工程安全禹谟镇金水村饮水安全工程设计报告 精品.docx
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工程安全禹谟镇金水村饮水安全工程设计报告精品
禹谟镇金水村饮水安全工程设计报告
1概述
1.1自然地理及社会经济状况
禹谟镇金水村饮水安全工程位于金沙县东南方向，该工程距县城约19km，是金沙县的一个较缺水的地方，该工程根据《金沙县农村饮水安全工程规划》，该村饮水不安全人口为423人。
禹谟镇金水村是一个比较缺水的地区，长期以来，大部分人饮水都不安全，大部分人靠吃露天季节性泉水生存，但由于当地村民较贫穷，无能力建清洁卫生的饮水安全工程，严重影响了当地人民生活水平的提高和生产的发展。
据20XX年1月12日调查统计，全村共有总人口423人，总耕地面积386亩，其中：
田186亩，土200亩，人均纯收入2000元。
农民的全部收入都靠种植业和部分养殖业，无矿产资源。
该地区气候类型属于亚热带湿润季风性气候，四季分明，区内气候温和，多年平均气温15℃左右，多年平均降雨量约1036mm，但由于降雨年内分布不均，自然灾害较为严重，其中尤以旱灾影响较大，造成农作物减产和饮水不安全。
另一方面，由于一些人为的开荒、垦植，降低了土地的涵养水和保水能力，更加重了水资源的贫乏，加上人口的增加，使当地群众历史以来所饮用的几个季节性水井在枯水期常常干枯，枯水期时饮水要到2km以外的地方去取，缺水严重制约了当地经济的发展和人民生活水平的提高。
根据实际调查，全村现2个村民组，总人口423人，有100头大牲畜，其中，水头上村民组223人、55头大牲畜，麻窝坎村民组200人、45头大牲畜。
根据这一情况，我队对该村缺水地区进行了调查，并根据当地群众申请，作出了《金沙县禹谟镇金水村饮水安全工程设计》。
1.2项目实施方案及审批意见
20XX年，根据水利部、卫生部下发的“农村饮水安全的评价指标体系”按以下四项指标进行实地调查，只要有一项低于安全或基本安全值，则不能定为饮用水安全或基本安全。
①水质:
符合国家《生活饮用水卫生标准》要求的为安全，符合《农村实施〈生活饮用水卫生标准〉准则》要求的为基本安全。
②水量:
每人每天可获得水量不低于55L为安全，不低于35L为基本安全。
③方便程度:
人力取水往返时间不超过l0min为安全，取水时间往返不超过20min的为基本安全。
④保证率:
供水保证率不低于95%为安全，不低于90%为基本安全。
金水村是全县饮水不安全地区之一，根据规划，全村饮不安全人口为423人，主要是没有可靠的供水设施，大部分全靠人力取水，取水时间都在30分钟以上，符合饮水不安全标准。
1.3工程的勘测设计
本次实施解决的岩孔镇金乐村饮水不安全人口属于毕节地区勘测设计研究院20XX年编制的《农村饮水安全工程调查评估报告》和《毕节地区“十一五”农村饮水安全工程规划》，以及20XX年编制的《毕节地区“十一五”基本解决农村饮水安全试点实施方案》和《20XX年第5批中央资金毕节地区农村饮水安全实施方案》中规划的饮水不安全人口，也是《金沙县“十一五”农村饮水安规划》项目之一。
是金沙县缺水较为严重和突出的村。
根据规划及金沙县水利局安排，我队承担了本工程的勘测设计，任务下达后，我队组织技术人员经实地勘测和调查，先后完成了水源、管线及水池等的测量及地质勘测工作以及水质取样化验等工作，并根据现行有关村镇供水技术规范进行了该工程的供需水量计算、报告编制和图纸绘制等工作。
本次设计项目的资金来源、工程任务、规模、内容、主要工程量等概述如下：
项目资金来源及组成：
主要为20XX年第5批中央政专项资金和省地、县匹配资金，以及群众投工投劳等组成，批复解决人数指标为423人。
由于所选水源为泉水，根据实地调查和了解，该水源一般流量为0.5L/s，最枯流量为0.3L/s左右，采用提水的方式解决金水村饮水安全问题。
