新疆沙湾县天山牧场田间高效节水灌溉工程设计说明书
新疆沙湾县天山牧场田间高效节水灌溉工程
设计说明书
二0一二年五月
目录
第一章综述 (1)
1.1项目背景 (1)
1.2项目概况 (2)
1.3编制依据 (4)
第二章项目建设的必要性 (6)
第三章项目区概况 (10)
3.1项目区自然、地理情况 (10)
3.2项目区社会经济概况 (12)
3.3水资源 (13)
3.4项目区水文地质和工程地质情况 (13)
3.5项目区水利工程现状 (14)
第四章工程任务与规模 (14)
4.1项目建设任务 (14)
4.2项目建设规模 (15)
第五章工程方案 (16)
5.1工程设计原则 (16)
5.2水资源供需平衡计算 (16)
5.3工程布置及设计 (19)
第六章施工组织设计 (34)
6.1施工条件与方法 (34)
6.2施工进度计划 (40)
6.3工程招标 (41)
第七章水土保持与环境影响评价 (42)
7.1水土保持 (42)
7.2环境影响评价 (45)
第八章工程管理 (47)
8.1项目建设期管理 (47)
8.2项目运行期管理 (48)
第九章投资概算及资金筹措 (50)
9.1编制原则与依据 (50)
9.2基础单价分析 (50)
9.3投资构成和资金筹措方案 (51)
第十章经济评价 (53)
10.1评价依据和方法 (53)
10.2基本参数与条件 (53)
10.3国民经济评价 (53)
第十一章社会、环境效益分析 (58)
11.1社会效益 (58)
11.2环境效益 (59)
第十二章结论与建议 (60)
12.1结论 (60)
12.2建议 (60)
附表：
1、附表投资概算表
2、设计图册
第一章综述
1.1项目背景
棉花是沙湾县重要的特色经济作物，已有多年的生产历史，棉花不但产量高，而且品质优。
沙湾县是自治区的重点棉花种植县，耕地面积大，水资源紧张，棉花种植面积60余万亩，约占全县播种面积的一半。沙湾县棉花种植灌溉定额总体较高，田间耗水量大，有很大的节水潜力。近几年在国家优质棉基地建设资金支持下，全县共实施了18万亩棉花高效节水灌溉工程，效果突出，棉花节水灌区节水约40-50％，单产提高15-20％。但目前沙湾县大部分的农田没有实施高效节水措施，在一定程度上制约了当地农业的进一步发展。根据水利厅灌区规划，沙湾县属于自治区节水灌溉重点县，在沙湾县实施节水灌溉工程是自治区行业规划要求，也是当地农业进一步发展的要求。
沙湾县是自治区的农业大县，经济较为发达，农牧民人均收入连续多年在自治区名列前茅，2009年农牧民人均纯收入达到6660元。由于国家优质棉基地建设支持的棉花节水工程取得了良好的节水效果，县乡级领导非常重视棉花节水灌溉工程建设，农民也具有自愿兴建高效节水工程的热情，棉花节水灌溉工程配套投入的积极性较高。
天山牧场是沙湾县经济较为落后的乡镇，过去以牧业为主，为了提高农牧民收入，近几年实施产业结构调整，逐步转向农业种植。项目区所在的天山牧场的农业开发区，属牧场农业条件较好的区域，经
过近几年来农业综合开发项目的实施，已形成一定的农田水利工程体系，道路、林带、排水等基础设施日趋完善，但未实施灌溉节水措施，影响了牧场农业开发区的效益。为了合理利用水资源，加快天山牧场土地开发区节水灌溉工程的建设，引导群众发展高产、优质、高效农业，促进农业增产、农民增收，根据《沙湾县水利发展“十一五”规划报告》的总体部署，当地政府和种植户提出申请在项目区内建设膜下滴灌优质棉基地，向自治区申报“沙湾县天山牧场田间高效节水灌溉工程”，目的是加强灌溉基础设施建设，改善农业生产条件，营造精品农业，通过高标准节水工程示范区的建设，促进开发区农业种植增效节水，农牧业产业结构尽快调整，为农牧民增收提供强力的物质支持和保障。
