定稿果園節水灌溉工程可行性研究報告.doc
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2024-10-18
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1、天水市農業科技示范園區劉坪果園節水灌溉工程*市農業科技示范園區劉坪果園節水灌溉工程可行性研究報告審 定: 審 查: 報告編寫: 規劃設計 工程地質: 投資估算: *市水利水電勘測設計院二OO七年十一月目 錄1概況42水文53水文地質與工程地質53.1水源選擇53.2區域地質構造及地震53.3地層巖性63.4水文地質條件63.5上水管道地質63.6蓄水池地質73.7灌區地質74設計依據75工程建設的主要內容86工程任務和規模87工程設計97.1設計標準97.2灌溉水利計算97.3機泵選擇117.4水源井、泵房設計127.5上水管設計127.6蓄水池設計137.7輸水管網水力計算137.8電氣設計2、158工程運行管理159施工組織設計169.1施工條件169.2施工方法179.3施工進度計劃189.4施工管理1810 環境評價1811投資估算1911.1編制原則和依據1911.2基礎單價2011.3估算指標2011.4附表2112 經濟效益評價2112.1水價測算2112.2增產效益計算2412.3經濟效益分析2412.4綜合評價251概況*市農業科技示范園區劉坪果園節水灌溉工程位于麥積區中灘鎮渠劉村西1Km,系*市農業科技示范園區延展工程,為優質果園示范基地。項目屬西北黃土高原、大陸性和副熱帶團交替地帶,四季分明,具有冬干夏濕的大陸性氣候特征,為隴中南部溫帶半濕潤區,光能資源豐富,熱量3、充足,多年平均氣溫10.9,多年平均降水量為517.9mm,日照總數為2098.7h/a,日太陽輻射總量在23952703MJ/m2,作物生長季0的活動積溫為33454389,10的活動積溫在31313833,無霜期155192天,日最大風速21m/s,年最大凍土深度為0.37m,全年春、夏、秋以東南風為多,立冬后風向則多為西北風,平均蒸發量為1420.2mm,平均相對濕度0.69,年均地溫13.6,年均干旱指數1.79,年極端高溫38.3,極端低溫-18.2。項目區地處渭河左岸山塬區,以梯田地為主,土地平整,土壤肥沃,日照充足,自然資源較好,根據氣象資料此處適宜種植蘋果、桃、梨、杏、核桃果樹4、等經濟作物。水利灌溉設施是支撐項目示范區建設的根本性因素。因此,修建節水灌溉工程以解決*市農業科技示范園區延展工程劉坪果園的用水是十分必要的。2水文項目區位于渭河北岸,水文資料依據原南河川水文站多年實測資料表明,渭河多年平均徑流量8.66億m3,67年最大徑流量31.19億m3,72年最小徑流量6.62億m3,平均徑流深167.82mm,年輸沙量14100萬T。3水文地質與工程地質3.1水源選擇水源井選在渭河三陽川盆地上峽口段的渭河左岸,該處為一沖積作用形成的二級階地,階地高出現代河床面10m左右,階面平均寬約120m,長約300m,地形呈條帶狀,麥甘公路穿越而過,南邊為渭河,北邊緊靠山根,因5、受地形條件限制,井位選在靠近渭河邊40m左右的二級階地前緣(麥甘公路北邊),根據當地的地質及水文地質條件,建議以機井形式為宜,預測單井出水量50m3/h左右。當單井出水量不能滿足設計需求時,可考慮在公路南河漫灘內再打大口井一眼,估計大口井的出水量略大于機井5560m3/h(井位位置見地形圖)。3.2區域地質構造及地震工程區位于西北黃土高原與西秦嶺山地交互地帶,大地構造屬秦嶺山脈的地質西北邊緣部,區內由一系列斷裂組成,形成*至西禮盆地,構造整體走向北至西,新構造運動強烈,不均勻升降運動和新構造活動較明顯。經查中國地震動參數區劃圖區內地震動峰值加速度分區g值為0.3g,相應地震基本烈度為度。