徐坡典型设计.docx
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徐坡典型设计
综合说明
梁祝镇徐坡供水工程项目区位于汝南县梁祝镇徐坡村。
该村处于汝南县南部，距县城35km。
处于北亚热带向暖温带过渡地带，属大陆性季风型湿润气候。
全镇辖18个行政村，总土地面积106km2，耕地面积9.6万亩，农业人口4.62万人。
为贯彻落实党的十七大提出的“全面建设小康社会，统筹城乡发展，加强农村基础设施建设”的总体要求，坚持以人为本，保障饮水安全，维护人的生命健康，按照省里的安排部署，结合汝南县和梁祝镇的实际情况，依据《汝南县农村饮水现状调查评估报告》、《汝南县2010-2013年农村饮水安全工程规划》、《汝南县农村饮水安全工程“十二五”规划》和有关技术规范，按照《河南省村镇集中供水工程初步设计报告》编制提纲的要求，编制了汝南县2011年度农村饮水安全项目梁祝镇徐坡村供水工程典型设计。
汝南县2011年度农村饮水安全项目梁祝镇徐坡供水工程涉及该镇的徐坡、罗庄、赵庄等3个行政村和徐坡村小学、罗庄村小学、赵庄村小学等3所学校，解决农村人口7491人（其中：
苦咸水5556人，铁、锰、碘超标1935人）和农村学校978在校师生的饮水不安全问题。
工程采取打井、建集中供水站、敷设管网，对项目区的群众和学校采取供水到户的形式。
规划新建集中供水站1处，新打250米深井1眼，建管理院占地面积1200平方米，院内分别建：
管理房5间，面积为147.25平方米，井房和厕所各1间，面积为9平方米。
配套200QJ50-130潜水泵2套（其中备用一套）；变频控制柜2套（其中备用一套）；次氯酸钠消毒设备1台；100KVA变压器1台，铺设各类管道11.0542万m；做土方8.4万m3；砌体196m3，砼27m3，钢筋1.589t。
该工程预算总投资为398.01万元，其中：
建筑工程费53.62万元，机电设备及安装工程费24.57万元，管道结构设备及安装工程费293.87万元，临时工程费2.71万元，独立费用23.24万元。
该工程的实施，不仅可解决项目区7491农村居民和农村学校978人的饮水不安全问题，而且还可提高广大群众的生活质量和水平，减少水介传染病发病率，有利于促进社会主义新农村建设、小城镇建设及文明生态村建设。
依据《水利工程建设项目经济评价规范》（SL72-94）的规定，经分析计算，该项目经济内部收益率EIRR=13.23%>is，经济净现值ENPV=140.29万元>O，经济效益费用比EBCR=1.47>1.0，投资回收期Pt=10年。
因此，本供水工程技术合理、经济可行，社会和环境效益显著。
一、供水现状及存在的主要问题
项目区主要以农业为主，经济比较落后。
目前项目区群众饮水主要是以浅层地下水为，取水方式以手压井为主。
由于地质、污染等原因，浅层地下水水质口感苦、涩、咸，铁锰碘超标。
且浅层地下水，随季节变化明显，极易发生干旱和污染。
从汝南县对项目区3个村现饮用水的水质检测报告看，项目村现饮用水主要是苦咸水及铁、锰、碘指标超标，超过了生活饮用水卫生标准，不适宜饮用。
其水质化验报告详见附件
二、项目建设的必要性
项目区群众长期饮用苦咸水和受污染的浅层地下水、地表水，造成一些地方病和传染病流行，特别是苦咸水严重危害群众的身心健康，表现在水质口感苦、涩、咸，当地多发腹泄、肠炎等消化道疾病。
长期饮用苦咸水，影响人体微循环系统，可导致老年血压、心血管等方面疾病。
用苦咸水灌溉可致土壤次生盐碱化。
上述饮水不安全因素，在危害群众身心健康的同时，也影响了农村经济的发展和社会稳定，阻碍了当地农民发展经济和生活水平的进一步提高。
解决农村饮水安全问题，是关系到人民群众切身利益的大事，是当前农民最关心、最直接、最现实的利益问题之一，是实现全面建设小康社会目标、构建和谐社会的重要内容。
