普安县城区抗旱应急备用水源报告修审定 精品.docx
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普安县城区抗旱应急备用水源报告修审定精品
1.综合说明
1.1自然地理
普安县位于贵州省西南部乌蒙山区、黔西南州北部，地处北纬25°18′—26°10′、东经104°51′—105°10′之间，隶属贵州省黔西南州，属国家级贫困县，是一个典型的山区农业县。
国土总面积1429平方公里，呈不规则南北长条形走向，东西间隔宽33公里，南北长96.55公里，东接睛隆，南邻兴仁、邻兴义，西靠盘县，北连水城、六枝特区。
县城居于盘水镇，320国道穿城而过，距省城贵阳市289公里，距州府兴义155公里，距云南昆明市350公里。
县城是普安县的政治、经济、文化中心，同时，也是全县对外货物集散地。
自古以来，也是兵家必争的战略要地，现有总人口3.56万人。
城内有中学2所，小学3所共有中小学生11260人、医院4家。
来往客商每天近3000人，是普安对外开放的窗口。
1.2项目设计依据和任务
2011年入汛以来，我县气候较为异常，降水量持续偏少，以少雨、高温、干旱天气为主，水库、山塘蓄水量少，县城供水紧张，乡镇及农村出现饮用水困难，农作物受旱严重损失大。
据县气象部门统计，2011年1月1日至7月31日，累计平均降雨量为362.80mm，与历年同期相比，降雨量较常年偏少5--7成，气温持续偏高。
由于降雨量偏少，造成全县普遍受灾严重。
目前，全县水库、山塘等蓄水工程蓄水总量为466.15万m3，占应蓄水量的34.31%。
县城供水水源东风水库，总蓄水量54万m3，其中死库容30万m3,东风水库可取水量24万m3，按县城日限量供水2000m3（正常供水量4500吨）计算，只能满足县城供水至2011年11月底。
然而，在10月28日，东风水库的水已变黑，库内总水量约30万m3，县城供水告急，县政府、水利局、县给排水公司已启动紧急预案，寻找临时补充水源。
为此，项目建设的任务是：
保证县城3.56万人供水。
根据县委县政府的要求：
寻找临时可供水源，同时必须满足长期、可靠、保证率高的水源作县城补充水源。
并尽快作好实施方案组织开工建设。
确保在2011年11月底向县城补水。
经多方案比较，大桥河上游河段，水量、水质可满足县城补水供水要求。
通过在碧水园处实测，最枯水流量44L/S，水质化验为Ⅱ类水，满足供水水量和水质要求，但需建两级泵站直接提水至县水厂处理后方能供水。
1.3建设标准、方案
（1）设计标准
设计供水人口县城3.56万人。
设计补充水量：
日补充县水厂2000吨，达到人均日补充水量出55升/人·日，基本满足生活用水要求。
供水水质标准：
符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2002）要求。
（2）供水方式
水通过两级泵站提到高位微调节池自流进县水厂，补水保证率95%。
（3）管材标准
输水管材采用2.5Mpa无缝钢管，PE100级1.25Mpa管。
（4）设计年限及标准
设计使用年限25年，主要建筑物防洪标准为20年一遇，抗地震烈度7级。
（5）建设方案
在碧水园公路桥处，修建取水坝、过滤系统、取水池及一级泵站，在高速公路管理处旁修二级泵站，从一级泵站提水至二级泵站，再从二级泵站提水至小岔沟右侧山上高位水池，高程为1683.698m，再由高位水池通过管道自流注入县水厂处理后，供水至县城管网。
1.4主要建设内容及工程量、机电、管道设备安装
（1）土建内容
拦河取水坝一座：
长26m，断面尺寸26×（1＋3）×3.5m。
集蓄水池2座：
净空尺寸9×4×3m。
水泵站各二座：
建筑面积2×52.5m2，砖砼结构，尺寸12.25×4.25m。
管道工程：
管槽开挖长3500m，开挖断面宽0.6m深0.8m。
镇、支墩280座。
