農村飲水安全項目工程設計 第一節(jié)指導思想工程設計總的指導思想是：遵重規(guī)范，充分利用水源，堅持工程措施與工程效益相結合，根據(jù)工程的實際情況以及工程現(xiàn)狀，合理選擇工程方案，提高水質，通過工程措施杜絕水源性疾病的發(fā)生，并客觀公正地為建設單位提供行之有效的投資依據(jù)。第二節(jié)需水預測根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術規(guī)范》（SL310－2004）的要求，按照解決農村飲水安全問題工程與當?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)總體規(guī)劃相協(xié)調的原則，因地制宜，以近期為主，近期、遠期相結合，設計年限為15年。依據(jù)XX鄉(xiāng)人民政府和XX村提供的關于本工程的基本資料及設計單位實地調查統(tǒng)計，設計用水戶現(xiàn)狀如下：（一）人畜現(xiàn)狀項目區(qū)現(xiàn)有飲水1281戶5773人，大牲畜（豬、牛）1869頭，，其具體的分布情況如下：1、街道常住居民3985人。2、村民（1）國土所至肖家灣930人。（2）XX村委會至黃臘巖543人。（3）XX橋至二百畝315人。村民合計為：1788人。3、學生（1）XX中學1189人，其中：寄宿制學生851人。（2）XX小學823人。學生合計2012人。4、大牲畜（豬、牛）共計1869頭，其中：豬1030頭，牛439頭。（二）鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)現(xiàn)狀據(jù)調查，項目區(qū)現(xiàn)有企業(yè)主要以餐廳服務業(yè)為主，共有餐廳4家，無其它企業(yè)。（三）公共建筑現(xiàn)狀XX村項目區(qū)內，現(xiàn)有公共建筑包括：中小學各一座，XX鄉(xiāng)政府、衛(wèi)生院、村委會、土管所、林業(yè)站、派出所、糧站、財政所、計生指導站、水利站、農技站等13家。（四）設計人口計算本工程的設計年限為15年，建設期一年，按人口自然增長率為12‰計算，第2022年年末項目區(qū)飲水人口數(shù)按下式計算：P=P0（1+i）n+P1其中：P——設計用水人口總數(shù)（人）PO——現(xiàn)狀人口總數(shù)（人）i——人口自然增長率i=12‰n——設計年限（n=15）P1—-設計年內人口的機械增長總數(shù)，以設計年內人口的4%確定。設計供水人口、牲畜計算匯總表序號名稱單位現(xiàn)有人口機械增長人口設計人口數(shù)量一設計飲水人口人57732317135(7986)1街道居民人398515949252村民宿制學生人851851XX中學師生人851851二14691469=1\*GB2⑴10301030=2\*GB2⑵頭439439（五）大牲畜發(fā)展情況據(jù)統(tǒng)計項目區(qū)現(xiàn)有豬、牛等牲畜數(shù)量為1469頭，根據(jù)項目區(qū)的自然狀況及XX鄉(xiāng)2015年遠景規(guī)劃，預測項目區(qū)未來15年的經濟發(fā)展主要是種植業(yè)，而庭院式畜牧養(yǎng)殖將處于穩(wěn)定態(tài)勢，故設計大牲畜數(shù)量仍以現(xiàn)有統(tǒng)計數(shù)量計算。（六）企業(yè)發(fā)展根據(jù)項目區(qū)的目前狀況，預測項目區(qū)未來15年內需建澡塘一座在進行供需水量計算時以機械增長人口進入計算，故不單獨列項進行預測。（七）根據(jù)對擬供水范圍內的村民的生活習慣與用水狀況的了解，結合XX鄉(xiāng)2015年遠景規(guī)劃目標及經濟發(fā)展狀況，并根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術規(guī)范》（SL310-2004）、《建筑給排水設計規(guī)范》（GBJ15）及水利部、衛(wèi)生部《農村用水安全衛(wèi)生評價指標體系》要求，確定本工程的用水定額如下：1、用水定額=1\*GB2⑴街道常住居民生活用水定額：80L/人.d；=2\*GB2⑵村民生活用水定額:75L/人.d；=3\*GB2⑶寄宿制學生用水定額：30L/人.d；⑷小學生用水定額:15L/人.d；⑸大牲畜用水定額：綜合取30L/人.d。