“沙湾县天山牧场田间高效节水灌溉工程”的建设内容依照ZZQ 区水利厅农牧水利处《关于印发〈2010年自治区小型农田水利工程建设补助专项资金项目申报指南〉的通知》(2010.2.25)中的附件1 《2007 年自治区小型农田水利工程建设补助专项资金项目申报南》要求规划设计，其“实施报告”根据附件2《小型农田水利工程建设项目实施方案报告编写提纲》和自治区水利厅对《沙湾县天山牧场田间高效节水灌溉工程可行性研究报告》的审查意见编制完成。
1.2项目概况
1.2.1项目名称
沙湾县天山牧场田间高效节水灌溉工程建设项目
1.2.2项目建设的必要性
田间高效节水灌溉工程建设符合国家、自治区和当地的产业政策，
对当地来说实施节水灌溉是农业产业结构调整的需要，是缓解水资源紧缺的迫切要求，是经济较为落后的天山牧场提高综合生产能力的需要，是增加农牧民收入，增强社会稳定的需要。
天山牧场开干其农业开发区位于ASD河灌区子灌区－WBT灌区内，其面积达10万亩，已开发5万亩，主要种植棉花，需实施的棉花节水灌溉面积大。由于沙湾县及周边团场大面积推广应用棉花膜下滴灌技术，取得了成熟的设计及运行管理经验，产生了良好的节水和增产效果，因此，利用现有的棉花膜下滴灌技术，建设天山牧场田间高效节水灌溉工程建设项目是必要的。
1.2.3建设范围
沙湾县天山牧场以北10km的开干其农业开发区，建设范围4000亩。
1.2.4建设规模
棉花膜下滴灌有效灌溉面积3960亩。
1.2.5主要建设内容
利用现有机井，将原地面灌溉形式改建为高效节水的滴灌形式。其主要建设内容是管网建设、首部和附属建筑物配套。管网建设包括6个地块共计13.76km的地埋PVC管、24.84km的Ф75PE支管、以及24.84km的Ф40PE辅管和360.24×104m 的Ф16滴灌带铺设任务；系统首部包括6座首部建设及机电配套设施；附属建筑物建设包括6座首部彩钢板房、18座排水井、12座闸阀井等。
1.2.6项目投资及资金筹措
项目总投资218.39万元。其中：申请自治区财政小型农田水利工
程建设补助专项资金100万元，占总投资的45.79%；天山牧场自筹100万元，占总投资的45.79%，受益农民自筹18.39万元，占总投资的8.42％。
1.2.7经济评价
经国民经济评价，项目全部投资的经济内部收益率EIRR=15.01%，大于国家规定的社会折现率12%；经济净现值ENPV ＝29.85万元，大于零；EBCR＝1.20，大于国家规定的标准1。工程的主特性见表1-2-1。
1.3编制依据
(1)《灌溉与排水工程设计规范》(GB/50288-99)；
(2)《节水灌溉技术规范》(SL207-98)；
(3)《微灌工程技术规范》(SL103-95)《滴灌工程技术规范》(GBJ85-85)；
(4)《滴灌与微灌工程技术管理规范》(SL236-1999)；
(5)《水利建设项目经济评价规范》(SL72-94)；
(6)《农田灌溉水质标准》(GB5084-92)；
(7)《滴灌工程技术》(水利部农水司与灌排中心编，1998年)；
(8) 国家计委、建设部《建设项目经济评价方法与参数》(第三版)；
(9)《滴灌工程设计图集》(国家节水灌溉工程技术研究中心顾烈烽主编)；
(10)其它相关规范、文件及技术参考书等。
表1-2-1工程特性表
第二章项目建设的必要性
1、项目节水符合国家和当地的产业政策
沙湾县位于天山北麓，准噶尔盆地南缘，棉花在该县种植业中占主导地位。2009年，全县棉花播种面积为57.55万亩，占总播种面积的50%，占TB地区棉花播种面积的49.38%。同时该县地处天山北坡经济带，社会经济条件较好，棉花生产水平较高。全县棉花良种使用率和高密度栽培技术的推广率都达到98%以上。经过多年的基础设施建设，棉田已实现了路林渠的配套，但田间灌水大多采用传统的大水漫灌方式，水的利用率较低。为此，如何提高棉田灌溉用水的利用效率，降低生产成本，成为当前沙湾县棉花生产中急需解决的一个比较突出的问题。实施棉花节水灌溉技术不仅能节约大量的水资源，而且能降低棉花的生产成本和用工投入，同时，由于改善了水肥条件，使棉花的产量和品质都有所提高。因此，发展棉花高标准节水灌溉，不仅符合自治区棉花的产业政策，而且也是改善农牧区落后农业生产条件的突破口，只有通过节水灌溉才能解决当地的灌溉缺水问题。节水灌溉是根据各种农作物的需水量进行适宜灌溉，改变田间小气候，减少水的垂直入渗，使作物能得到均匀灌溉，有利于作物的生长发育。