（2）工程量
河道卵石开挖891.0m3，土方开挖408.0m3，石方开挖242.0m3，C20砼45.9m3，C15块石砼599.0m3，M7.5浆砌块石486.6m3，回填石方89.1m3，C20钢筋砼23.0m3，泵站机房105m2。
主要工程量见下表
水源工程工程量表
编号
项目名称及规格
单位
工程量
一
取水坝工程
1
土方开挖
m3
83.5
2
河砂开挖
m3
178.5
3
C15块石砼
m3
197
二
集水池工程
1
土方开挖
m3
262.05
2
河砂开挖
m3
532.85
3
M7.5浆砌石
m3
308.83
4
回填块石
m3
164．1
5
C20砼（含机墩）
m3
18
6
C20钢筋砼梁．板
m3
23
7
钢筋制安
kg
2300
三
河堤工程
1
河砂开挖
m3
154.1
2
石方开挖
m3
26.0
3
M7.5浆砌石
m3
189
四
一级泵房（砖砼结构）
m2
52．5
二级泵房工程工程量表
编号
项目名称及规格
单位
工程量
一
二级泵房蓄水池工程
1
土方开挖
m3
140.13
2
石方开挖
m3
329.05
3
C15块石砼（含机墩）
m3
111.27
4
C20砼
m3
3.6
5
M7.5浆砌石
m3
7.2
6
M10浆抹面
m2
78
7
C20钢筋砼梁．板
m3
6.49
8
钢筋制安
kg
339
二
二级泵房
1
土方开挖
m3
293.28
2
石方开挖
m3
3
泵房
m2
52.5
三
挡土墙
1
土方开挖
m3
40
2
石方开挖
m3
16
3
M7.5浆砌石
m3
43.05
高位调节池及管道工程工程量表
编号
项目名称及规格
单位
工程量
一
高位调节池（高程1682.01m）
1
土方开挖
m3
41.0
2
C15块石砼
m3
26.0
3
C15砼
m3
0.94
4
M7.5浆抹面
m2
25.0
5
C20钢筋砼梁．板
m3
1.64
二
管槽工程
1
土方开挖
m3
2265.6
2
石方开挖
m3
476.2
3
C15块石砼支墩
m3
402.0
4
C15砼（镇墩）
m3
40.5
三
管道工程
m3
1
铺设Ф159无缝钢管
m
2700
2
铺设Ф219无缝钢管
m
1000
3
铺设Ф200PE管
m
1300
（3）机电设备
一级泵站安装2×90kw多级离心泵125D25×10；控制系统采用CHV160A专用变频控制柜1套；自动补（灌）水设备（潜水泵）2套；安装变压器S11—125KVA/10KV1台套设备。
二级泵站安装2×75kw多级离心泵125D25×8；控制系统采用CHV160A专用变频控制柜1套；自动补（灌）水设备（潜水泵）2套；安装变压器，S11—100KVA/10KV及配套设备。
总备用补（灌）水设备（潜水泵）1台。
（4）管道设备
铺设长5000m，其中：
Φ159mm无缝钢管长2700m，Φ219mm无缝钢管长1000m，Φ200mm100级1.25MPaPE管长1300m。
闸阀7台、排气阀8台、止回阀7台。
1.5工程资金筹措方案
工程需建设资金453.00万元，其中申请国家补助443.00万元，县配套10.0万元。
1.6工程管理和进度安排
工程实施由县水利局负责组织实施。
工程开工前成立施工管理小组，组长由分管副县长任组长，成员由水利局、盘水镇人民政府、县给排水公司、县交通局、县国土资源局、林业局、公路管理段组成。
建设管理：
水利局为项目法人，履行业主职责、负责工程承包、技术指导、质量及进度控制，并严格按《水利水电工程施工质量评定规程》和《水利水电基本建设工程质量评定标准》，对单位工程、分部工程、单元工程认真监督检查，确保工程建设质量达到设计要求。
同时，领导小组成员单位负责协调土地、青苗、树木、穿破公路等工作，协助施工单位提高施工进度，保证工期。
质量监督管理：
