【正文】 形臂向前伸展的裸露巖石 (為 Ar)，形成了一道天然截潛水墻。 灌區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況 灌區(qū)內(nèi)共有自然村 11個(gè)，人口 5000多，可開(kāi)發(fā)的耕地面積約合 5000畝，其中東峰、兩大隊(duì)系華村水庫(kù)庫(kù)區(qū)移民村，全部耕地淹沒(méi)水下。所有 11個(gè)自然村的農(nóng)田全部為旱田，灌區(qū)內(nèi)一無(wú)地表水，二無(wú)可利用的地下水，人畜吃水也非常困難，糧食產(chǎn)量極低，社員口糧人均 100斤，多年平均小麥產(chǎn)量為 3斤 /人，干旱年節(jié)甚至絕產(chǎn)。關(guān)山大隊(duì)一個(gè) 763人的自然村，只有一眼在村西北山溝中晝夜集地下水僅 500升、深 5m的“井”，人均用水量每日 1升左右。所以要想提高人民的生活水平，水是第一位應(yīng)該解決的問(wèn)題。村莊搬遷至附近山腰，形成四個(gè)自然村。旱季一到， 區(qū)內(nèi)絕大多數(shù)村莊的山嶺薄地一片枯黃，花生、地瓜只能在房前屋后極小面積內(nèi)種植 ,也唯有聽(tīng)天由命?！叭骞灿杏靡慌杷?，洗臉殘水喂家禽”，人民群眾“惜水如油”，這便是灌區(qū)人民的用水狀況。 （二）從灌區(qū)土地情況看，灌區(qū)內(nèi)土層較厚，土質(zhì)肥沃，人均占有耕地 1 畝多，荒山坡地 畝，具有很大的發(fā)展?jié)摿?，雖然距華村水庫(kù)較近，但灌區(qū)內(nèi)農(nóng)田很難受用，長(zhǎng)期缺水嚴(yán)重 ，很大程度上制約了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。所以新泰市委、市政府，將關(guān)山揚(yáng)水站及灌區(qū)設(shè)計(jì)工程，立為農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，經(jīng)費(fèi)由縣財(cái)政撥給，勞動(dòng)力由當(dāng)?shù)厝罕娯?fù)責(zé)。 關(guān)山提水灌區(qū)工程規(guī)劃設(shè)計(jì) (方案 B) 7 4. 提水灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì) 灌區(qū)控制方式確定 規(guī) 劃原則、標(biāo)準(zhǔn) 灌區(qū)規(guī)劃原則 根據(jù)新泰市委、市政府意見(jiàn)，確定灌區(qū)的規(guī)劃指導(dǎo)思想是“以解決人畜用水為主，結(jié)合抗旱灌溉”。 (1)由指導(dǎo)思想“以解決人畜用水為主，結(jié)合抗旱灌溉”，渠道布置盡量高一些，并結(jié)合儲(chǔ)水池，以保證灌工區(qū)群眾能用上自來(lái)水，同時(shí)能保證干旱季節(jié)農(nóng)田灌溉用水全面規(guī)劃，合理安排，以提高經(jīng)濟(jì)效益。 (3)充分利用水土資源，盡量能保證使現(xiàn)有耕田及宜墾荒地得到灌溉。同是，盡可能使土地平整，減少用水量 ，即盡可能節(jié)約水資源。因此，在灌區(qū)布置時(shí)，要盡量做到減少交叉建筑物，使渠道工程盡量短，順直規(guī)整，易于施工，最小程度占用耕地面積，使工程量和工程費(fèi)用最小。 (6)堅(jiān)持投資少、效益大、工期短、見(jiàn)效快的原則。 (8)有條件時(shí)，盡可能發(fā)展一定數(shù)量的節(jié)水灌溉工程，以緩解水資源緊張現(xiàn)狀。 (10)注意與行政區(qū)劃相結(jié)合的原 則。 