呼伦贝尔市牧场饮水安全工程初步设计说明.docx
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呼伦贝尔市牧场饮水安全工程初步设计说明
1综合说明
1.1概述
XX牧场位于XX旗最北部，隶属于XX镇，东距XX152公里，地理位置：
东经118°09′27″，北纬49°15′16″，总土地面积365平方公里。
XX牧场属温凉半干旱牧业区。
气候特点是气温较低，降水较少，风大、光照充足。
年均气温-1.5℃，7月份平均气温19.4℃，1月份平均气温-23.8℃，最大冻土深度为4.20m（1974年满洲里的实测气象资料），无霜期95天左右。
XX镇位于XX旗的北部，是该旗第二大镇和最重要的奶牛发展基地，行政面积2019平方公里，可利用草场面积1800平方公里。
这里交通发达，电力充足，还有丰富的草原资源，经济发展较快，目前牧民人均可支配收入达到3850元，城镇居民人均可支配收入3500元，该镇是XX旗的高产良种奶牛发展基地。
滨洲铁路从镇区穿过，301国道在镇北5.70公里处通过。
根据2004年普查结果显示，新左旗有4.18万的农牧区人口中有1.9493万人饮水不安全。
不安全类型主要有两种，一是饮用水水质超标，主要有水中含氟（在1.2—9.8mg/L之间）、砷超标和饮用未经处理的污染水。
饮用含氟水超标的人口为0.48万人，砷超标人口为0.40万人，分布在乌苏木和罕达盖苏木、吉苏木、白音诺尔苏木、阿镇、东苏木、等苏木。
长期饮用此类水，出现氟斑牙、氟骨病等地方常见病，严重的影响了当地群众的身心健康。
二是饮用水水源水量不足或水源距离较远，当地群众只能用大驮车运水或饮用临近河、湖水，往返时间超过了国家标准，饮水十分困难，当地饮用这类水的人口为1.95万人。
根据《XX旗农村牧区饮水安全工程“十一五”规划》，“十一五”期间XX旗农村牧区饮水安全工程计划解决1.47万人饮水不安全的问题，XX饮水安全供水工程属“十一五”规划项目，现状年（2008年）项目区居民均饮用受污染的浅层地下水，饮水不安全类型为水质不达标。
现状年（2008年）XX牧场项目区有住户326户，常住人口1600人，全部为农业人口。
有大小牲畜共1500头（只）。
2008年项目区农牧民人均收入为5995元。
1.1.1设计供水人口
XX牧场饮水安全工程项目区位于XX旗XX镇的西北部，该项目只涉及XX牧场一个自然村，该牧场现有住户326户，常住人口数1600人，全部为农牧业人口，设计水平年（2020年）设计供水人口为1655人。
1.1.2工程建设任务及规模
工程建设的现状水平年2008年，设计水平年2020年，设计年限12年。
该工程供水方式采用集中式全日制供水。
本工程设计最高日供水量为85.63m3/d，年平均供水量为2.08万m3/a。
工程为Ⅴ型供水工程，到设计年限可以解决当地1655人的饮水安全问题。
1.1.3工程主要建设内容
该供水工程是由取水构筑物、调节构筑物、二级加压泵房、输配水管网及附属工程、配电工程等几部分组成。
取水构筑物——新建水源井一眼，设计井深为75.00m，设计井径为350mm，井壁管采用8吋钢管。
管理房与水源井泵房合建——砖混结构，总建筑面积43.20m2。
二级加压泵房与清水池合建——砖混结构，总建筑面积54.00m2，内设检修设备、加压设备、配电设备等。
清水池——20m3的正方形钢筋混凝土清水池，清水池边长3.30m，池顶、池底、池壁的厚度分别为180mm、220mm、220mm，池内净高2.10m，清水池为半地下式清水池。
管网——由输、配水管和入户管组成。
配水管管材主要采用PE管，总长9.00km，入户管管径DN25，入户管长4.89km，（每户15.00m）；入户镀锌钢管管径DN25，长4895.00m，（每户1.50m）。
阀门井——管网内设3座检修阀门井，砖砌结构。
集中供水点井——管网内设5座集中供水点井，砖砌结构。
