某村饮水安全工程初步设计 精品.docx
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某村饮水安全工程初步设计精品
高桥乡徐沟村饮水安全工程
初步设计报告
1综合说明
1.1项目编制背景和依据
徽县高桥乡徐沟村饮水安全工程是国家实施的全国安全饮水项目工程之一，根据上级主管部门对《徽县高桥乡徐沟村饮水安全工程项目建议书》的批复，经徽县水务局组织技术人员对本供水工程进行反复研究和论证，并征得村民同意。
因此进行徽县高桥乡徐沟村饮水安全工程编制初步设计报告。
本设计依据文件：
《徽县“十二五”农村饮水安全工程规划》
《徽县农村饮水安全问题调查报告》
《徽县高桥乡徐沟村饮水安全工程项目建议书》
《徽县高桥乡徐沟村饮水安全工程立项报告》
有关主要资料文件:
《村镇供水工程技术规范》（SL310—2004）
《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）
《甘肃省农村饮水安全工程建设与管理技术文本》（甘肃水利厅）
《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）
《建设项目经济评价与方法参数》
1.2项目区地理位置及经济社会概况
高桥乡徐沟村位于徽县北部山区，距离县城约95Km处。
隶属于徽县高桥乡,徐沟村总人口459人，其中农业人口459人。
2011年徽县全县实现生产总值24.6亿元，完成大口径财政收入3.78亿元，农民人均收入3190元。
1.3项目区工程地质及水文地质概况
工程地质：
地面表层1—3米厚的黄土层，再下层为1—10米左右厚的砂砾层，基础无下沉现象，工程地质条件良好，满足建设要求。
项目区位于山洪沟道内，由于该地区地表植被茂密丰富，水土流失轻微。
项目区周围经考察发生泥石流的可能性很小。
水文地质：
该地区的地下水类型有基岩裂隙水和河谷潜水。
基岩裂隙水分布在山林地区，这些地区岩层较薄，岩性细密，透水性差，有的纯属不透水。
其补给来源主要依靠降水补给，地下水径流模数3.71万m³/km2，河谷潜水主要分布在高桥河的河谷两侧，其补给来源主要依靠降水和河流补给，地下水径流模数13.22万m³/km2。
由于该地区的地下水难以利用，且该地区地表水水量充沛，水质优良，可以满足该工程的用水。
经取水化验，水质符合国家生活饮用水标准。
1.4项目区实施范围及饮水不安全类型
该工程实施范围为高桥乡徐沟村，不安全类型为未经处理的Ⅳ类及超Ⅳ类地表水。
1.5工程措施、建设内容及工程量
1.5.1工程总体布置
在龙潭河河道内建设一座截留墙，采用无砂砼井取水，通过输水管道自压到蓄水池，然后通过配水管道给用水户供水。
1.5.2工程建设主要内容
工程建设主内容有：
取水构筑物：
建截流坝1座，坝长5.5m；采用集水井取水，集水井的井径0.9m，井深2m；建防洪墙13.8m。
埋设输水管道1条dn40PE管1227m；
建减压池1座，容积为10m3；
埋设配水管道1条，长2734m，其中dn40PE管293m、dn32PE管100m、dn25PE管936m、dn20PE管1408m；
建闸阀井4座，井径0.8m、井深1.2m；
建给水栓53座，包括闸阀水表井，水龙头柱以及洗涤池。
1.5.3工程计划完成工程量
工程计划完成工程量：
土石方4906.26m3,混凝土20.94m3，浆砌块石25.85m3，浆砌砖3.2m3。
1.6投资概算及资金筹措
项目总投资：
15.10万元
资金筹措：
中央投资12.22万元，（其中农村人口部分投资11.51万元，学校部分投资0.71万元），地方投资2.88万元。
1.7建设管理及运营管理
1.7.1建设管理
1.7.1.1管理机构
为确保徽县饮水安全项目保质、保量按时完成，徽县成立饮水安全建设领导小组，将责任层层分解，责任落实到单位和个人，并签订责任书。
1.7.1.2资金管理
对中央预算内资金，由徽县水务局成立设立专户，封闭运行，制定资金管理办法，专款专用。
1.7.1.3工程进度管理
工程建设领导小组按照《甘肃省农村饮水安全工程建设与管理实施细则》的要求，根据工程的特点制定从工程规划设计、施工、竣工全过程的质量和进度保证措施，并负责项目技术指导、施工安排及劳力调配。
项目建设按招投标制，选择有施工经验和资质的施工单位、监理单位，对工程建设过程的质量和进度进行监督管理，严格实行项目合同管理制度，保证安全生产，确保按时完成建设任务。