县水利局质监人员，实行全过程监督，即是从材料、物资采购、施工方法及施工工序、工程质量等。
合同管理：
严格按照甲、乙双方签订的合同条款管理工程事务，保障双方的合法权利和义务有效执行。
财务及物资管理：
严格执行财经纪律及有关财务管理制度，管好资金，用好资金，严格专款专用，按照合同条款支付工程款（按进度拨款），保证资金到位，绝不允许拖欠工人工资；工程物资，严格合格产品入库，安全妥善保存，保障合格的物资供给施工单位，确保工程不停工待料。
工程运行管理：
工程建成后，通过试运行调试，达到设计技术指标，经县人民政府组织验收后，移交给县给排水公司运行管理使用。
运行管理人员编制，每泵站3人，两站共6人。
管理人员应具备一定的理论知识，业务技能，必须本着认真负责的态度，必须严格按程序操作，随时检查设备，保持机电设备、建筑物、管道运行状态良好，不能让设施带病运行，以避免攘成严重事故。
总之，做好运行管理工作，是保障县直机关正常运转、县城人民正常生活、社会稳定的大事。
工程进度安排：
该工程属新建工程，作业面宽，单位工程分散，施工互不干扰，工程计划于2011年9月动工，2011年11月底完工投入使用，通过试运行，2011年12月底对工程进行验收，工程竣工结算，正式移交管理单位使用。
2.项目区基本情况及供水现状
2.1自然、社会、经济和水资源概况
2.1.1自然地理
普安县位于贵州省西南部乌蒙山区、黔西南州北部，地处北纬25°18′—26°10′、东经104°51′—105°10′之间，隶属贵州省黔西南州，属国家级贫困县，是一个典型的山区农业县。
总土地面积1429平方公里，呈不规则南北长条形走向，东西间隔宽33公里，南北长96.55公里，东接睛隆，南邻兴仁、邻兴义，西靠盘县，北连水城、六枝特区。
县城居于盘水镇，320国道穿城而过，距省城贵阳市289公里，距州府兴义155公里，距云南昆明市350公里。
2.1.2气候条件
普安县属亚热带季风气候风区，境内地势高低悬殊，气候垂直差异较大。
多年平均气温13.7℃，多年平均无霜期289.5天，年平均日照时数1619.8h，多年平均降水量1403.9mm，降水量集中在5—10月，占年总量的84.4%左右，多年平均最小风速2.6m/s。
正常年份，光、热、水等气候资源充足，宜农、林、牧、渔、副综合发展，
2.1.3河流
普安县境内有较大的河流46条，分别汇入南盘江和北盘江，水能资源理论蕴藏量27万千瓦，电力事业发展较快，开发潜力大。
工程取水于白石河，取水点位于碧水园公路桥里侧，海拔高程1414.476m。
白石河，发源于大坪，系乌都河的支流大桥河的上游河段。
取水坝以上集雨面积17.01km2,主河道长7.8km,河道平均比降42‰。
在碧水园取水坝处，实测枯水流量38L/s，日来水总量3800吨。
2.1.4地形、地质
县境地处云贵高原向黔中过渡的梯级斜坡地带的乌蒙山脉中部，南部地势由东北向西南倾斜，北部地势由西南向东北倾斜，山峦叠嶂，河谷盆坝相间，平均海拔1400米。
由于受地质构造、岩性、气候、水文和植被等因素的综合影响，区内地貌以侵蚀地貌为主，以岩溶地貌为辅。
区域内出露地层主要为：
二叠系和第四系残坡积层。
二叠系地层主要有：
二叠系下统茅口组（P1m），浅灰、灰色厚层至巨厚层灰岩，局部夹白云质和燧石灰岩，二叠系中统峨嵋山玄武岩（P2β）。
第四系（Qel+d1）：
残坡积层，砂页岩及其风化夹颗粒土壤，结构较密实。
2.1.5社会经济状况
普安县辖8镇6乡，有75个行政村和14个社区（居委会）。
现有总户数82469户，总人口31.73万人，其中：
农业人口29.42万人。
2008年国内生产总值15.1亿元，财政总收入3.6128亿元，其中：
地方财政收入1.7959亿元，农民人均纯收入2323元，粮食总产量9.53万吨。
2.2县城供水现状
2011年入汛以来，我县气候较为异常，降水量持续偏少，以少雨、高温、干旱天气为主。
