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灌区节水改建项目申请建设可研报告(优秀建设投资可行性研究报告书)

第一章综合说明

余姚市四明湖水库灌区位于浙江东北部,杭州湾南岸,宁(波)绍(兴)平原腹地,灌区中心东距宁波约60公里。灌区东西宽23.4公里,南北长25公里,包括余姚市平原12个镇、上游环湖梁弄镇,以及西邻的上虞市永和、谢桥2个镇,北邻的慈溪市横河镇。区域面积共计568km2,区内人口60.5万人,灌区原设计面积为33.5万亩,1990年以来实际灌溉面积已扩大到43.4万亩。

灌区内主要水利工程设施建于六、七十年代,经30~40年的运行,老化失修严重,渠道、河网淤积,水闸破损,大部分工程需要更新改造,配套完善。

(一)总体规划主要内容

1999年由本院已编制《四明湖灌区节水改造续建配套项目规划报告》(成果呈报水利部),规划的主要内容为:

1、防渗衬砌、疏浚整治干渠43.3km,配套渠系建筑物除险加固146处。

2、疏浚整治骨干河道184.3km。

3、改造排涝泵站41座,抗旱翻水泵站56座,高扬程机埠19座,新建泵站13座。

4、维修中型节制闸4座,边界节制闸22座。

5、整治恢复蓄水工程一处(牟山湖)。

6、建设田间节水示范工程2.2万亩。

7、新建灌区调度中心,包括水文水情遥测系统。

(二)1999年度项目完成情况

四明湖灌区于1999年度列入国家改造计划,当年下达补助资金600万元。到2000年底完成干渠防渗衬砌9379米,加固湖泊堤防1900米,清除渠道、河道、湖泊淤泥59万立米,改造抗旱、排涝泵站40座,改造中型水闸5座,改造管理设施3处,新建灌区水情遥测系统和雨情测报系统,完成总投资1732.8万元,其中宁波、余姚市财政配套548.5万元,项目实施单位自筹584.3万元。完成计划的115%。已发挥了很好的节水增收效益。

(三)2002年度项目主要内容

本年度工程项目包括:

干渠衬砌及整治9000米,干渠堤顶路面硬化3000米,骨干河道整治45000米,重点泵站改造25座,喷滴灌示范工程1000亩,水闸维修5座,新建水质检测站1处、灌区水量设施等,工程预算总投资1680万元。要求中央补助700万元,地方配套980万元。

(四)经济评价

本期工程项目国民经济评估指标:

经济内部收益率:21.8% >12%

效益费用比: 1.58 >1.0

经济净现值:1316.3 >0

第二章水文

第一节自然地理概况

四明湖灌区位于浙江东北部,宁绍平原腹地,包括余姚市平原12个镇和上游环湖梁弄镇,以及西邻的上虞市永和、谢桥2个镇和北邻的慈溪市横河镇。灌区枢纽工程为姚江流域重要的骨干水利工程,也是余姚市国民经济持续发展的重要基础设施。其主要依靠四明湖水库之水经总干渠泄入河网补充灌溉水源,它为余姚市农业灌溉、防洪、排涝发挥了巨大作用,为居民生活及工业生产等提供了大量的优质水源,产生了显著的社会效益和经济效益。

第二节流域及水源概况

四明湖灌区属甬江流域的涨源姚江流域区。姚江又称余姚江、舜江,发源于四明山夏家岭村东的眠岗西坡,至宁波三江口汇入甬江,全长107公里,余姚境内长75公里,源头到四明湖水库坝址以上干流长21公里,流径余姚、上虞、鄞县、慈溪、镇海、宁波等县市,流域总面积2440平方公里。

四明湖水库是姚江水系的一项大型水利工程。工程自1958年10月动工,1959年堵口,1960年开始发挥效益。坝址位于姚江中游的横岙乡,距余姚市区24km,集雨面积103.1km2,总库容1.23亿m3,水库灌区有总干渠1条长10.5km,干渠2条:城南干渠长15.4km,马诸干渠长