規(guī)劃內(nèi)容 關(guān)山灌區(qū)地勢(shì)西部高，北部、東部、南部低，規(guī)劃根據(jù)地形高差，在水庫(kù)附近建提水泵站，從水庫(kù)提水至出水池，再采用四個(gè)方案，沿 196 米、 198 米、 200 米、 206 米等高線向北，以石渠自流灌溉。 沿石 渠長(zhǎng)度方向垂直于地面等高線布設(shè)輸水斗渠 (管 )5條，分別為Ⅰ斗渠、Ⅱ斗渠、Ⅲ斗渠??Ⅴ斗渠，斗渠進(jìn)口設(shè)閘閥控制，并根據(jù)行政區(qū)劃，安裝水表計(jì)量水量。關(guān)山西側(cè)是流域面積 104km2的石萊河，西南面為華村水庫(kù)。 因此，本灌區(qū)選用單站集中方式。 從 1/4000 地形圖上，初擬控制高程為 196米、 198米、 200 米和 206米，繪制出灌區(qū)高程曲線，計(jì)算灌區(qū)面積，求得面積分別為 、 6366畝、 7155畝和 ；因關(guān) 山東麓高程 范圍內(nèi)，耕地面積占山坡總面積的 75%，高程 ，可開(kāi)發(fā)利用的耕地面積為 20%左右，所以耕地面積分別為 、 、 5336畝和 。萬(wàn)畝） ] A—— 相應(yīng)高程控制的耕地面積 （畝） η 水 —— 灌溉水利用系數(shù)，查《農(nóng)田水利學(xué)》，取η 水 = 3．綜合灌水定額 m 綜凈 =α 1m1+α 2m2+?? +α nmn (43) m 綜毛 =m 綜凈 /η 水 (44) η 水 —— 灌溉水利用系數(shù)，取η 水 = 4．各種費(fèi)用計(jì)算 （ 1）工程造價(jià) P 總 =P 泵站 +P 灌區(qū) (45) P 泵站 =（ 1000— 1300） N，取 1150元 /千瓦 P 灌區(qū) =50A （ 2）水費(fèi) P 水 =W C 水 (46) W—— 年提水量 W= m 綜毛 A C 水 —— 水費(fèi)單價(jià) 取 C 水 = / m3 （ 3）電費(fèi) P 電 =E C 電 (47) E—— 用電度數(shù) E=WH/K H—— 設(shè)計(jì)揚(yáng)程 H=H 凈 （ — ） 取 K—— 換算系數(shù) K= C 電 —— 電費(fèi)單價(jià) C 電 = /度 （ 4）年折舊費(fèi)（含大修費(fèi)） P 折 =5%P 總 (48) （ 5）管理費(fèi) P 管 =10N (49) N—— 水泵設(shè)計(jì)功率 5．年效益 P 益 =50A (410) 6．效益費(fèi)用比 R= P 益 /P 總 （ A/P， i ,n） +P 水 +P 電 +P 折 +P 管 (411) i—— 年利率 取 i =12% n—— 使用年限期 n=20— 25年，取 25年 7．列表計(jì)算比較 表 41 控 制 高 程 方 案 比 較 關(guān)山提水灌區(qū)工程規(guī)劃設(shè)計(jì) (方案 B) 10 方案（高程） 項(xiàng)目 196m（一） 198 m(二） 200 m（三） 206m（四） A毛面積（畝） 6366 7115 A凈面積（畝） 5336 Q=q 灌 A/η 水 （ m3/s） H 凈 =▽ — 146（ m） 50 52 54 60 H= H 凈 （ m） 69 N=ρ gQH/1000η 泵 （ kw） 202 229 265 298 m 綜凈 =α 1m1+α 2m2+? +α nmn（ m3/畝） m 綜毛 =m 綜凈 /η 水 （ m3/畝） P 泵站 =1150N（萬(wàn)元） P 灌區(qū) =50A（萬(wàn)元） P 總 =P 泵站 +P 灌區(qū) (萬(wàn)元） W= m 綜毛 A（萬(wàn)方） 221 223 P 水 =W C 水 （萬(wàn)元） E=WH/K（萬(wàn)度） P 電 =E C 電 （萬(wàn)元） P 折 =5%P 總 （萬(wàn)元） P 管 =10N（萬(wàn)元） P 益 =50A（萬(wàn)元） 設(shè)基準(zhǔn)年在 2021 年年初，收益年設(shè)在每年年末，基準(zhǔn)收益率（社會(huì)折現(xiàn)率） i=12%，據(jù)此可進(jìn)行投資、年運(yùn)行費(fèi)和效益的現(xiàn)值計(jì)算（折算到基準(zhǔn)年）。 △ R選擇最優(yōu)方案。故選（三）方案為最優(yōu)方案，控制高程為 200米，凈揚(yáng)程為 54米。 1．地形 站址地形要平坦、開(kāi)闊，以利于泵站建筑物的總體布置和施工，且工程量較小，并且要有利于將來(lái)的擴(kuò)建和改造。 2．地質(zhì) 站址應(yīng)避開(kāi)大的和活動(dòng)性的斷裂構(gòu)造及淤泥軟土和粉砂地層，宜選在巖土堅(jiān)實(shí)和抗?jié)B性能良好的地基上。 要求水源的水質(zhì)、水量、水溫能滿(mǎn)足用水要求。 5．電源 站址應(yīng)盡量靠近電源，以減少輸變電工程投資。 確 定站址 根據(jù)上述原則來(lái)選擇站址。 從表 44 中可看出，Ⅰ方案是最優(yōu)方案。 表 44 站址方案比較表 由關(guān)山灌區(qū)水文地質(zhì)情況可知，灌區(qū)內(nèi)地下水相對(duì)儲(chǔ)量較少，華村水庫(kù)是灌區(qū)的主要水源，所以要圍繞華村水庫(kù)選擇站址，它位于新泰市石萊鄉(xiāng)與泗水縣接壤處，水庫(kù)大壩位于泗水縣，行政區(qū)劃規(guī)泗水所有，即主體庫(kù)區(qū)為泗水管轄，其興利水位為 ，防洪最高水位為 ，死水位 ，多年平均水位 ，水庫(kù)只有尾水部位于新泰市石萊鄉(xiāng)境內(nèi)，其尾水部庫(kù)底高程一般為 至，其中在河道左岸有一似朝泗水開(kāi)口漸大的“ V”字型地形，“ V”字底部底面部分，地勢(shì)平坦。 “ V”形地形臂向前伸展 方案 項(xiàng)目 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 引渠長(zhǎng)度 短 長(zhǎng) 長(zhǎng) 管路長(zhǎng)度 較長(zhǎng) 較短 較短 開(kāi)挖量 小 大 大 關(guān)山提水灌區(qū)工程規(guī)劃設(shè)計(jì) (方案 B) 13 的裸露巖石 (為 Ar)，形成了一道天然截潛水墻，如果在主河道再建一截流壩，可在庫(kù)區(qū)中上游靠近泗水處的 7條支流匯集在“ V”字型的地形中，將使 140km2流域面積的泥沙的潛水截住，形成了一個(gè)龐大的地下水庫(kù)，富了水源，為該區(qū)建站提供了水源保證 。綜上所述，將站址選在地形底部，即Ⅰ方案。泵房是安置主機(jī)組及其輔助設(shè)備的廠房，其主要作用是為機(jī)電設(shè)備及其運(yùn)行人員提供良好的工作條件。根據(jù)泵房所采用的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式的不同，通?？煞譃榛?、干室型、濕室型、塊基型、船型及纜車(chē)型等六種，前四種為固定式泵房，后兩種為移動(dòng)式泵房。 關(guān)山揚(yáng)水站的水源華村水庫(kù)為一季節(jié)型水庫(kù)，汛期庫(kù)水位猛升，枯水季近于干枯，最高水位 與最低水位 15m，因其尾水部庫(kù)底一般為 ～ ，故其水 位差為 12m左右。 ② 泵站工作期間，水源或進(jìn)水池水位變幅小于水泵的有效吸上高度。 根據(jù)以上適用范圍，關(guān)山揚(yáng)水站的水位變幅大，不適于建立分基型泵房。