灌区节水改造是保证国家粮食安全、促进灌区经济发展的需要。干旱缺水是我国农业面临的最大威胁，是农业发展的主要制约因素。在人口不断增长、耕地逐渐减少、土地后备资源严重不足的前提下，稳定和提高粮食综合产能，一个重要方面是稳定和适当扩大节水灌溉面积。水利设施年久失修，破损严重，使水量浪费损失极为严重。每年由于渠道引水决口，冲毁，淹没农田时有发生。扶风县各工程设施破损严重，完好率低下，渠道输水能力严重不足，水利用率低，水资源浪费严重。同时，小型灌溉区井老化严重，耕地不灌溉，输水工程不合适。根据上述现状，需要规划建设扶风县小型农田水利工程，灌区节水改造是保证国家粮食安全，促进灌区经济发展的需要。

2工程概况及农田水利工程现状

2.1工程概况扶风县位于关中盆地西部，西宝高速，西宝北线中段，全县总土地面积745.8km2，耕地面积77.61万亩，农民人均耕地1.59亩，县内耕地方便，道路成网，交通方便。全县以种植粮食作物为主，主要粮食作物有小麦、玉米，多年播种面积100.6万亩，平均再种指数150%。经济作物主要有辣椒、苹果等，农业产业主要以畜牧业为主。2.2项目区水利工程现状目前项目区已有水利工程主要包括小型农田水利工程、大中型灌区骨干工程和小型水库工程。截至2009年底，全县共有陂塘9座，小型灌溉泵站343处，农灌机井2843目，水窖810目，小型灌区渠道291km，大中型灌区渠道1080km，机井灌区灌溉渠道117.3km，低压输水暗管112.8km。设施灌溉面积52万亩，有效灌溉面积45万亩，节水灌溉面积23.4万亩。全县分享宝鸡峡、冯家山灌区干、支路122.8km。2000年以来，该县实施农业综合开发水利骨干工程改造、省级财政特别资金灌溉区改造等项目，投入资金3100万元，建设改造干线，支路38km。县管水库共11座，均为小型水库。太川水库，官务水库，白家窑水库，五郡沟水库，共灌溉面积5.8万亩。总体而言，灌区水利基础设施薄弱，渠系建筑物损坏严重，抽水站年久失修，机泵老化，农田灌溉以土渠输水，大水漫灌为主，地下水资源浪费严重，单井控制面积小，灌溉保证率低。无法满足灌溉需求，严重阻碍项目区经济发展。