1.7.2运营管理
该工程建成后交该场供水协会运营管理。
建立水费征收和管理制度，一次性核定供水成本，确定水价，由管理单位依法定期收取水费，积累资金，逐步达到以水养水的目标。
1.8经济评价
该工程建成后可解决2个社53户、223人的饮水困难。
同时解决受益区17名师生的饮水安全问题。
通过对进行的财务分析及经济效益评价，该工程制水成本1.79元/吨，实际水价2.00元/吨，人均水费负担为1.13%，小于居民的最大负担能力5%,财务内部收益为7.8%，大于基准财务内部收益6%，财务净现值：
2520元，大于0，投资回收其11.1年（含一年的建设期）小于工程的设计使用年限15年。
1.9工程特性表
工程特性表
现有（设计）人口
人
223（248）
用水户（给水栓）
户（座）
53
设计输（配）水流量
立方米/天
16.34
引水方式
自流
取水方式
截流坝取水
供水方式
管网供水、入户
水源
沟溪水
水处理方式
加漂白粉消毒
输水管道（dn40PE管）
米
1227
供水管
米
2735
其中
dn40PE管
米
293
dn32PE管
米
100
dn25PE管
米
936
dn20PE管
米
1408
高位水池
立方米/座
10/1
闸阀井
个
4
钢材
吨
0.4
水泥
吨
15.94
木材
立方米
0.63
土石方
立方米
3837
农村部分人均投资
元/人
645
学校部分人均投资
元/人
420
工程总投资
万元
15.10
2项目区基本情况
2.1项目区概况
2.1.1项目区经济社会情况
高桥乡徐沟村位于徽县北部山区，距离县城约95Km处。
隶属于徽县高桥乡,徐沟村总人口459人，其中农业人口459人。
2011年徽县全县实现生产总值24.6亿元，完成大口径财政收入3.78亿元，农民人均收入3190元。
由于当地水源距离村庄较近，农村生活污水已严重影响当地水源的水质，今年来农药的广泛使用，使这一情况继续加剧，村庄附近水源已受到较严重的污染，不能满足当地生活饮用，这一问题已严重影响到当地223人，53户群众的生产生活，制约了当地经济的发展，因此，兴建该村饮水安全工程，解决当地饮水安全问题，已成为当务之急。
2.1.2自然概况
2.1.2.1地形地貌
该工程所在地属徽县北部中山区。
该工程所在地属中切割地貌，山峦起伏、植被葱笼。
本地区是秦岭南麓强烈褶皱地带，是徽县中部河流的源头，主要山峰有鸡鸣寺、云雾山、天子山、八卦山、老爷山等。
最高山峰天子山，海拔2330m。
形成本地区地貌的主要因素为下古代地质构造运动，使地壳隆起和下沉。
多年平均侵蚀模数550吨/平方公里。
2.1.2.2气象条件
徽县属大陆性季风气候，处于暖温带向亚热带过渡性气候类型，加之南北秦岭相互对峙，形成天然屏障，至使徽县气候温和，具有明显的过渡气候，主要气象要素差异明显，具有较典型的盆地气候，灾害性天气每年均有发生，对工农业生产危害较大。
根据徽县气象站观测资料统计，多年平均降水量768mm，7—9月份水量占全年降水量的58%，多年平均气温12.4℃，极端最高气温38.4℃，极端最低气温-15℃，年蒸发量1252mm，年日照时数为2413h，无霜期220天，平均风速0.87m/s，最大风速14m/s，相应风向N，最大冻土深度为30cm。
2.1.2.3地震
本地区地震动峰值加速度值为0.2g，地震动反应谱周期值为0.45s，相应地震基本烈度为Ⅷ度。
2.1.2.4水文水系
该工程位于永宁河的一级支流的高桥河沟道内，永宁河河属嘉陵江水系一级支流，饮水水源为沟溪水、泉水、基岩裂隙水和河谷孔隙潜水。
按《徽县水资源评价》中永宁河右岸基岩裂隙水的水文地质特征及富水性：
基岩裂隙水在我县分布较广，包括新第三系以前的沉积岩，以潜水为主，徐沟村水源在距居民区1500m的沟道里。
水源主要为该沟沟溪水，沟溪地质好，上游植被丰富，无污染，水量较丰富。
2.1.2.5水文地质
工程区位于高桥河河谷盆地中的徐沟村，河谷盆地由高桥河所形成的新近堆积的在Ⅰ、Ⅱ级阶地及河漫滩、河床等地貌单元构成，阶地为内迭式阶地，盆地的基底是花岗石和灰岩。
Ⅰ、Ⅱ级阶地具有二元结构，上部为厚度不等的黄地状粉质砂壤土，下部为砂砾石或砂卵砾石层，均属冲、洪积物。
2.2供水区饮用水现状及水源