因此解决项目区群众饮水不安全问题是十分必要的。
另外，近年来，通过国家实施农村饮水安全项目，解决了部分高氟、苦咸水、高污染地区村庄的饮水问题后，群众患病率明显降低，身体素质明显改善，农村的整体面貌发生了很大变化。
目前，农村饮水安全问题未解决的群众要求非常迫切，积极要求解决饮水不安全问题。
特别是本项目区的广大干群要求更加迫切，因此，在本工程实施时，集资投劳有保障。
三、工程规模
（一）、工程设计范围、供水对象及设计水平年
本次工程供水范围主要是解决该镇原普查在册的徐坡、罗庄、赵庄等3个行政村7491人的饮水不安全问题，其中：
苦咸水5556人；铁、锰、碘超标1935人，并解决项目区内的徐坡村小学、罗庄村小学、赵庄村小学等3所学校978人的饮水问题。
工程设计范围和供水对象详见下表：
工程设计水平年2011年，设计年限为15年。
项目区集中供水设计范围及供水对象统计表
解决农村人口（人）
解决农村学校（人）
乡（镇）
工程
行政村
其中
学校
名称
名称
名称
小计
苦咸水
铁、锰、碘超标水
学校名称
人口
梁祝镇
梁祝镇徐坡供水站
合计
7491
5556
1935
978
徐坡
2125
2125
徐坡村小学
358
罗庄
3431
3431
罗庄村小学
418
赵庄
1935
1935
赵庄村小学
202
（二）、项目区需水量预测
项目区涉及3个行政村，25个自然村，现有农村人口7491人，1873户，牲畜624头。
根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004），结合项目区群众用水情况，居民最高日用水定额取30L／人．d牲畜最高日用水定额取30L／头．d；公共建筑用水量（含学校）按居民生活用水量的5-10%估算，取10%；管网漏失和未预见水量按居民生活用水、牲畜用水和公共建筑用水的10-25%取值，取20%。
时变化系数取2.0，采取全日制供水。
（1）居民生活用水量
本工程设计经济使用年限为15年，人口有一定的自然增长率，用水量也会逐年增加，为了正确地反映客观规律，人口按15年后规划数计算，人口自然增长率取7‰。
Q1=P1q1/1000
P1=P0（1+r）n+P3
式中：
Q1——居民生活用水量，m3/d；
P1——设计用水居民人数，人；
P0——供水范围内的现状常住人口数，其中包括无当地户籍的常住人口，人；
r——人口自然增长率，取r=7‰；
n——工程设计年限，取n=15年；
P3——设计年限内人口的机械增长总数，根据各村的人口规划以及近年来流动人口和户籍迁移人口的变化情况，本项目区不考虑机械增长人数；
q1——最高日居民生活用水定额，取30L／（人．d）。
（2）饲养畜禽用水量
Q2=P2q2/1000
式中：
Q2——畜禽用水量，m3/d；
P2——饲养畜禽数量，头；
q2——最高日畜禽用水定额，取30L／（头．d）。
（3）公共建筑用水量
公共建筑用水量根据公共建筑性质、规模及其用水定额确定。
本供水工程公共建筑用水量，按居民生活用水量的10%计算。
（4）消防用水量
按照《农村防火规范》（GB50039-2010）的有关规定确定。
本工程属农村饮水安全工程，不对用户进行消防设计，仅考虑在每个行政村泄水井处设置一个消防取水口。
本供水工程为农村居民生活用水，允许短时间间断供水，且上述用水量之和高于消防用水量，因此确定供水规模时不再单列消防用水量。
供水站内设置一个消防栓。
所有设置的消防栓均符合扬程大于10米并符合有关消防要求。
（5）管网漏失水量和未预见用水量
管网漏失水量和未预见水量，按上述用水量之和的20%计算。
（6）最高日用水量
因居民生活用水量选取的是最高日用水定额，故最高日用水量取为上述用水量之和。
（7）最高日平均时用水量
最高日平均时用水量=最高日用水量÷日工作时间。
（8）最高日最高时给水量