16.2km,库水除沿渠部分农田自流灌溉外,大都入平原河网,提水灌溉。

第三节水文气象

灌区属亚热带湿润气候区,四季分明,温暖湿润,光照充足,雨量充沛。但地处中纬地带,受大气南北环流交替影响,灾害性天气较多。

区内多年平均年降水量1250~1400mm,由南向北递减。年际丰枯雨量比高达2倍,年内主要集中在4~6月梅汛期和7~9月台汛期。特别是台汛期往往发生峰高、量大、面广的台风暴雨。梅雨与台汛之间有一个伏旱期,这时高温酷暑,蒸发量大,水稻、棉花,特别是中晚稻需要大量水量,居民生活和工业用水量也有较大增加,因此供需矛盾突出。

灌区多年平均径流深为750~450m,径流系数为0.54~0.36,均为自南而北递减,多年平均陆地蒸发量为950mm。

灌区阳光资源充足,光合有效辐射年总量54.4~56.1kal/cm2,多年平均日照射数2061h,年日照率47%。年平均日气温16.2℃,年10℃活动积温5130℃。常年最冷月一般为1~2月,1月平均日气温4.1℃,极端最高气温39.5℃,最低气温-9.8℃。无霜期227天,初霜期一般出现在11月中、下旬,终霜期出现在3月中、下旬。年平均相对湿度80%。

第三章地质

流域地质单元属华南加里东褶皱系东北域,浙闽粤沿海燕山期火山活动带的东北端。流域丘陵区出露的地层大多为上侏罗统陆相火山岩系,平原地区为第四系松散堆积物所覆盖,第四系中下部为陆相沉积层,上部为海、陆相交互沉积层。

第四章工程任务及规模

第一节社会经济现状

余姚市是浙江省经济较为发达的县级市,2001年全市总人口83.5万人,实现国内生产总值163.62亿元,比上年增长10.4%,其中第一产业27.7亿元,第二产业513亿元,财政总收入13.8亿元,比上年增长48.6%。国民经济保持平衡适度增长,社会各项事业发展迅速,人民生活水平不断提高。

四明湖灌区总人口60.5万人,2001年农民人均纯收入为6306元。主要以水稻、棉花、油菜、榨菜等作物种殖以及淡水养殖(精养鱼塘)为主,灌区的兴建解决余姚75%以上耕地的需水问题,是余姚农业发展的基础设施。灌区内又包含着余姚市政治、经济、文化中心,集体企业及个私企业十分发达。

第二节灌区水资源、土地利用及工程状况

(一)水资源

灌区水源为四明湖水库,是宁波市最早建成的大型水库,总库容1.23亿m3,兴建库容0.79亿m3。平均每年向灌区供水0.6亿m3。

姚江自西南至横贯灌区中部,水库以下主要支流有:

由南而北为:贺墅江、十八里河、石婆桥江、中山河(梁辉大溪)、东山河、西大河等6条。

由北向南为:牟山江、高桥江、青山江、蒋嘉隆江、长冷江、西江、中江、东江等8条。

灌区有河道900公里,水面2万余亩,河网容积0.24亿m3,年总蓄水量约0.8亿m3(以复蓄指数3.5计),是灌区的重要水源。

灌区土地利用率接近100%,复种指数230。

(二)现有工程设施

灌区现有总干渠10.5公里,干渠32.8公里,斗渠、农渠2170公里,中型节制闸四座,中小型及进排控制水闸、涵洞、倒虹吸组成的枢纽网络。排涝水泵机组122台套,装机7100kw,排涝能力197.3m3/s。抗旱水泵机组56套,翻水能力27.3m3/s,装机2508kw,主要工程介绍如下。

1、灌区干渠

灌溉总渠全长10.5公里,设计底宽13.5米,水深2.5米。沿途经邱家湾村、上虞市永和镇,入肖东镇沈湾村至凤凰山,分有城南干渠、马渚干渠、中河干渠,共有水工建筑物56处。