据普安气象站统计，从1月1日至7月31日止，累计降雨量为362.80mm，与历年同期相比，降雨量较常年偏少5--7成，气温持续偏高。
县城供水水源东风水库，总蓄水量54万m3，其中死库容30万m3,东风水库可取水量24万m3，按县城日限量供水2000m3（正常供水量4500吨）计算，只能满足县城供水至2011年11月底。
而在10月28日，东风水库的水已变黑，库内总水量约30万m3，县城供水告急，县政府、水利局、县给排水公司已启动紧急预案，寻找补充应急水源。
3.工程设计
3.1工程建设任务
根据县委、县政府要求，县城供水水源——东风水库蓄水量告急，目前蓄水量约54万m3（其中死库容30万m3）。
以东风水库现有蓄水量分析，按限量日供水2000m3/日计，扣除水库死水及淤积库容，供水时间将不足120天，鉴于水库蓄水量不足的紧急状况。
在县城周边寻找多个水源比较，初步选定在大桥河上游河段取水。
通过在该河段的碧水园公路桥处实测水量，测得最枯水流量为44L/S，经取水化验为Ⅱ类水。
就水质、水量可满足县城供水要求。
综合分析其它建设条件，碧水园处河段作应急水源点比其它水源，具有提水杨程低、输水管道短、交通方便、施工条件好等优越条件。
主要工程措施是：
新建取水坝、取水池、提水泵站、安装输水管道，将水提到县水厂处理后注入城区供水管网。
为此，工程建设的任务是：
保证在2011年11月底向县城水厂补水，以解决县城区3.56万人的生活用水问题。
3.2水源水质
2011年8月4日，取水样送国家城市供水水质监测网贵阳监测站检测，8月12日检验结果为：
水样总氮、粪大肠菌群超标，其余所检各项指标均符合中华人民共和国国家标准《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅱ类水体要求。
水质检测报告附后。
3.3水源供水能力
取水坝坝址以上集雨面积17.01km2，查《黔西南州水资源调查评价、水利化区划、水利水电规划附图》并参照《贵州省河流枯水调查与统计分析》附图得枯水模数3～5L/s·km2，该区的P=50%，日枯水流量模数为4.0L//s·km2。
根据降雨年际变差系数Cv=0.18，偏差系数Cs=2Cv设计保证率P=95%时的皮尔逊III型曲线KP=0.728，经修正取枯水模数m=4.0×0.728=2.912L/s·km2。
枯水流量Q枯=17.01×2.912L/S=49.53L/S。
2011年8月11日，采用简易方法——浮飘法进行测量，在河道中，选取河道较规则的河段长2.9m三个段面：
A断面平均水深0.133m河面宽1.0m；B断面平均水深0.157m河面宽1.1m；C断面平均水深0.173m河面宽1.1m，用作图法分别绘出三个段断面面积为0.114m2、0.141m2、0.152m2，平均断面面积0.137m2，浮飘5次测得水面流速为0.48m/s、0.57m/s、0.59m/s、0.56m/s、0.59m/s，平均流速0.558m/s，折算到水面下二分之一处为0.279m/s，则流量为0.0382m3/s，即38L/s。
与理论计算基本相符。
采用实测流量计算水量，日可产水量=38.0L/S×3600×24÷1000=3283.2m3。
3.4工程设计方案
取水点确定：
从卫生、水量、管道布置、取电、施工条件、建后管理等方面考虑，取水点确定在国道320线碧水园公路桥以上8m处，距县城5公里。
工程方案Ⅰ：
分两级提水，在取水点建一级泵站提水至高速公路管理处旁建二级泵站，再由二级泵站提水至小岔沟后山高位水池，一级泵站至二级泵站至高位水池均采用Φ159无缝钢管，管长2700米；再从高位水池采用Φ200PE管1300米及Φ219无缝钢管1000米自流经月亮田——东风水库坝脚——夹马石并入东风水库泵站管道注入县水厂。
县水厂的净化设施（水厂日处理能力为10000吨）。