另外，合理开发利用水资源，适当控制种植业规模，增加森林覆盖率，将减少夏季干热风对环境的不利影响，改善区域生态环境，对灌区的持续稳定发展是极其重要的。
2、节水灌溉项目是农业产业结构调整的需要
为确保农民增收，农业增效，沙湾县加大产业结构调整力度，大力推广以棉花、番茄、蔬菜为主的经济作物代替传统的农作物，把棉花作为支柱产业。
为了探索节水灌溉事业的发展方向，加快农业产业化进程，以示范工程、特色农业和精准农业为突破口，实现农业生产的高产量和高效益，利用当地现有机井灌溉条件，在天山牧场农业开发区建设先进的棉花节水灌溉工程，对调整产业结构具有较强的示范作用。
3、水资源紧缺迫切要求进行节水灌溉
随着农业产业结构的调整，农作物需水量的逐年增加，水资源紧缺的矛盾日益突出，影响和制约着当地经济持续、健康发展，项目区内无渠水灌溉条件和其它水源，因此，合理开采利用地下水资源，因地制宜，发展节水灌溉技术，大面积推广高效农业，提高土地的利用率和产出率，是确保农业增产和农民增收的有效途径，发展节水灌溉技术已迫在眉捷。
随着棉花种植面积逐年扩大，需水量逐年增加，节水灌溉已成为本区面临的新课题，因此建设高效节水工程，提高灌溉效能，发挥水资源优势已成为项目区当务之急。
4、是天山牧场提高综合生产能力的需要
天山牧场是以牧业为主的牧场，经济落后，综合生产能力不高，农牧民收入在全县处于较低水平，根据当地情况发展棉花产业是提高当地经济实力的有效途径。经过近几年的建设，牧场棉花井灌面积取得了较大发展，以机电井为水源的水利工程已初具规模，形成较为完善的农田水利工程体系，基础条件较好。但机井可供水量有限，由于
经济实力的局限，现有棉田灌溉方式以大水漫灌为主，由于机电井出水量的限制，棉花灌溉次数偏少，难以满足棉花适时足额灌水需要，棉花种植的应有收益不能得到发挥。
因此迫切需要进一步实施田间高效节水灌溉工程，提高农业综合生产能力。
5、是增加农民收入，增强社会稳定的需要
实践证明，节水项目的实施实现了农业现代化，可明显起到节水、增产的作用，确保农民农业经营的稳产高产，使农民收入的提高得到充分保证，有利于社会的稳定和经济可持续发展。而且，推广节水灌溉技术，即可保证农业的灌溉用水，又可增加林草灌溉面积，充分发挥本地资源优势，改善环境，使农牧民的生活生产环境得到全面改善。
从2003年开始，沙湾县的部分乡镇在县农业局、农业技术推广站的指导下，在一些地势条件较好的棉田进行了小范围棉花膜下常压软管滴灌试验，取得较好的效果，2004年开始了较大面积的推广。为了进一步提高棉花节水效率，克服常压软管滴灌技术对棉田地势条件要求较严的问题，扩大棉田节水灌溉面积，选择一种新型的适应范围更广、节水效率更高的灌溉技术成为沙湾县棉花生产的现实需要。近年来，有压膜下灌溉技术在沙湾县的周边团场大面积推广应用，其良好的节水增产效果和成熟的设计及运行管理经验，为沙湾县发展高新节水滴灌工程提供了良好的示范作用。2003年沙湾县SDH镇的XBH村率先引进了有压膜下灌溉技术，经测算，实行地面灌时棉花地面毛灌溉定额为450m3/亩；实施有压滴灌后，棉花滴灌毛灌溉定额为265 m3/亩，其亩棉花比原大水漫灌方式平均增产20公斤以上，节约灌溉用水
41%左右。较为成熟的有压膜下灌溉技术为沙湾县棉花产区的大面积推广提供了保证。
综上所述，在沙湾县天山牧场土地开发区推广节水灌溉项目是非常必要的。
第三章项目区概况
3.1项目区自然、地理情况
3.1.1地理位置与范围
