罗安静，李效强

（1.扶风县水政水资源管理站，陕西 扶风 722299；2.扶风县河道管理站，陕西 扶风 722299）

0 引言

小型农田基本建设是农业之本、发展之基。而我国是发展中的人口大国，基本农田问题始终是现代化进程中一个带有全局性、战略性的重大问题。必须充分认识到，确保基本农田面积减少但粮食不减产，是经济社会可持续发展的长远大计，也是维护当前改革发展稳定良好局面的当务之急。为了保障群众生活，促进农村经济发展，有效改善农业生产条件是十分重要的[1～4]。

1 工程概况

扶风县城关镇（项目区）地处扶风县城乡结合部，位于西宝公路北线和扶绛公路、法汤二级公路交汇处，是全县政治、经济、文化、商贸、人居中心。项目区面积74 km2，耕地10.3万亩，辖33个行政村，3个居委会，9.4万人，其中农业人口6.8万人。扶风县城关镇属于宝鸡峡干渠和冯家山北干渠八支渠灌区，国土面积3.44万亩。近几年，随着产业结构的不断调整与发展，项目区群众种植观念改变，多种经济作物和果树的种植对灌溉有了更高的要求。目前项目区的水利基础设施已经跟不上经济发展的需要，急需对这些水利设施进行更新改造，以保障群众的灌溉需求，增加农民收入。

依据《扶风县水利区划更新研究》中的有关资料，项目区的占地面积为1.2 km2，该区地下水补给模数15.09万m3/（年·km2），地下水补给量为15.09万m3/（年·km2）×1.2 km2=18.11万m3/年。该区主要以开采浅中层承压水为主，地下水开采模数为17.84万m3/（年·km2），地下水可开采量为17.84万m3/（年·km2）×1.2 km2=21.41万m3/年。经调查，项目区实际年开采量为3.3万m3/年。建国以来，扶风县先后建成了宝鸡峡和冯家山两处使用地表水灌溉的大型灌区，地表水灌溉能力达29万亩。累计新打机井1800眼，建成抽水站340座，全县灌溉控制面积最高时达到48万亩，到2014年底，全县实际灌溉控制面积45万亩，占设施总面积的86.7%。水利设施正常运转率为77%，灌溉亩均用水量280 m3左右，为全国平均值440 m3的63%。目前普遍存在是田间部分水利设施老化失修的现实问题。有必要开展节水改造项目。

2 区域水文地质条件

依据《宝鸡市水文实用手册》及《扶风县水利志》进行水文地质分析。该项目区位于山前洪积扇地区，势北高南低，项目区土壤上部为密实微透水硬质黄土状亚粘土，下部为透水性强的砂卵石层或砂卵石夹土层，地表、地下水排泄顺畅。项目区地貌为单元山前洪积扇黄土台塬，水文地质条件为第四纪中上更新统积含水层砂砾石、粗含水岩组，水位埋深30 m～80 m，含水层厚度5 m～74 m。已成井单井出水量30 m3/h～80 m3/h，矿化度小于0.6 g/L，水质清澈良好，为中等富水区。

3 农田水利灌溉工程设计要点

3.1 机井工程设计

项目区新打机井1眼，改善灌溉面积200亩。根据项目区的实际情况，机井井壁管和滤水管必须有足够的强度；单井出水量Q≥30 m3/h；井管轴线垂直度不得超过2°。根据《机井技术规范》（GB/T 50625-2010）该深机井由井孔、井壁管、过滤器、沉淀管和滤料5部分组成，设计深机井开口尺寸0.65 m，井壁管外径0.55 m，内径0.28 m。参照附近机井抽水试验资料，确定机井设计出水量Q≥30 m3/h，水位降深S=10 m，井含沙量小于1/10000。根据地下水含水层总厚度大于5 m和底板埋深大于15 m，选择机井类型为管井。

单井控制灌溉面积应按下式计算：

式中：F0为单井控制灌溉面积；Q为单井出水量；t3为灌溉期间开机时间；T2为每次轮灌期的天数；η为灌溉水利用系数；η1为干扰抽水的水量消减系数；m2为每亩每次综合平均灌水定额。根据调查项目区单井出水量为30 m3/h～80 m3/h，灌溉周期为12 d，每天灌溉时间为18 h～22 h，灌溉水利用系数为0.85,平均灌水定额为40 m3/亩，代入上式计算单井控制灌溉面积为138亩～750亩。

3.2 机井配套设计

为保证机井正常运行，为机井设计配套的辅助设施，包括井房、供电系统和泵站配电系统。井房具体设计情况如下：参考现有井房，本工程井房设计为1间砖混结构，井房尺寸为3.3 m×3.3 m，面积为10.89 m2，井房的基础为条形基础。井房的墙体和基础材料选用MU10机砖，M10水泥砂浆砌筑，3∶7灰土垫层，砖砌条基；井房的砌体材料设计为MU10机砖，M5混合砂浆；井房的过梁、圈梁、外翻梁材料选择为C20砼。供电系统包括包括井泵和井房照明等用电负荷，约30 kW左右。井房旁边350 m处有农用高压线路，能够满足用电要求。为此，供电系统设计为低压进线在泵房配电间内接地（利用建筑物圈梁钢筋、地下埋设的钢管、金属构件等作为自然接地体），用三相五线制从侧面接入低压进线屏，进线屏兼作电能计量。中心低压侧均为0.4 kV三相五线制供电系统，选用GCS型低压配电屏作为进线和配电屏。泵站配电系统选用GCS型低压配电屏和XL-21型动力配电箱，配电屏、箱内安装DZ20型自动空气开关作为断路控制和过电流保护。机井及配套设计布置见图1。