3.36、地層巖性工程區出露的地層為第四系河床沖洪積物,第三系紫紅色泥巖層,第四系黃土層,現分述如下:1、圓礫(Q41):為水源井的主要含水層,磨園度居中,形狀大部呈亞園或次棱角狀,礫間充填中粗砂,局部為泥質膠結,分選性較差。2、老第三系(N3):主要分布于基底及上水管道的下部,巖性以淺紅色,紫紅色泥巖為主,局部地段出露于地表。3、第四系黃土層(Q42):遍布于整個工程區,土黃色,厚度大于20m,局部地段為12m,為濕陷性黃土,透水性較好、可塑。3.4水文地質條件水源區地下水屬第四系孔隙水,其水文地質條件受地層巖性和構造的控制,粗顆粒地層即砂卵礫石層系富水性較強的地層,地下徑流較發育,地下水位埋深8107、m。水文交替強烈,地下水由西向東徑流,主要受渭河河水及大氣降水補給。3.5上水管道地質由水源井至山根段,上水管道鋪設在渭河二級階地上,巖性為砂質粘土層,厚度為5m左右,由山根至蓄水池段,管道設在第四系黃土層中,厚120m不等,垂直節理發育,具中孔,承載力為810T/m2,內磨擦角為16度。3.6蓄水池地質蓄水池處在第四系黃土層之上,厚度大于20m,表層為馬蘭黃土,垂直節理發育,巖性為灰黃色粉土質亞粘土,粉質顆粒占7577%,質輕疏松,多具蟲孔,透水性強,承載力1012T/m2,內磨擦角16度。3.7灌區地質灌區地貌上為一小型黃土塬區,全部為第四紀黃土層覆蓋,厚度大于20m,淡黃色,質輕,稍具粘8、性,質地疏松,目前大部分已成梯田地,減小了地表徑流的沖刷。1、本次踏勘中,未見大的不良物理地質現象,蓄水池處地形開闊,黃土層厚,地質條件較好,由于屬濕陷性黃土,在設計、施工中應做好防滲及對地基土做適當的灰土夯填處理。2、由于黃土具有“濕陷性”特點,所以該灌區適宜搞節水灌溉工程,以免引發不良地質災害的發生。3、施工用砂石料可在山下的渭河邊開采或在采砂廠購買。4、當單井出水量不能滿足設計需求時,可考慮在公路南河漫灘內打大口井一眼。4設計依據 根據項目區基本資料及果園灌溉的基本要求,采用管灌節水灌溉方式為宜。 依據灌溉與排水工程設計規范(GB5028899)、節水灌溉設計規范等規范規程進行系統設計,9、根據水工建筑物抗震設計規范(SL20397)、中國地震烈度區劃圖,麥積區地震設防烈度為度,本次設計按度設防。5工程建設的主要內容本工程為節水灌溉工程,工程建設的主要內容為:1、新打機井一眼并建設泵房,新打大口井一眼;2、埋設上水管道800m(兩井之間供水管50m);3、修建500 m3蓄水池一處;4、購置潛水泵及變壓器等電氣設備;5、埋設輸水干管三條1034m,支管9條7192m,配置軟管4500m。兩井共用一處泵站管理房,泵站管理房設在1#水源井(機井)上,2#水源井(大口井)與泵站管理房之間可埋設電纜來控制2#水源井機泵。1#、2#水源井共用一條上水管,詳見平面布置圖。1#水源井、泵房閥門10、井蓄水池田間工程上水管2#水源井6工程任務和規模工程任務:工程地處渭北塬峁區,土地肥沃,適宜種植果樹,但無水利灌溉設施,制約著示范基地的發展。本次工程主要任務是解決果園灌溉用水。工程規模:工程建設采用一級節水,總揚程237.4m,灌溉果樹面積2000畝。根據灌溉與排水工程設計規范(GB5028899),工程等級為V等小(二)型,建筑物為5級,干旱地區或水資源緊缺地區以旱作物為主的灌溉設計保證率5075%之規定,本工程設計保證率為75%;7工程設計7.1設計標準 在灌溉規劃中,灌溉設計標準的指標有兩種,一是灌溉設計保證率,二是抗旱天數。抗旱天數是指灌溉設施及其相應的水源條件能滿足作物生長要求的天11、數。本灌區采用抗旱天數法,灌溉抗旱標準為3050天。7.2灌溉水利計算1、基本資料 項目區灌溉面積2000畝,其中蘋果1000畝,桃、梨、杏500畝,核桃500畝,以蘋果種植面積大,用水量集中,其它果樹與蘋果灌溉不在同一時段,故以蘋果灌溉為典型,進行灌區水利計算。