山西省农村供水工程初步设计要点试行.docx
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山西省农村供水工程初步设计要点试行
附件2:
山西省农村供水工程初步设计要点(试行)
1总则
1.0.1本设计要点是以村镇供水工程技术规范为基础,结合山西供水实践经验的补充说明。
1.0.2本设计要点适用于所有农村供水工程。
1.0.3农村供水工程分集中式和分散式两大类,按最高日供水量大小划分:
大于10000m3/d为Ⅰ型,10000~5000m3/d为II型,5000~1000m3/d为III型,1000~200m3/d为IV型,小于200m3/d为V型。
1.0.4农村供水工程设计与当地的相关规划相协调,以近期为主,近期、远期结合,设计年限15年。
1.0.5广泛搜集基本资料、听取用户意见,因地制宜选择供水方式和供水技术,做到安全、可靠、成熟实用,保证供水安全,并应积极采用行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备。
1.0.6充分利用现有水利工程。
1.0.7农村供水工程的设计,除应符合本设计要点外,尚应符合国家或行业现行的有关规定和相关技术标准。
2规划
2.0.1农村供水工程建设应在区域农村供水规划的基础上进行。
区域农村供水应包括:
供水现状调查分析、用水量预测、水源规划和工程规划等。
2.0.2规划选择水源时,应详细调查和搜集区域水资源资料并对水源进行比选,应优先选择水质较好、水处理难度低、水量充沛、便于保护、便于施工和管理的水源。
单水源不能保证所需供水量要求时,可考虑多水源供水。
对拟选水源应进行勘察和水质化验,对枯水年份枯水期的可供水量应进行深入细致的调查和计算,并作出评价。
2.0.2.1水源的水质应符合《生活饮用水水源水质标准》(CJ3020~93)的要求,地表水应不低于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅲ类水标准,地下水应不低于《地下水质量标准》(GB/T14848-93)中的Ⅲ类水标准。
生活饮用水水源应尽可能避开高氟水、高砷水、苦咸水、高铁高锰水、富营养水等超过《生活饮用水水源水质标准》要求的水源。
受条件限制,不得不采用时,应尽可能选择低超标的水源,并采取适当的方法进行处理。
2.0.2.2水源的日允许开采量,应大于最高日用水量,枯水年份枯水期的保证率不得低于90%。
2.0.2.3水源规划应以合理利用水资源为原则,应符合区域水资源规划和管理的要求。
对深层地下水的开采应该慎重,并征得水行政主管部门的批准。
水源规划应按照优质水源优先供生活饮用的原则,协调好与灌溉、企业、养殖业等用水关系。
2.0.3农村供水工程规划,应根据水源条件、地形条件、新农村建设规划、用水户居住情况等,通过技术经济比较确定供水范围、工程形式和工程规模。
优先选择水处理难度低、运行费用和工程投资低、施工和运行管理难度小的工程型式。
2.0.3.1对水源条件较好、居住集中、人口密度大的乡村应优先选择集中供水工程,并实行自来水入户。
2.0.3.2对水源规模较小,村间距离较远,可选择单村提引水工程。
2.0.3.3对地表水和地下水都缺乏或开发利用困难的,且居住分散、人口密度小的村庄可选择单户或联户使用的雨水集蓄工程。
2.0.4水源规划和工程规划以近期为主,但应考虑今后发展。
有入户条件但近期不能入户的供水工程,应按入户进行规划设计。
供水规模较大近期难以一次完成的工程,要做好总体规划,分步实施,并应适当考虑备用水源地,同时加以保护。
3用水量
3.1用水量定额
3.1.1居民生活用水量定额。
根据国家的有关标准,结合我省的实际,居民生活平均日用水定额中南部取30升/人·天左右,北部取25升/人·天左右,对于有其它水源的情况下调5升/人·天左右,其中包含了居民散养畜禽用水量。