2、其它用水標準⑴鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水量以最高日生活用水量的5%計；⑵公共建筑用水量以最高日生活用水量的5%計；⑶未預見及管網漏損水量以高日生活用水量、大牲畜用水量、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)用水量、公共建筑用水量之和的5%計；⑷水廠自用水量以最高日生活用水量、大牲畜用水量、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)用水量、公共建筑用水量之和的5%計；(5)XX村經濟條件較差、規(guī)模小，消防用水、澆灑道路和綠地用水不作考慮；(6)給水普及率按100%計。（八）最高日需水量預測（見下表）XX村農村飲水安全項目日最高需水預測表項目單位用水定額現(xiàn)狀用水量(m3/d)2022年用水量(m3/d)一、生活用水490.7597.6居民生活用水人80L/人·d3985318.84925394村民生活用水人75L/人·d1788134.12210165.8寄宿制學生人30L/人·d85125.585125.5小學學生人15L/人·d82312.382312.3二、牲畜用水大牲畜頭30L/頭·d146944146944三、公共建筑用水m3/d最高日居民生活用水量的5%計24.530四、企業(yè)用水m3/d最高日居民生活用水量的5%計24.530五、管網漏失水量和未預見水量m3/d最高日居民生活用水量的5%計29.235.1六、水廠自用水量m3/d最高日用水量的5%計29.235.1七、日最高需水量m3/d一～六之和612.9771.8時變化系數(shù)2時最高用水量m3/h51.164.3日變化系數(shù)1.4第三節(jié)供水水源選擇通過總體設計部份對三個水源取水方案的比較，最后確定取用祝家洞河水，采取從祝家提水至高位水池，然后依靠重力輸水至一體化凈水設備。祝家洞以上流域面積38km2，根據(jù)《貴州省XX縣水資源調查、評價及水利化區(qū)劃報告》及XX縣多來的水文、氣象資料分析計算，該水源多年平均流量0.66m3/S，枯期流量15L/S。通過貴州省水環(huán)境監(jiān)測中心對祝家洞水源水質的微生物指標、毒理指標、感官性狀和一般化學指標共27項檢測，其中有25項符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5479-2006）要求。其余兩項為細菌總數(shù)39個/ml，總大腸菌群16個/ml，按《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5479-2006）100ml不得檢出，另外，在洪水季節(jié)，祝家洞水源的混濁度較高。經過以上檢測及分析，只需經沉淀、過濾、消毒處理即可飲用。為了保證水源水質的恒定，根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術規(guī)范》（SL3010-2004）要求，應作以下保護要求：一、祝家洞攔水壩上游100m的水域內，應嚴禁捕撈、網箱養(yǎng)魚、放鴨、洗滌、游泳等可能污染水源的任何活動，并設置明顯的范圍標志和嚴禁事項的告示牌。二、祝家洞取水點上游1000m內的水域，不得規(guī)劃建廠；不應從事放牧等有可能污染該段水域水質的活動。三、將取水點上游1000m以外的范圍河段劃為水源保護區(qū)，并嚴格控制上游污染物排放量。第四節(jié)工程地質條件項目區(qū)出露巖層主要為二迭系下統(tǒng)梁山組，巖性為白黑色、褐黑及土黃色泥頁巖、燧石巖以及砂白色中至厚層石砂巖，其儲量豐富，工程所需的砂石料可就近開采。