最高日最高时给水量=最高日平均时用水量×时变化系数。
时变化系数取2.0。
（9）输水管道设计流量Qp
输水管道设计流量Qp按最高日工作时用水量确定。
（10）配水管网设计流量
配水管网中所有管段的沿线出流量之和应等于最高日最高时用水流量。
按上述用水标准，供水区用水量计算结果见下表。
供水区需水量计算表
序
号
项目
用水量计算
说明
1
居民用水量Q1
Q1=P1xqlX10-3=249.52m3/d
P1=8317人，q1=30L/人.d
2
牲畜用水量Q2
Q2=P2xq2X10-3=20.79m3/d
P2=693头，q2=30L/头．d
3
公共建筑用水量Q3
Q3=Q1X10%=24.95m3/d
取居民生活用水量的10%
4
管网漏失水量和未预见用水量Q4
Q4=（Q1+Q2+Q3）X20%=59.05m3/d
取上述水量的20%
5
最高日设计给水量Qd
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4=354.32m3/d
6
最高日平均时给水量QCP
Qcp=Qd/T=14.76m3/h
日供水时数T=24h
7
最高日最高时给水量Qmax
Qmax=KhxQcp=29.53m3/h
时变化系数Kh=2.0
8
’
输水管道设计流量Qp
Qp=14.76m3/h
最高日平均时给水量
9
配水管网设计流量Qt
Qt=Qmax=29.53m3/h
最高日最高时给水量
由以上计算可知，项目区最高日用水量为354.32立方米，由此推算每年用水量为12.93万立方米。
2、供水规模的确定
根据计算的用水量，工程供水规模（即供水站最高日的供水能力）按最高日用水量计算。
本工程的供水规模为354.32m3/d。
四、供水工程设计
（一）、水源井选择
根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）的要求，管井设计应符合《机井技术规范》（SL256-2000）、《供水管井技术规范》（GB50296-99）等有关规定。
水源地选择的原则：
①整个供水系统布局合理。
②尽量缩短线路长度。
③少拆迁，少占农田。
④尽量满足管道地埋要求，避免急转弯、较大起伏、穿越地质地段，减少穿越铁路、公路、河流等障碍物。
⑤充分利用地形条件，优先采用重力流输水。
⑥施工、运行和维护方便。
⑦考虑近远期结合和分步实施的可能。
依据以上原则，本工程水源井选择在梁祝镇徐坡村，需征地1200平方米。
（二）、水源井设计
参照汝南县2010年农村饮水安全项目三桥乡三桥水厂已建深井，确定本工程水源井有关参数。
本工程水源井井深250m，井孔扩孔直径650mm，井管为球墨铸铁管，尺寸：
水源井上部150m井管内径300mm，壁厚6mm，管长6m；下部100米井管内径200mm，壁厚6mm，管长6m。
实管184m，滤水管66m。
滤料规格3-12mm，厚170mm。
为保证水质，上层水（80m以上）采用重粘土泥球进行止水封闭不良含水层。
l、机井出水量确定
根据参照汝南县2010年农村饮水安全项目三桥乡三桥水厂水源井资料和本项目区的物探情况，机井设计出水量为50m3/h。
输水管道设计流量为29.53m3/h，本次项目区需1眼机井即可满足要求。
考虑到以后扩大供水规模，在扩大规模时，根据供水情况确定机井数量，但机井间距不小于200m。
2、管井设计
（1）过滤器设计
①过滤器类型
根据参照机井柱状图地质情况，开采岩性为粗砂和中砂层，采用填砾过滤器。
②过滤器长度
由于可开采含水层累积厚度为66m，过滤器长度可按含水层累计厚度取值。
根据成井柱状图，主要含水层埋深100-240m，过滤器长度按66m计算。
③过滤器进水能力，
按公式Qg=πDgLgNVg进行过滤器进水能力校核。
式中：
Qg——过滤器进水能力，m3/S；