日变化系数取1.3~,则居民生活最高日用水定额中南部为39~48升/人·天,北部为~40升/人·天。
3.1.2牲畜用水量定额。
根据国家的有关标准并结合我省的实际,对于集体或专业户饲养牲畜圈养时用水量平均日用水定额:
大牲畜(牛、马、骡、驴)取40升/头·天;小牲畜猪取25升/头·天,羊取10升/只·天。
放养畜禽时定额适当折减。
日变化系数取1.3~。
牲畜用水量最高日用水定额:
大牲畜(牛、马、骡、驴)取52~64升/头·天;小牲畜猪取32.5~40升/头·天,小牲畜羊取13~16升/只·天。
3.2用水量计算
3.2.1农村供水工程的设计供水量包括居民生活用水量、牲畜用水量、庭院浇灌用水量、企业用水量、公共建筑用水量、消防用水量、管网漏失水量和未预见用水量。
用水量计算时,应对供水范围内上述各项用水量现状进行调查,参考条件相似、运转正常的供水工程,根据水源情况、气候条件、用水习惯、居住条件、经济水平、发展潜力等,综合分析确定。
3.2.2居民生活用水量W1。
W1=q1×P1×10-3(m3/d)
P1=P0(1+R)n(人)
q1―――村镇居民最高日用水定额(L/人•d)
P1―――设计人口(人) P0―――现状人口(人)
n―――设计年限,n=15年
R―――设计年限内的人口增长率,R不超过12‰
3.2.3牲畜用水量W2。
W2=(q2P2+q3P3+q4P4)×10-3(m3/d)
q2―――大牲畜最高日用水定额(L/头•d)
q3―――小牲畜(猪)最高日用水定额(L/头•d)
q4―――小牲畜(羊)最高日用水定额(L/头•d)
P2―――设计大牲畜头数(头)
P3―――设计小牲畜(猪)头数(头)
P4―――设计小牲畜(羊)头数(头)
3.2.4庭院浇灌用水量W3。
村镇住户的庭院多数种植蔬菜、水果和花卉,其用水量通常已包括在生活用水量内,一般不再考虑。
对于有田园灌溉用水量的,应根据种植作物种类、土壤性质、气候条件等确定灌溉定额,计算用水量。
3.2.5企业用水量包括村办企业和乡镇企业用水量W4。
企业用水定额应根据生产规模、生产工艺管理水平等确定。
企业用水量可根据企业用水定额计算确定,也可按供水范围内企业的用水现状、近5年发展计划和水源充沛程度等通过调查确定。
对耗水量大或水质要求较低或离居民区较远的企业,应根据水源充沛程度、经济效益和水资源管理要求等具体情况确定是否列入供水计划。
对企业内部工作人员的生活用水量定额,应根据车间性质等具体情况确定,无淋浴设施的最高日用水定额可为20~35升/人.天,有淋浴设施的最高日用水定额可为40升/人.天。
3.2.6公共建筑用水量W5。
公共建筑是指村镇机关、医院、饭店、学校、商店等。
其用水量应根据公共建筑日常用水人数和公共建筑用水定额确定,公共建筑用水定额一般可参照《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88)确定。
也可按最高日用水定额20升/人•天计算。
3.2.7消防用水量W6。
村镇给水系统一般不单独考虑消防用水。
对于一些重要村镇必须考虑消防用水时,应按照《村镇建筑设计防火规范》(GBJ39-90)的有关规定确定。
3.2.8管网漏失水量和其它未预见水量W7。
可按居民生活用水量、牲畜用水量、庭院浇灌用水量、企业用水量、公共建筑用水量、消防用水量之和的10~15%取值。
3.2.9净水厂自用水量应根据水处理工艺要求确定。
有反冲洗的,水厂自用水量可按最高日供水量的5%计算;无反冲洗的,按零计算。
水源取水量计算、水源到水厂的输水管路计算和水厂处理水量计算均应包括水厂自用水量,水厂到配水管网的输水管路计算和配水管网计算不考虑水厂自用水量。
4给水流量
4.0.1时变化系数Kh。
应根据供水方式和用水情况确定,供水时间长、用水人口多的取低值,供水时间短,用水人口少的取高值。
取值范围在1.6~3之间,一般取2左右。