第五節(jié)總體布置設計XX鄉(xiāng)XX村人飲工程，設計供水人口規(guī)模為7135人，設計飲水人口用水的綜合定額為：80L/人.d，水處理廠設計水處理規(guī)模為：735m3/d，時變化系數(shù)Kh=2.0，進行工程總設計，設計所限為15年。工程的總體布置，在充分聽取了XX鄉(xiāng)人民政府和XX村民委員會的意見及專業(yè)技術人員的共同商討，對供水水源、供水方式和供水技術進行了綜合比較，在保證工程安全、供水質量和供水保證率100%下的前提下，考慮到工程運行管理方便、經濟合理的原則進行各建筑物的布置，其供水方案為：提水高位水池投藥一體化水處理設備清水池消毒配水管網。建設內容見下表：建設內容匯總表序號工程項目名稱單位數(shù)量一取水工程1引水渠（20m×0.8m×0.8m）座12集水井（5m×3m×1m）m3153泵房及管理房m230.244高壓線路（10KV）m705變壓器（30KVA）臺16電機水泵IS50-80-250套27Φ125雙面鍍鋅鋼管m2208高位水池m33009輸水管道Ф160PE80級聚乙烯km2.6二水處理廠一體化凈水器座140m3／h水表Ф200座1投藥消毒間及庫房m256.6綜合管理房m2280門衛(wèi)室m230.8廁所m216.3清水池00m3150圍墻m290進廠道路m220輸電線路m820三配水工程配水干管安裝Km2.626四供水管理房m2280第六節(jié)工程設計一、取水建筑物設計本工程水源為祝家洞暗河河水，該水經過1km的暗河凈化，從祝家洞出露，洪水期河中無漂浮物，含砂量小，水質較好，且出露點枯水期水深4.2m，河水面高程576.78m，按100年一遇（2002年6月7日）洪水標準設計，洪水位至580.14高程。從河左岸暗渠引水，暗渠進口底板高程576.15m，斷面bh=0.8m×0.8m，長20m，渠墻用M7.5漿砌塊石安砌，M10水泥砂漿抹面，C10砼底，C20砼蓋板，最后覆土。暗渠進水口設攔污柵及閘門，以便后續(xù)管理。集水池15m3,開挖至硬基礎后，池底用C10砼防滲厚10cm，墻身M7.5漿砌塊石，然后用水泥砂漿抹面。蓋板采用C25砼板封閉。二、泵站設計泵站的位置根據(jù)取水口的地形、地質、防洪、電力、交通、施工、管理的供水系統(tǒng)的布局、清水池的位置來確定，機組的選型根據(jù)流量的變化、水位變化、水壓要求、以及水泵的流量-揚程曲線來確定。根據(jù)當?shù)氐牡匦魏蛯崪y數(shù)據(jù)，集水池底板高程為576.00m，高位水池頂板高程621.07m，水泵吸水高15m，水泵日工作時間按12h計，依據(jù)公式：Q＝W/T＝771.8/12=64.3m3／h式中：Q—泵站設計流量，m3／h；W—最高日用水量，m3；T—日工作時間，根據(jù)清水池的設計調節(jié)能力確定，h。鋼管的糙率n取0.013，各水力計算見下表：祝家洞泵站水力計算成果表序號項目名稱管長流量管道內徑管道流速沿程水損局部水損幾何揚程吸水高及管長mm3/hmmm/smmmmm1設計流量61.32吸水管（鋼管）15010.10.10.24(10)3上水管（鋼管）1001.794.70.55.2120430.61360.66.80.687.550.4742600合計12.966.3一體化凈水設備的水頭損失取3m，則泵站設計的基本參數(shù)為：1、凈場揚程：H1=620.55-557.5=63.05m。2、設計揚程：H=H1+12.9+3=78.953、設計流量：61.3m3/h。4、選用四川省自貢市望江水泵廠水泵兩臺，型號：IS80-50-250離心泵，軸功率為17.3Kw，配電功率為22KW，電動機型為Y180-22KW，揚程80m，效率63%，汽蝕余量2.5m，葉輪名義直徑250mm，出流量50m/h（經過和廠家聯(lián)系，可更換葉輪直徑，使其達到出流量（61.3m3/h）要求，兩臺水泵工作方式為一用一備，輪換工作。根據(jù)祝家洞地形條件，為了便于機組和配電裝置的布置、運行操作、搬運、安裝、維修和更換以及進、出水管的布置來綜合考慮管理用房和泵房的布置，管理用房和泵房聯(lián)為一體，面積30.24m2,長7.2m，寬.2m，共兩間，一間為泵房，一間為管理用房。戶外架設10KV高壓LGJ-50線70m，3RW-10戶外式跌落開關及FS-10避雷器，SⅡ-30KVA變壓器一臺。