2、灌溉流量的確定(1)確定灌水定額根據管道輸水工程技術及甘肅省雨水集蓄利用工程技術標準(DB62/T495199),并結合當地灌溉試驗資料確定,旱作區果樹節水灌溉815m3/畝,示范區為山地區,因此取m=15m3/畝。(2)設計灌溉流量灌溉流量可根據下式確定:Qm管灌系統的灌溉設計流量(m3/h);m灌水定額(m3/畝);灌溉水利用12、系數,=0.95;T一次灌水延續時間,取20天;t日工作小時,取16小時;A設計灌溉面積,A=2000畝;則 3、經濟管徑的確定經濟管徑可按下式計算:D經濟管徑(m)Q通過管徑的多年平均流量(m3/s),Q=98.7m3/h; V徑經濟流速(m/s),V徑=2.5m3/s;上水管經濟管徑:結合本地已建成節水工程經驗,確定上水管D=150mm。7.3機泵選擇節水揚程的確定:泵站節水總揚程可用下式確定:H=H凈hjhf式中:H泵站總揚程(m);H凈蓄水池與水源地(水源井井位)之間的高差(m);hj局部水頭損失(m);hf沿程水頭損失(m);其中:Q設計流量(m3/h); Q=100m3/h; f管13、材摩阻系數,鋼管、鑄鐵管f=6.25105; L管長(m)(擴大5%),L=790m;D管道內徑(mm); D=150mm;m流量指數,舊鋼管,鑄鐵管m=1.9;b管徑指數,舊鋼管,鑄鐵管b=5.1;根據低壓管道輸水灌溉工程技術規范(井灌區部分),局部水頭損失可按各管件的損失計算,也可按沿程水頭損失的5%10%計。各級泵站揚程計算成果及機泵選擇如表7-1所示。凈揚程(m)管道長(m)hf(m)hj(m)井 深(m)總揚程(m)機泵型號電機功率(kw)臺數(臺)備注180.0475024.92.4930237.4250QJ50240/12552流量50揚程2407.4水源井、泵房設計水源井位于渭14、河三陽川盆地上峽口段的渭河左岸,該處為沖積作用形成的二級階地,階面平均寬約120m,長約300m,地形呈條帶狀,南邊為渭河,北邊緊靠山根,因受地形條件限制,井位選在距渭河邊40m左右的二級階地前緣(麥甘公路北邊),根據當地的地質及水文地質條件,建議以機井形式為宜,預測單井出水量50m3/s左右。根據灌溉用水量計算單井出水量不能滿足設計需求,因此在公路南河漫灘內增打大口井一眼。機井為1#水源井,大口井為2#水源井。機井井深30m,單井流量50m3/h左右,大口井井深10m,直徑2.0m,單井流量5560m3/h左右,詳見設計圖。 為便于機井機泵管理,需建造泵房1座,泵房采用鋼筋砼磚混結構,尺寸315、.014.053.70m,屋頂預留高0.60m,寬0.800.8見方的機泵安裝孔,詳情見泵房設計圖。7.5上水管設計根據水力計算、流量、經濟管徑計算及節水揚程的確定,本工程設計上水管道工作壓力為3.0MPa,連接方式采用法蘭連接,上水管管徑為D150鋼管。1#、2#井出水管均為D80鋼管,工作壓力為3.0MPa,在垂直拐角和水平拐角處設置砼鎮墩。7.6蓄水池設計根據灌溉取水之需要,建造1座蓄水池,所建蓄水池地質為濕陷性黃土層,因此用50cm三七灰土夯實基礎。蓄水池采用圓形鋼筋砼結構,直徑14.2m;池壁厚30cm;頂板厚20cm;池底厚30cm;容積為500m3。蓄水池前部套設管理房。詳見5016、0m3蓄水池設計圖。7.7輸水管網水力計算7.7.1管網布置形式該項目區規劃總面積2000畝,全部采用自壓管灌。采取半固定式管道系統布置,即干管和支管是固定的,末級管為可移動軟管。由高位蓄水池引出三條干管,分別為一干管、二干管、三干管;一干管控制四條支管,二干管控制三條支管,三干管控制二條支管,干管和支管沿坡地縱、橫向敷設。7.7.2管網水力計算根據規劃的輪灌組合,并結合規劃布置圖提供的每條支管控制灌面及設計灌水定額,采取4條支管為一輪灌組,每一輪灌組,每天灌100畝,20天灌完2000畝,由此來確定干、支管設計流量。