Dg——过滤器外径，填砾过滤器算至滤料外表面，取0.7m；
Lg——过滤器有效进水长度，可按过滤器长度的85%计，为56.1m；
N——过滤器进水面层的有效孔隙率，取7.5%（按过滤器进水面层孔隙率的50%计，孔隙率为15%）；
Vg——允许过滤器进水流速，根据含水层渗透系数，取0.Olm/S。
则Qg=3.14×0.7×56.1×0.075×0.01=0.0925m3/S=333m3/h
由以上计算，可知该设计满足工程水源井设计出水量50m3/h的需要。
（2）井孔直径确定
井孔直径应满足下式要求：
D1≥Q/πLV1
式中：
D1——井孔直径，m；
Q——管井的设计出水量，0.0139m3/S；
L——过滤器长度，66m；
V1——允许渗透流速，m/s。
允许渗透流速根据吉哈尔特公式计算：
V1=K1/2／15
式中；K——含水层的渗透系数，m/s，据相关地质资料，含水层为粗砂和中砂，K=15m/d。
经计算得，D1=Q/πLV1=0.168m=168mm．
据《机井技术规范》，采用填砾过滤器，取水含水层为中、粗砂时，井孔直径应大于井管外径200mm；从安装潜水泵角度考虑，计划潜水泵外200mm，为保证水泵顺利安装，井管内径应不小于300mm，井管壁厚6mm;因此井孔直径应不小于512mm。
根据参照水源井资料和本项目区实际情况，确定本工程井孔直径为650mm，满足计算井径的要求。
3、管井施工
管井施工时，井孔采用冲击式钻机进行造孔，井孔必须保证井管的安装，井管必须保证抽水设备的正常工作。
泵段以上顶角倾斜不得超过20，泵段以下每100m顶角倾斜角不超过20，方位角不能突变。
滤料顶部至井口段，采用粘土球或粘土块封闭3～5m，其余部分用粘土填实，井口周围可用粘土球或水泥浆封闭，厚度不小于300mm；投放滤料完毕后，应立即洗井，不可久停。
成井后应进行抽水试验，对出水量进行复核。
（三）、工程设计标准
1、制水标准
①、供水水质。
供水水质符合国家《生活用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求。
②、供水量。
设计用水量包括居民生活用水、畜禽饲养用水、庭院经济用水等。
据农村用水实际情况，本项目工程最高日用水定额为30L／人.d。
③、用水方便程度。
饮水安全工程实行供水到户，每户自来水入院，尽量入厨。
④、水源保证率。
20年一遇干旱年饮用水水源保证率不低于90%。
10年一遇干旱年饮用水水源保证率不低于95%。
2、主体工程
①、水源地的选址、消毒设施等，按照《村镇供水工程技术规范》的要求进行设计。
②、水厂生产附属建筑物布局合理，占地面积适中，绿化美化，绿化占地面积不小于水厂总面积的20%，符合安全生产、文明生产、洁净生产的要求，本工程有管理院、管理房、井房、消毒间、卫生间等。
③、管理房内悬挂工程简介、管护制度、财务管理制度等。
④、水源保护符合《饮用水水源保护区污染防治管理规定》的要求。
⑤、工程设置永久性的工程标志牌，并注明工程的施工年度、建设单位、施工单位和监理单位等。
3、输配水工程
①、管道质量符合国家卫生质量标准并满足工程设计要求。
本工程供水管材均采用PVC-M管。
②、管道施工按照《室外给水管道工程技术规程》要求进行，管线位置严格按规划定位、勘测放线。
管槽开挖宽度满足施工要求，管顶应埋设于冻深线以下，管顶覆土不小于80cm，回填土的压实系数不小于90%。
③、供水管道穿越乡村道路时采取保护措施，避免管道受压破裂，影响供水。
4、入户工程
①、入户工程统一标准，达到通水进院，尽量入厨。
并要引导项目村落实村内排水工程。
②、水管立杆应固定且高度适宜，并对裸露水管立杆统一采取保暖措施。
③、水表池设置在院外，采用砌筑，水表池顶部出露地面达到一定高度，并满足防冻、防水要求。
五、总体布置原则
