摘 要：设施农业灌溉工程是提高农业综合生产能力的基础。设施农业灌溉工程建设是一项技术性强的综合性工作，为了确保规划的顺利实施，确定了设施农业灌溉工程建设规模。 关键词：设施农业；灌溉工程建设；地下水；管道
中图分类号：TV212.5+4 文献标识码：B 文章编号：1003-6997（2012）24-0052-03
1 概述
该工程水源地在金强河左岸石板沟口，根据水源地水文地质条件及地下水补给、储存、排泄运动转化规律，地下水补给是以大气降水为主要来源。因大气降水的补给，冲洪积扇下部地下水蕴藏有孔隙承压水。由于在此断面以上区间地下水水量包括金强河主河道及石板沟等支沟地下水总来水量，在该取水断面处地面径流为8 211万m3，地下径流为4 964万m3，因此项目区所需水量是有保障的。
2 灌区工程布置
为了彻底解决打柴沟镇石板沟村低压管道灌溉工程的灌溉用水问题，经多次实地踏勘并结合项目区区域地质及水文地质资料分析，供水水源设计在石板沟沟口处新打机井一眼，利用山区地形条件，提取地下深层水，在距机井600 m处修建蓄水池一座，利用深井泵提水至蓄水池，蓄水池下采用UPVC管自流供水，铺设供水管网。沿途修建分水、检查井。蓄水池集中调节，供水到棚。从机井至蓄水池的提水管线采用UPVC管，深井中采用焊管，井口外用UPVC管埋设地下上水。安装总水表一块。检查（分水）井安装防盗井盖，保护井内设施也便于管理。
3 工程规模及建设任务
工程建设规模：新打机井一眼（井深100 m），修建机井房一间（16 m2），铺设管道15.20 km，其中上水管线1.20 km，供水主管1条2.80 km，供水支管7条9.90 km；修建建筑物9座，其中修建200 m3蓄水池1座，检查、分水井8座。工程实施后，可确保新建的700座93.33 hm2大棚经济作物的适时适量灌溉，保障受益区农业实现可持续发展。
4 水文及工程地质条件
4.1 气象、水文
该项目灌溉区属寒冷半干旱气候，海拔高度在
2 400～2 560 m之间，属大陆性季风干旱气候，全年以一月份最冷，七月最热，年平均气温3.0 ℃，最高气温为26.8 ℃，最低气温为-23.2 ℃，且昼夜温差大，冻土层厚度为149～177 cm。据乌鞘岭气象站资料综合分析，灌区内多年平均降水量为327 mm，降水主要集中在夏灌末期的七至九月份，其降雨量为246.90 mm，占全年降雨量的76 %，而四至六月份作物生育期的降水量仅占全年降水量的24 %。每年春末夏初时常发生干旱，后秋降温迅速。灌区内蒸发量为1 590 mm，为年降水量4.9倍，蒸发主要集中在作物生育期的5～8月份，达825.60 mm，占全年蒸发量的52 %。灌区年平均日照时数2 570 h，无霜期130 d左右。
4.2 地下水资源评价
4.2.1 水文地质条件 水源地位于金强河左岸石板沟口，地质构造中0～20 m为砂砾石层，20～80 m为浅黄色及橘红色砂质泥岩，80～150 m为砂砾石层，含水层主要在100～150 m间。地下水类型为第四系松散地层孔隙潜水及基岩裂隙水，地下水位埋深100～150 m，近年来在水源地上游沟内，人为植被破坏较重，为保证上游地下水能够充分补给，但通过加强水保管理，禁止乱开乱挖，可消除这一影响。
4.2.2 地下水量计算 根据水源地水文地质条件及地下水补给、储存、排泄运动转化规律，地下水补给是以大气降水为主要来源。由于接受大气降水补给，冲洪积扇下部地下水蕴藏有孔隙承压水。从附近抽水试验实测资料，从80 m处降至90 m，下降10 m。在该取水断面处金强河地面径流为8 211万m3，地下径流为4 964万m3，因此水源地地下水量有保障。
4.3 引水管线工程地质条件
该处基础可置于第四系地层中，管线沿滩地布设，根据地层岩性管线大致可为第四系松散地基，第四系松散堆积物多为砂质壤土，其地基允许承载力（R）=150～200 kpa；临时开挖边坡比10.5～0.75。主要工程地质问题是管道冻胀问题，工程区最大冻土深1.80 m，建议管道埋深大于1.80 m，沿管线末见有崩塌、滑坡、泥石流等影响工程的不良地质现象存在，工程地质条件良好。
5 供水工程
5.1 管网工程
根据项目区地形及温棚布置状况，输水管线在温棚间道路以直线布置。管网布设形式为树枝状，根据温棚用水量及实际地形进行管网的水力计算和管径选择，水力计算按最高日用水量计算。
5.1.1 管径计算 管径计算选择根据管道沿线自然地形条件，以满足输水主管上游段的消能及下游各分支管线的供水水头要求为前提进行确定，流速在0.3～1.5 m/s之间，计算公式如下：
D=18.8（Q/V）0.5
式中：D—管径（mm）
Q—管道流量（m3/h）
V—经济流速（m/s）
主管设计流量根据日最高用水量确定为50 m3/h，支管流量按各管段最高日用水量确定，然后根据流量进行管网的水力计算和管径选择。