1、管段設計流量計算根據低壓管道輸水灌溉工程技術規范(井灌部分)SL/T1517、395來確定管段設計流量。 Qm管灌系統的灌溉設計流量(m3/h);m灌水定額,取15m3/畝;田間水利用系數,=0.85;T一次灌水時間,取1天;t日工作小時,取14小時;A管道輪灌組灌溉面積,A=100畝;則 采取每4條支管為一輪灌組,因此,分攤到每條支管的流量Q支=1264=31.5m3/h。2、管徑確定由公式:D管道計算內徑(m)Q管段設計流量(m3/s); V管內經濟流速,取1.5m3/s;經以上公式計算,干、支管結果見表7-2。干、支管水力計算表表7-2名稱控制灌面(畝)流量(L/h)管徑(mm)管長(m)流速(m3/s)一干管9501351601541.5261401761.5118、7.51251761.5支1-12208.75907421.5支1-21908.75908041.5支1-32608.75909601.5支1-42808.75909961.5二干管570261403361.5支2-12008.759010081.5支2-22008.75908841.5支2-31708.75906481.5三干管48017.51251921.5支3-12008.75906581.5支3-22808.75904921.57.8電氣設計本工程泵站距10kv線路0.5km,1#水源井與2#水源井相距0.05km,變壓器至1#井0.05 km,因此設計架設10kv高壓線路0.5km,19、低壓地埋電纜線0.10km。電纜線型號采用YC135,線管采用D50PVC管,埋深不小于80cm。考慮到灌區管理用電與水泵共用一臺變壓器,需架設變壓器至蓄水池380V線路,在架設過程中可利用原劉坪電灌的一段380V線路,在此基礎上還需新架設500m、380V線路。根據水泵功率和生產生活用電需求,需150KVA變壓器一臺,控制開關XJ0155及水泵配套電氣設備。8工程運行管理1)該工程建成后,應設立專門的管理人員,明確專管職責,初擬管理人員3人。2)制訂運行操作規程和管理制度,操作人員應培訓后上崗。3)應根據灌溉制度制訂科學的用水計劃。4)運行前,應檢查機井裝置、管道系統和附屬設施是否齊全、完好20、。5)灌水時應先開啟出水口,后啟動水泵,改換出水口時,應先開后關,停灌時應先停泵,后關出水口。6)冬灌結束后,應及時放空管道。7)應根據管理制度,定期檢查工程及配套設施的狀況,并及時進行維護、或更換。9施工組織設計9.1施工條件9.1.1工程概況*市農業科技示范園區劉坪果園節水灌溉工程為*市科技示范區的延伸項目,以此做為市優質果園示范基地,工程規劃新打井2眼(機井1眼,大口井1眼),經上水管道至高位蓄水池,通過輸水管道至田間。9.1.2施工特點本工程干支管均為長線布置且分散,灌區施工占線長,施工營地分散,土建規模不大,所需天然建筑材料較小。9.1.3交通條件及施工場地(1)交通條件工程區天饞路21、麥甘公路與工程主管道相連,工程區對外交通便利,場地開闊,便于施工布置,管理按照因陋就簡,經濟實用,方便管理的原則在水源旁修建或搭設臨時房屋和生產用工棚,以滿足本工程生產生活需要。(2)施工場地本工程主體工程建筑呈線型布置,故施工場地可沿管線分段布置,施工場地主要布置砼及砂漿的拌和系統和部分材料的堆放。9.2施工方法本工程單項工程規模較小(主要為管道工程),施工工藝簡單,施工方式以人工為主,機械為輔。施工順序為土方開挖管道安裝鎮支墩澆筑土方回填。管溝:工程需埋設的管道溝槽采用人工開挖,人工回填。溝槽覆土應在管道階段隱蔽工程驗收合格后進行,覆土應及時,防止管道曝灑時間過長造成老化,覆土時不得回填22、淤泥、磚頭及含有其它硬雜物泥土。回填應先從管底與基礎結合部分開始,并沿管道兩側同時對稱進行,分層回填至管頂20cm以上,管道20cm范圍必須用人工回填,同時回填土質量應達到設計要求。