配电工程——10kv配电线路0.20km，0.38kv配电线路0.10km。
1.1.3工程建设方案
项目区现状村民生产和生活用水仍采用手压井取用浅层地下水，根据2009年6月2日呼伦贝尔市疾病防控中心的检测，居民现在饮用的浅层地下水中色度、耗氧量和铁含量等均超标，地区性饮水疾病的发病率随着时间的推移仍呈增长的趋势。
而且浅层水水量随季节变化较大，雨季降雨量大、入渗多，污染则更加严重，饮用水水质无法保证；旱季供水时有不足，供水水源地水量得不到保证，饮水困难。
深层地下水除锰含量超标外，其它指标均符合卫生标准，且水量有保证。
浅层地下水不仅水质超标，而且水量保证率低，因此本次设计水源选用深层地下水。
由于该地区居民居住较为分散，本工程采取供水部分到户和设置集中供水点两种供水方式相结合。
共设集中供水点5处，分别为节点22、3、23、18、15（详见图册总平面布置图1）。
集中供水点共解决39户饮水问题。
项目区为严寒地区，该地区最大冻深为4.20m，地下水埋深枯水期为2.80m～3.00m,丰水期为2.00m～2.50m。
因此本项目拟定对投资影响较大、且对供水项目安全运行至关重要的管道埋设，选用两个方案进行比较。
方案一：
深埋措施，将管道埋在4.20m以下；
方案二：
浅埋保温措施，根据当地已建工程经验，管道埋深2.50m,保温料采用聚氨酯发泡，PVC防水保护壳，防止管道冻裂。
经比较选用方案二，详见方案比选章节。
配水管网布置采用树枝状。
供水工艺流程为：
取水井消毒设备清水池加压泵站配水管网用户
1.1.5主要经济技术指标
该工程设计年限为12年，设计供水能力为85.63m3/d。
工程建成后，可保证项目区设计水平年（2020年）1655人的饮水安全。
经测算，该供水工程制水成本为1.61元/m3，并根据当地农民负担能力分析，建议水价为1.70元/m3。
经财务分析，XX牧场供水工程财务内部收益率为8.76%，大于8%；财务净现值为7.00万元，大于0；经济效益费用比为1.03，大于1.0，所以该项目在技术上和经济上是合理可行的。
表1-3工程特性表
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
户数
户
326
2
人口
人
1600
二
工程设计
1
水源井
眼
1
（1）
井深
m
75
（2）
内径
mm
200
（3）
出水量
m3/h
45.10
2
水厂
座
1
（1）
水源井泵房和管理房合建
m2
43.20
（2）
加压泵房与清水池合建
m2
54.00
（3）
蓄水池
m3
20
（4）
供水规模
m³/d
85.63
3
管路
m
13890
（1）
主管路
m
875
PE
（2）
分支管路
m
8125
PE
（3）
入户管路
m
4890
PE
（4）
控制点服务水头
m
5
4
闸阀井
座
3
5
集中供水点井
座
5
三
经济指标
1
静态总投资
万元
249.94
（1）
建筑工程费
万元
49.20
（2）
机电设备及安装工程费
万元
5.27
（3）
金属结构设备及安装工程费
万元
164.33
（4）
临时工程
万元
4.21
（5）
独立费用
15.03
（6）
预备费
万元
11.90
2概况
2.1初步设计报告编制依据
受新左旗水务局委托，我公司承担了《XX旗XX牧场供水工程初步设计报告》的编制工作，报告编制依据如下：
（1）《XX旗“十一五”农村牧区饮水安全工程规划报告》（2005年）；
（2）《内蒙古自治区饮水安全供水工程初步设计报告编制提纲》；
（3）《村镇供水工程技术规范》（SL310－2004）；
（4）《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）；
（5）《农村给水设计规范》（CECS82：
96）；
（6）《室外给水设计规范》（GBJ500013—2006）；