本工程属《金沙县“十一”五农村饮水安全规划》规划，本工程列入20XX年度建设项目之一。
本工程设计总体规模为：
提水站一座，上水管340m，水池1个，容积50m3，输、供水管4000m，工程总投资16.8633万元。
工程特性表如下：
工程特性表
序号
项目名称
单位
数量
备注
一
水源名称
母猪龙洞
1
实测流量
L/s
0.5
20XX年1月12日为最枯流量
2
日用水量
m3
42.14
二
主要建设项目
1
0.4kv输电线路
m
200
2
机房
间
1
19.07m2
3
上水管
m
340
Dn75mmPE管
4
供水管
m
4000
其中：
dn50mmPE管
m
600
1.25Mpa
工程特性表
序号
项目名称
单位
数量
备注
Dn40mmPE管
m
1450
1.25Mpa
Dn32mmPE管
m
750
1.25Mpa
Dn25mmPE管
m
1200
1.25Mpa
5
水池
个/m3
1/50
三
工程效益
解决饮水不安全
设计日供水量
m3
42.14
最大日供水50m3
解决饮水不安全人口
人
423
四
主要工程量、材料及劳力
1
主要工程量
土方开挖
m3
1212
石方开挖
m3
255
砌石
m3
55
钢筋安装
kg
139.8
管道安装
km
4340
2
主要材料
水泥
t
6
钢材
kg
139.8
炸药
kg
519.4
块石
m3
64.9
碎石
m3
8.3
砂
m3
26
3
劳动工日
个
1111
五
主要经济指标
1
工程总造价
万元
168633
2
单位投资
元/人
400
3
供水成本水价
元/m3
1.8
六
施工工期
月
3
2供水水源及水质
2.1供水水源
根据我队有关技术人员联合当地村委会的相关人员一同对涉及供水村寨周边的可供水源点进行实地调查、勘测和取样化验，要解决该村范围内现状人口的饮水安全问题（经用水量计算，其最高日用水量为42.14m3/d，年需水总量1.5万m3），可供本供水工程设计选择的水源只有母猪龙洞水源，其它都是很小的季节性泉水，来水量极小只能满足几户人的用水，不能用于全村人畜用水的供水水源。
母猪龙洞水源水量情况如下：
母猪龙洞水源为泉水，距金沙县城约13km，水质清澈，周围居住的居民距水源较远且又少，污染较小，便于卫生防护，水质经化验其所有指标符合《地表水环境质量标准》（GB3838）和《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020）的要求，是一较为理想的人畜饮用水源，其来水量分析如下：
①年来水量：
母猪龙洞水源取水点集水面积为0.89km2，因取水口以上流域内无雨量站，只有采用距项目区8km的金沙气象站1961～20XX年共45降雨系列资料，用降雨径流频率相关法，推得流域各年径流量。
用P—Ⅲ型频率适线法进行计算，结合查《贵州省地表水资源》上贵州省多年平均径流系数等值线图，该地区多年平均径流系数G=0.40，多年平均径流深414.3mm，得多年平均年来水量为36.84万m3，Cv=0.34，Cs=2Cv。
设计流域不同频率的设计年来水量见下表1。
根据该地区水文地质条件分析，取地下水折算系数29%进行折算，在P=95%保证率下流域地下水年径流量为5.61万m3。
②枯期来水量
不同频率的设计年来水量计算成果表表1
根据推算出来的径流量的年内分配，对1961～20XX年共45年枯水期（11月～次年4月）平均流量系列资料进行频率计算，采用P—III型频率适线确定统计参数多年平均枯水期来水量为10.67万m3，Cv=0.38，Cs=2Cv，设计流域不同频率的设计枯水期来水量见表。
不同频率的枯水期来水量计算成果表
③利用枯水模数法推求年最小月、最小旬、最小日来水量