由于当地水源距离村庄较近，农村生活污水已严重影响当地水源的水质，今年来农药的广泛使用，使这一情况继续加剧，村庄附近水源已受到较严重的污染，不能满足当地生活饮用，这一问题已严重影响到当地223人，53户群众的生产生活，制约了当地经济的发展，因此，兴建该村饮水安全工程，解决当地饮水安全问题，已成为当务之急。
2.3供水范围和主要供水对象
项目区饮水水安全范围、类型初步设计明细表
县区名称
工
程
名
称
解决的范围
解决饮水不安全类型（人）
乡镇名称
行政村名称
学校师生
户数
（户）
人
数
（人）
氟超标
砷超标
苦咸水
未经处理的Ⅳ类地表水
细菌学指标严重未经处理的地表水
污染严重未经处理的地表水
其他饮水水质超标问题
水量不达标
用水方便程度不达标
水源保证率不达标
徽
县
徐沟村饮安全水工程
高桥乡
徐沟村
17
53
223
√
2.4供水规模和用水量
2.4.1供水规模W（最高日用水量）
工程供水规模包括居民生活用水量W1、公共建筑用水量W2、管网漏失水量W3等。
2.4.2居民生活用水量
1）设计年限
结合当地发展情况确定，徽县高桥乡徐沟村饮水安全工程，设计年限均为15年。
2）设计人口
设计用水居民人数 ：
P=P0（1+γ）n+P1
式中：
P0—供水范围内的现状常住人口数223人。
P1—设计年限内人口的机械增长总数0人。
γ—设计年限内人口的自然增长率0.007，根据当地近年来的人口自然增长率确定；
n—工程设计年限15年。
P=223×（1+0.007）15+0=248人
3）居民生活用水量
W1=Pq/1000
P=P0（1+Υ）n+P1
式中：
W1—居民生活用水量，m3/d；
P—设计居民用水人数，（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；
Υ—设计所限内人口的自然增长率，以县人口发展规划为准；
n—工程设计年限，15年；
q—最高日居民生活用水定额。
集中供水工程q取60L/（人.d）。
W1=248×60/1000=14.86（m3/d）
2.4.3公共建筑用水量
由于徐沟村无机关、饭店和有规模的商店，故不考虑该饮水工程的公共建筑的用水量，即公共建筑用水量为0。
2.4.4管网漏失水量和未预见用水量
按居民生活用水量、集体或专业户饲养畜禽用水量、公共建筑用水量之和的10%取值。
W3=（W1+W2）*10%=（14.86+0）*10%=1.49（m3/d）
2.4.5供水规模
W=W1+W2+W3=14.86+0+1.49=16.34（m3/d）.
徐沟村用水量计算详见表一。
用水量计算
表1
1
人口自然增长率（‰）i
7
2
工程设计年限（年）n
15
3
现有人口（人）P0
223
4
设计年限内人口的机械增长总数P1
0
5
设计人口（人）P=P0*（1+i）^n+P1
248
6
牛（头）
0
7
猪（头）
0
8
最高日居民生活用水定额（L/d）
60
9
牛用水量（L/d）
0
10
育肥猪用水量（L/d）
0
11
管网漏失水量和未预见用水量（W5+W6）按居民生活用水量、集体或专业户饲养畜禽用水量、公共建筑用水量、企业用水量之和的取值（%）
10
12
生活用水量W1（m³/d）
14.86
13
集体或专业户饲养畜禽用水量W2（m³/d）
0
14
公共建筑用水量W3（m³/d）
0.00
15
企业用水量W4
0
16
管网漏失水量和未预见用水量（W5＋W6）
1.49
17
供水规模W（最高日用水量）（m³/d）
W=W1+W2+W3+W4+W5+W6
16.34
18
人均综合用水量（L/人·d）
66.00
19
时变化系数（K时）
3.00
20
人均用水当量L/（s•人）
0.002292
2.5水源论证
2.5.1水量
经工程技术人员多次查勘，对比几处水源，拟定距徐沟村居民区1.5km处的龙潭河沟道内一处沟溪为水源，从当地群众了解，该水源从来未干涸，水量充足，水源附近植被丰富，无污染，经干旱季节实际测量，每小时出水量为3.2m³，则日出水量为76.8m³，水质经化验符合国家生活饮用水标准。
因此选择该水源可以有效满足工程要求。
2.5.2水质
龙潭河河取水口断面以上属于林区，降雨充沛，植被丰富，水土流失轻微，水源水质清澈，地表水矿化度小于0.2g/L,经对取水口地表水取样分析表明，水源水质理化指标达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）要求，可以不经处理直接饮用。
2.6供水水压
