曲 霞

（朝陽(yáng)市閻王鼻子水庫(kù)工程建設(shè)管理局,遼寧 朝陽(yáng) 122000）

1 項(xiàng)目區(qū)基本情況

郭臺(tái)子村位于白塔子鎮(zhèn)西南部,距鎮(zhèn)政府3 km,東臨下洼子村,南臨西大杖子村,西臨楊杖子村、北與白溝村相連,屬于溫帶半干旱向暖溫帶半濕潤(rùn)過(guò)渡地帶,大陸季風(fēng)氣候。項(xiàng)目區(qū)四季分明,雨熱同季,光照充足。年平均溫度為8.7℃,降水量為493.0 mm,蒸發(fā)量為1928.3 mm。多年平均風(fēng)速為21 m/s,主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)。年平均太陽(yáng)輻射為140.4 kcal/cm2,多年平均無(wú)霜期147 天,年平均相對(duì)濕度53%,平均凍深1.40 m。

全村8 個(gè)村民組,470 戶(hù),1610 口人,勞動(dòng)力920 人,總土地面積5640 畝,耕地2110 畝,人均耕地1.3 畝,機(jī)電井10 眼,灌溉面積1300 畝,農(nóng)民收入來(lái)源主要以大田種植和外出務(wù)工為主。

2 工程任務(wù)

白塔子鎮(zhèn)郭臺(tái)子村小型農(nóng)田水利項(xiàng)目計(jì)劃新增節(jié)水灌溉面積150 畝,灌溉形式為管灌,并同時(shí)推行農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革。工程主要建設(shè)內(nèi)容為新打大口井1眼,井深16 m,直徑為2 m。新鋪設(shè)Ф110-PVC管500 m,Ф63-PVC管700 m,安裝水栓21 套, 新建井房1 座,面積9 m2,配套水泵1 套,安裝IC卡計(jì)量設(shè)備1 套,項(xiàng)目總投資15.54 萬(wàn)元。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 井房工程設(shè)計(jì)

工程首部工程配置逆止閥、閘閥、壓力表等設(shè)施,為保障這些設(shè)施安全可靠、良性運(yùn)行,需修建井房1座,單座井房尺寸為3.0 m（長(zhǎng)）×3.0 m（寬）×2.5 m（高）,面積9 m2。井房基礎(chǔ)采用砌石結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)埋深1.5 m；房屋為磚混結(jié)構(gòu),墻體為24 cm墻；內(nèi)外墻采用M10 砂漿抹面2 cm厚,外墻粉刷綠色外墻涂料；屋頂為現(xiàn)澆混凝土平屋頂,瀝青卷材防水；泵房設(shè)鐵門(mén),門(mén)尺寸1.8 m×0.9 m。室外設(shè)C15 混凝土散水臺(tái),高0.15 m,寬0.6 m。

井房?jī)?nèi)設(shè)置控制室,上蓋保溫板,便于防凍。地下室凈寬1.0 m,凈長(zhǎng)1.5 m,凈深1.5 m。地下室底鋪碎石厚0.1 m,上鋪?lái)藕?.1 m。地下室基礎(chǔ)預(yù)留穿墻孔。

3.2 管網(wǎng)布置

項(xiàng)目區(qū)效益面積150 畝,本設(shè)計(jì)采用管路運(yùn)行為單井獨(dú)立運(yùn)行,由井通過(guò)輸水管道直接向田間配水灌溉。管道布設(shè)時(shí)應(yīng)盡量靠近地邊或路邊,以利節(jié)約耕地,便于維修[1]。本項(xiàng)目區(qū)采用干支兩級(jí)固定管道,安裝出水栓21 套。

3.3 輸水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與水泵選型

3.3.1 輸水管網(wǎng)設(shè)計(jì)

1）管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量計(jì)算

式中：Q為管道設(shè)計(jì)流量,m3/h；m為灌水高峰期作物一次灌水定額,取27 m3/畝；A為設(shè)計(jì)灌溉面積,hm2,A取150畝；T為灌水高峰期作物的一次灌水延續(xù)時(shí)間,T=7 d；t為系統(tǒng)日工作小時(shí)數(shù),h/d, t=21h；η為灌溉水利用系數(shù),η=0.8。

大口井出水量為35 m3/h,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,初選水泵為35 m3/h。