4.0.2设计给水量一般按最高日用水量考虑。
4.0.3最高日设计给水量Qd。
(m3/d)
k为管网漏失水量和未预见水量系数,一般取1.1~1.15。
4.0.4最高日平均时给水量Qcp。
Qcp=Qd/24(m3/h)
4.0.5最高日最高时给水量Qmax。
Qmax=Kh•Qcp Kh为时变化系数
4.0.6年平均给水量Qy。
Qy=365×(W1+W2+W3+W4+W5+W6+W7)/Kd(m3/y)
Kd为日变化系数,一般为1.3~,根据实际选定。
4.0.7水源取水泵(一级站)给水量(即输水管设计流量)Qp。
Qp=Qd/TP(m3/h)
TP为水源取水泵每日工作小时数,一般不得小于8小时,对于Ⅲ~Ⅴ型工程中的集中联片供水工程一般不得小于10小时,对于Ⅱ型工程一般取12~16小时,对于Ⅰ型工程一般取16小时左右。
4.0.8配水管网设计流量Qt。
Qt=khQd/Tt(m3/h)
Tt为配水管网每日工作小时数,对于全天给水的Tt为24小时;对于定时给水的Tt不得小于8小时。
5主要供水标准
5.1水质
5.1.1集中式供水工程的供水水质,应执行《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85)或《生活饮用水卫生规范》(卫法监发[2001]161号);受水源、技术、管理等条件限制的Ⅳ型和Ⅴ型供水工程,生活饮用水水质应符合《农村实施<生活饮用水卫生标准>准则》的有关要求。
5.2水压
5.2.1供水管网中最不利用水点(指水龙头处)的最小服务水头,单层建筑按5m计算,建筑物每增加一层应增加4m。
管网最不利用水点应在居住相对较集中的区域确定,不应把居住很高或很远的个别分散住户作为最不利点进行设计。
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。
地形变化较大的村庄,供水管网中用水点(指水龙头处)的最大压力水头不得超过30m。
5.3设计年限
5.3.1农村供水工程的设计年限一般按15年确定。
5.4防洪标准
5.4.1农村供水工程的防洪标准,应按《防洪标准》(GB50201-94)中的有关规定执行,主要构(建)筑物的防洪标准,应按不低于20~10年一遇洪水设计,按不低于50~30年一遇洪水校核。
6集中式供水工程设计
6.0.1集中式供水工程主要指集中联片供水工程(含乡镇供水工程)和单村提引水工程。
6.1取水构筑物
6.1.1地下水取水构筑物的型式和位置,应根据地下水类型、水文地质条件、设计取水量等通过技术经济比较确定。
6.1.1.1地下水取水构筑物应布置在水文地质条件和工程地质条件良好、水质良好、不易受污染的富水地段,并便于划定保护区;应按照地下水流向布置在村镇上游地段并尽可能靠近主要用水区;施工和维护方便。
6.1.1.2各种地下水取水构筑物,都应有防止地面污水和非取水层水渗入的措施;过滤器应有良好的滤水性能、足够的强度和抗蚀性,且不易堵塞;应有水位量测设施。
6.1.1.3管井设计应符合《供水管井技术规范》(GB50296-99)要求。
6.1.1.4大口井的井深、井径应根据设计取水量和便于安全施工等因素确定;井壁和井底应位于地质条件稳定的基础上:
井口应加盖;当井位设在河滩时,应采取防冲、防淹和防淤措施。
6.1.1.5截潜流防渗体应嵌入相对隔水层,避免绕渗和破坏隔水层,并对防渗体采取保护措施。
6.1.1.6利用渗渠在河滩中直接集取河道表层水时,应根据水质情况适当加厚反滤层、扩大集水范围,并采取必要的防冲措施。
6.1.1.7泉室设计时以不破坏原地质构造、有利于出水和取水为原则,泉室容积应根据用水量和泉的出水量等条件确定。
6.1.2地表水取水构筑物应根据取水量和水质要求、水源条件,通过技术经济比较确定。
6.1.2.1地表水取水构筑物应位于村、镇上游、水质较好的地带;靠近主流,有足够的水深;有稳定的河床及岸边,有良好的工程地质、地形和施工条件;尽可能不受泥砂、漂浮物的影响;符合河道、湖泊、水库等整治规划要求。
