 m。已成井單井出水量30 m3/h～80 m3/h，礦化度小于0.6 g/L，水質(zhì)清澈良好，為中等富水區(qū)。

3 農(nóng)田水利灌溉工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 機(jī)井工程設(shè)計(jì)

項(xiàng)目區(qū)新打機(jī)井1眼，改善灌溉面積200畝。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的實(shí)際情況，機(jī)井井壁管和濾水管必須有足夠的強(qiáng)度；單井出水量Q≥30 m3/h；井管軸線(xiàn)垂直度不得超過(guò)2°。根據(jù)《機(jī)井技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50625-2010）該深機(jī)井由井孔、井壁管、過(guò)濾器、沉淀管和濾料5部分組成，設(shè)計(jì)深機(jī)井開(kāi)口尺寸0.65 m，井壁管外徑0.55 m，內(nèi)徑0.28 m。參照附近機(jī)井抽水試驗(yàn)資料，確定機(jī)井設(shè)計(jì)出水量Q≥30 m3/h，水位降深S=10 m，井含沙量小于1/10000。根據(jù)地下水含水層總厚度大于5 m和底板埋深大于15 m，選擇機(jī)井類(lèi)型為管井。

單井控制灌溉面積應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：F0為單井控制灌溉面積；Q為單井出水量；t3為灌溉期間開(kāi)機(jī)時(shí)間；T2為每次輪灌期的天數(shù)；η為灌溉水利用系數(shù)；η1為干擾抽水的水量消減系數(shù)；m2為每畝每次綜合平均灌水定額。根據(jù)調(diào)查項(xiàng)目區(qū)單井出水量為30 m3/h～80 m3/h，灌溉周期為12 d，每天灌溉時(shí)間為18 h～22 h，灌溉水利用系數(shù)為0.85,平均灌水定額為40 m3/畝，代入上式計(jì)算單井控制灌溉面積為138畝～750畝。

3.2 機(jī)井配套設(shè)計(jì)

為保證機(jī)井正常運(yùn)行，為機(jī)井設(shè)計(jì)配套的輔助設(shè)施，包括井房、供電系統(tǒng)和泵站配電系統(tǒng)。井房具體設(shè)計(jì)情況如下：參考現(xiàn)有井房，本工程井房設(shè)計(jì)為1間磚混結(jié)構(gòu)，井房尺寸為3.3 m×3.3 m，面積為10.89 m2，井房的基礎(chǔ)為條形基礎(chǔ)。井房的墻體和基礎(chǔ)材料選用MU10機(jī)磚，M10水泥砂漿砌筑，3∶7灰土墊層，磚砌條基；井房的砌體材料設(shè)計(jì)為MU10機(jī)磚，M5混合砂漿；井房的過(guò)梁、圈梁、外翻梁材料選擇為C20砼。供電系統(tǒng)包括包括井泵和井房照明等用電負(fù)荷，約30 kW左右。井房旁邊350 m處有農(nóng)用高壓線(xiàn)路，能夠滿(mǎn)足用電要求。為此，供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為低壓進(jìn)線(xiàn)在泵房配電間內(nèi)接地（利用建筑物圈梁鋼筋、地下埋設(shè)的鋼管、金屬構(gòu)件等作為自然接地體），用三相五線(xiàn)制從側(cè)面接入低壓進(jìn)線(xiàn)屏，進(jìn)線(xiàn)屏兼作電能計(jì)量。中心低壓側(cè)均為0.4 kV三相五線(xiàn)制供電系統(tǒng)，選用GCS型低壓配電屏作為進(jìn)線(xiàn)和配電屏。泵站配電系統(tǒng)選用GCS型低壓配電屏和XL-21型動(dòng)力配電箱，配電屏、箱內(nèi)安裝DZ20型自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)作為斷路控制和過(guò)電流保護(hù)。機(jī)井及配套設(shè)計(jì)布置見(jiàn)圖1。

圖1 機(jī)井及配套設(shè)計(jì)布置示意圖

3.3 低壓管道工程設(shè)計(jì)

項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀種植作物主要以果蔬等經(jīng)濟(jì)作物為主。作物種植方向由西向東，地塊西南稍高東北部較低。為了實(shí)施低壓輸水管道灌溉面積200畝，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查對(duì)新打1眼機(jī)井配套低壓輸水管道。本次低壓管道工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目區(qū)位于城關(guān)街道辦西官村劉下組喜林苗木果蔬合作社。依據(jù)《扶風(fēng)縣水利區(qū)劃更新研究》，低壓輸水管道以新打中深機(jī)井水為水源，單井出水量為32 m3/h。根據(jù)《機(jī)井技術(shù)規(guī)范》，低壓管道外徑應(yīng)滿(mǎn)足下式要求：

式中：Qt為管井的單井出水量，D1為低壓管道外徑，m；Lg為過(guò)濾器有效進(jìn)水長(zhǎng)度，可按過(guò)濾器長(zhǎng)度的85%計(jì)算；N為過(guò)濾器進(jìn)水面層的有效孔隙率，可按花管孔隙率的50%計(jì)；Vg為允許過(guò)濾器進(jìn)水流速。

