农业综合开发土地治理项目设计浅议

□袁爱建（河南方正水利工程咨询有限公司）

1 项目需水量分析

结合本地区的地质、地貌及地质物探资料分析，根据现有机井抽水试验数据推断：豫灵镇庙上村拟打新机井井深100m，单井涌水量50 t/h，静水位25～30m，水位降深12m；故县镇神底村、张姚村拟新打机井井深110m,单井涌水量40～50 t/h，静水位30～35m，水位降深15m。项目区内地下水资源丰富，本工程共拟新打40眼机井，开采中、浅层地下水灌溉666.67 hm2中低产田。

2 主要设计内容

2.1 机电井工程

2.1.1 单井控制面积

单井控制灌溉面积F0，按《机井技术规范》（SL256—2000）有关规定计算。

式中：F0—单井控制面积（亩）；Q—机井额定出水量（m3/h）；T2—设计灌水周期（d）;t3—设计水泵每天工作时间（h）；η—设计灌溉水利用系数；η1—干扰抽水的水量削减系数；m—设计净灌溉定额（m3/亩）；

项目区灌水周期按9 d考虑。水泵每天工作时间取12 h，设计灌溉水利用系数η取0.85，η1取0.10，设计灌水定额取750m3/hm2，机井最大额定出水量70m3/h，则经上式计算可得最大控制面积F0=7.73 hm2，考虑项目区干旱季节大量机井同时工作、地下水位及机井出水量以及该区农用机井的建设经验等综合因素，设计时最大控制面积取F0=7.73 hm2。

2.1.2 机电井工程内容

工程主要内容包括：新打机井、新打机井配套增加潜水泵、新建井房屋（新打机井配套建设井房屋，现有状况良好的老井无井房屋增加建设井房屋）、老井房屋整修（现有状况良好的老井有井房屋但已损坏且有修复价值）、相应的土方工程等。

根据项目区水文地质条件以及电测机井和现有机井数据，豫灵镇庙上村拟打机井设计井深均按100m考虑；故县镇神底村、张姚村拟打机井设计井深均按110m考虑。根据井深管井内径均采用30 cm。滤水管采用无砂混凝土预制管，井壁管混凝土强度为C20，管壁厚为5 cm，滤料厚度为12.50 cm，滤料粒径采用1～5mm，沉淀管采用实管，长度为3m。新打机井数量:本设计在项目区内新打机井40眼（庙上村19眼、神底村12眼、张姚村9眼），加上现有状况良好的66眼老机井，项目实施后项目区内共计有灌溉用机井106眼，灌溉面积合计666.67 hm2。机井潜水泵选型:设计扬程按下列公式计算:H=h1+h2+h3+h4+h5。式中：H—水泵扬程（m）；h1—泵体至井口钢管的总水头损失（m）;h2—井口至灌溉管网最不利点的总水头损失（m）；h3—机井动水位（m）；h4—机井口地面至灌溉管网最不利点之间的高差（m）；h5—灌溉管网出水口的自由水压（m）。豫灵镇庙上村灌区通过流量、扬程计算，单井选用200QJ50-65潜水泵1台，电机功率为15 kW。故县镇神底村、张姚村拟打新机井单井涌水量50 t/h，静水位30～35m，水位降深15m，拟打机井设计井深为110.00m。通过流量、扬程计算，单井选用200QJ50-78潜水泵1台，电机功率为18.5 kW。

因机井尚未打成，其数据来源非真实成井实测数据，待机井打成后，应以抽水试验数据为准，重新计算选泵。

2.1.3 井房设计

本项目拟新打机井40眼，需新建40间井房屋，对状况良好且原无井房屋的老井增建井房屋17间，合计新建井房屋57间。井房采用砖混结构平顶房屋，平面轴线尺寸为：3m（长）×3m（宽），高度3.30m，建筑面积9m2。本项目需修复老机井管理房20间，要求对现有的井房按新建井房外观设计要求进行粉刷、整修，达到整齐、美观。

2.2 管网工程

2.2.1 灌溉设计流量

根据设计灌水定额、灌溉面积、灌水周期和每天的工作时间计算灌溉设计流量，见下式Q0=(amA)/ηTt。式中：Q0—灌溉系统设计流量，m3/h;a—控制性的作物种植比例；A—灌溉系统设计灌溉面积，m2;η—灌溉水利用系数；T—次灌水延续时间，d；t—日工作小时数，h。

2.2.2 各级管道设计流量

管网中各级管道的设计流量，按下式（5-2）计算：Q=nQ0/N。式中：Q0—灌溉系统设计流量，m3/h;Q—管道设计流量，m3/h；n—管道控制范围内同时开启的给水栓个数;N—全系统同时开启给水栓数。