6.1.2.2地表水取水构筑物的设计应有防洪、防淤、拦污等措施,应有水位量测设施。
6.1.2.3含砂量较大或季节性变化较大的地表水,应设置预沉池沉砂。
水源保证率较低时,应设计调蓄构筑物。
6.2泵站
6.2.1泵站设计应符合《泵站设计规范》(GB/T50265-97)的有关要求。
6.2.2泵站位置的选择应符合村镇建设规划的要求,满足取水、防洪、防淤等要求,有良好的工程地质条件,少拆迁、少占农田,交通方便,靠近电源,环境卫生良好。
6.2.3泵站型式应根据水位及其变幅、地形及地质条件、机泵型式确定。
6.2.4机泵选择应根据设计流量、水压、调节池容积等综合确定。
6.2.4.1供水规模较大的泵站宜考虑大小水泵搭配,但台数不宜过多,型号不易超过3种。
泵站是否设备用泵应根据实际情况确定,供水规模大、更换或购买困难时应有备用泵,抽取地下水的潜水泵一般不设置备用泵。
6.2.4.2直接向用水户供水的泵站(无调节构筑物),设计流量按最高日最高时供水量计算,扬程应满足管网设计最不利点所需压力。
对地形高差变化较大的供水管网,应根据实际情况通过技术经济比较确定是自流供水、一级泵站供水、分区分压供水还是二次加压解决,对地势较高或较远的个别分散住户应考虑建集中供水点或二次加压的方法解决。
设计日工作时间应根据用户需要和管理条件确定,有条件的应尽可能选择连续供水;选择定时供水时,日工作时间一般不小于8小时,对于Ⅲ型工程中的集中联片供水工程一般不得小于10小时,对于Ⅱ型工程一般取12—16小时,对于Ⅰ型工程一般取16小时以上。
6.2.4.3向调节池或水塔供水的泵站,设计流量按最高日用水量计算,为最高日工作时用水量,不考虑时变系数。
扬程应满足调节池最高设计水位要求,设计工作时间一般不小于8小时,对于Ⅲ型工程中的集中联片供水工程一般不得小于10小时,对于Ⅱ型工程一般取12—16小时,对于Ⅰ型工程一般取16小时以上。
6.2.5水泵安装高程和进水管的布置应满足水泵吸上真空高度的要求。
6.2.6泵站设计应有流量和压力计量装置。
6.2.7向高地输水的泵站出水总管上应设置止回阀,并应采取停泵水锤防护措施。
6.2.8泵站电气设计应根据所选机电设备的电压和总容量以及当地的供电条件确定。
6.2.8.1变压器容量的选择要恰当,选择变压器容量主要是根据工程用电负荷来确定。
一般用负荷千瓦数除以功率因数即是变压器容量千伏安。
功率因数一般取0.8。
根据计算出的变压器容量确定变压器的型号。
6.2.8.2机组启动时,母线电压降一般不宜超过额定电压的15%。
当与农村供电变压器共用时,应核算变压器容量和到泵站的距离是否满足要求。
6.2.9泵房设计应便于机组和配电装置的布置、运行操作、搬运、安装、维修和更换方便以及进、出水管的布置;应有排水设施,并严禁将泵房内的集水排入水源井或水泵吸水池内;寒冷地区应考虑冬季保温和采暖措施。
6.3调节构筑物和设备
6.3.1调节构筑物和设备的选择应根据地形条件、供水规模和供水方式、管理条件等综合分析确定。
6.3.2调节构筑物有清水池、高位水池、减压池、水塔等型式,应建在便于管理和环境卫生条件较好的地段。
一个工程中调节构筑物的有效容积之和,应按最高日供水量的20%-40%设计,受供水方式或管理条件限制时,可根据实际情况适当加大,但一般不超过最高日供水量的100%。
对于偏远山区供电保证率不高的可根据实际情况确定。
6.3.3高位水池高程的设置应根据管网最不利供水点所需压力和地形条件,通过重力流计算确定。
6.3.4对供水规模大且有条件的泵站,应优先采用变频调速恒压供水设备,供水规模较小时也可选择气压水罐,但必须选择持有压力容器制造许可证的厂家生产的气压水罐。
6.3.5供水规模较小时也可选择水塔调节,水塔的有效容积应按最高日供水量的15%~25%设计,塔高通过重力流计算确定。
