郭臺子村小型農田水利項目建設與農業(yè)水價綜合改革

曲 霞

（朝陽市閻王鼻子水庫工程建設管理局,遼寧 朝陽 122000）

1 項目區(qū)基本情況

郭臺子村位于白塔子鎮(zhèn)西南部,距鎮(zhèn)政府3 km,東臨下洼子村,南臨西大杖子村,西臨楊杖子村、北與白溝村相連,屬于溫帶半干旱向暖溫帶半濕潤過渡地帶,大陸季風氣候。項目區(qū)四季分明,雨熱同季,光照充足。年平均溫度為8.7℃,降水量為493.0 mm,蒸發(fā)量為1928.3 mm。多年平均風速為21 m/s,主導風向為西南風。年平均太陽輻射為140.4 kcal/cm2,多年平均無霜期147 天,年平均相對濕度53%,平均凍深1.40 m。

全村8 個村民組,470 戶,1610 口人,勞動力920 人,總土地面積5640 畝,耕地2110 畝,人均耕地1.3 畝,機電井10 眼,灌溉面積1300 畝,農民收入來源主要以大田種植和外出務工為主。

2 工程任務

白塔子鎮(zhèn)郭臺子村小型農田水利項目計劃新增節(jié)水灌溉面積150 畝,灌溉形式為管灌,并同時推行農業(yè)水價綜合改革。工程主要建設內容為新打大口井1眼,井深16 m,直徑為2 m。新鋪設Ф110-PVC管500 m,Ф63-PVC管700 m,安裝水栓21 套, 新建井房1 座,面積9 m2,配套水泵1 套,安裝IC卡計量設備1 套,項目總投資15.54 萬元。

3 工程設計

3.1 井房工程設計

工程首部工程配置逆止閥、閘閥、壓力表等設施,為保障這些設施安全可靠、良性運行,需修建井房1座,單座井房尺寸為3.0 m（長）×3.0 m（寬）×2.5 m（高）,面積9 m2。井房基礎采用砌石結構,基礎埋深1.5 m；房屋為磚混結構,墻體為24 cm墻；內外墻采用M10 砂漿抹面2 cm厚,外墻粉刷綠色外墻涂料；屋頂為現(xiàn)澆混凝土平屋頂,瀝青卷材防水；泵房設鐵門,門尺寸1.8 m×0.9 m。室外設C15 混凝土散水臺,高0.15 m,寬0.6 m。

井房內設置控制室,上蓋保溫板,便于防凍。地下室凈寬1.0 m,凈長1.5 m,凈深1.5 m。地下室底鋪碎石厚0.1 m,上鋪砼厚0.1 m。地下室基礎預留穿墻孔。

3.2 管網(wǎng)布置

項目區(qū)效益面積150 畝,本設計采用管路運行為單井獨立運行,由井通過輸水管道直接向田間配水灌溉。管道布設時應盡量靠近地邊或路邊,以利節(jié)約耕地,便于維修[1]。本項目區(qū)采用干支兩級固定管道,安裝出水栓21 套。

3.3 輸水管網(wǎng)設計與水泵選型

3.3.1 輸水管網(wǎng)設計

1）管道系統(tǒng)設計流量計算

式中：Q為管道設計流量,m3/h；m為灌水高峰期作物一次灌水定額,取27 m3/畝；A為設計灌溉面積,hm2,A取150畝；T為灌水高峰期作物的一次灌水延續(xù)時間,T=7 d；t為系統(tǒng)日工作小時數(shù),h/d, t=21h；η為灌溉水利用系數(shù),η=0.8。

大口井出水量為35 m3/h,滿足設計要求,初選水泵為35 m3/h。

2）支管流量計算

根據(jù)公式：

式中：Q為支管管道的設計流量,m3/h；n為該管道控制范圍內同時開啟的給水栓個數(shù),n=1；N為全系統(tǒng)同時開啟的給水栓個數(shù),N=3；Q0為灌溉系統(tǒng)設計流量,m3/h。

3.3.2 管材管徑選擇

管徑按經(jīng)濟流速法確定。干管采用各管設計流量,而各支管均按各自管道所控制的灌溉面積的比例,從上一級管道分攤的流量計算。計算公式如下：

式中：d為管道內徑,mm；Q為支管管道的設計流量,m3/h；V為經(jīng)濟流速,m/s。

查《農田節(jié)水灌溉技術手冊》,適宜的塑料管材流速為1.0 m3/s～1.5 m3/s,按經(jīng)驗值取V=1.3 m/s。

根據(jù)當?shù)厥褂靡?管道采用固定式,埋于凍土層以下；該項目區(qū)最大凍土層深為1.4 m,以此確定本項目管道開挖深度為1.5 m。所以要求管材具有耐腐、耐壓以及使用壽命長等特點。綜合以上因素,本設計管材采用硬聚氯乙烯管（U-PVC管）,公稱壓力1.0 MPa。給水栓根據(jù)實際需要,采用豎管為無縫鋼管,外涂防銹漆,管徑確定為φ65 mm。

3.3.3 水泵選型

1）管道水力計算

管道輸水水頭損失計算按下式：

式中：hf為沿程水頭損失,m；f為與摩阻有關的系數(shù),取94800 ；L為管線長度,主管路長500 m,不利點支管路長120 m；Q為相應管段流量,m3/h；d為相應管段內徑,mm；m為流量指數(shù),m=1.774；b為管徑指數(shù),b=4.774。