管道安裝:以人工施工為主,較重的管道采用三角架及手動葫蘆配合人工撬臺就位安裝。鋪設管道前對管材及連接件進行檢查,不符合標準的一律不允許使用。安裝管材時,由地面人員傳遞給槽底施工人員,嚴禁將管材翻滾入溝,管道安裝完畢,末端應用堵頭堵住,以免雜物進入管道內。9.3施工進度計劃根據本工程規模、施工條件等實際情況,工程建設期1年,包括施工準備期,主體工程施工期和工程完建期,施工凈工期6個月。9.4施工管理干支管均為長線布置23、,工地分散,施工營地、施工場地、棄渣場地等臨建工程應本著盡量少占耕地,避開洪水溝道,按照有利于生產、有利于生活的原則,根據各管段具體條件進行布置,施工營地設在主要建筑物鄰近位置,施工場地根據建筑物施工特點,在施工點鄰近設置,棄渣場地采用就近棄置的方式。經規劃布置本工程需修建生活生活區,建筑面積100m2,倉庫及工棚100m2。主要臨建工程量序號項目單位數量備注一臨時房屋建筑1生產生活用房m21002倉庫及工棚m2100二施工道路km2新修、拓寬修整10 環境評價該工程是一項節水灌溉工程,工程建設征占地少,沒有大的開挖工程和毀林毀田等因素。其目的是:以節水為中心,提高水資源的利用率,改善灌溉條件24、,提高保灌程度,發展高效節水農業,改善生態環境,以保持農業可持續發展,為*市果園起示范作用。本工程的實施,對改善灌區生態環境將起到積極作用,具體表現在:(1)工程沿線地質條件較單一,對工程安全產生不利的影響因素較小,沿渠線未發現滑坡,坍塌等地質隱患對工程的影響。(2)促進該地生態系統良性循環,該工程的建設,將改變現狀脆弱的自然農業條件,促進該地區工農業的大力發展及良性循環的生態系統。該項目實施后,將對改善本灌區環境和下游地區生態環境起到積極的作用,而不會對生態環境產生不利影響。11投資估算11.1編制原則和依據編制辦法:依據甘肅省水利廳、甘水規發199215號文頒布關于水利水電工程編制辦法的通25、知編制本工程投資估算。定額依據:采用甘肅省水利廳甘水規發1996第41號頒發的甘肅省水利水電建筑概算定額擴大10%計算。費用標準:依據甘肅省水利廳、甘水規發199215號文頒發的甘肅省水利水電工程設計概(估)算費用構成及計算標準及甘水規發199519號文關于頒發我省水利水電工程費用標準補充規定的通知、甘水規發199811號文關于頒發我省水利水電工程費用標準中有關條款修改調整意見的通知進行編制。11.2基礎單價人工工資:工程地處我市麥積區境內,經計算各級工人定額工日工資:土方工程15.28元/工日;石方工程16.27元/工日;砼及安裝工程17.25元/工日。施工機械臺班費定額:執行一九九六年甘肅26、省水利廳頒發的甘水規發1996第41號文甘肅省水利水電工程施工機械臺班費定額,其第一類費用小計乘以1.15的調整系數。間接費標準:工程為小型工程,取費均以人工費為基數,土方工程24%;石方工程30%;砼工程70%; 計劃利潤:按直接費與間接費之和的7%計算。稅金:按直接費、間接費、計劃利潤之和的3.22%計算。水泥、鋼材、木材等全部采用2007年第三季度市場調節價,運至工地預算價為:425#普通硅酸鹽水泥 310元/T板枋材 1300元/m3鋼筋 4150元/T砂石料單價:塊石50元/ m3;石子40元/m3;砂子35元/m3。11.3估算指標該項目估算總投資132.00萬元,其中:建筑工程327、7.17萬元,設備安裝工程67.53萬元,臨時工程6.24萬元,其他費用9.10萬元,予備費11.97萬元。工程量:開挖土方12068 m3, 夯填土方5190 m3 ,砼及鋼筋砼219m3 ,砌磚29m3,鋼筋制安10.8T。材料量:水泥71 T,鋼筋11 T,塊石 11 m3 ,石子182 m3 砂子119 m3。