6.3.6清水池、高位水池、水塔都应合理设置进水管、出水管、溢流管、排空管、通气孔、检修孔、水位指示装置。
高位水池和水塔应装避雷设施。
清水池、高位水池应加盖,并覆土。
同时应考虑防冻措施。
进水管、出水管、排空管均应安装控制阀门,溢流管不得安装阀门。
进水管内径根据最高日工作时用水量确定,溢流管内径应等于或略大于进水管的内径,出水管距集水坑底不小于,排空管管径应按2小时排空计算,且不小于lOOmm。
通气孔应设在水池顶部,通气孔直径不宜小于150mm,出口高度应高出覆土。
通气孔、溢流管、检修孔均应有防止杂物掉入和动物进入池内污染水质的措施。
溢流管、排空管应有合理的排水出路。
6.4供水管线
6.4.1供水管线选择应尽可能做到起伏变化小、线路短、少拆迁、少占农田、施工和维修方便。
6.4.1.1供水管线一般按单管输水设计,对于主管线有条件的可设计成双管路。
水源到调节构筑物之间的管线设计流量按最高日工作时用水量计算。
调节构筑物到调节构筑物之间的管线设计流量按最高日工作时用水量计算。
末端调节构筑物到用水户之间的配水管网按最高日最高时供水量计算。
由泵站直接向用水户供水的管网(无调节构筑物),设计流量按最高日最高时供水量计算。
供水管道的管径宜按经济流速确定。
公式为:
Φ=1000
式中:
Φ----计算管径,mm;
Q----设计流量,m3/s;
v----管径流速,m/s;
同时应结合管网水力计算适当调整管径,同一条管道管径的选择应满足下游的流速一般不高于上游的流速,长距离供水管道流速不宜太大,一般宜为/s左右。
6.4.1.2长距离供水管道,在隆起点应设置进排气阀,平缓地段每隔600~1000m应设置一个进排气阀,在管路正常工作时的最不利点设置进排气阀,在管路处于事故状态时的最不利点设置进排气阀,地埋管道的进排气阀应设置在井内。
长距离供水管道,在低凹处应设置排空阀,排空管直径可为供水管直径的1/3~2/3。
长距离供水管道,应在必要的位置设置标志。
6.4.2管网一般布置成树枝状,有条件的应布置成环状管网或环树相结合的管网,管网应尽可能沿规划道路布置,避免穿越建筑物。
6.4.2.1管网水力计算应根据节点流量、地形高程、服务水头等自下而上逐级计算,首先应自下而上逐级进行主节点流量的平衡计算。
6.4.2.2管网水力计算按照有关步骤根据有关公式进行计算。
塑管公式为:
----管道沿程水头损失,m;
----摩阻系数,0.000915;
L----管长,m;
Q----流量,m3/s;
d----管道内径,m;
4;
4。
钢管、铸铁管公式为:
当v≥1.2m/s时,
当v</s时,
其中:
---干管沿程水头损失,m;
v---管径流速,m/s;
d----管道内径,m;
L----管长,m;
管网水力计算图上,节点处应注明水压标高、地面标高、静水压力自由水压和节点流量;管段上注明流量、管径、管道长度、水头损失。
格式为:
流量(m3/h)-管径(mm)
长度(m)-水头损失(m)
并完成管网水力计算表,如下:
管段
设计流量
管道长度
管径
流速
水头损失
起点高程
终点高程
起点水头
终点水头
静水压力
压力等级
备注
m3/h
m
mm
m/s
m
m
m
m
m
m
MPa
6.4.2.3管网应设有分段或分区检修阀门,枝状管网末段应设泄水阀。
6.4.2.4集中供水点应设置在取水方便和便于管理处,服务半径一般不大于50米。
6.4.2.5应按照《村镇建筑设计防火规范》(GBJ39-90)的有关规定确定,在配水干管的适当位置布置消火栓。
消火栓一般应设在村口、学校、仓库等主要位置。
6.4.3地形高差较大的供水管道,宜在适当位置设置减压设施。
6.4.4管材选择应根据水压、外部荷载、地质条件、施工条件等确定,并符合卫生学要求。