城南干渠自凤凰山渡槽进口至梁辉镇童湖村,全长15.4公里。干渠有排涝闸9座、节制闸5座、灌排闸2座、倒虹吸1座、渡槽17处、陡门38处、放水涵洞87处。

马渚干渠自永思桥渡槽至马渚镇西山下,长16.2公里。干渠有过河渡槽11座,节制闸12座。为引四明湖水到牟山湖,于1973年开通马渚干渠末端五藏岙渠道830米,建桥、渡槽、节制闸各一座。

中河干渠建于肖东镇沈湾村凤凰山麓的姚江。1973年竣工,长66.7米。中间7孔共长48.5米,两端长18.2米,槽断面2.6×2米。槽面行

人桥宽2米,渡槽北端开掘渠道1156米,接通马渚镇中河,经西横河闸入西上河区。

2、姚江节制闸、边界水闸

皇山、竹山、郁浪浦、中舜江4座节制闸,统称为姚江节制闸。

中舜江节制闸位于余姚镇东江上,闸7孔,每孔3米,总净宽42米,设计流量245m3/s。

皇山节制闸位于余姚镇东玉皇山北麓的候青江东端,闸9孔,中孔宽5米,其它各孔宽3.3米,总净宽31.4米,设计流量180m3/s。

竹山节制闸位于梁辉镇竹山江上,距余姚城区2公里,共7孔,每孔宽3.3米,总净宽23.1米,设计流量138m3/s。

郁浪浦节制闸位于梁辉郁浪浦村,闸5孔,总净宽15米,过闸流量96m3/s。

灌区有边界水闸34座,共39孔。

3、排灌泵站

翻水泵站灌区有用于区内“南水北调”的翻水泵站22座,水泵机组56套,翻水能力27.3m3/s,装机2508kw。

排涝泵站灌区中部地势低洼,采用小丘围圩电排,建有口径50cm 以上排涝泵站70座,水泵机组122套,装机7100kw,排涝流量197.3m3/s。

灌溉机埠四明湖上游(环湖)及下游近山灌区有高扬程机埠19座,装机786kw。灌区内有灌溉机埠(小泵站)3800座,总装机34200kw,提水能力304m3/s。

4、姚江、牟山湖及灌区河网

姚江又名余姚江,横贯灌区南部,区域内长约20公里,蓄水量1166万m3。

牟山湖又名西湖,距四明湖西北13公里,位于灌区西南部,湖区集雨面积18.5平方公里,其中湖泊面积3.4平方公里,正常蓄水量450万m3。可通过五藏岙干渠直接引四明湖水入湖。同时建有翻水站,在梅汛季节翻水入湖,是灌区重要的水源调蓄工程。

(三)灌区经济与运行管理状况

灌区面积占全市耕地面积的75%,经济总量占全市80%以上,经济发达。管理机构列于表4-1。

表4-1 四明湖水库灌区管理机构

灌区节水改建项目申请建设可研报告(优秀建设投资可行性研究报告书)

1998年以前,由于灌区水价及收取率较低,而管理单位人员冗多,

且难以发展水利经济,所以普遍存在经济效益差,管理水平低的问题。近几年随着非农业供水总量上升,相应水费收入增加以及精简管理人员,经济效益逐步好转。

(四)灌区存在问题

1、干渠严重淤塞渗漏,输水不畅

干渠百分之七十为土质渠道,普遍渗漏,杂草丛生,淤塞严重,输水能力衰减,如总干渠设计能力20m3/s,1999年以前实际输水能力13m3/s,抗旱季节由于未能迅速输水,难以有效维持灌区河网正常水位,引起人为的紧张,造成灌区内不应有的“翻水蓄水”,浪费大量电费。

2、河道淤积,蓄水行洪能力衰减

由于多年淤泥沉积,灌区河网河床普遍抬高0.8~1.2米,再加上水草疯长,密布水面,不但使河网蓄水能力削弱,未能充分利用雨水资源,造成灌区水资源紧张,而且丧失了行洪能力,酿成不应有的内涝。