（7）《供水管井技术规范》（GB50013-2006）；
（8）《内蒙古自治区新左旗水资源可持续利用规划》（2003年）；
（9）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；
（10）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；
（11）新左旗水务局提供的有关基础资料；
（12）《新左旗区域水文地质调查报告》（1999年，内蒙古第四水文地质工程地质勘察院）；
（13）《新左旗地下水资源调查评价报告》（2001年，1：
10万，内蒙古地质调查院）；
（14）《XX旗国名经济和社会发展统计资料》（2008年，XX旗统计局。
（15）内蒙古自治区水利厅关于报送《呼伦贝尔市XX旗XX镇XX牧场饮水安全工程可行性研究报告》审查意见
（16）呼伦贝尔市XX旗XX镇XX牧场饮水安全工程可行性研究报告》
2.2项目区概况
2.2.1项目区概况
XX牧场位于呼伦贝尔大草原腹地，东距XX152公里，西距我国最大的陆路口岸满洲里市60公里，地理位置为东经118°09′27″，北纬49°15′16″，所辖面积365平方公里，XX牧场是XX旗的高产良种奶牛发展基地。
拟建项目位于XX镇西北部，现有人口1600人，326户。
根据XX旗水务局文件，关于对XX牧场供水工程规划人口说明，XX旗“十一五”农村牧区饮水安全工程规划解决XX牧场1600人。
所以本工程拟解决人口属“十一五”饮水安全规划人口。
表2-1供水工程项目区现状年社会经济情况统计表
乡镇
村名
户数（户）
人口数（人）
人均收入（元）
XX镇
XX牧场
326
1600
5995
2.2.2自然条件
2.2.2.1地理位置
XX牧场隶属XX镇，位于XX镇西北部，项目区内有301国道通过，交通较为便利。
2.2.2.2地形地貌
XX镇地处呼伦贝尔高平原中部，在大地构造上属于新华夏系第三沉降带，XX河北岸，距XX河约1.5km，西南约25km处即为著名的呼伦湖。
XX河流经镇区后折向西北注入额尔古纳河。
镇区被山丘和沙丘环抱形成盆地，总体地形由东向西缓倾斜，海拔高程在557-558m之间，地形坡度大约为千分之三。
项目区南部XX河两岸多为沼泽湿地，XX河南沙地呈近东西向分布，宽约5公里，长约10公里，为第四纪全新世现代风成沙堆积而成。
地面高低起伏，相对高差10～20m。
沙地中形态多为半固定沙丘、沙垄及风蚀洼地。
2.2.2.3气象条件
XX地区属温凉半干旱牧业区。
气候特点是气温较低，降水较少，风大、光照充足。
年均气温-1.5℃，7月份平均气温19.40℃。
1月份平均气温-23.80℃。
无霜期95天左右，年降水量300mm左右，≥l0℃积温2000℃，年均风速4.00
m／s，最大冻土深度为4.20m，潜水位埋深枯水期为2.80～3.00m,丰水期为2.00～2.50m。
2.2.2.4水文条件
项目区位于XX河流域，XX河发源于大兴安岭西坡吉鲁契那山，库都尔河与大雁河自北向南流经乌尔其汉镇汇合后称为XX河，折向西流经牙克石市、XX区、完工镇、XX镇，在阿巴该图附近与达兰鄂罗木河汇合后（三叉口）流入额尔古纳河，干流全长708.50km。
流域呈扇形，南北宽275km，东西长325km，流域面积5.49×104km2，干流河道平均比降为0.18‰。
XX河历史上也曾经是呼伦湖补给水源之一，呼伦沟就是比较明显的入湖通道之一，后因修建滨洲铁路截断了补水通道，导致呼伦沟及其它自然沟干涸废弃。
XX河水系呈羽状，较大支流有8条，其中一级支流6条，分别为：
库都尔河、大雁河、免渡河、伊敏河、莫尔格勒河及特尼河；二级支流2条，为辉河和扎敦河。
XX河下游XX一带，河道宽100～400m，滩地宽1.00～5.00km，比降
1／4000～1／5000，中、细砂土质河床，滩地生长茂盛的草丛和灌木，河道蜿蜒曲折，蛇曲发达。
2.3工程地质
2.3.1区域地质