根據(jù)上式計(jì)算選擇鋪設(shè)UPVCφ110管道。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)灌溉控制面積，管道鋪設(shè)長(zhǎng)度為1.446 km，同時(shí)需要安裝出水樁41個(gè)。管道布設(shè)采用樹(shù)枝狀管網(wǎng)，以田間道路、耕作方向，布置干、支管道，支管一般垂直于作物種植方向布置于地頭，支管間距100 m左右。工藝流程為水源井→潛水泵→輸水干管→輸水支管→出水樁→田間。為了集中用水，緩解管道壓力，灌水采用輪灌方式，即每次工作一條支管，每條支管上開(kāi)一個(gè)出水樁灌溉，上一個(gè)灌完后再開(kāi)下一個(gè)出水樁灌溉。

管道連接采用承插涂粘合劑法，井部接近管道井口處設(shè)進(jìn)排氣閥，各級(jí)管道進(jìn)口設(shè)置安全控制閥，在離水源較遠(yuǎn)的出水口末端設(shè)置泄沙池。管道中的三通、彎頭等附件應(yīng)選用與管材相配套的管件，出水口、安全閥為標(biāo)準(zhǔn)鑄鋼定型件。每隔30 m安裝一出水樁（見(jiàn)圖2），出水樁設(shè)計(jì)出水量為32 m3/h，出水樁間距根據(jù)地形可適當(dāng)調(diào)整。為固定出水樁，周?chē)肅20混凝土澆筑，為了防止下閥體被盜或損壞，水流沖刷渠岸，上部加蓋混凝土護(hù)帽。出水口護(hù)樁為現(xiàn)澆混凝土件，配套防沖刷的消力池，消力池為預(yù)制混疑土構(gòu)件。為了防止水泵突然關(guān)閉或其它事故產(chǎn)生水倒流，應(yīng)在系統(tǒng)首部設(shè)逆止閥，同時(shí)為防止停泵時(shí)管內(nèi)積水倒流產(chǎn)生負(fù)壓將管子吸扁，在管道首部最高處設(shè)進(jìn)排氣閥。管溝深80 cm，寬60 cm，埋深1 m。斷面為矩形。

圖2 出水樁設(shè)計(jì)圖

4 工程經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1 工程投資概算

扶風(fēng)縣農(nóng)田水利灌溉工程項(xiàng)目位于扶風(fēng)縣城關(guān)街道辦西官村劉下組；建設(shè)重點(diǎn)是新打200 m深機(jī)井一眼，新建井泵房一座，配套200QJ32-156潛水泵一臺(tái)，鋪設(shè)管網(wǎng)1.446 km，配套φ110出水樁41個(gè)；砂石硬化機(jī)耕路420 m。工程投資66.72萬(wàn)元,其中：建筑工程費(fèi)36.43萬(wàn)元、機(jī)電設(shè)備及金屬結(jié)構(gòu)安裝工程費(fèi)24.55萬(wàn)元、臨時(shí)工程0.81萬(wàn)元、費(fèi)用4.93萬(wàn)元。工程總投資66.72萬(wàn)元，均為縣級(jí)財(cái)政。

4.2 工程效益分析

項(xiàng)目建成后，將改善灌溉面積200畝，不但提高了園區(qū)耕地的質(zhì)量，而且還增加農(nóng)民收入。改造前現(xiàn)狀作物畝均用水量減去節(jié)水改造后作物的畝均用水量，每畝均節(jié)水101.60 m3，農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水效益0.3元/m3計(jì)，200畝灌溉面積共節(jié)水20.2萬(wàn)m3,節(jié)水效益0.61萬(wàn)元。通過(guò)規(guī)劃的實(shí)施，項(xiàng)目區(qū)輸水損失減少，灌溉水利用率提高，作物復(fù)種指數(shù)增加，小型農(nóng)田水利工程的整體效益將得到充分發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收；農(nóng)民負(fù)擔(dān)將會(huì)減輕，農(nóng)民的生活質(zhì)量將會(huì)逐步得到較大改善和提高。對(duì)構(gòu)建和諧社會(huì)和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)做出更大貢獻(xiàn)。

對(duì)本項(xiàng)目國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，獲得各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)表1。得出項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為13.57%大于社會(huì)折現(xiàn)率12%，經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值為66.24萬(wàn)元大于零；經(jīng)濟(jì)效益費(fèi)用比大于1。因此可看出本項(xiàng)目在國(guó)民經(jīng)濟(jì)上是合理的。通過(guò)從項(xiàng)目國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析成果來(lái)看，本工程項(xiàng)目各項(xiàng)指標(biāo)符合節(jié)水改造工程建設(shè)指標(biāo)要求，可以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

表1 國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)匯總表

5 結(jié)論和建議

根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益，以及項(xiàng)目區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，本工程項(xiàng)目投資收益率較高，投資回收年限短，是一個(gè)技術(shù)條件優(yōu)良、投資條件優(yōu)越、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著的工程項(xiàng)目。項(xiàng)目建成后，將改善灌溉面積200畝，不但提高了園區(qū)耕地的質(zhì)量，而且還可通過(guò)由貧困戶(hù)牽頭從而帶動(dòng)群眾共同增加收入，經(jīng)濟(jì)效益顯著，同時(shí)，通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施，社會(huì)效益、生態(tài)效益也是十分顯著。