1、总体布置根据水源与供水区（范围）之间的空间关系，做到充分利用自然地形条件，缩短供水线路，优化建（构）筑物布置，节约土地资源。
2、节约投资原则。
工程布置应考虑尽可能与现有工程设施相结合，避免不必要浪费，节约投资。
3、运行经济原则。
水源取水方式、线路及建筑物布置应有必要的方案比较，合理采用分区、分压分质供水，尽可能大的供水范围实现重力供水、减少加压供水范围和供水量，降低运行费用。
建（构）筑物位置尽量靠近公路，方便施工和运营管理期交通。
六、供水系统
从水源井通过潜水泵提取地下水，经过变频调压、消毒等设备，通过输配水管网供给用户。
输配水管网按照乡村规划，沿道路铺设，根据村民居住情况，采用树枝状管网布置。
其供水系统工艺流程图如下所示：
消毒剂（次氯酸钠）
↓
地下水→水源井→潜水泵—→主供输水管网→配水支管网→用户
↑
变频调压
即从水源井通过潜水泵提取地下水，经过变频调压、消毒设备，通过输配水管网供给用户，输配水管网按照乡村规划，沿道路铺设，根据村民居住情况，采用树枝状管网布置。
工程设总闸阀、总泄水阀、分闸阀、分泄水阀、入行政村闸阀、入行政村泄水阀、入自然村闸阀、入自然村泄水阀、总水表、入村水表等；入户工程：
每户安装水表（含水表池）、水龙头、水池和立管各1套。
七、管材选取
管道引水工程中目前常用的管材有钢管、PE管，高抗冲派克管（PVC-M管）等，这几种管道均能达到引水的目的，但每种管道的造价、连接方式、实用性能等方面均有较大差异，现将这几种管道用于输水时的优缺点分述如下：
钢管：
钢管具有耐高压、富韧性、抗震动、管壁薄等优点，其机械强度高，能承受极高的内压外压，可以加工各种特殊管件，适用于穿越各种障碍。
缺点是造价较高，易被腐蚀，需做防腐处理，因钢管内外防腐都是事先做好，在现场焊接时，难免会破坏接口处防腐层，给施工质量带来隐患。
高抗冲派克管（PVC-M管）：
优点是聚氯乙烯管质轻，耐腐蚀，不结垢，管内光滑，水头损失小，安装方便，密封安全可靠，价格低。
缺点在于强度较低，冷热伸缩性较大。
PE管：
具有抗腐蚀，质量轻，便于运输和安装，较高的抗冲击性和良好的柔韧型，寿命长等优点，但与PVC-M管相比造价高。
综合比较，同时参考当地的意见和项目投资情况，考虑各类管材的安全可靠、封闭性、耐久性、人力条件、管件规格、价格、方便安装等因素，本工程规划供水管道均采用PVC-M管。
由于该管不耐外力和冲击力，不宜直接在路面下埋设，因此在管道需穿越主要道路和较宽河沟时塑料管外面要套钢管。
八、厂区设计
（一）、厂址选定的原则
1、靠近主要用水区和可靠电源，整个供水厂区布局合理；
2、与村镇建设规划相协调；
3、满足水厂近远期发展的需要；
4、抗御设计防洪标准内的洪水和内涝的威胁；
5、有良好的工程地质条件；
6、少拆迁；
7、有较好的废水排放条件；
8、施工运行管理方便。
（二）、水厂平面布置原则
1、生产构（建）筑物和生产附属建筑物宜分别集中布置；
2、生活区宜与生产区分开布置；
3、厕所和化粪池的位置与生产构（建）物的距离应大于10m，不应采用旱厕和渗水厕所；
4、新建水厂的绿化面积不宜小于水厂总面积的20%；
5、设置通向各构（建）筑物的道路，单车道宽宜为3.5m，并应有回车道，转弯半径不宜小于6m；
6、应有雨水排涝措施，厂区地坪高于厂外地坪；
7、水厂周围设围墙。
（三）、水厂内管道布置原则：
1、构筑物间的连接管道应短且顺直，防止迂回，宜采用金属管材和柔性接口；
2、输送消毒剂的布置应便于和更换；
3、自用水管线应自成体系；
4、应尽量避免呈减少管道交叉；
5、出水厂总管应设计量装置。
6、I-III型工程应设水质检验室。
（四）、厂区设计及征地
根据以上原则：
选定厂址在梁祝镇徐坡行政村，厂区占地面积1200m2，为永久性占用，由县政府无偿划拨。
管理院内建管理房5间，面积147.25m2，井房1间面积9m2，厕所1间面积9m2。