项目区位于呼伦贝尔波状高平原中部，区域地质构造上属于新华夏系第三沉降带北部，地貌及地质成因为XX河冲积平原区，出露岩性主要为第四系松散层堆积物，即中细砂、砂砾石、含泥质粗砂。
在XX河岸二级阶地上，主要由黄白色、细砂、中细砂及砂质粘土组成，其成因比较复杂，有冰碛、冰水堆积层（O2fgl）、冲积湖积层（O2al+l）、全新统冲积层（O4al）、冲积、沼泽沉积层（O4al+h）、全新统风积层（Q4el）等，最大厚度近百米，其中，中细、中粗砂及砂砾石构成良好的含水层。
地层结构如下：
1、0.00-10.00m，亚粘土、亚砂土，细砂
2、10.00-15.00m，中细砂，砂砾石
3、15.00-21.10m，粘土夹砂砾石
4、21.10-29.50m，砂砾石，中粗砂
5、29.50-40.00m，粘土夹砂砾石
6、40.00-49.50m，砂砾石，中粗砂
7、49.50-60.00m，粘土夹砂砾石
8、60.00-67.50m，中细砂，砂砾石
9、67.50-75.00m，粘土夹砂砾石
钻孔柱状图见《钻孔地质结构综合柱状图》。
第四系松散堆积物下覆地层为上侏罗系与下白垩系（J1—K3）碎屑岩系地层。
2.3.2区域地质概况
项目区位于大兴安岭西部呼伦贝尔平原，板块构造理论认为，太平洋板块形成于中生代侏罗纪，并向西漂移，与欧亚大陆发生碰撞、挤压，在东亚形成一系列隆起、褶皱与沉降带，呼伦贝尔沉降带即其中之一。
地质力学的观点认为，工作区处于新华夏系第三沉降带，即呼伦贝尔沉降带。
新华夏系构造体系形成始于古生代晚期的构造运动，呼伦贝尔沉降带持续下降形成第三沉降带，其间堆积了巨厚的中生界陆相碎屑岩沉积。
进入新生代以来，呼伦贝尔沉降带处于持续缓慢间歇性的沉降过程，主要表现为第三系地层分布不连续且厚度小，同时伴随有玄武岩间歇性喷发。
进入第四纪以来，工作区的新构造运动进入相对稳定时期，主要表现为第四系松散堆积物厚度小，同时河流下切强度显著降低，形成现今的构造体系框架和地貌景观。
根据《中国地震动峰值加速度规划》（GB18306-2001），项目区地震加速度为0.05g,相应的地震基本烈度为Ⅵ度，属于相对稳定地区。
2.3.3工程地质条件
项目区位于呼伦贝尔平原区，地处XX河北岸，组成地层岩性主要为第四系松散堆积物，即中细砂、中粗砂、砂砾石与粘质砂土、砂质粘土等。
潜水位埋深2.89m，表层主要为粘质砂土与砂质粘土，厚度为0.50～1.50m，结构松散，为高压缩性土，地基承载力较低。
同时当地最大冻土深度可达4.20m，考虑到冻胀对建筑物的不利影响，粘质砂土、砂质粘土不宜作为天然地基持力层，建议建筑物地基基础建在中粗、中细砂层上，其地基承载力较大。
项目区水源地地层结构，根据水文地质勘探资料与坑探资料，表层0.00-0.50m岩性为砂质粘土层，0.50-1.50m为粘质砂土层，其下即为冲积细砂层，潜水位埋深枯水期为2.80～3.00m,丰水期为2.00～2.50m。
项目区属季节性冻土区，最大冻结深度可达4.20m。
根据《建筑物地基基础设计规范》（GB5007-2002）有关规定进行冻胀评价，砂质粘土、粘质砂土属冻胀土，中细砂、中粗砂及砂砾石可按不冻胀设计。
2.3.4天然建筑材料
2.3.4.1天然建筑材料
该地区的天然建筑材料碎石可在满洲里购买，运距约50公里，砂子在XX购买，运距约150公里。
2.3.4.2建筑材料
该地区的建材均须外运，钢材、木材、水泥可在满洲里购买，运距约50公里，输水管网用管材等可以通过公路从XX进货，运距约150公里。
2.4水文及水资源概述
2.4.1水文地质条件
2.4.1.1含水层（组）概述
项目区位于XX河北岸，含水层岩性主要为中上更新统（Q2-3）和全新统（Q4）冲积、冰水堆积、冲积湖积含粘土砂砾石，分布较稳定。
第四系厚度85-90m，含水层厚17-30m。
上部全新统冲积砂富水性最好，下部中上更新统冰水堆积和冲积、湖积砂、含粘土砂砾石富水性较差。