2.2.3 灌溉工作制度

项目区共有106眼机井进行节水灌溉（其中利用现有机井66眼，新打机井40眼），每眼井为一个灌溉系统，管道布置为“F”型或“丰”字型，支管间距为80～150m，支管上每40m设一个给水栓，由连接给水栓的软管进行田间灌溉，软管采用分组轮灌方式，即在灌水期间，灌溉系统所有给水栓不同时出水，而是将输配水管分组，以轮灌组为单元轮流灌溉。根据给水拴型号，选取单个给水栓设计流量50m3/h，结合地块布置，轮灌工作制度的内容主要包括轮灌组数、出水口实际出水流量、同时工作出水口个数以及每个轮灌工作时间。分别用下列公式计算：一是轮灌组数N=int(nq/Q设)；二是出水口实际流量qs=NQ设/n；三是同时工作的出水口个数ns=int(n/N)；四是每个轮灌组工作时间ts=T设/N。

2.2.4 各级管道管径及水头损失

管径由设计流量和经济流速来确定，即：D=[（4Q/πV）]1/2。式中：D—管道内径（m）；Q—管段流量(m3/s);V—管段经济流速（取1.00～1.50m/s）。经计算得D=108mm，取管径为110mm，为保证机井运行时管道安全，设计管道压力等级为0.60MPa。本设计管道全部采用D=110mmUPVC塑料管。

2.2.5 管网工程量

管网工程主要工程量为：共铺设管道44064m，管道采用Φ110mmUPVC，压力等级0.60MPa，管道上设出水口，出水口间距40m，共设出水口1025个。

2.3 输变电工程

2.3.1 变压器及变压器房

新增变压器15台，其中80 kVA 10台，100 kVA 2台，160 kVA 3台。配套建设变压器房15间。变压器管理房设计尺寸4m×4m×4.50m（长×宽×高），墙体采用砖混结构，基础采用浆砌石，房顶进行防渗处理，房门采用绿色防盗门（门框钢板厚度1.20mm以上，门扇前后两面的钢板厚度一般在0.80mm以上），外墙用外墙漆进行粉刷，墙裙（80 cm）为淡绿色，上部外墙为米黄色，以达到整齐、美观、结实、耐用。房内设变压器防盗报警系统。

2.3.2 输变线路

项目区设计变压器均位于高压线附近，共需架设10 kV高压输电线3955m，高压线采用LGJ-50规格；低压线路19383m，低压线路采用NLW-25规格，加装ф20UPVC保护套管。地埋线路管沟开挖采用矩形断面，宽0.30 m，深1.00 m，施工时可根据实际情况进行调整，但埋深≥0.80m。具体工程量包括：①80 kVA变压器10套，100 kVA变压器2套，160 kVA变压器3套；②新增10KVLGJ-50高压电缆线3955m；③新增380V NLW-25低压动力电缆19383m；④铺设ф20 PE地埋低压动力线套管19383m；⑤新建4m×4m×4.50m变压器房15间；⑥土方开挖581.49m3，土方回填557.14m3。

2.4 田间机耕道工程

工程内容包括：场地平整、路基原土夯实、土方开挖运输和回填、泥结碎石路面层铺设等。项目区紧邻310国道，分为国道南北两片规划区，新建主路面宽为4m、两边路肩各为0.50m的农田生产用机耕道11328 m;新建主路面宽为3 m、两边路肩各为0.50m的农田生产用机耕道3213m。主支道路拱坡降均为1%，路肩上栽植一级杨树，株距3m，胸径3～5 cm。

机耕路为砂石道路，砂石道路首先进行路基平整并进行碾压夯实，碾压夯实平整后铺筑砂石土，砂石土铺筑厚度为20 cm，砂石、白灰、土配比为80:5:15，反复碾压平整后铺筑豆石面层，厚2 cm以上。砂石级配：<0.50mm的粒径20%，0.50～2.00mm的粒径为60%，2～4mm的粒径20%。

3 项目评价

该项目实施后，将形成一个田间水利设施配套、农业结构合理、土地产出率高、生产条件完善的高效农业示范区，实现经济效益、社会效益和生态效益的同步发展，同时为实现水利、农业、林业、科技多措并举，为建成田成方、林成网、渠相连、路相通、旱能浇、涝能排的高标准基本农田奠定了坚实的基础。同时积极推进农业产业化经营，增加农民收入，提高农业综合开发生产能力和农业综合效益，促进项目区各行政村进行社会主义新农村建设，实行积极支持农业新品种、新技术的引进推广，增加农业科技含量，发展优质、特色、高效农业，夯实农业增产后劲，打造粮食核心产区，提高农业效益，促进农业持续发展。以建设社会主义新农村为目标，以农业生产区特别是粮食主产区为重点，着力加强农业基础设施和生态建设，建设高产稳产、旱涝保收的高标准基本农田。