根据村镇供水现行规范要求:
供水水压，应满足配水管网中用户接管点的最小服务水头；设计时，对很高或很远的个别用户所需的水压不宜为控制条件，可采取局部加压或设集中供水点等措施满足其用水需要。
配水管网中用户接管点的最小服务水头，单层建筑物为5～10m，两层建筑物为10～12m，二层以上每增高一层增加3.5～4.0m；当用户高于接管点时，尚应加上用户与接管点的地形高差。
配水管网中，消火栓设置处的最小服务水头不应低于10m。
用户水龙头的最大静水头不宜超过40m，超过时宜采取减压措施。
2.7供水方式
为了合理、优化配置水资源，降低单方水投资和运行成本，改善管理条件，提高供水质量，充分利用地形高差，依靠重力流向项目区用水户供水。
2.8供水工程方案选择
由于徐沟村属中切割山林区，地表水丰富，经技术人员勘测论证，此处沟溪水为多年水量稳定水源，使用工程措施处理后，水源水量有保障。
工程采用自流供水方式供水。
2.9工程等级及主要建筑物级别
依据《村镇供水工程技术规范》（SL310—2004）的相关规定，确定本工程为Ⅴ等小
（2）型工程。
工程的永久性主要建筑物按5级设计，永久性次要建筑物按5级设计。
2.10抗震和防洪标准
依据《防洪标准》（GB50201—94）的有关规定，永久性主要建（构）筑物按10年一遇洪水设计，30年一遇洪水校核。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），项目区地震动峰加速度为0.2g，相应地震烈度为Ⅷ度，主要建（构）筑物按Ⅷ度设防。
2.11水源保护
水源地划定保护范围，在水源地上游严禁采矿和大规模破坏植被和倾倒垃圾，在水源地截流坝周围500m范围严禁倾倒垃圾等一切有关污染水源的行为。
随时对水质进行监测以及水源地和输配水管线的水质的保护措施。
2.12附图
工程总体布置图、截流坝、减压水池等图
3工程地质
3.1概述
地面以下为1—3米厚的黄土层，再下层为1—10米左右厚的砂砾层，基础无下沉现象，工程地质条件良好。
3.2取水构筑物地质条件
该工程水源位于高桥河流域中游左岸的龙潭河沟道内，徐沟村水源主要为沟溪水，水质好，水量较丰富。
地面以下为1--2米厚的於积层，再下层为岩石，工程地质条件良好。
3.4输配水线路及主要建筑物地质条件
地面以下为1—3米厚的黄土层，再下层为1--10米左右厚的沙砾、块石，稳定性较好，无地质灾害现象，工程地质条件良好。
3.5天然建筑材料
本工程所需天然建筑材料的砂子、石子、块石在当地储量较丰富，在高桥河沟道内的块石为花岗岩，可以就地取材。
工程所需的砂和石子可以直接从高桥河河道中直接筛分得到，经初步勘测确定砂石料场距工程项目区的距离约为1500m。
3.6结论
经勘察、了解该工程地质结构稳定，无泥石流、滑坡等地质灾害现象发生，基础无下沉现象，工程地质条件良好。
4工程设计
4.1设计参数
该工程设计供水能力为16.34m3/d，每天供水时间K日为24h，K时为3。
4.2设计方案及工程措施
工程设计方案为自流供水，工艺流程为从截流坝自流到高位水池，再由高位水池经配水管网向用户供水。
4.3工程建设内容
工程建设内容有：
取水构筑物：
建截流坝1座，坝长5.5m；采用集水井取水，集水井的井径0.9m，井深2m；建防洪墙13.8m。
埋设输水管道1条dn40PE管1227m；
建减压池1座，容积为10m3；
埋设配水管道1条，长2737m，其中dn40PE管293m、dn32PE管100m、dn25PE管936m、dn20PE管1408m；
建闸阀井4座，井径0.8m、井深1.2m；
建给水栓53座，包括闸阀水表井，水龙头柱以及洗涤池。
4.4工程设计
4.4.1取水构筑物
徐沟村水源主要为沟溪水，上游植被丰富，无污染、水质好，水量较丰富。
设计用截流坝取水。
挡水建筑物：
挡水建筑物为截流坝，坝长5.5m，，坝高2m；采用M10浆砌石重力挡墙式结构，截流坝的结构断面尺寸为：
下底宽1.1m，上顶宽0.6m。
消能防冲建筑物：
建M10浆砌石消能防冲护坦，护坦长3.5m，宽2m，高0.5m。
防洪墙：
修建M10浆砌石防洪墙13.8m，墙高3.5m，墙宽0.5m。
防洪墙的断面结构为矩形。
取水建筑物：
集水井为现浇C20无砂砼，井径1m、井深2m、井壁厚度0.15m；井盖为预制C20钢筋砼。
4.4.2输水管道设计