据水文地质勘探资料，近河床地带，含水层颗粒较粗，单井涌水量500-1000m³/d，局部小于500m³/d，矿化度小于0.50g/l，为重碳酸钙钠型水。
水位埋深枯水期为2.80～3.00m，丰水期为2.00～2.50m。
（见附图钻孔地质结构综合柱状图）
图2-1XX河下游河谷水文地质剖面图
1.砂2.亚粘土3.含粘土砂砾石4.粘土质砂砾石5.粘土6.泥砾
7.前第四系8.水位线9.Q-涌水量（吨/日）S-降深
2.4.1.2地下水的补给径流与排泄条件
项目区位于呼伦贝尔高平原区，地下水主要接受大气降水入渗补给，其次为河水的侧向补给，地下水主要以潜水的形式分布，由东北向西南以大约1.3‰的水力坡度向呼伦湖排泄，在地下水位埋藏条件较浅的地区，潜水蒸发是地下水的主要排泄方式，此外，人工开采量也是地下水的排泄方式之一。
2.4.2水资源评价及计算
项目区地下水含水层主要为第四系潜水含水层，由于地处XX河河谷北岸，地下水补给有保证，且含水层颗粒较粗，厚度较大，水量较丰富，降深4.78m，水量可达45.10m3/h，单位涌水量9.44m3/h·m，矿化度小于1.00g/l，水化学类型为HCO3-Ca·Na型水，水质较好。
2.4.2.1水源地可开采量计算
1、地下水补给量的计算
拟建饮水工程水源为地下水，根据项目区水文地质条件，地下水补给主要为降水入渗和河水侧向入渗补给组成，现分项进行计算：
（1）降雨入渗补给量
Q渗=α×P×F
式中：
Q渗——降水入渗补给地下水量（万m³/a）
α——降雨入渗系数，取0.17
P——多年平均降水量，为300mm
F——计算面积，为1.00km2
Q渗=0.17×0.3×1.00×106=5.10万m³/a=139.73m3/d
（2）河水侧向补给量
Q侧=K×I×h×B
式中：
Q侧——河流侧向补给地下水量（万m³/a）。
K——含水层平均渗透系数，根据1/20万水文地质普查资料，取11.17m/d。
I——水力坡度1.3‰，根据1/20万水文地质普查资料。
H——含水层厚度25.40m。
B——断面长度，1000m；根据水文地质条件及地形地貌分析确定。
Q侧=11.17×0.0013×25.40×1000×365=13.46万m3/a=368.83m3/d
地下水总补给量为18.53万m3/a，可开采量计算根据水文地质条件，开采系数ρ取0.75，则年可开采量为13.90万m3/a。
即380.75m3/d。
（3）地下水资源供需平衡分析
拟建供水工程项目年总需水量为2.08万m3/a，即56.99m3/d,总需水量较小，同时当地地下水开采量又极其有限（无工业及井灌农业），本饮水安全工程需水量仅为水源地年补给量的15％，所以水资源量是有可靠保证的。
由于地下水的补给条件好，从长远分析，工程的建设也不会造成对地下水位的持续下降和水质恶化等其他不良地质后果。
2.4.4地下水化学条件
综合分析项目区水源地水文地质条件，含水层颗粒粗，地下水径流条件好，以侧向排泄为主，潜水水力坡度亦较大，因而水质也较好，根据水文地质勘探及此次工程水质化验报告，水源地地下水化学类型为HCO3—Ca·Na型水，水质基本符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。
为安全且从长远考虑，因项目区地下水埋深枯水期2.80～3.00m，丰水期2.00m～2.50m，水位埋深较浅，易于污染，因此应封闭上层水，利用下层水，封闭深度应在40m左右，封闭位置选取相对隔水层。
2.4.5防洪设计
本工程为Ⅴ型村镇供水工程，按照《防洪标准》（GB50201）以及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252）的有关规定，本工程防洪标准按10～20年一遇洪水设计，按30～50年一遇洪水进行校核。
项目区现受堤防工程保护，“九八”年大水为XX流域百年一遇洪水，项目区未出现险情，故本次设计不考虑防洪问题。