11.4附表表1 總估算表表2 建筑工程估算表表3 設備安裝工程估算表表4 臨時工程及其它費用估算表表5 砼及砂漿材料單價計算表表6 建筑工程單價匯總表表7 主要工程量匯總表表8 主要材料量匯總表表9 主要材料預算價格匯總表表10 施工機械臺班費匯總表12 經濟效益評價12.1水28、價測算1、工程投資估算該項目總投資132萬元,工期計劃一年,工程規模為日供水量1600m3,灌溉面積2000畝。2、固定資產價值該項目估算總投資132萬元,取固定資產形成率85%,則固定資產價值為112.2萬元。3、制水成本分析根據水利工程水費核定,計收和管理辦法之規定,供水成本分析如下:(1)電費式中:E1電費,元/畝次; 水的容重,kg/m3,=1000kg/m3;H凈灌區內各泵站加權平均揚程,m,H凈=180.04m;m灌水定額,m3/畝次;m=15m3/畝;1灌溉水利用系數,1=0.95;2水泵及電機效率,2=0.70;e電費單價,0.51元/kwh;經計算,E1=5.64元/畝次按每29、年灌水4次計算,灌溉面積2000畝,共需電費為420005.64=4.51萬元。(2)工資福利費E2=Nd4式中:d4職工年均工資福利 9600元/人 水廠人員編制 3人 E2=39600=2.88(萬元)(3)日常維護費及大修費E3=SP1式中:S固定資產值 112.20萬元 P1日常維護費和大修費率 2.5% 則 E4=112.202.5%=2.81(萬元)(4)基本折舊費E4=SP2式中:S固定資產值 112.20萬元P2折舊提成率3% 則 E4=112.23%=3.37(萬元)(5)水資源費E5=365QC/Kd式中:Q設計日供水量 1600m3/dC生活用水資源費 0.016元/m330、 則 E5=36516000.016/1.5=0.62(萬元)(6)管理費E6,按上式5項和的10%計則 E6=(E1+E5)10% =2.75(萬元)(7)年經營成本 E7=(E1E2E5E6)=10.76萬元(8)年總成本 E8=(E1+ E2+ E3+ E4+ E5+ E6)=16.94(萬元)(8)單位制水成本的計算制水成本=年總成本年灌水總量 =19.9412=1.41元/m3銷售水價在成本水價的基礎上上浮6%,確定為1.5元/m3。12.2增產效益計算 B=A(yty)E式中:B年增產值,元; A灌溉果園面積2000畝; yt管灌后果園產量t/畝,早酥梨yt=1.0T/畝 y管灌前31、果園產量t/畝,y=0.6T/畝 E水果單價元/T,E=1350元/T 則B=2000(1.00.6)1350=1080000元 效益分攤系數按0.35計,則節水灌溉工程的分攤效益為 37.8萬元。12.3經濟效益分析 (1)靜態投資回收年限 按投資回收年限計算式中:T投資回收年限a; K總投資,萬元,K=132萬元; B凈增產值萬元,B=37.8萬元 C年費用,萬元,C=10.76萬元則T=4.88年(2)經濟凈現值社會折現率按10%,則經濟凈現值ENPV= B(P/A,10%, 15)- C(P/A,10%, 15)-K =(37.810.76)7.6061132=73.67萬元(3)經濟32、內部收益率經濟計算期按15年,滿足下式的i為經濟內部收益率:B(P/A,i, 15)=KC(P/A,i, 15)經試算,i=19%,大于社會折現率,滿足規范要求。12.4綜合評價一是經濟評價指標合理,具有經濟可行性。劉坪果園管灌工程具有省水、省工和提高果樹產量、果品質量的顯著效益,工程的靜態投資回收年限、經濟凈現值、經濟內部收益率等各項經濟評價指標,符合國家計委建設項目經濟評價方法與參數的要求,經濟效益顯著,具有投資價值。二是節水灌溉有較好群眾基礎,有廣泛的社會效益和環境效益,具有社會可行性。劉坪果園除有較好的自然條件外,農民的素質較高,接受新生事物的能力較強,在市場經濟引導下,果品優質化、高效化成為農民的迫切要求。綜上所述,劉坪果園管灌工程經濟評價指標合理,經濟效益顯著,具有廣泛的社會效益和環境效益。26