供水工程需铺设所需临时占地，待工程完工修整后可交还群众耕种，补偿标准按900元／亩计。
详见平面布置图。
九、标识及外观设计
根据河南省水利厅《关于对河南省农村饮水安全工程标识及外观进行规范化管理的通知》（豫水农函[2009]26号）要求，对本项目工程进行统一标识。
（一）、工程标识
“河南
水利”（蓝色）标识是我省水利工程的象征和标识，在全省统一使用。
统一标识部分是一个完整的整体，不得缺项、分拆、重组或移位，但可按等比例缩放。
（1）标识牌内容
标识牌正面内容第一行是“河南
水利”，第二行是“汝南县饮水安全工程”，第三行是“梁祝镇徐坡供水站”，第四行是“豫饮Q汝——000X”（位置与右下角第一、二行中间位置平行）。
右下角第一行是工程建设单位，第二行是工程建设时间。
（2）标识牌制作
供水厂标识牌材质为金属材质，内容为手工雕刻。
整个标识牌底色为镀铬银白色，牌内“河南
水利”、“建设单位”、“建设日期”的字体为蓝色，其它为红色。
图案依照规定样式色彩进行制作，确保明显、耐久、稳固。
（3）标识牌镶嵌
标识牌尺寸以长60cm，宽40cm，厚2-3cm为宜；标识牌镶嵌在供水厂院门左上侧。
（二）、外观设计
（1）水厂附属建筑物包括管理房、井房、厕所等外壁，距地面1m以水利蓝为主色调，距地面1m以上白色为主色调。
房内壁为白色，外壁以白色为主色调，房顶铺彩钢瓦。
（2）供水站围墙为砖砌制。
院墙立面距地面1m以水利蓝为主色调，距地面1m以上白色为主色调。
主要附属建筑物面向道路墙壁上端喷涂“河南
水利”标识；右侧外立墙喷涂供水服务热线电话。
（3）水厂院门左上侧悬挂标识牌，院门两侧左侧外立墙喷涂“河南
水利”标识。
（4）外墙立面可喷涂“饮水安全，情系百姓”、“搞好饮水安全，关爱民生健康”、“保障饮水安全，维护生命健康”、“民心工程润民心，饮水思源颂党恩”、“饮水安全，福泽万代”、“科学饮水，珍爱生命”等宣传农村饮水安全的标语，标语为红色。
十、配水工程及入户工程设计
（一）、管网定线
经综合比较，决定采用统一给水系统，给水管网的布置取决于各村的平面布置、水源、大用户的分布等。
考虑定线原则如下：
1、给水系统管网布置定线要求
①按照乡镇规划，考虑给水系统分期建设的可能，留有充分的发展余地；
②必须安全可靠，当局部管网发生故障时，断水范围应该最小；
③管网均匀遍布整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压；
④力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和经营管理费用。
考虑以上要求，对该村进行管网定线，采用树枝状布置。
管网定线情况见给水管网总平面图。
2、输水管区定线要求
按照室外给水设计规范（GBJ13—86）规定，
①尽量缩短线路长度；
②尽量避免或减少拆迁，少占农田；
③管网的施工、运行和维护方便。
④从水源至水厂的输水管道的设计流量，应按最高日最高时供水量加自用水量确定。
当长距离输水时，输水管道的设计流量应计入管道漏失水量。
向管网输水的管道设计流量，应按最高日最高时供水量确定。
管道试压和清洗：
为确保生活饮水卫生及施工质量，管道铺设每一部分结束后，一定要进行水压试验和管道清洗。
水表安装：
为节约用水、以水养水，凡用水单位必须安装水表，主管道置水表处，要砌筑水表池并加盖，考虑防冻和卫生条件。
（二）、配水管网布置方案比选
（1）管网布置方案一
本方案供水管网布置以沿乡村道路敷设为原则，管网布置路线尽量短捷。
供水管网由设置在徐坡的供水站接出后接入供水管网主干管。
主干管南北向敷设，向北沿乡村道路敷设至庞庄，向南沿乡村道路敷设至大赵庄村孙凹。
另在岗集、小罗庄之间向西引出一条支干管，支干管在林场西
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