工程总投资453.00万元。
工期，70天可建成供水。
工程方案Ⅱ：
分两级提水，在取水点建一级泵站提水至高速公路管理处旁建二级泵站，再由二级泵站提水至小岔沟后的南山坡新建一座一体化净水设施的水厂，从新水厂安装1000米管道并入县城供水管网。
新建一水厂及进厂公路，占地面积5.6亩。
总投资498.43万元。
工期，120天可建成供水。
方案比较：
作为抗旱应急工程，一是从抗旱应急考虑，东风水库可供水量不多，时不待我，早日建成可防水库水质恶化；二是财政困难，筹措资金不足，充分利用县水厂的净化设施，减少重复投资；三是少占耕地，保护土地，减少政府协调工作压力。
总之，在工程效益不变、目的一至的条件下，方案1比方案2少投资45.43万元。
最终选择方案1作为设计方案。
3.5工程方案设计
3.5.1、设计依据
《生活饮用水卫生标准》GB5749—2006
《生活饮用水水源水质标准》CJ3020—1993
《饮水水源保护区污染防治管理规定》（国家环保局、水利部等1989年颁发）
《给排水管道工程施工及验收规范》GBJ50268—97
3.5.2、工程设计
方案流程：
取水坝——过滤池——清水池——一级泵站——二级泵站蓄水池——二级泵站——高位水池——自流入县水厂蓄水池。
拦河坝与清水池（一级泵站取水池）为整体式结构，坝顶与清水池顶板平，高程为1414.476m，县水厂进水口高程1657.95m，取水点与水厂总高差243.47m。
采用两级提水到小岔沟后山高位水池，再自流注入县水厂。
一级泵站至二级泵站管道线中途最高点高程1578.69m,高差164.21m,管道长1600m；二级泵站高程1569.17m,小岔沟后山高位水池高程1683.69m，高差114.52m，管道长1100m，扬水管均采用无缝钢管；高位水池至县水厂管道长2300m，高位水池至县水厂高差26.26m。
（1）需水量
按人均日补充水量55升/人·日，以供水人口3.56万人计算，设计日需补充县水厂2000吨，基本满足生活用水要求。
管网渗漏水量，按居民生活用水的10%计，则日总需补县水厂水量2200m3。
（2）设计供水能力
根据需水量要求，按26.06L/s设计流量，即94m3/h，24小时提水，则日提水量2252m3大于2200m3满足需水量要求。
（3）提水、输水管道材料
采用无缝钢管（按国标GB/T8163—2008标准）：
一级泵站至二级泵站蓄水池，采用Φ159mm管壁厚5.5——6mm。
二级泵站至高位水池，采用Φ159mm,管壁厚5.5——6mm。
高位调节池自流经月亮田——东风水库坝脚——夹马石并入东风水库泵站管道注入县水厂，采用Φ200PE管及Φ219无缝钢管。
3.6水源工程
3.6.1取水坝
坝顶长26.0m，底宽3.0m，顶宽1.0m，高3.5m，采用C15块石砼浇筑，坝顶高程1414.476m，坝顶与河床底平。
取水坝基础需要全部清除覆盖层，挖除强风化岩层，确保墙体座落在弱风化层下，墙基开挖到设计高程，清洗墙基面，浇筑C15砼垫层后，方可浇筑墙体（详见设计图）。
坝体稳定计算：
取水坝的抗稳定，采用公式k=fΣW/ΣP进行稳定计算：
其中：
k—抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数，
f—摩擦系数，取0.5，
ΣW—作用于计算截面以上墙体全部荷载（含扬压力）对滑面的法向分值，KN。
ΣP—作用于建筑物水平方向的合力,KN。
抗倾覆稳定，采用公式：
k=抗倾覆力矩/倾覆力矩=ΣM抗/ΣM倾
计算得出：
抗滑稳定安全系数k滑=1.35＞1.05抗倾稳定安全系数k=1.15＞1.05，设计断面满足要求。
3.6.2清水池