泵房內安裝XJ-30KW全自動控制1臺，接線均采用交聯(lián)聚乙稀電纜，YZ-3×16絕緣銅芯線200m，其它照明等采用塑料絕緣導線。為了使運行管理方便，安裝信號傳感器一套，以達到水泵全自動運行的目的。室內導線穿管（PVC）暗敷設于地下，所有電氣設備的金屬外殼及支架均作接地保護。詳見電氣安裝圖。三、輸配水設計1、輸水設計調節(jié)池和清水池之間地形變化較大，中途穿越蜂王河及祝家洞溪溝，管網定線力求最短距離敷設，起伏小、石方工程量小、少穿越河流的原則布置。首段在祝家洞攔河壩0+028處跨河，管線經過壩頂，采用C10砼包管；中段在1+328樁號處穿過蜂王河，在枯水期可以逐段施工，采用C10塊石砼包管，以達到抗浮抗沖能力。在0+480處及1+167處設置排氣閥，低處1+151樁號處設置排沙閥。管溝穿越田土開挖深度不小于0.8cm，穿越荒山開挖深度不小于0.6cm；穿越的田土坎用M5漿砌塊石恢復，在地形變化大的高處和最低處采用M5漿砌石鎮(zhèn)墩，管道敷設完工后，用土料回填。高位水池底至清水池的相對高差20.4m，管線長2.6km，管道過水流量8.5L/s，管材選用PE80級聚乙烯塑料管。輸水管管徑按下式確定（V按0.6m/s計算）：D=EQ\R(,4Q/πV)=EQ\R(,4*8.5/3.14*0.6)=0.134m根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術規(guī)范》（SL310-2004）塑料管設計內水壓力為最大工作壓力1.5倍的規(guī)定，最不利點的最大工作壓力為0.63Mpa，確定管道內徑為φ134，外徑160mm，管道設計內水壓力采用1MPa。其管道水頭損失計算如下：單位管長水頭損失：i=0.000915Q1.774/D4.774沿程水頭損失：Hf＝iL局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計。其總水頭損失為7.5m，見祝家洞泵站水力計算成果表。2、配水管網設計XX村供水區(qū)從南至北呈一字型，配水管網根據(jù)總平面布局和供水要求采用枝狀網沿道路路邊布置，管道應埋設在原狀土層上，管道周圍200mm范圍內應用細土回填，管頂覆土厚度不小于0.7m。管道安裝按照給排水安裝工程有關規(guī)程規(guī)范要求，溝底必須平整。過公路段，在回填時，首先用松軟的沙土回填夯實，然后用土石方回填,最后用砼澆筑,其承載力必須滿足過車要求。供水區(qū)地形比較平坦，高差小，控制點為XX中學（詳見配水管網平面布置示意圖）。。供水管按最高日最高時用水量設計,時變化系數(shù)為2.0,供水量為17.1L/S。管徑采用經濟流速確定管徑，并采用謝才公式進行校核，其水力計算公式如下：（1）比流量：式中：qs——比流量，L/S.m；Q——管網總用水量，L/S；∑q——大用戶戶用水量總和，L/S；∑L——干管總長度，m；（2）節(jié)點流量：（3）沿線流量：ql=qsL（5）管徑確定取經濟流速V=0.6～1.2m/s確定試算管徑，其計算公式：D=EQ\R(,4Q/πV)其結果用Q=WC（RJ）0.5進行校核。（6）管道水頭損失計算局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計，PE管沿程水頭損失計算公式：hf=0.000915LQ1.774/d4.774Q——管段流量，m3/S；D——管道內徑，m；詳見沿線流量計算表，節(jié)點流量、水壓標高和自由水壓計算表及干管水力計算表。