沙湾县天山牧场位于沙湾县境内西部，距沙湾县城45km。项目区位于天山牧场以北10km的KGQ农业开发区，地处东径85°12′20″～85°14′15″，北纬44°29′10″～44°30′10″之间，项目可研规划节水滴溉面积10000亩，批复实施4000亩左右。项目区地面较为平坦，最大高程418.6m，最低高程411.8m。项目具体位置详见项目位置图。
3.1.2气候条件
沙湾县地处欧亚大陆腹地，远离海洋，属中温带大陆性干旱荒漠气候。夏季炎热，冬季严寒，四季分明，光照充足，热量丰富，降水量少，蒸发量大，空气干燥，气温年月差较大。
项目区平均年日照2935.2h，每天9.7h；全年太阳总辐射量534KJ/cm2～560KJ/cm2，热量资源主要集中在作物生长期。0℃以上持续日数238d，积温3958.20℃；5℃以上持续日数212d，积温3884.70℃；10℃以上持续日数180d，积温3518.90℃；无霜期172d，适宜农作物生长。
多年平均气温7.3℃，7月份平均气温26.2℃，1月份平均气温-16.6℃，历年最高、最低气温分别为42.2℃和-37.5℃。多年平均降水量为158.5mm，极端年最大、最小降雨量为271.7mm、115.2mm，多年平均蒸发量约为2109.9mm(φ=20cm蒸发皿)，多年平均冻土深度
1.6m。
项目区气温、降水、蒸发统计见表3-1-1。
表3-1-1 项目区多年平均气温、降水、蒸发月统计表
根据统计资料，项目区六、七月盛行风向最多为西南风，频率20％，次多为东风，频率20％，全年盛行西南风，其频率为14％，其次为南风、西南风和西风、西北风。项目区主要气象要素和风力要素见表3-1-2。
表3-2-2 项目区风力要素表
3.1.3地形地貌
项目区是天山山前冲积平原的一部分，地貌以冲积—洪积平原为主。项目区内地势南高北低由东南向西北倾斜，地形坡降2‰～3.5‰，地形平坦，海拔高度411.8m～418.6m。
3.1.4土壤植被
土壤类型主要是灰漠土，土层较厚，土壤有机质含量1%左右，碱
解氮22-54PPM，速钾平均294.4PPM，表土偏粘，中下部沙粘呈带状分布，底土沙性强，土壤容重1.2-1.5g /cm3，肥力中等。耕地土壤主要是灌耕荒漠土，土壤质地差，耕地等级按全国土壤肥力状况统一标准，多属4-5级。适宜土壤含水量约为田间持水量的70~90%，土壤允许入渗速度为10mm/h。
项目区除人工种植的棉花、小麦等植物外，主要是稀疏的荒漠植被，主要种类有以旱生的耐盐草本植被为主，伴生有梭梭、红柳等灌木。植被覆盖度10-30％。
3.1.5自然灾害
主要有旱、冻、冰雹、碱、风等自然灾害。
风害：一般指风速在17m／s以上的大风。一般出现在4至8月，年均出现5至6次，形成地膜吹走、跑墒，作物幼苗受旱。
雹灾多出现在5至8月份，轻者减产，重者绝产。每年4月下旬至5月上旬，偶有发生低于5℃倒春寒天气，且持续时间较长，造成冬麦冻死，春播种子霉烂等。
3.2项目区社会经济概况
沙湾县是天山北坡经济带经济发展速度较快的一个县。本县地处天山北坡经济带中段，便利的交通为该县农副产品的流通和餐饮业创造了良好的条件。
沙湾县地域辽阔，特产丰富，经济实力雄厚。2009年全县总人口20.46万人，国内工农业生产总值416807万元，其中第一产业增加值129723万元，第二产业增加值147684万元，第三产业增加值139400万元。全县地方财政收入18611万元，农牧民人均纯收入6665元，职
工平均工资12330元。
沙湾县的天山牧场，2009年人口0.56万人，主要由哈萨克族和汉族等组成，其中哈萨克族0.43万人(牧民定居居民)，汉族0.08万人、其它民族0.04万人。经济以农业、牧业为基础，农业种植以棉粮为主，其他经济作物为辅。农牧业总产值2656余万元，农业总产值1250万元，牧业产值1406 万元。农牧民人均收入4150元，是沙湾县域内经济水平较低的地区之一。
3.3水资源
1、地表水资源
该项目节水灌溉工程，灌溉主要以机井为主，项目区距牧场引水干渠约6km，在牧场干渠没有扩建情况下按照分水协议，本区目前没有从干渠上引水的计划。