2）支管流量計(jì)算

根據(jù)公式：

式中：Q為支管管道的設(shè)計(jì)流量,m3/h；n為該管道控制范圍內(nèi)同時(shí)開(kāi)啟的給水栓個(gè)數(shù),n=1；N為全系統(tǒng)同時(shí)開(kāi)啟的給水栓個(gè)數(shù),N=3；Q0為灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量,m3/h。

3.3.2 管材管徑選擇

管徑按經(jīng)濟(jì)流速法確定。干管采用各管設(shè)計(jì)流量,而各支管均按各自管道所控制的灌溉面積的比例,從上一級(jí)管道分?jǐn)偟牧髁坑?jì)算。計(jì)算公式如下：

式中：d為管道內(nèi)徑,mm；Q為支管管道的設(shè)計(jì)流量,m3/h；V為經(jīng)濟(jì)流速,m/s。

查《農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)手冊(cè)》,適宜的塑料管材流速為1.0 m3/s～1.5 m3/s,按經(jīng)驗(yàn)值取V=1.3 m/s。

根據(jù)當(dāng)?shù)厥褂靡?管道采用固定式,埋于凍土層以下；該項(xiàng)目區(qū)最大凍土層深為1.4 m,以此確定本項(xiàng)目管道開(kāi)挖深度為1.5 m。所以要求管材具有耐腐、耐壓以及使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。綜合以上因素,本設(shè)計(jì)管材采用硬聚氯乙烯管（U-PVC管）,公稱(chēng)壓力1.0 MPa。給水栓根據(jù)實(shí)際需要,采用豎管為無(wú)縫鋼管,外涂防銹漆,管徑確定為φ65 mm。

3.3.3 水泵選型

1）管道水力計(jì)算

管道輸水水頭損失計(jì)算按下式：

式中：hf為沿程水頭損失,m；f為與摩阻有關(guān)的系數(shù),取94800 ；L為管線(xiàn)長(zhǎng)度,主管路長(zhǎng)500 m,不利點(diǎn)支管路長(zhǎng)120 m；Q為相應(yīng)管段流量,m3/h；d為相應(yīng)管段內(nèi)徑,mm；m為流量指數(shù),m=1.774；b為管徑指數(shù),b=4.774。

主管路流量為35 m3/h,管道直徑為110 mm; 支管路流量為11.67 m3/h,管道直徑為63 mm。

局部水頭損失按相應(yīng)管道沿程水頭損失的10%計(jì)算,故管道總水頭損失H=（hf+hj）×1.1=9.79×1.1=10.77m。

2）管網(wǎng)設(shè)計(jì)總揚(yáng)程計(jì)算

計(jì)算公式：

式中：Hp為設(shè)計(jì)總揚(yáng)程,m；Zd為動(dòng)水位埋深；計(jì)算采用Zd=15 m；H為管網(wǎng)總水頭損失,10.77 m；Z為管道首部中心線(xiàn)平面與灌地最高處之間高差,5.27 m；為出水口富余水頭,0.3 m。

經(jīng)計(jì)算,管網(wǎng)設(shè)計(jì)總揚(yáng)程Hp1=31.34 m。

根據(jù)管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量和相對(duì)應(yīng)的管網(wǎng)設(shè)計(jì)總揚(yáng)程選擇適宜的配套機(jī)泵。所選用的機(jī)泵必須滿(mǎn)足下列條件：采用的水泵額定流量應(yīng)大于或等于管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量；額定揚(yáng)程應(yīng)大于或等于管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)的總揚(yáng)程。另外,在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)總揚(yáng)程前提下,選擇電機(jī)功率較小的水泵型號(hào)。本次計(jì)算潛水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程31.34 m,流量35 m3/h,水泵型號(hào)選150QJ35/4-36,配套電機(jī)型號(hào)YQS150,電機(jī)功率5.5 kW,配套電纜20 m,規(guī)格為3×16 mm2。

4 效益分析

白塔子鎮(zhèn)郭臺(tái)子村小型農(nóng)田水利項(xiàng)目實(shí)施后,改善了150 畝耕地的灌溉條件,畝均產(chǎn)量將明顯提高。項(xiàng)目實(shí)施前,畝均產(chǎn)量600 kg,項(xiàng)目實(shí)施后,畝均產(chǎn)量增300 kg,按2 元/kg計(jì)算,150 畝大田產(chǎn)值為27 萬(wàn)元,按畝均投入成本400 元計(jì)算,總投入為6 萬(wàn)元,150 畝大田純收入21 萬(wàn)元[2]。