3灌区节水改造工程设计

为改善扶风县灌区上述水利工程现状，对整个扶风县分四个工程区进行系统节水改造工程设计。以下是整个节水改造工程的典型设计。3.1井工程设计根据当地水文地质条件和用水量要求，井深180m。本深内可有四层水，总厚40m，井孔口径550mm，井管材料采用铸铁井管。过滤管有效工作长度50m，实管长度130m，总长度180m。管外填充砂砾厚度为140mm，填充砂砾直径为10mm~20mm，砂砾采用扶风县砂厂生产的标准砂砾。井壁管的连接形式采用焊接连接。根据井孔设计的地质条件和含水层岩性来确定计算参数，从井孔柱状图中得知含水层总厚度M=40m，含水层岩性以粗中砂为主，选用含水层渗透系数K=15m/d，采用过滤管有效工作长度L=50m，井孔直径D=550mm，过滤管外径ds=0.288m，井管直径d=0.25m。为保证管井的使用寿命，避免过高的渗透流速对滤水管的腐蚀，结垢，堵塞等破坏，在设计中我们采用小于允许入管流速进行计算。计算公式为：Q=Л×dg×L×n×Vg，将相应参数代入式中可得Q=195m3/h。计算的理论出水量，代表了滤水管的进水能力，而设计流量应小于计算的理论值，所以应乘以0.3的安全系数，才能作为设计出水量，即Q=58.6m3/h。3.2输水渠道设计以法门镇齐村北十一支一斗渠衬砌工程进行典型工程设计。渠道总长度850m，主要灌溉齐村的部分耕地，控制灌溉面积650亩，亩均控制渠道长度为2.5m~3.1m。渠道设计流量的大小，根据作物的灌溉制度和控制的灌溉面积，根据同一时期不同作物同时使用水量的情况计算，渠道设计流量为0.1m3/s。渠道纵坡比降的选择，应由实际地形条件而定，尽可能使渠底比降与地面坡度相一致，在满足灌溉引水的情况下，尽量选择较大的比降，但斗渠一般不大于1/500。因此，根据项目区的地形特点，选渠道比降为1/600。为了提高灌溉效率，节水节能，节约占地，降低供水成本，同时也为了机械化施工，渠道断面设计为“U”型砼断面，渠道设计流量为0.11m3/s，纵比降为1/600，选用渠道断面为D40断面，衬砌厚度为5cm，选用C15砼浇筑。渠道每隔5m设一道伸缩缝，缝型为机械切割半缝，缝宽为2.5cm，缝内用焦油塑料胶泥填塞。3.3抽水站设计依据原有抽水站设计灌溉面积，设计流量，配套机泵型号不变的原则，对该项目区的35座抽水站实施改建设计，更换62台（套）新的节能机组，使其发挥原有的效益。确定以扶风县项目区召唤公镇大槐村抽水站为典型设计。该工程位于信邑坝以南600m处，引水源为美水河水，控制灌溉面积380亩。经实际调查，该抽水站地形扬程为8.23m，根据控制灌水面积、灌水定额、轮灌天数、每日灌水时间和渠道水利用系数计算设计流量，根据设计流量和抽水扬程确定泵型号。确定泵的流量和扬程，可以利用泵性能表选择的泵。3.4低压暗管设计本次工程计划挖掘180m深钢筋混凝土管井，已成井水文地质资料显示，井出水量为32m3/h，静水位为35m，动水位为95m，地块长方形，东西长400m，南北宽234m，面积约140亩，井位于地块西北角。地块内的作物以小麦、玉米、辣椒为主。作物的栽培方向是东西方向，地块北部东部稍高，西部较低。设计灌水定额按公式m=1000Hγ（1-麦2）//计算，根据该区实际情况，计算小麦，玉米灌水定额40m3/亩，辣椒灌水定额27m3/亩。本区农作物以小麦、玉米、辣椒为主。玉米、辣椒生长期处于雨季，适当补充灌溉即可满足要求，取水周期为12d。管道布设形式为梳齿状，依据管灌技术规范，结合地块形状以及经营管理体制，耕作习惯，机井出水量等实际情况，在地块西边界布设1条主管道，垂直主管道布设3条支管道，管道长度720m，在管道上安装出水口进行灌溉。项目实施后，区内小麦种植面积占耕地面积的90%，日开机时数取16h，灌溉水利用系数取0.8，根据机井控制面积计算，结果表明，设计流量小于单井出水量，故采用单井出水量为设计流量。管径采用经济流速法确定，根据计算得管道管径选择为外径110mm，内径105.6mm的UPVC管。经计算，沿水头损失为5.77m，局部水头损失按沿水头的10%计算，取0.57m。泵的设计扬程由管道系统的水头损失(h)、井的动向水位(h净)、井的供水最不利的高差(△h)等确定，即h=h净+h+△h+2.0(出水口要求水头)，该井的设计扬程为95+5.77+0.33+2.0=103.1m。根据设计流量和设计扬程进行泵。

4工程经济效益分析

扶风县小型农田水利节水改造工程建设项目预定建设渠道82.1km，改造渠道建筑639座井灌区，新建辅助井41眼铺设低压管28.16km，出水栓981个井灌项目区灌溉水利用系数由原来的0.65提高到0.8；灌溉水利用系数由原来的0.5提高到0.65；全县粮食综合生产能力增加了379.42万公斤。大力发展农民用水合作组织，使其管理的灌溉面积增加1.3万亩。该项目完成后，作物复种指数从150%上升到180%，年增产粮食379.42万公斤，粮食价格按现行市场价格1.8元/公斤计算，可增收379.42×1.8=682.96万元。经济作物每亩增收按100元计算，可增收3.39×180%×0.4×100=244.08万元。该项目完成后，每年可节水186.60万m3，每立方米水0.1元，可节约186.60×0.1=18.66万元。整个项目实施后，共可增收945.70万元，取水分配系数为0.4，即水利项目纯利润为925.54万元×0.4=378.28万元。根据以上增量效益和增量费用的分析计算，根据评价指标的计算规定进行分析计算，成果如表1所示。根据经济评估分析的计算结果，本工程的经济内部收益率为12.44065%，超过经济基准收益率为8%，经济净现值为844.10万元，超过零的经济收益费用比为1.27，超过1.0。因此，这个项目在经济上是合理的。

5结论和建议

通过本项目的实施，灌区环境得到充分改善，灌区林草地面积进一步扩大，有利于灌区生态环境的改善。生态环境效益表现在涵养水源，保持水土，减少风沙灾害，防止泥沙流失，调节气候，改善生态环境，净化空气等效益上。扶风县小型农田水利重点县建设项目实施方案，能够结合项目区小水工程现状及存在的问题进行选项，选项正确，布局合理，经济效益显著，并有良好的社会效益和生态效益。

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