3、泵站设备老化,排灌能力降低

机电排灌设备普遍运行30~40年,已进入正常退役期,提水能力衰减,运行成本提高,加重了农业生产成本,急需更新改造。

4、水闸等渠系配套建筑物破损老化,险象环生

闸门破损、桥梁断裂、机电设备老化,无法正常启闭,水利工程效益未能发挥,还对安全生产构成威胁。

第三节灌区规划

(一)国民经济发展预测

根据《中共余姚市关于制定余姚国民经济和社会发展“九五”计划及2010年远景目标建议》,2010年国内生产总值分别为700亿元,结合历年来国内生产总值与工业产值资料分析,2010年全市工业总产值为2000亿元,其中灌区内到2010年工业产值将增加1650亿元。

(二)水资源供需平衡分析

灌区地处浙东沿海地区,气候温暖湿润,降水量大于蒸发量。根据余姚市应用大系统模型对1960~1989年30年供需水量进行平衡计算,结果为:西北片(基本上为四明湖灌区)为缺水区,实际供水保证率31%,区内多年平均缺水2165万m3,其中农业缺水1149万m3。1990~1992年经过南北排水利工程建设后,水源情况有较大改善,水资源供给能力基本得到保证。

通过灌区节水改造,可节约农业灌溉水量,水源工程四明湖可以相应增加对城乡居民及工业的供水量。

(三)灌溉制度

灌区耕地主要作物为:水稻29.8万亩(占69%),棉花9万亩(占20%),其余为果蔬菜等经济作物,故本节只论述水稻灌溉制度。

1、浅灌勤灌。1992年以前灌区内普遍采用“浅灌勤灌,后期干干湿湿”的灌溉方法,这种制度比传统的大水漫灌已慢一个很大的进步,但它除分蘖末期采用搁田控制无效分蘖和黄熟期干干湿湿外,其它时间仍然是长期淹灌,造成土壤闭塞,还原性物质增加,影响根系生长。而根系生长不良就减弱吸收水分、养分的能力,使水稻未能达到应有的高

产。

2、薄露灌溉。灌区从1993年开始推广水稻薄露灌溉技术,薄,就是每次灌水尽量薄,2cm左右,土壤饱和即可。露,就是每次灌水以后都要露田,使田面有多次“呼吸,换气”的机会,采用这一技术可节省灌溉水量30%(及相应的灌溉电量)。薄露灌溉技术改变长期淹灌的老习惯,有效地改善水稻的生态条件,使土壤通气通氧,氧化电位提高,经常处于氧化状态,有利于水稻根系的生长。还可以提高产量3~7%。灌区农民已基本破除了“水稻水稻,靠水养牢”的陈旧观念,而树立了“水稻不用水中泡,薄露灌溉产量高”的新观念,计划进一步提高薄露灌溉实施标准。

3、无水层灌溉。灌区从1998年开始试验示范水稻无水层灌溉技术,在水源较多的灌区示范“湿种沟灌”,可节水50%左右,在水源很困难的灌区示范“地膜旱种”,完全利用降雨补水,依靠地膜保湿,只有到土壤含水率降到饱和水量的70%以下时,才通过沟灌“抗旱”,可节约灌溉水量70%以上,并且还能增产4~10%。到2001年示范面积达到5000多亩,计划逐步扩大示范推广面积。

(四)灌区发展规模

灌区规模在外延没有发展的可能,但灌区内现有灌溉面积约为85%,通过续建配套使有效灌溉面积达到100%。

第四节节水工程

(一)节水的必要性

1、节水灌溉是解决缺水的重要措施

余姚市人均水资源1300余m3,仅全国人均值的57%,特别是北部平原人口密度每平方公里1000人以上,人均水资源占有量仅430m3,水资源紧缺是制约余姚经济发展的主要因素。建造水库,目前每立米库容的造价5~7元,同时理想的可供选择的水源工程已很少,而且开源的代价将越来越高昂。