項(xiàng)目的實(shí)施不僅能夠提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,增加糧食產(chǎn)量,而且有利于減輕農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度,降低生產(chǎn)成本,提高灌溉質(zhì)量,擴(kuò)大灌溉面積,增加農(nóng)民收入,促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展,提高農(nóng)民生活水平,從而進(jìn)一步提高農(nóng)民種糧的積極性。通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施將極大地改善當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,幫助群眾擺脫“雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)”的束縛,是一項(xiàng)真正的富民利民工程[3]。

項(xiàng)目實(shí)施后,生態(tài)環(huán)境將進(jìn)一步得到改善,可減輕地下水超采,有效地緩解水資源的承載能力,減少水資源的浪費(fèi),提高水的利用率,緩解水資源供需矛盾,有利于促進(jìn)地下水采補(bǔ)平衡。

5 項(xiàng)目區(qū)推行農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革

5.1 明晰初始水權(quán)和用水限額

作為初始水權(quán),按照現(xiàn)有的灌溉水源井和有效灌溉面積及設(shè)計(jì)定額和實(shí)際灌溉用水量,以鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)域?yàn)閱挝?以井為單元,以平水年為基礎(chǔ),確定綜合灌溉用水定額為120 m3/畝,150 畝年用水限額為1.8 萬(wàn)m3。將用水總量作為剛性約束,建立管理精細(xì)的水權(quán)管理制度。在合理確定農(nóng)業(yè)用水定額基礎(chǔ)上,實(shí)行超定額累進(jìn)加價(jià)辦法,實(shí)行三階梯水價(jià)（1∶1.5∶3）。用水量在120 m3/畝至180 m3/畝之間的,超出部分按原水價(jià)提升20%計(jì)費(fèi)；用水量在180 m3/畝至360 m3/畝之間的,超出部分按原水價(jià)提升35%計(jì)費(fèi),360 m3/畝以上的,超出部分按原水價(jià)提升50%計(jì)費(fèi)[4]。

5.2 建立健全農(nóng)業(yè)水價(jià)形成機(jī)制

加強(qiáng)政府定價(jià)成本監(jiān)審,綜合考慮供水成本、水資源量及用戶(hù)承受能力等因素,進(jìn)行供水成本核算,按照成本價(jià)格,科學(xué)制定水價(jià),各鄉(xiāng)鎮(zhèn)參照市里的供水成本核算方式,核算當(dāng)?shù)氐?具體到每一眼井的用水價(jià)格,采取政府補(bǔ)貼等綜合措施,保障供水價(jià)格達(dá)到運(yùn)行維護(hù)完全成本水平,保障工程良性運(yùn)行。水費(fèi)由井管員負(fù)責(zé)收取,經(jīng)與受益村民協(xié)商同意,按用水量收費(fèi),制定收費(fèi)辦法,確定每立方米水水費(fèi)價(jià)格,價(jià)格含電費(fèi)、人員工資及小型設(shè)備維修費(fèi)。

5.3 建立精準(zhǔn)補(bǔ)貼和節(jié)水獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制

在完善農(nóng)業(yè)水價(jià)形成機(jī)制的基礎(chǔ)上,對(duì)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革完成情況較好的、改革任務(wù)較重的區(qū)域,給予精準(zhǔn)補(bǔ)貼。補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)定額內(nèi)用水成本與運(yùn)行維護(hù)成本的差額以及年度實(shí)際灌溉結(jié)果確定。并對(duì)實(shí)施以量計(jì)費(fèi),節(jié)約用水的農(nóng)業(yè)供水單位、用水戶(hù)以及村集體進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。節(jié)水量按照用戶(hù)定額內(nèi)實(shí)際用水量與定額水權(quán)的差額確定。獎(jiǎng)勵(lì)資金主要用于這些地區(qū)的小型農(nóng)田水利工程維修養(yǎng)護(hù)及完善配電、首部等設(shè)備,以增加農(nóng)民推行農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的積極性。

小型農(nóng)田水利項(xiàng)目建設(shè)同步實(shí)行農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革后,完善了水價(jià)管理體系和取用水監(jiān)管體系,大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉,推行計(jì)量灌溉,逐步實(shí)現(xiàn)水資源高效利用和供需平衡,用價(jià)格杠桿推動(dòng)節(jié)約用水,增強(qiáng)群眾節(jié)水意識(shí),實(shí)現(xiàn)差別水價(jià),使農(nóng)業(yè)水價(jià)逐步達(dá)到運(yùn)行維護(hù)成本水平,部分達(dá)到完全成本水平,促進(jìn)水利工程良性運(yùn)行。