根据《贵州省河流枯水调查与统计分析》查枯水模数分布图，取多年平均年最小月、最小旬、最小日平均流量模数3L/s.km2、2.5L/s.km2、2L/s.km2，母猪龙洞泉水集水面积为0.89km2，计算出设计流域最小月、最小旬、最小日平均枯水流量为2.67L/s、2.23L/s、1.78L/s，取Cv=0.34，Cs=2Cv，则P=95%时，年最小月、最小旬、最小日平均流量模数分别为1.62L/s.km2、1.35L/s.km2、1.08L/s.km2，从而计算出流域P=95%保率下地下水年最小月、最小旬、最小日平均流量为1.74L/s（150.3m3）、1.2L/s（103.7m3）、0.96L/s（82.9m3）。
④调查资料
根据实地调查，流域内无其他泉点，20XX年1月12日实测流量为0.5L/s，近一段时间内都没有下雨，根据找当地人调查了解，此时所测流量已接近最枯流量。
该流量小于计算流量，说明调查流量属于最枯流量，数据可信程度高。
⑤综合取值
依上述分析与调查结果，最终得出设计母猪龙洞水源，多年平均天然来水量为11.68L/s（计算值），年径流量36.84万m3，在P=95%保证率下流域地下水年径流量为5.61万m3。
最小月、最小旬、最小日来水量分别为150.3m3、103.7m3、82.9m3。
调查最枯日来水量43.2m3，计算量大于调查量，说明集雨区汇水还有可能向其它地方出露。
根据当地实际，在该水源附近还有几处分散从田内出露的泉水，但由于在田内无法测量。
因此，设计按调查流量作为来水量进行设计。
金水村最大日需水为42.14m3，母猪龙洞水源基本能满足要求。
故将该水源作供水水源比较可靠。
2.2水源水质与水压
水源水质经取样化验，水质符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749—20XX），可不进行处理。
根据人口分布情况，居民基本上都分布在1090～1095m高程之间，而水源位置仅1070.9m高程，必须采取提水方式才能解决村民用水。
根据《村镇供水工程技术规范》，供水末端水压单层建筑物为5～10m，两层建筑物为10～12m，本地区按两层建筑物考虑，设计末端水压10m进行设计，考虑到一定输水损失，则高位水池应在1100m高程以上，结合地形，设计高位水池地面高程为1107.8m。
3工程地质
3.1区域地质概况
3.1.1地形地貌
工程区位于我国二级梯形地带的云贵高原上，地处黔西北高原东部较低地段。
区域内地形以中低山地形为主，该地区地貌类型以山地、坡地居多，地形起伏大，地貌主要为山盆期的第二亚区，属高大山区、典型山区岩溶地貌，地形起伏较大，地下水埋藏较深，海拨高程在1000m～1200m之间。
植被以小面积灌木林为主，森林覆盖率低，水土流失严重。
3.1.2地层岩性
工程区内出露地层为三迭系（T2）。
工程区相关地层岩性特征分述如下：
三迭系（T2）：
在工程区内广泛分布，主要由两组岩性组成：
松子坎组（T2S）浅灰、灰黑色泥页岩、中厚层状白云岩，底为“绿豆岩”。
茅草铺组为灰、浅灰石灰岩与白云岩互层，含少量溶塌角砾状灰岩。
3.1.3地质构造
工程区的大地地质构造属华夏系构造体系。
工程区中地层在中生代早期主要为陆升和陆降运动，在中生代三叠纪末印支运动末时裂谷封闭，褶皱隆起，工程区地层全面上升，海水减退，受近南北向挤压产生了北西和北东方向的初始构造线，形成了北西向构造、北东向构造和近东西向构造并存格局地层中构造发育初始形成；在中生代末期燕山运动时，晚白垩系以前地层普遍发生明显褶皱和断裂构造，奠定了工程区内构造格局和地貌发育的基础。
最后在新生代喜马拉雅运动（广义）时，喜山运动波及本区内地层再次发生了比较强烈的永久变形，形成当今各种构造。
3.1.4大地构造单元和区域稳定性
工程区大地构造一级单元为扬子准地台，二级单元为扬子台裙带，三级单元为遵义断拱，四级单元为毕节北东向构造变形区。
根据中华人民共和国国家标准，查1:
400万的《中国地震动反应谱精征周期区划图（GB18306-2001）》，区域内地震动反应谱特征周期为0.35；查1:
400万的《中国地震动峰值加速度区划图（GB18306-2001）》，区域内地震动峰值加速度g=0.05，据地震动峰值加速度分区和地震基本烈度对照表，工程区域内地震基本烈度为明。
同时经调查，工程区域内构造无到活现象，区域稳定性较好。
3.1.5区域岩溶发育情况及水文地质条件
工程区地处贵州高原东南部，区域内水文地质条件受地形地貌、地层岩性影响较大，工程区内地层可分为岩溶地层和非岩溶地层，非岩溶地层，在工程区分布较广，占总面积的60%左右。
区内地下水主要赋存于第四系覆盖层、基岩风化裂隙带中。
工程区河谷深切，是本区域的地下水最低排泄基准面，补给方式均为地下水补给河水。
在岩溶地层区域内，以侵蚀和溶蚀岩溶地貌为主，岩溶现象发育强烈，形成了漏斗、溶洞、溶蚀裂隙、洼地、落水洞和地下暗河等岩溶地貌；山体上植被较差，覆盖层较薄，地表水较缺乏，地表水多通过岩溶地层下渗成为潜流，然后在与非岩溶地岩接触带附近出露或侵蚀基准面附近的河流岸边出露，岩溶地层区域内的地下水较为丰富，本工程的水源取水点即是通过本区域的地下水最低排泄基准面从溶洞流出，经水文地质调绘，本工程水源取水点水量能满足工程建设要求。
在非岩溶地层区，由于在地层岩体耐风化性一般较差，常在山麓坡面、坡脚及山间盆地平缓地带形成与岩体成分一致的各种松散的残坡积物，厚度较大，分布较广，覆盖层多为耕地。
非岩溶地层区地貌为高原中山的山地河谷地貌，表现为山高谷深，河谷一般呈“U”型或箱型，峰谷间高差较大，山体上植被发育，地面沟谷较发育，河流、水沟均为明流，地表水丰富，无论地下水还是地表水均受地形控制，由高处流向低处，地下水仅存在浅层裂隙水，地下水位较浅，地下水量小。
3.2主要建筑物工程地质条件
金沙县禹谟镇金水村农村饮水安全工程水源为母猪龙洞泉水，地面高程1070m，水池在水源上部山坡上，地面高程1107.8m，取水池及提水站所处地貌均为高原缓坡（坡度为5°～25°）地貌，出露地层为三迭系（T2）长兴组，岩性为松子坎组（T2S）为浅灰、灰黑色泥页岩、中厚层状白云岩，底为“绿豆岩”且在该区域内覆盖层厚度分布不均匀。
根据水池部位地形地质条件，建议清除表面覆盖层，选择坚硬和较密实层或基岩作为建基面，防止上部建筑基础存在不均匀沉降问题。
经查，水池部位无破坏性构造通过，稳定性较好，其工程地质条件可以满足工程建设要求。
3.3管线工程地质条件
根据禹谟镇金水村农村饮水安全工程项目供水区住户比较分散，供水范围小等特点，结合工程区的实际地形地质条件，为力求使整个供水系统布置合理，在工程布置过程中，要求尽量缩短管线长度，少占农田尽量满足管道地埋要求，避免管线急速转弯、较大起伏、穿越不良地质地充分利用地形条件，优先考虑重力流输水，同时考虑施工、运行、维护管理方便，考虑近远期相结合和分步分阶段实施的可能性等要求。
新建管线由水池到供水区，沿途经过地段均为山地。
管道沿线多数为土基，沿线构造无复活现象，地质构造比较稳定，局部地段为基岩，无大型的滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象，对局部地段的垮塌，可对管道进行覆盖等方式处理。
总的说来，管道沿线工程地质条件较好，能满足建设管道的需要。
管道地形地貌以高原中山缓坡、山间谷地以及山间台地为主。
管道经过地层为三迭系（T2）。
3.4岩土物理力学参数
根据工程类比经验，工程区岩土物理力学参数指标提供如下：
1、白云岩：
弱风化状态：
弹模8000Mpa，抗压强度30MPa，饱和抗压强度20MPa，承载力标准值1600kpa，泊松比0.27～0.30，容重27KN/m3，摩擦系数0.6，内聚力0.5～1.0MPa；2、粘土：
承载力标准值150kpa，容重17KN/m3，饱和容重20KN/m3，干容重lKN/m3，内聚力0.01～0.03Mpa，摩擦系数0.3～0.5。
土质边坡当边坡高度不过5m时，开挖边坡系数为1:
l。
3.5天然建筑材料
本工程所选砂石料场均为就近原则，水池砂石料可在附近的石料场购买，岩性为三迭系浅灰、灰黑色泥页岩、中厚层状白云岩，质量良好，储量能满足取水池需要。
距离约3km。
3.6结论和建议
1）、区域地质构造稳定，能满足工程建设需要，地震基本烈度为VI；
2）、水源点取水池工程地质条件能满足本工程建设要求；
3）、管道经过地层为二迭系，管道沿线工程地质条件较好，对管道不会会造成不良影响；
4）、高位水池工程地质条件能满足本工程建设要求；
5）、天然建筑材料料场储量能满足本工程建设要求。
4供水方式及供水规模
4.1供水方式
根据本工程实际，工程区域内地理条件差，人民生活水平低，生产不发达，发展潜力不大，设计供水条件按“水龙头入户，有洗涤池，其它卫生设施较少”进行考虑。
根据《村镇供水工程技术规范》（SL310—20XX）规定，本工程由于为农村泉水提水供水工程，人口少，日用水总量还不到200m3，工程类型为Ⅴ型，建筑物等级为5级。
为了搞好本工程，我们对当地水源进行了调查，目前该村饮用的水源为分散的季节泉水，母猪龙洞水源附近群众饮用的是母猪龙洞泉水。
除母猪龙洞泉水水量非常丰富外，其它水源流量均比较小，经综合分析，在该村及附近可供取用的水源只有母猪龙洞泉水。
同时为了提高供水可靠性，目前准备实施的吏家田引水烟水配套工程在本水池西北方向400m处的1125高程建有一座80m3的供水池，设计安装一支管到该水池作备用。
根据人口分布情况，居民基本上都分布在1090～1095m高程之间，而水源位置仅1070m高程，必须采取提水方式才能解决村民用水。
根据《村镇供水工程技术规范》，供水末端水压单层建筑物为5～10m，两层建筑物为10～12m，本地区按两层建筑物考虑，设计末端水压10m进行设计，考虑到一定输水损失，则高位水池应在1100m高程以上，结合地形，设计高位水池地面高程为1107.8m。
高位水池直接向用户供水，已可在用户中心区建供水池，从高位水池输水到供水池后，再从供水池供水到用户，根据两种方案比较，由于用户较集中，提水站高位蓄水池距用户不远，从经济、技术的角度考虑，设计采用从高位水池直接向用户供水的方案。
4.2需水量计算
根据《村镇供水工程技术规范》的规定，最高日居民生活用水定额标准，贵州省属于四区，设计供水条件为水龙头入户，有洗涤池，其他卫生设施较少。
按这一条件，居民最高日生活用水定额为50～75L/（人·d），圈养畜禽最高日用水定额育成牛50～60L/（头·d），放养畜禽时应根据用水现状对按定额计算的用水量适当折减。
针对本村的实际情况，同时参照水利部、卫生部水农（20XX）547号文的规定：
四类地区农村生活用水量55L/（人.d）为安全，结合当地的用水实际，农村人均生活用水标准取55L/（人.d），由于当地大牲畜是放养所以用水量取25L/（头.d），管网漏失水量和未预见水量按生活用水量的10%计，最大日变化系数按规范为1.3～1.6，本工程所处地区由于经济欠发达，按最低值1.3取用。
用水量按《村镇供水工程技术规范》中3.1.2.1和3.1.2.2公式：
W=Pq/1000，P=P0（1+γ）n+P1
式中：
W—居民生活用水量，m3;
P—设计用水居民人数，人;
P0—供水范围内现有常住人口（人）;
γ—设计年限内人口自然增长率，按9‰计;
n—工程设计年限，取15年;
P1—设计年限内人口的机械增长总数（人），取P1=0;
q—最高日居民生活用水定额，取L/（人·d）；
我队对受益区用户进行实地调查了解，金水村共有需用水人口423人，100头大牲畜。
经计算，现状平均日用水量28.34m3、远期平均日用水量32.42m3，最大日变化系数按规范为1.3～1.6，本工程按经济欠发达地区取最低值1.3，则最高日用水量42.14m3，年用水总量1.5万m3，工程类型为Ⅴ型。
各村民组用水量计算成果如下表：
金水村人口及用水量计算表