图1 机井及配套设计布置示意图

3.3 低压管道工程设计

项目区现状种植作物主要以果蔬等经济作物为主。作物种植方向由西向东，地块西南稍高东北部较低。为了实施低压输水管道灌溉面积200亩，根据现场调查对新打1眼机井配套低压输水管道。本次低压管道工程设计项目区位于城关街道办西官村刘下组喜林苗木果蔬合作社。依据《扶风县水利区划更新研究》，低压输水管道以新打中深机井水为水源，单井出水量为32 m3/h。根据《机井技术规范》，低压管道外径应满足下式要求：

式中：Qt为管井的单井出水量，D1为低压管道外径，m；Lg为过滤器有效进水长度，可按过滤器长度的85%计算；N为过滤器进水面层的有效孔隙率，可按花管孔隙率的50%计；Vg为允许过滤器进水流速。

根据上式计算选择铺设UPVCφ110管道。根据项目区灌溉控制面积，管道铺设长度为1.446 km，同时需要安装出水桩41个。管道布设采用树枝状管网，以田间道路、耕作方向，布置干、支管道，支管一般垂直于作物种植方向布置于地头，支管间距100 m左右。工艺流程为水源井→潜水泵→输水干管→输水支管→出水桩→田间。为了集中用水，缓解管道压力，灌水采用轮灌方式，即每次工作一条支管，每条支管上开一个出水桩灌溉，上一个灌完后再开下一个出水桩灌溉。

管道连接采用承插涂粘合剂法，井部接近管道井口处设进排气阀，各级管道进口设置安全控制阀，在离水源较远的出水口末端设置泄沙池。管道中的三通、弯头等附件应选用与管材相配套的管件，出水口、安全阀为标准铸钢定型件。每隔30 m安装一出水桩（见图2），出水桩设计出水量为32 m3/h，出水桩间距根据地形可适当调整。为固定出水桩，周围用C20混凝土浇筑，为了防止下阀体被盗或损坏，水流冲刷渠岸，上部加盖混凝土护帽。出水口护桩为现浇混凝土件，配套防冲刷的消力池，消力池为预制混疑土构件。为了防止水泵突然关闭或其它事故产生水倒流，应在系统首部设逆止阀，同时为防止停泵时管内积水倒流产生负压将管子吸扁，在管道首部最高处设进排气阀。管沟深80 cm，宽60 cm，埋深1 m。断面为矩形。

图2 出水桩设计图

4 工程经济效益分析

4.1 工程投资概算

扶风县农田水利灌溉工程项目位于扶风县城关街道办西官村刘下组；建设重点是新打200 m深机井一眼，新建井泵房一座，配套200QJ32-156潜水泵一台，铺设管网1.446 km，配套φ110出水桩41个；砂石硬化机耕路420 m。工程投资66.72万元,其中：建筑工程费36.43万元、机电设备及金属结构安装工程费24.55万元、临时工程0.81万元、费用4.93万元。工程总投资66.72万元，均为县级财政。

4.2 工程效益分析

项目建成后，将改善灌溉面积200亩，不但提高了园区耕地的质量，而且还增加农民收入。改造前现状作物亩均用水量减去节水改造后作物的亩均用水量，每亩均节水101.60 m3，农业灌溉节水效益0.3元/m3计，200亩灌溉面积共节水20.2万m3,节水效益0.61万元。通过规划的实施，项目区输水损失减少，灌溉水利用率提高，作物复种指数增加，小型农田水利工程的整体效益将得到充分发挥，实现农业增产、农民增收；农民负担将会减轻，农民的生活质量将会逐步得到较大改善和提高。对构建和谐社会和社会主义新农村建设做出更大贡献。

对本项目国民经济评价，获得各项指标见表1。得出项目经济内部收益率为13.57%大于社会折现率12%，经济净现值为66.24万元大于零；经济效益费用比大于1。因此可看出本项目在国民经济上是合理的。通过从项目国民经济评价分析成果来看，本工程项目各项指标符合节水改造工程建设指标要求，可以取得较好的经济效益。

表1 国民经济评价指标汇总表

5 结论和建议

根据项目经济效益、社会效益和生态效益，以及项目区经济发展现状来看，本工程项目投资收益率较高，投资回收年限短，是一个技术条件优良、投资条件优越、经济效益和社会效益显著的工程项目。项目建成后，将改善灌溉面积200亩，不但提高了园区耕地的质量，而且还可通过由贫困户牵头从而带动群众共同增加收入，经济效益显著，同时，通过该项目的实施，社会效益、生态效益也是十分显著。