陜北某縣2013年節水灌溉項目水源工程設計

楊 春

（西安市市政設施管理局 陜西西安 710016）

陜北某縣2013年節水灌溉項目水源工程設計

楊 春

（西安市市政設施管理局 陜西西安 710016）

本文主要介紹了陜北某縣2013年節水灌溉項目機井水源工程和雨水集蓄利用工程的具體設計，通過計算單井可灌溉面積確定機井數量，依據機井靜水位、動水位等參數，選出了相應的泵型及相關配套，根據灌水定額和可灌溉面積確定水窖總容量，為后續節水灌溉的實施提供可靠保障。

機井水源；雨水集蓄利用；節水灌溉

1 工程概況及存在問題

該縣位于延安市的西北部，全縣南北長95.56km,東西寬約70.01km,總土地面積 3781km2,占全市總面積的10.4%，常用耕地面積54.8萬畝。2013年，計劃實施A、B兩項目區，新增灌溉面積2.06萬畝，其中高效節水面積2.01萬畝,包括滴灌3950畝、低壓管道灌溉9000畝、微噴灌1000畝、小管出流灌溉6150畝及雨水集蓄利用灌溉500畝。

兩項目區共同特點是水利工程設施基礎薄弱，A項目區小型井灌區都建于上世紀90年代初，經近20年的運行，完好率不足50%。機井、水泵老化嚴重，部分潛水泵抽水效率低下，機井抽水管道漏水嚴重。該區適宜發展機井灌區的地塊由于投入不足，大部分還是旱田，急需發展成為水澆田。B區基本無水利灌溉設施，近幾年隨著該縣農業產業結構調整種植了山地蘋果，但水利設施跟不上，造成了蘋果產量低且不穩。

2 工程建設內容

A區(河川地區)新打260m深井41眼，B區（山嶺地區）新打400m深機井15眼，新建30m3水窖200眼。新建井房739.2m2，配套機井機電設備56套，總裝機1967kW。

3 工程設計

2013年節水灌溉項目分為A、B兩個項目區，涉及3個鄉鎮22個行政村。項目區按照水源劃分為井水和雨水兩種類型。工程類型分為機井水源工程、雨水集蓄利用工程。

3.1 機井水源工程

3.1.1 機井做法。機井設計鉆孔深度為260m和400m，成井口徑φ500。上部封閉層厚65m，井管采用φ300無孔鋼管，壁厚20mm，中部為濾料層，采用填石英砂、礫石過濾，過濾器饒鉛絲間距2～3mm，填礫石厚度10cm,砂礫層礫石規格3.5～4mm，濾料層高度122.06m，下部井管采用纏繞鉛絲鋼花管，鋼管直徑φ300，壁厚20mm，鋼管壁小孔孔徑φ15,鋼管下至砂巖層即可。

3.1.2 機井管道水力計算。機井水泵管道水頭損失按式計算：

式中：h泵管——機井水泵管道的水頭損失，m；

k——水頭損失擴大系數，取1.05；

f——摩阻系數，取6.25×105；

Q——流量，L/h，隨灌溉方式變化，為50m3/h；20m3/h；

d——管道內徑，mm，為80mm；65mm；

L——管長，m，為130m；330m；

m——流量指數，取1.9；

b——管徑指數，取5.1；

經計算得：h泵管=28.39、36.45m。

3.1.3 配套水泵選型。新建機井水泵根據機井動靜水位、地形高差、首部水頭損失及管道水頭損失選型結果如下：

表1 新建機井水泵選型表

3.1.4 單井可灌溉面積計算。據公式 A=Q泵×T×t×η/m×α，式中：

A—單井可灌溉面積（畝）；

Q泵—機泵出水量（m3/h）；

T—灌水輪期(d)；

t—每天開機時數（h）；

η—灌溉水利用系數；

m—灌水定額（m3/畝）；

α—作物種植比，種植單一作物，α=1.0。

表2 單井灌溉面積參數表

3.1.5 井距確定。據公式L0=25.8，經計算，按最大控制面積計算機井間距為446m，井距≥500m。

3.1.6 井房設計。井房尺寸為4m×3.3m，井房結構為磚混結構，屋面設檢修孔。

3.1.7 配電設計。因高壓線路均在機井附近，需在機井邊安裝變壓器，低壓配電柜、變頻供水器也設在井房內，以便運行管理。

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、灌溉系統組成，水窖采用磚砌窯式，單窖容積30m3。灌水定額為10m3/畝，單窖控制灌溉面積2.5畝。

3.2.1 水窖結構設計。由窖體、窖蓋與窖口組成，由12cm厚M7.5水泥砂漿砌Mu10磚砌筑。窖體為磚砌倒梯形，尺寸為：底寬1.4m，頂寬2.0m，高2.5m，窖長7.0m。窖蓋為整體磚混拱窖蓋，尺寸為：頂拱矢高0.69m，拱半徑1.59m。窖口位于窖頂側面，尺寸為0.6×0.6m。水窖壁防滲采用M10水泥砂漿分四次抹面，每層厚1.0 cm，總厚 4cm。砂漿比例分別為 1:3.5、1:3.0、1：2.5、1:2.0。為了使防滲層與窖體緊密結合，在抹第一層砂漿時，用力將砂漿壓入墻縫，以增加防滲砂漿與窖壁的連續性和整體性。第二層、第三層、第四層抹面時要求在砂漿中摻防水水泥粉（50kg水泥摻1kg防水粉）,以保證防滲效果。窖底防滲采用10cm厚C20砼（并要求摻加防水劑）。

3.2.2 雨水集蓄工程配套設施。沉沙池建在離水窖3m處，雨水集蓄利用工程位于陜北半干旱地區，以集蓄路面雨水徑流為主，來水中常挾帶著泥沙，為減少水窖淤積，降低運行維護成本，故須修建沉沙池，沉砂池尺寸擬為0.6×0.6×0.8m。

4 結語

水源是節水灌溉工程得以有效實施的前提和保證，本次機井水源工程設計依據灌溉田塊種植作物選取適宜的灌溉方式，通過計算單井可灌溉面積確定所需配套的機井數。依據機井動靜水位、地形高差及機井管道水頭損失等參數，為新建機井選出了相應的泵型及電纜，修建井房等相關配套設施。雨水集蓄利用工程，根據山地面積及灌水定額和可灌溉面積確定新建30m3水窖200眼。機井水源工程和雨水集蓄利用工程的實施可新增2.06萬畝灌溉面積，有效提高田塊產量，減少水事糾紛，改善項目區生態環境。

楊春(1987—),女，陜西西安人，現從事水質檢測工作，曾從事農田水利設計、管道安裝技術等工作。