取最高日用水量作为输水管道的管道流量，进分析计算，确定输水管道采用dn40PE管，管道流量为0.4526L/s。
4.4.3供水管网计算
1）绘制管网平面布置图，见附图
2）设计流量
农村供水因规模小，且多为间歇工作，为保证供水安全，输水管设计流量按最高日最高时用水量计算。
=0.68（m3/h）=0.1891（L/s）
3）人均用水当量
Q=（W-W3-W4）×Kh/24P/3.6=0.002292/（s.人）
4）按公式qL=qSL计算各管段的配水（沿线）流量,结果见下表
沿线流量、节点流量计算表
表1
管段编号
计算管段
人数（人）
沿线流量（L/s）
节点编号
集中流量
（L/s）
节点流量（L/s）
1—2
0
0.0000
1
0.000
2—3
74
0.1705
2
0.085
2—4
0
0.0000
3
0.085
4—5
37
0.0853
4
0.043
5—6
37
0.0853
5
0.128
5—7
74
0.1705
6
0.071
6—8
25
0.0568
7
0.085
8
0.028
5）计算各节点流量qi计算结果,见上表
qi=
∑qL
式中qi-----某一节点的流量（L/s）
∑qL-----交汇于该节点的各管段配水流量的总和（L/s）
6）计算每一管段的计算流量Qn--n+1（见下表）
管网呈树枝状,从高位蓄水池到各节点,只能循一个方向供水,因此各管段的计算流量等于该管线下游所节点流量的总和。
Qn—n+1=∑qi
Qn—n+1—某一管段的计算流量（L/s）
∑qi—该管段下游所有节点流量的总和（L/s）
各管段计算流量表
表2
管段编号
管段设计流量（L/s）
管段编号
管段设计流量（L/s）
1—2
0.5257
2—3
0.0853
2—4
0.3552
4—5
0.3126
5—6
0.0995
5—7
0.0853
6—8
0.0284
7）以1---2管段为例,计算管径、流速、水头损失
①确定管径
根据《供水系统设计》的有关规定，配水管网经济流速在0.5—0.75之间,当假设管内流速为0.65m/s时,管道计算流量Q=2.046（m3/h）=0.5683（L/s）则管径：
D=18.8
=18.8
=31.9mm
即选择管径D为Φ40（即内径为Φ32.6）
②计算流速
V=353.44Q/D2=353.44×2.046/32.6=0.68m/s
③计算沿程水头损失hf
hf=
C=R1/6/n
式中：
n----管内壁糙率PE管为0.008
R----水力半径C----谢才系数
=60.5
×156=3.30（m）
④局部水头损失hj
局部水头损失按沿程水头损失的10%计,则
hj=hf10%=3.3×10%=0.33m
⑤总水头损失h
h=hj+hf=3.3+0.33=3.63m
8）管材规格选择
设计采用PE80级1.25MPa聚乙烯热熔给水管材,此管材综合造价低,使用寿命长,抗酸碱、卫生无毒，对人体无害，耐冲击性能好，适用于任何地形的施工安装。
按各管段计算各管段流速和水头损失，确定管径，见下表，并将计算结果标在面布置图上，见附图
水力计算表
表3
管段编号
计算流量
（L/s）
计算管径
（mm）
公称管径
（mm）
管内流速
（m/s）
管道长度
（m）
沿程水头损失
（m）
总水头损失
（m）
1—2
0.5257
32.6
40
0.63
156
2.88
3.17
2—3
0.0853
20.4
25
0.26
174
1.23
1.35
2—4
0.3552
32.6
40
0.43
137
1.28
1.40
4—5
0.3126
26
32
0.59
100
2.17
2.38
5—6
0.0995
20.4
25
0.30
89
0.82
0.90
5—7
0.0853
20.4
25
0.26
143
1.01
1.11
6—8
0.0284
16
20
0.14
162
0.53
0.58
输水管道
0.4100
32.6
40
0.49
1227
14.68
16.15
9）计算各节点的水压线标高与自由水头,计算结果见下表,并将其同地面线标高标于管网平面布置图上.
由水头计算表
表4
节点号
自由水头
（m）
地形标高
（m）
水压线标高
（m）
1
-2.50
1070.00
1067.50
2
34.33
1030.00
1064.
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