四明湖灌区原属于跨地区的“余(姚)、上(虞市)、慈(溪市)灌区“,历来由西邻上虞市补充水量,由于行政区域的变化,80年代以后基本断流,由于缺水,边界水利纠纷时常出现,成为浙江省缺水的一个“敏感”地区。所以灌区进行节水改造是缓解缺水的根本大计。

农业用水量占灌区内总用水量的70%,而灌溉水利用率仅40%,存在巨大的节水潜力,水的有效利用率提高,就可以大大节约水资源,所以节水是解决余姚缺水的重要措施。

2、节水灌溉是高效农业新技术

节水灌溉可以节省农业成本,提高作物产量和质量,改善农村水环境,是一项典型的高效农业新技术。

(1)、节省灌溉成本。灌区面积百分之九十靠电力抽水,节水就能节能,例如平原稻区目前用电量一般为每亩25~35kwh,高的达50~60kwh,灌溉费(包括电费、工资、修理费)每亩25~35元,有的高达50~60元,实行节水灌溉每亩平均可减少到15kwh左右,可降低灌溉成本10~20元/亩。

(2)、提高单产。部分平原稻区地势低洼,地下水位接近地面,渍害是造成中、低产田的主要原因之一。节水灌溉是根据作物需水量供水,解决“灌水太多”的问题,不是消极的节水,而是协调土壤中水、气、肥、热各因素,促进作物优质高产,节水灌溉是新的增产增效技术。

(3)、改善水环境。目前化肥的有效利用率只有30%左右,其中有很大部分随水流手段,成为农村河道的主要污染源,水体富营养化,引起河面水草疯长,水质恶化,是当前农村最突出的环境问题之一。节水灌溉使水量、化肥、农药流失大大减少,提高利用率,就可以减少施用总量,能够从根本上改善农村水环境。

(二)节水技术选择

1、渠道防渗

渠道防渗是我国目前应用最为普遍的节水灌溉措施,在渠道表面衬砌混凝土防渗层,可减少渗漏损失60%~70%,从而使渠系水利用系数有较大提高。

渠道防渗还可以稳定渠道边坡,提高抗冲刷能力。同时还可以减少渠道输水阻力,加大流速,增加输水能力;在保持相同输水能力前提下,防渗可减小渠道断面,降低开挖工程量,减少渠道占地。采取防渗后,可减少渗漏对地下水的补给,有利于降低地下水位,减轻渍害发生,对机电提水灌区,还可以通过节水节约大量能源。

2、低压管道输水灌溉技术

低压管道输水灌溉简称“管灌”,余姚市从1984年就开始研究和推广管道节水灌溉技术,与传统地面灌溉相比,低压管道输水灌溉具有以

下优点:

(1)、节水、节能

渠系水利用系数可达95%~97%,比土渠提高30%~40%,比衬砌渠道提高5%~15%,在提水灌区,节水即节能。

(2)、少占用耕地

管道埋入地下可节约沟渠占地,改为管道输水后,仅占地0.5~1.0%,少占用土地2%~4%。

(3)、省时、省工

管道输水速度快,不溢水,渗漏小,输水快,比土渠输水少用人工1/3以上。

3、喷灌技术

喷灌可按作物不同生育期需水要求适时适量供水,具有明显的增产节水作用。还有省工、少占地,对地形适应性强,改善田间小气候等优点。喷灌粮食一般可增产10%~20%,经济作物增产20%~30%,蔬菜增产1~2倍。余姚早于70年代就建成“千亩茶园固定喷灌”,对喷灌工程的设计、施工、管理有较好的基础。

4、微灌技术

微灌以少量的水湿润作物根部,是一种局部灌溉。微灌是当今世界上最先进的灌水技术之一,具有节水(较喷灌节水15%~30%)、增产,适应性强等优点。特别是节省劳动力这一点,对经济发达地区来说(工资30元/工),具有很好的节本效益。

5、非工程节水技术