坝内布置过滤滤料及清水池，清水池盖板及滤料顶与取水坝顶及河床底平，滤料采用干砌块石.碎石或卵石；清水池净空尺寸为长6.0×4.0×3.0m，墙一面用取水坝体，其它三面墙底厚2.0m，墙顶厚1.0m，清水池建筑材料,侧墙设计采用M7.5浆砌石砌筑，墙身设进水孔（0.12×0.12m），进水孔1米设一个、墙不抹面，护底采用干砌石垫底（1m），盖板采用C20钢筋砼浇筑（0.25m）,梁采用C20钢筋砼浇筑，断面尺寸为0.5×0.3m,（详见设计图）。
清水池稳定计算：
水池的稳定计算，按抗滑稳定中抗剪强度计算，根据《水工建筑物》中的抗剪强度公式：
k=fΣW/ΣP进行稳定计算。
其中：
k—抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数，
f—摩擦系数，取0.5，
ΣW—作用于建筑物竖直方向的合力，KN,
ΣP—作用于建筑物水平方向的合力,KN。
经计算得出：
抗滑稳定安全系数（k），设计时k=1.5＞1.05，校核时k=1.14＞1.05结果满足要求。
水池板设计
板的净跨度L0=4m，板的支承长度a=0.4m，C20砼（RW=13.7×106Pa或2400kg/cm2、Rg=235×106Pa或2400kg/cm2,强度安全系数K=1.4，板面设计活荷载为2.45KN/M2（250kg/m2）
a、荷载计算：
板自重（假设板厚0.25m），容重24.53KN/M3（2500kg/m3）
板面荷载kN/m2=自重+活载
板上作用的线荷载q
b、弯矩计算、计算跨度
L=L0+a
跨中弯矩Mmax=（1/8）qL2
c、截面设计与配筋计算，选用经济配率μ=0.6%
a=μ×Rg/Rn
查表得n=0.1
h0=[KM/（bRwA0）]1/2
h=h0＋a
选用h=250mm（与原假设厚度相符）
h=h0－a
A0=（KM）/（bh02Rw）
查表得a
Ag=a×（Pw/Rg）bh0
验算μmin=μ=a（Rw/Rg）=0.03＞0.1%
查表选用底层Ф18@150mm,面层Ф18@150mm,
3.6.3防洪墙及河堤
防洪墙：
长17.2m，高2.83m，墙厚1m,从蓄水池侧墙顶上用M7.5水泥砂浆砌块石，墙体稳定计算：
防洪墙的抗稳定，采用公式k=fΣW/ΣP
计算得出：
抗滑稳定安全系数k滑=1.12＞1.05
抗倾稳定安全系数k=1.10＞1.05，设计断面满足要求。
河堤：
长60m，高4.2m（其中基础2m），堤底宽1.5m,堤顶宽0.6m,采用M7.5水泥砂浆砌块石。
河堤抗稳定，采用公式k=fΣW/ΣP
计算得出：
抗滑稳定安全系数k滑=1.14＞1.05
抗倾稳定安全系数k=1.13＞1.05，设计断面满足要求。
3.6.4泵房及管理房
水泵房及管理房布置于河道左岸，防洪墙后，建筑面积28.125m。
采用砖混砌筑,水泵机座用C15砼浇筑，长3m，宽3m，厚1.0m。
3.7管径及水泵选择
3.7.1管径选择
根据设计流量为26.06L/s，94m3/h。
按公式：
d=
式中：
d——管径（m）
Q——流量（m3/s）
Vp——允许流速（m/s）1.0～3.0m/s
取Vp=1.5m/s
计算得管径d=0.149m，选用标准管公称外径为Ф159mm无缝钢管（执行标准GB/T8163—2008）。
3.7.2高位水池至县水厂管道管径选择
高位水池至水厂管道总长2400m，首段1350m，采用100级1.25MPaPE管，后段1050m，采用无缝钢管铺设。
根据流量模数计算结果，选用PE管公称直径为Ф200mm壁厚14.7mm；无缝钢管Ф219mm壁厚5.5mm（执行标准GB/T8163—2008）。
经计算总水头损失20.74m，考虑末端自由水头5m，县水厂进水口高程为1657.95m，则高位水池最高水位为1683.69m。
水池高2m，出水管以上水深1.5m，出水管口下缘高程1682.19m，底板高程为1681.69m，高位水池进水口管底部
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