陕北某县2013年节水灌溉项目水源工程设计

杨 春

（西安市市政设施管理局 陕西西安 710016）

陕北某县2013年节水灌溉项目水源工程设计

杨 春

（西安市市政设施管理局 陕西西安 710016）

本文主要介绍了陕北某县2013年节水灌溉项目机井水源工程和雨水集蓄利用工程的具体设计，通过计算单井可灌溉面积确定机井数量，依据机井静水位、动水位等参数，选出了相应的泵型及相关配套，根据灌水定额和可灌溉面积确定水窖总容量，为后续节水灌溉的实施提供可靠保障。

机井水源；雨水集蓄利用；节水灌溉

1 工程概况及存在问题

该县位于延安市的西北部，全县南北长95.56km,东西宽约70.01km,总土地面积 3781km2,占全市总面积的10.4%，常用耕地面积54.8万亩。2013年，计划实施A、B两项目区，新增灌溉面积2.06万亩，其中高效节水面积2.01万亩,包括滴灌3950亩、低压管道灌溉9000亩、微喷灌1000亩、小管出流灌溉6150亩及雨水集蓄利用灌溉500亩。

两项目区共同特点是水利工程设施基础薄弱，A项目区小型井灌区都建于上世纪90年代初，经近20年的运行，完好率不足50%。机井、水泵老化严重，部分潜水泵抽水效率低下，机井抽水管道漏水严重。该区适宜发展机井灌区的地块由于投入不足，大部分还是旱田，急需发展成为水浇田。B区基本无水利灌溉设施，近几年随着该县农业产业结构调整种植了山地苹果，但水利设施跟不上，造成了苹果产量低且不稳。

2 工程建设内容

A区(河川地区)新打260m深井41眼，B区（山岭地区）新打400m深机井15眼，新建30m3水窖200眼。新建井房739.2m2，配套机井机电设备56套，总装机1967kW。

3 工程设计

2013年节水灌溉项目分为A、B两个项目区，涉及3个乡镇22个行政村。项目区按照水源划分为井水和雨水两种类型。工程类型分为机井水源工程、雨水集蓄利用工程。

3.1 机井水源工程

3.1.1 机井做法。机井设计钻孔深度为260m和400m，成井口径φ500。上部封闭层厚65m，井管采用φ300无孔钢管，壁厚20mm，中部为滤料层，采用填石英砂、砾石过滤，过滤器饶铅丝间距2～3mm，填砾石厚度10cm,砂砾层砾石规格3.5～4mm，滤料层高度122.06m，下部井管采用缠绕铅丝钢花管，钢管直径φ300，壁厚20mm，钢管壁小孔孔径φ15,钢管下至砂岩层即可。

3.1.2 机井管道水力计算。机井水泵管道水头损失按式计算：

式中：h泵管——机井水泵管道的水头损失，m；

k——水头损失扩大系数，取1.05；

f——摩阻系数，取6.25×105；

Q——流量，L/h，随灌溉方式变化，为50m3/h；20m3/h；

d——管道内径，mm，为80mm；65mm；

L——管长，m，为130m；330m；

m——流量指数，取1.9；

b——管径指数，取5.1；

经计算得：h泵管=28.39、36.45m。

3.1.3 配套水泵选型。新建机井水泵根据机井动静水位、地形高差、首部水头损失及管道水头损失选型结果如下：

表1 新建机井水泵选型表

3.1.4 单井可灌溉面积计算。据公式 A=Q泵×T×t×η/m×α，式中：

A—单井可灌溉面积（亩）；

Q泵—机泵出水量（m3/h）；

T—灌水轮期(d)；

t—每天开机时数（h）；

η—灌溉水利用系数；

m—灌水定额（m3/亩）；

α—作物种植比，种植单一作物，α=1.0。

表2 单井灌溉面积参数表

3.1.5 井距确定。据公式L0=25.8，经计算，按最大控制面积计算机井间距为446m，井距≥500m。

3.1.6 井房设计。井房尺寸为4m×3.3m，井房结构为砖混结构，屋面设检修孔。

3.1.7 配电设计。因高压线路均在机井附近，需在机井边安装变压器，低压配电柜、变频供水器也设在井房内，以便运行管理。

3.2 雨水集蓄利用工程

雨水集蓄利用工程由集雨面、沉砂池、水窖、灌溉系统组成，水窖采用砖砌窑式，单窖容积30m3。灌水定额为10m3/亩，单窖控制灌溉面积2.5亩。

3.2.1 水窖结构设计。由窖体、窖盖与窖口组成，由12cm厚M7.5水泥砂浆砌Mu10砖砌筑。窖体为砖砌倒梯形，尺寸为：底宽1.4m，顶宽2.0m，高2.5m，窖长7.0m。窖盖为整体砖混拱窖盖，尺寸为：顶拱矢高0.69m，拱半径1.59m。窖口位于窖顶侧面，尺寸为0.6×0.6m。水窖壁防渗采用M10水泥砂浆分四次抹面，每层厚1.0 cm，总厚 4cm。砂浆比例分别为 1:3.5、1:3.0、1：2.5、1:2.0。为了使防渗层与窖体紧密结合，在抹第一层砂浆时，用力将砂浆压入墙缝，以增加防渗砂浆与窖壁的连续性和整体性。第二层、第三层、第四层抹面时要求在砂浆中掺防水水泥粉（50kg水泥掺1kg防水粉）,以保证防渗效果。窖底防渗采用10cm厚C20砼（并要求掺加防水剂）。

3.2.2 雨水集蓄工程配套设施。沉沙池建在离水窖3m处，雨水集蓄利用工程位于陕北半干旱地区，以集蓄路面雨水径流为主，来水中常挟带着泥沙，为减少水窖淤积，降低运行维护成本，故须修建沉沙池，沉砂池尺寸拟为0.6×0.6×0.8m。

4 结语

水源是节水灌溉工程得以有效实施的前提和保证，本次机井水源工程设计依据灌溉田块种植作物选取适宜的灌溉方式，通过计算单井可灌溉面积确定所需配套的机井数。依据机井动静水位、地形高差及机井管道水头损失等参数，为新建机井选出了相应的泵型及电缆，修建井房等相关配套设施。雨水集蓄利用工程，根据山地面积及灌水定额和可灌溉面积确定新建30m3水窖200眼。机井水源工程和雨水集蓄利用工程的实施可新增2.06万亩灌溉面积，有效提高田块产量，减少水事纠纷，改善项目区生态环境。

杨春(1987—),女，陕西西安人，现从事水质检测工作，曾从事农田水利设计、管道安装技术等工作。