6.4.4.1设计最大工作压力小于0.8MPa的地埋管,宜优先采用给水塑料管,采用的塑料管材应符合国家现行产品标准规定,PE管应符合《给水用聚乙烯(PE)管材》(GB/T13663-2000)要求,PVC管应符合《给水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材》(GB/T1002.1-1996)要求;选择塑料给水管的允许压力要比设计最大工作压力适当提高(设计工作压力选取要综合考虑动水压力和静水压力)。
6.4.4.2供水管道范围较大战线较长时,应根据工作压力分区分段选取不同压力等级的管道。
6.4.4.3明设和穿越河道时应采用金属管;采用钢管时应进行内外防腐处理。
6.4.5供水管道应尽可能地埋,塑料管道必须采用地埋。
管道埋设时,非冰冻地区,管顶的覆土深度应不小于;寒冷地区,应埋设于当地冻深线以下;穿越道路、农田或沿道路铺设时,应适当增加埋深。
6.4.6地埋管道回填,管道周围范围内应回填细土,不应回填石渣。
6.4.7露天管道应有补偿管道伸缩的设施,并应根据需要采取防冻保温措施。
6.4.8管道应尽量避免穿过毒物污染及腐蚀性地区,必须穿过时应采取防护措施。
供水管与污水管交叉时,供水管应设在污水管上方,且不应有接口重叠。
若给水管敷设在下面时,应采用钢管或钢套管,钢管伸出交叉管的长度每边不得小于3m,套管两端采用防水材料封闭。
当供水管与污水管平行设置时,管外壁净距应不小于。
6.4.9管道穿越河流、沟谷等易受雨水、洪水冲刷地段时应采取必要的保护措施。
6.5计量设施
6.5.1所有供水工程都要安装水表,各村、企事业单位、学校应安装总表;供水进户的应户户安装水表;设集中供水点供水的,供水点要安装水表。
有条件的供水工程要考虑IC卡、射频卡等自动收费管理系统,一步到位。
6.6管理站
6.6.1Ⅰ型和Ⅱ型包括Ⅲ型中的集中联片供水工程必须建设管理站,单村提引水工程也要有管理房。
6.6.2管理站的大小应根据工程规模和地形条件确定。
一般应包括办公、财务、小型会议室、食堂、宿舍、仓库等。
对于Ⅰ型和Ⅱ型供水工程还应考虑水质化验室及其设备。
6.6.3管理站站址的选择应符合村镇规划的要求,交通方便、便于管理工程、并尽可能与水源工程和加压站或调节池相结合。
6.6.4有条件的要划出一定数量的更新基地。
7分散式供水工程设计
7.0.1分散式供水工程主要指旱井工程、其它蓄水工程和户井工程。
7.0.1旱井工程设计应符合《雨水集蓄利用工程技术规范》(SL267-2001)的有关规定。
7.0.1.1旱井工程形式应根据集雨条件、地质条件、居住条件和实践经验确定,工程规模应根据用水量、降雨量、已有供水设施情况确定。
一般每眼旱井的容量为20~50立米。
7.0.1.2用水量应根据用水人口和平均日生活用水定额确定。
7.0.1.3集流场选择和设计应尽可能提高集雨效率,避开畜禽养殖、堆放物、施肥等污染源。
应优先选择屋檐集流、人工硬化地面集流场、或二者结合的集流场,其次选择坡面集流。
人饮工程不宜选择路面作为集流场。
一般30立米左右的蓄水容量集流场不小于100平米。
7.0.1.4贮水池应根据当地的地形、地质条件和供水系统要求进行选择和设计,一般宜设计成封闭的地下式构筑物。
贮水池必须进行防渗设计,寒冷地区应采取防冻措施,贮水池应根据具体条件合理设置进水管、出水管、溢流管、排空管、通气孔和检修孔。
贮水池前应设置沉淀过滤设施,沉淀可选择自然沉淀,过滤可选择粗滤池。
7.0.2其它蓄水工程主要由季节性客水或季节性泉水、引水管网或渠网、贮水设施组成。
7.0.2.1季节性客水水质应符合《生活饮用水水源水质标准》(CJ3020-93)的要求,客水泥砂含量较高时应进行预沉淀或过滤。
客水为灌溉水时,宜引蓄经过输水冲洗管渠一定时间后的水。
7.0.2.2引水管网或渠网布置应确保环境卫生、水质不受污染,应充分利用已有输水设施。
采用渠道引水时应进行防渗护砌。
7.0.2.3贮水设施宜选择地埋式水窖,贮水容积应根