5.1.2 供水管网水力计算 根据各管段配水流量、管径、长度计算沿程水头损失，计算公式为：
Hf=f×Q1.77/D4.77×L
式中：f—沿程水头损失系数，取0.000 915
Q—管段流量（m3/s）
D—管道内径（m）
L—管道长度（m）
局部水头损失按沿程水头损失的10 %计算，各管段水力计算详见管网水力计算表和水力计算图。根据水力计算结果，管材选用压力等级为0.6 MPa，管径为φ 225～φ140 UPVC管，铺设上水主管1条长1 200 m，采用φ225 UPVC管（0.6 MPa）；铺设供水管线1条长2 800 m，为φ180UPVC管（0.6 MPa）；铺设供水支管7条长9 900 m，采用φ160、φ140 UPVC管（0.6 MPa），入棚管线14 km，采用φ32 UPVC管（0.6 MPa）。 5.1.3 管线布置及管沟开挖 整个供水系统布局合理；根据地形条件尽可能靠近温棚，尽量缩短线路长度；尽量满足管道地埋要求，避免急转弯、较大的起伏、穿越不良地质地段；施工、运行和维护方便；根据现场勘测，结合供水点分布情况，输水管网设计为梳状。项目区最大冻土层深度1.80 m，管道开挖深度确定为2 m，土壤为砂壤土，为满足边坡稳定要求，开挖边坡确定为10.3，开挖断面（见图1）。
5.2 检查（分水）井设计
为方便沿线管路的配水、分水管理及维修检查，在蓄水池供水主管道后10 m处设控制井1座，在主、支管道分水处设置（检查）分水井7座。控制、检查（分水）井结构相同，同为圆形，井口内径1.00 m，高2.20 m，井壁为M 10浆砌石砌筑，顶宽0.30 m，底宽0.50 m，井底用0.30 m厚C10浆砌石和0.10 m C20钢筋砼浇筑，距井底0.20 m处接UPVC管，井内设爬梯，顶盖用C20钢筋砼预制井盖，厚度0.10 m。
5.2.1 蓄水池设计 蓄水池的布设既要满足末端的自由水头，又要满足最高点高的供水位置要求，做到节能合理。
蓄水池结构形式选取矩形和圆形两种方案进行比选，经过结构计算和造价对比，相同容积的蓄水池，圆形结构所需建筑材料相对较少，但由于该工程修建调蓄水池数量较少，不同容积的蓄水池，池壁半径不同，在浇筑时需定制不同弧度的模板，同时施工难度较大：矩形结构蓄水池所需建筑材料较多，但施工难度小。
5.2.2 机井设计
5.2.2.1 机井结构设计 根据水源地地质资料分析及附近农用机井的调查，设计井深100 m；根据附近农用机井抽水实验，确定出水量为50 m3/h。静水位为80 m，动水位为90 m。
5.2.2.2 成井工艺技术要求 A.钻井施工要求：该井采用SPT-300型水文钻机施工，严格按机井技术规范（SL256-2000）进行。B.回旋钻机钻进：回旋钻进施工应连续作业，各岗位操作人员，在钻进施工进程中，严禁向孔内投放粘土，护壁泥浆比不得大于1.10，粘度不得大于22 s，含砂量不得大于4 %。认真做好各项记录。
5.3 成井质量要求
5.3.1 滤水管、井壁管必须由国家认定的厂家采购并出据质量合格证明。滤水管下井前，应在管外分段安装扶正器，下管要连续作业，一次完成。
5.3.2 根据终孔的地层条件，滤水管末端为松散地层时，末端应接3 m沉淀管，下部封闭，避免井底涌砂；滤水管末端为坚硬基岩时，可不封闭。
5.4 抽水试验
洗井结束后先进行抽水试验，涌水量与水位降升对比结果小于10 %时，方可转入正式抽水，大于10 %时应继续洗井至涌水量与水位降升比满足要求。
6 管理房设计
管理房为砖砼结构，基础采用M10浆砌石，梁、柱均采用C20现浇钢筋砼，墙体为M10水泥砂浆砌砖，顶部为C25钢筋砼现浇，建筑面积16 m2。
7 环境影响评价
本工程属新建工程，工程规模小，施工期短，施工时无永久性占地，对地表影响小，开挖断面不大，不会造成滑坡、塌陷等问题。因此该工程对周围环境不会产生不利影响。
8 工程估算总投资
工程估算总投资225.13万元，其中：建筑工程费104.93万元，管道及安装工程83.15万元，机电设备及安装费10.68万元，临时工程费4.28万元，其它费用11.37万元，基本预备费10.72万元。控制灌溉面积93.33 hm2，单位投资24 120元/hm2。本次规划低压管道灌溉工程估算指标确定为24 000元/hm2。
9 工程效益
天祝县打柴沟镇石板沟设施农业灌溉工程实施后，增加灌溉面积93.33 hm2，可产生直接经济效益631万元，其中增产效益630万元，节水效益1.3万元。
10 结语
通过对水利灌区设施农业灌溉工程创新，节约了灌区管理费用，增强了水利职工的主人翁责任感，对工程的管理水平经验和规划有了进一步的提升，使水利工程为灌区农业发展服务的能力不断增强。为石羊河流域重点治理目标实现提供了水利基础保障。
（责任编辑 钟 琴）