主管路流量為35 m3/h,管道直徑為110 mm; 支管路流量為11.67 m3/h,管道直徑為63 mm。

局部水頭損失按相應管道沿程水頭損失的10%計算,故管道總水頭損失H=（hf+hj）×1.1=9.79×1.1=10.77m。

2）管網(wǎng)設計總揚程計算

計算公式：

式中：Hp為設計總揚程,m；Zd為動水位埋深；計算采用Zd=15 m；H為管網(wǎng)總水頭損失,10.77 m；Z為管道首部中心線平面與灌地最高處之間高差,5.27 m；為出水口富余水頭,0.3 m。

經(jīng)計算,管網(wǎng)設計總揚程Hp1=31.34 m。

根據(jù)管網(wǎng)設計流量和相對應的管網(wǎng)設計總揚程選擇適宜的配套機泵。所選用的機泵必須滿足下列條件：采用的水泵額定流量應大于或等于管網(wǎng)的設計流量；額定揚程應大于或等于管網(wǎng)工程設計的總揚程。另外,在滿足設計流量和設計總揚程前提下,選擇電機功率較小的水泵型號。本次計算潛水泵設計揚程31.34 m,流量35 m3/h,水泵型號選150QJ35/4-36,配套電機型號YQS150,電機功率5.5 kW,配套電纜20 m,規(guī)格為3×16 mm2。

4 效益分析

白塔子鎮(zhèn)郭臺子村小型農田水利項目實施后,改善了150 畝耕地的灌溉條件,畝均產(chǎn)量將明顯提高。項目實施前,畝均產(chǎn)量600 kg,項目實施后,畝均產(chǎn)量增300 kg,按2 元/kg計算,150 畝大田產(chǎn)值為27 萬元,按畝均投入成本400 元計算,總投入為6 萬元,150 畝大田純收入21 萬元[2]。

項目的實施不僅能夠提高農產(chǎn)品質量,增加糧食產(chǎn)量,而且有利于減輕農民的勞動強度,降低生產(chǎn)成本,提高灌溉質量,擴大灌溉面積,增加農民收入,促進農村經(jīng)濟發(fā)展,提高農民生活水平,從而進一步提高農民種糧的積極性。通過該項目的實施將極大地改善當?shù)氐霓r業(yè)生產(chǎn)條件,幫助群眾擺脫“雨養(yǎng)農業(yè)”的束縛,是一項真正的富民利民工程[3]。

項目實施后,生態(tài)環(huán)境將進一步得到改善,可減輕地下水超采,有效地緩解水資源的承載能力,減少水資源的浪費,提高水的利用率,緩解水資源供需矛盾,有利于促進地下水采補平衡。

5 項目區(qū)推行農業(yè)水價綜合改革

5.1 明晰初始水權和用水限額

作為初始水權,按照現(xiàn)有的灌溉水源井和有效灌溉面積及設計定額和實際灌溉用水量,以鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)域為單位,以井為單元,以平水年為基礎,確定綜合灌溉用水定額為120 m3/畝,150 畝年用水限額為1.8 萬m3。將用水總量作為剛性約束,建立管理精細的水權管理制度。在合理確定農業(yè)用水定額基礎上,實行超定額累進加價辦法,實行三階梯水價（1∶1.5∶3）。用水量在120 m3/畝至180 m3/畝之間的,超出部分按原水價提升20%計費；用水量在180 m3/畝至360 m3/畝之間的,超出部分按原水價提升35%計費,360 m3/畝以上的,超出部分按原水價提升50%計費[4]。

5.2 建立健全農業(yè)水價形成機制

加強政府定價成本監(jiān)審,綜合考慮供水成本、水資源量及用戶承受能力等因素,進行供水成本核算,按照成本價格,科學制定水價,各鄉(xiāng)鎮(zhèn)參照市里的供水成本核算方式,核算當?shù)氐?具體到每一眼井的用水價格,采取政府補貼等綜合措施,保障供水價格達到運行維護完全成本水平,保障工程良性運行。水費由井管員負責收取,經(jīng)與受益村民協(xié)商同意,按用水量收費,制定收費辦法,確定每立方米水水費價格,價格含電費、人員工資及小型設備維修費。

5.3 建立精準補貼和節(jié)水獎勵機制

在完善農業(yè)水價形成機制的基礎上,對農業(yè)水價綜合改革完成情況較好的、改革任務較重的區(qū)域,給予精準補貼。補貼標準根據(jù)定額內用水成本與運行維護成本的差額以及年度實際灌溉結果確定。并對實施以量計費,節(jié)約用水的農業(yè)供水單位、用水戶以及村集體進行獎勵。節(jié)水量按照用戶定額內實際用水量與定額水權的差額確定。獎勵資金主要用于這些地區(qū)的小型農田水利工程維修養(yǎng)護及完善配電、首部等設備,以增加農民推行農業(yè)水價綜合改革的積極性。

小型農田水利項目建設同步實行農業(yè)水價綜合改革后,完善了水價管理體系和取用水監(jiān)管體系,大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉,推行計量灌溉,逐步實現(xiàn)水資源高效利用和供需平衡,用價格杠桿推動節(jié)約用水,增強群眾節(jié)水意識,實現(xiàn)差別水價,使農業(yè)水價逐步達到運行維護成本水平,部分達到完全成本水平,促進水利工程良性運行。