2.5项目区现有供水工程概况
目前项目区没有统一的供水系统，饮用取水以手压井为主，饮用水水源为浅层地下水。
由于降水时空分布不均和连续几年的干旱，造成地下水位急剧下降，春季大部分手压井干涸，居民饮用水较为困难。
而且，由于浅层地下水直接受大气降雨的补给，每逢雨季，地表水受牲畜粪便等污染物的污染。
同时，根据2009年6月2日呼伦贝尔市疾病防控中心的检测报告，居民现在饮用的浅层地下水中色度、耗氧量、铁含量均超标，地区性饮水疾病的发病率随着时间的推移仍呈增长的趋势。
该牧场饮用水水质、水量均不达标，饮水不安全。
2.6工程建设的必要性
长期以来，当地居民生产和生活用水绝大部分利用手压井取用浅层地下水。
根据2009年6月2日卫生部门的调查结果，XX牧场群众仍饮用浅层未处理的超标水，这种饮用水水质不达标，极大的损害了当地人民群众的身体健康，有限的劳动力被束缚，严重制约着当地的社会经济发展，也制约着群众生活水平的提高。
而且浅层水水量随季节变化较大，特别是冬季大多数的筒井均因冻冰而不能使用，而夏季由于连续干旱，造成地下水位连续下降，供水严重不足，供水水源水量得不到保证。
雨季降雨量大，入渗多，污染则更加严重。
故该地区浅层地下水若直接用作饮水水源，将从水量、水质上无法满足饮水安全的要求。
根据《XX旗农村牧区饮水安全工程“十一五”规划》，“十一五”期间XX旗农村牧区饮水安全工程计划解决1.47万人饮水不安全的问题，XX饮水安全供水工程属“十一五”规划项目，现状年项目区居民饮用受污染的浅层地下水，饮水不安全类型为水质不达标。
因此，尽快解决项目区的人畜饮水问题已是十分重要的，也是非常紧迫的；更是加快新农村建设，构造和谐社会和全面实现小康社会的基本条件。
3工程总体布置及主要建筑物设计
3.1工程规模
该工程供水方式采用全日制供水,根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）的规定，结合本地区经济发展状况，确定有关参数，并依此计算出供水规模和用水量。
本次设计用水量包括居民生活用水、管网漏失和未预见水量。
（一）设计年限
该工程设计年限为12年，现状年为2008年，根据当地发展规划和社会经济发展水平，确定2020年为本工程设计水平年。
（二）设计人口
设计用水人口预测以现有人口为基数，人口自然增长率按2.8‰计，且不考虑设计年限内人口的机械增长数。
按2008年项目区供水范围内现状人口1600人，到2020年设计供水人口1655人。
（三）居民生活用水量
根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004），项目区地处二区，采用全日制供水，考虑到项目区实际情况和城镇化进程，以及新农村建设需要等情况，最高日居民生活用水定额取45L/（人·d）。
则设计水平年居民生活用水量=1655人×45L/（人·d）=74.46m3/d。
（四）公共建筑用水量
由于项目区内无公共建筑物，根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）规定，本次设计不计公共建筑用水量。
（五）消防用水量预测
根据《建筑设计防火规范》GBJ16-87规定，乡村人口小于1.0万人时，同一时间的火灾次数为1次，一次灭火用水量为10L/s，灭火时间为3个小时，则消防总用水量为108m3/d。
此水量常存于系统中，火灾发生时供出，用后24小时内水源补回，故不计入工程规模。
（六）管网漏失水量和未预见水量
根据规范规定，管网漏失水量与未预见水量可按以上各项用水量之和的10%～15%取值，本次设计取15%。
管网漏失水量和未预见水量=74.46m3/d×15％=11.17m3/d。
（七）水厂自用水量
根据拟选水源原水水质情况，不需要进
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