2、地下水资源
项目区地下水主要来源于巴音沟河的渗漏补给，地下水埋藏深，开采深度一般在60~100m以下。巴音沟河流域范围内，现状条件下地下水补给量约为4552×104m3/a，可开采量2809×104m3/a，目前该区域实际有机电井110眼，实际开采水量约为2231×104m3/a。
3.4项目区水文地质和工程地质情况
3.4.1水文地质
项目区地处山前洪冲积扇扇缘泉水溢出带下部，地下水埋藏较深，包气带和潜水含水层为第四纪沙砾石层，一般大于40m。地下水径流缓慢，流向由南向北，潜水矿化度较高，水质较差，承压水矿化度低，
水质良好。
地下水的水化学类型为HCO3·SO4—Ca·Mg型和HCO3—Ca·Mg型，潜水矿化度为1~2g/L，总硬度多年平均值135 mg/L，承压水矿化度在0.5 g/L，水质较好，可用于农牧业及生活各种用途。
3.4.2工程地质
项目区地表裸露地层为新生界第四系冲积、洪积和风积堆积物。地表岩性上部为颗粒较细的沙砾石土，或沙质壤土、壤土，下伏巨厚的沙砾石层，地基承载力在20t/m2以上。总的工程地质条件好，无不良地质情况，适宜工程施工建设。
3.5项目区水利工程现状
项目区3960亩节水灌溉项目水源均为井水，现有水利工程是6眼机井，单井平均出水量约110m3/h，灌溉期可供水量为118.35×104m3，项目区棉花灌溉在现有条件下，灌溉需水量为196.98×104m3，年缺水量78.63×104m3，不能满足棉花正常生长的灌溉需水量，影响棉花生长和产量。项目区与机井配套的是未防渗的斗、农渠12.4Km。
第四章工程任务与规模
4.1项目建设任务
本项目充分利用发挥沙湾县棉花生产的自然优势、资源优势和生产优势，以促进沙湾县棉花节水灌溉、科学施肥等新技术的综合利用，
为县域农业滴灌节水技术起到典型示范和带动作用。充分利用现有机井，将原地面灌溉形式改建为高效节水的滴灌形式，建成高标准节水工程示范区。
通过节水灌溉工程的建设，提高示范区棉花生产能力，降低棉花生产综合成本，提高土地利用率。
4.2项目建设规模
项目区规划逐步实施棉花节水灌溉面积10000亩，全部采用棉花膜下有压滴灌技术。按照自治区对沙湾县天山牧场田间高效节水灌溉工程建设项目可行性研究报告的批复建议，本次设计方案规模为高效节水滴灌3960亩,建成6套滴灌系统。
第五章工程方案
5.1工程设计原则
1、设计依据
(1)《节水灌溉技术规范》SL207-98；
(2)《微灌工程技术规范》SL103-95；
(3)《喷灌与微灌工程技术管理规》SL236-1999；
(4)《低压管道输水灌溉工程技术管理规》SL/T153-95；
(5)项目区的水源、地形、气象、电力、交通等。
2、工程布置原则
本项目依据《滴灌工程技术》SL103-95的规定进行工程布置，此次项目布置的原则是：
(1)工程布局依据项目区的水源、土壤、气候、地形等基本情况，实事求是、因地制宜的原则；
(2)在保证灌溉质量，运行安全可靠和管理方便的前提下，根据地形状况，尽量减少支管管道长度，实现最优化的设计，减少能耗及降低运行费用。
(3)滴灌带的布置与作物耕作方向一致。
5.2水资源供需平衡计算
5.2.1计算方法
根据项目区为井灌区的特征，本项目水供需平衡分析以项目区为区域进行计算。
采用2009年作为现状年。在分析研究现状用水水平的基础上，充分考虑了节水项目实施后，节水水平的提高。根据项目区农作物种植规划，田间节水工程均布置在项目区范围内，不新增开荒面积。按照棉花需水量规律，确定项目区作物的实际灌溉定额，计算出棉花在不同灌溉条件下的需水量，依据项目区地下水资源可利用量及机电井供水能力进行节水项目建设前、后的水供需平衡分析。
5.2.2灌溉需水量
1、灌溉制度
(1)作物灌溉制度
由自治区水科所提供的灌溉制度资料，项目区棉花的地面灌和滴灌的灌溉制度。见表5-2-1、表5-2-2。
表5-2-1项目区棉花地面灌灌溉制度
表5-2-2项目区棉花滴灌灌溉制度