4.3工程规模
根据该工程供水区与水源位置、相对高程分布，工程主要由水源保护工程、配电工程、水泵、上水管、蓄水池、供水管等组成，主要建筑物及规模如下：
1、机房一间19.07m2，并安装IS-50-32-200水泵及5.5kw控制柜一个。
2、50m3水池一个，四周水池保护厚8cm。
3、安装上水管340米，其中Dg65mm镀锌钢管12m，dn75mmPE管340m；
4、安装供管道总长4000m；管径为dn50mm～dn25mmPE管；
5、完成整个工程共需开挖土石方1467m3，砌石55m3，钢筋安装139.8kg。
5工程设计
5.1设计依据
根据有关文件和参照有关规范如下:
《水利水电工程设计洪水计算规范》（SDL22—79）、《水利水电工程测量规范》（SL197—97）、《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287—99）、《水利水电工程水文计算规范》（SL278—20XX）、《水利建设项目经济评价规范》（SL72—94）、《水工砼结构设计规范》（SL/T191—96）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL-252—2000）、《水利建设项目经济评价规范》（SL72—94）、《村镇供水工程技术规范》（SL310—20XX）、《生活饮用水卫生标准》（GB5749）、《地表水环境质量标准》（GB3838）、《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-20XX）、《节水灌溉技术规范》（SL207—98）、《低压管道输水灌溉工程技术规范》（SL/T153—95）、《泵站技术改造规范》（SL254—2000）、《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077—1997）、《10kv及以下变电所设计规范》（GB50053—94）、《水文调查规范》（SL196—97）、《开发建设项目水土保持方案技术规范》。
《毕节地区“十一五”基本解决农村饮水安全试点实施方案》、《毕节地区农村饮水安全工程调查评估报告》《金沙县农村饮水安全“十一五”规划》、金沙县水利局水利水电勘测设计任务书[金水勘（20XX）02号]。
5.2输水主管选择及工程总体布置
根据《村镇供水工程技术规范》要求，按有关规定和水压、水质、经济、适用及投资等因素，所有管材均选用国标PE80管，使用该管材水质好、造价低，只要不被人为破坏，使用寿命长，符合用水要求。
根据工程设计方案，本工程从提水站出口蓄水池直接安装供水管到用户，按居民分布情况，由于C区位置较高，为了保证供水，故从蓄水池B点单独安装一条管道供水至C点；在从蓄水池B点往南安装一支管到麻窝坎供水区D点，往北安装支管到水上头2供水区K、F点，最后从K点往东分为左右两支，左支JE和右支JG联合给水上头3供水。
5.3取水工程
本工程水源现有一水池长5m，宽5m，深3m，泉水从池内流出，池体完好，设计不再建取水工程，但由于水源是开敞式，不利于水源卫生，设计对水源修建护坡，再进行增加围墙来保护水源卫生，设计围墙采用砖砌，墙厚0.25m，高1m，每隔3m加一道24×50cm的砖柱。
5.4提水站设计
5.4.1、泵站的平面布置及设计
根据实际勘测，需建机房一间，机房面积19.07m2，砖砼结构，并用Ф16圆钢设间距为12厘米的防盗窗，安装防盗门及铝合金窗，室内安装IS50-32-200水泵一台，并安装5.5kw控制柜一个。
5.4.2设计流量计算
根据计算，本工程最大日用水量为42.14m3，设计流量应满足调节构筑物最高设计水位要求，设计流量为最高日需水量，其计算式为Q=W2
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