這類(lèi)泵房通常將主機(jī)組安裝在干室內(nèi)，如果干室較深，往往不利于機(jī)組通風(fēng)、照明和防潮，同時(shí)由于干室承受較大的浮托力，常常導(dǎo)致工程造價(jià)的提高，所以這種站型也不適于關(guān)山揚(yáng)水站。 泵船型泵房為移動(dòng)式泵房，具有較 大的靈活性，沒(méi)有構(gòu)造復(fù)雜的水下建筑物結(jié)構(gòu)，所以施工期短，收效快，投資少。 還有一移動(dòng)式泵房型式為纜車(chē)型，它是靠裝在斜坡軌道上的絞車(chē)升降，不適于關(guān)山揚(yáng)水站這種陡峭的地形。 ② 機(jī)組安裝在浮船上，可隨水位升降而升降，避免了機(jī)組受滲水 淹沒(méi)的危險(xiǎn)，而且克服了深井式干室型泵房抗浮、抗傾的困難，此外還便于運(yùn)行、管理。 ④ 采用泵船式泵房，不只是降低了對(duì)建筑材料的要求，而且還可以縮短工期，省工省料，節(jié)省投資。 干支渠布置 灌 溉制度確定 在擬定作物灌溉制度時(shí)，以小麥、春玉米、夏玉米為代表作物，參考與本地區(qū)條件相似灌區(qū)的灌溉制度，在充分調(diào)查分析當(dāng)?shù)?群眾種植經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)擬定作物種植比例及灌溉制度，如表４－５： 表 45 作 物 種 植 比 例 及 其 灌 溉 制 度 表 作物 名稱(chēng) 種植 比例 （ %） 灌水 次序 生育 階段 灌水日期 灌水 天數(shù) 灌水定額 （方 /畝） 始 止 冬小麥 75 1 冬灌 16/11 30/11 15 60 2 返青 10/3 22/3 13 55 3 拔節(jié) 5/4 16/4 12 55 4 抽穗 10/5 21/5 12 55 春玉米 25 1 播前 20/4 25/4 6 60 關(guān)山提水灌區(qū)工程規(guī)劃設(shè)計(jì) (方案 B) 15 2 抽穗 19/7 23/7 5 48 3 灌漿 24/8 28/8 5 40 夏玉米 60 1 播前 24/5 31/5 8 45 2 抽穗 24/7 30/7 7 40 3 灌漿 30/8 5/9 7 40 其他夏作物 15 1 25/8 29/8 5 34 人畜 用水 萬(wàn)人 1 10/3 22/3 13 2 5/4 16/4 12 3 10/5 21/5 12 其中：人 畜 （ 1）小麥、春玉米、夏玉米為本灌區(qū)代表作物，種植比例 160%，各作物灌溉定額為：小麥 225 米 3／畝，夏玉米 125米 3/畝，人畜用水 3/人，其他夏作物 34米 3/畝。 灌 水率計(jì)算及灌水率圖繪制 1．灌水率計(jì)算： qi =α imi／ K Ti （４－１２） 式中 qi—— 各次灌水的灌水率 (m3/s 2．灌水率圖繪制 （ 1）以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以灌水率為縱坐標(biāo)，在單位面積上繪制初始灌水率圖 （ 2）考慮水泵選型的需要，修正灌水率圖 ①對(duì)初始灌水率圖進(jìn)行分析 1)數(shù)種作物同時(shí)用水，造成用水高峰，又不便用不管理和田間管理。 3)最大灌水率 qmax與最小灌水率 qmin相差較大（ qmin小于 qmax） 若初始灌水率圖出現(xiàn)以上三種情況時(shí)，需對(duì)灌水率圖進(jìn)行調(diào)整。max推得的流量加大后，能滿(mǎn)足最大灌水率的供水要求時(shí)，則 q 設(shè) =q39。max 推得的流量加大后，仍不能滿(mǎn)足最大灌水率的供水要求時(shí)，用最大灌水率qmax推得的流量反推正常流量 qmaxA=kQ 正 =kq 設(shè) A 確定： 本灌區(qū)的最大灌水率為 m3/（ s 萬(wàn)畝 ），推得最大流量