沿線流量計算表管段編號管段長度(m)比流量(L/S.m)沿線流量(L/S)備注0-113617.11-2600.006480.3892-31440.006480.9333-41000.006480.6481-5260.006480.1695-61520.006480.9856-71600.006481.0377-82000.006481.2968-95500.006483.5655-10240.006480.15610-111190.006480.77110-122720.006481.76312-131800.006481.16713-141400.006480.90714-153600.006482.33315-161450.006480.940∑262317.1節(jié)點流量計算表節(jié)點編號集中流量(L/S)節(jié)點流量(L/S)地面標高(m)水壓標高(m)自由水壓(m)備注017.1597.522.7510.279566.158597.19831.040最高點20.661565.238563.42431.71430.791558.174555.48837.53240.324555.452555.38539.38250.655564.925564.26932.52861.011557.822557.05439.04271.167556.155555.04040.59782.430556.683551.48739.72291.782560.073559.98232.251101.345558.174555.30139.255110.386556.034554.84138.613最低點121.465556.903555.97239.424131.037555.869555.02740.720141.620555.833552.76340.845151.636558.154555.05236.296160.470559.838534.54534.580∑17.1配水干管設計安裝DN40-DN200PE80級聚乙塑料管2.623km。其中：清水池至王蜂路口1節(jié)點安裝DN200PE80級聚乙塑料管136m，清水池底板高程597.52m，1節(jié)點高程566.158m，最大壓力水頭31.04m，設計內水壓力為0.4MPa，選用管道壓力標準為0.6Mpa，其它部份XX村飲水安全工程管網布置及水力計算圖。干管水力計算表管段管段長度(m)流量(L/S)流速(m/s)內徑(mm)外徑(mm)水頭損失(m)備注0-113617.10.671812000.30.6Mpa1-2601.7760.6758750.60.6Mpa2-31441.1150.6746631.80.6Mpa3-41000.3240.6725322.70.6Mpa1-52615.0040.671692000.10.6Mpa5-61526.3900.671111600.70.6Mpa6-71605.3790.671011600.80.6Mpa7-82004.2130.67901001.10.6Mpa8-95501.7820.6758755.20.6Mpa5-10247.9590.671231600.10.6Mpa10-111190.3860.6727322.90.6Mpa10-122726.2280.671091601.20.6Mpa12-131804.7640.67951100.90.6Mpa13-141403.7270.67841100.80.6Mpa14-153602.1060.6763753.10.6Mpa15-161450.4700.6730403.10.6Mpa∑262325.3四、調節(jié)建筑物設計1、高位水池高位水池的設計，考慮到電源因素和供水可靠性，其容積按最高日用水量的40%設計，其有效容積為300m3，內空尺寸為：長13m，寬8m，高為2.9m（超高0.1m）。水池基礎深0.3m，用M5漿砌塊石；墻底寬1.5m，頂寬0.6m，采用M7.5漿砌塊石砌筑；池底用C10砼防滲厚0.15M；C20鋼筋砼柱兩根，斷面為0.3m×0.3m；C20鋼筋砼梁長13.6m，斷面為0.3m×0.3m;內墻均用M10水泥砂漿抹面；進人孔尺寸為0.8m×0.8m，采用M5漿砌磚安砌。高位水池的配套設計：（1）進水管、供水管、溢流管和沖沙管均采用鋼管，其中：進水管規(guī)格Ф100，安裝尺寸低于墻頂0.1m，高程為620.87m；溢流管管規(guī)格Ф100，安裝尺寸低于墻頂0.1m，高程為620.87m；供水管規(guī)格Ф160，安裝尺寸高于池底平面0.1m，高程為618.07m；沖沙管規(guī)格Ф100，安裝尺寸與池底平面相平，高程為617.97m。池內安裝浮球閥一個，與泵站的信號傳感器相連。（2）清水池設計清水池的設計，因