乌兰板村人饮初步设计.docx

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乌兰板村人饮初步设计

乌兰板村人饮初步设计

第一章综合说明

第一节　绪言

乌丹镇位于翁牛特旗中部，为旗政府驻地，交通十分便利。

乌丹镇东界阿什罕苏木、海拉苏镇，南连梧桐花镇、桥头镇，西与广德公镇相依，北濒五分地镇。

地理座标为：

东经118°38ˊ－119°25ˊ，北纬42°46ˊ－43°16ˊ之间，全境东西长约47公里，南北宽约43公里，总面积2014平方公里。

乌兰板自然村属乌丹镇乌兰板村管辖，居住相对集中。

受自然条件和地质构造的影响，地下水量较少，水位深,又由于连年干旱少雨地下水位下降,饮用水源井渐渐干涸,居民用水十分困难.该自然村现有530户，共2014口人，3872头（只）牲畜长期面临缺少饮用水，该地区严重缺水影响着这里人民的生活并制约着经济的发展，群众反应十分强烈。

为了尽快解决这一难题，计划采用打深水井安装自来水的方式从根本上解决该村饮用缺水问题。

第二节　水文地质

乌丹镇属半干旱大陆性季风气候，年平均气温6℃左右，最冷一月平均气温零下11.5℃，最热七月平均气温23℃，无霜期为130天左右，年降水量250—300毫米，年蒸发量2000毫米以上。

最大冻层深度为1.8米，常年主导风向为西北风，年平均风速4.2米/秒。

乌丹镇地貌类型为中部低山丘陵区，地层为二迭系下统青凤山组，岩性为上部深灰、灰紫色粉砂质板岩夹砂岩、凝灰岩，下部黄绿色砾岩、砂砾岩与酸性凝灰岩互层夹板岩，底部为砾岩。

地下水类型为基岩裂隙水，含水岩组为第三纪玄武岩及砾岩夹层，地下潜水层埋深35－50米,含水层厚度15米,承压水顶板埋深75米左右，承压水含水层厚度23米,单井涌水量多在300－1000立方米/日。

第三节　工程任务和规模

此次工程的建设任务为：

开发和利用该地区的地下水资源，打配机电井1眼，安装变频调速自动恒压控制柜一套，无动力消毒设备一套，修建双层保温式机（泵）房一座，建筑面积12平方米，输配水管路总长41734米，主管路总长3280米，管外径为160毫米、110毫米、90毫米，管材为给水用PVC－U管材。

支管路总长22554米，管外径分别为63毫米、50毫米、32毫米，管材为PE管材。

入户管路总长15900米，管内径为20毫米，管材为给水用PE管材。

供水规模191立方米/日，解决乌丹镇乌兰板自然村530户常住居民总计2014人，3872头（只）牲畜的饮用水困难问题。

第四节　工程布置及主要建筑物

一、工程布置

乌丹镇乌兰板自然村饮水安全工程总体布置详见1∶2000管网平面布置图。

二、主要建筑物

建设双层保温式机泵房一座，建筑面积为12平方米，其中：

泵房面积为4平方米，平面尺寸为2米×2米；管理房面积8平方米，平面尺寸为3米×2.5米

打钢管井1眼，井深100米，井径300毫米。

第五节　电气及机泵设备

一、电气设备的选型和布置

工程主要配电设备为配套30KVA配电变压器一台，管理房内配套微机变频调速恒压供水设备1台，变频功率为15KW，无动力消毒设备一套。

二、机泵设备选型和布置

水源井工程建设配套200QJ32－98潜水电泵1台，额定流量为32立方米/小时，额定扬程为98米，电机功率11KW。

第六节　施工

乌丹镇乌兰板自然村地处乌丹镇郊，有乌-灯线从村边经过，交通十分方便，该村及其附近天然建筑材料丰富，砖、石等建筑材料可就近购买，运输方便。

工程施工采取招投标制，工程在一年内实施完毕。

第七节　环境保护

依据《中华人民共和国环境保护法》及国家和自治区对环境保护方面的有关规定，对水源地采取必要的保护措施。

在水源地附近规定具体的防护范围。

同时，在施工期间，制定相应的环境保护措施，使工程施工所涉及的周围环境不受任何影响。

第八节　工程管理

该供水工程建成后，由乌丹镇乌兰板自然村选举成立用水协会对工程进行管理。

主要对管道、闸阀等设施进行维护管理和搞好经营。

第九节　设计概算

工程设计概算编制依据中华人民共和国水利部有关概算定额和有关文件，工程概算总投资128.4万元。

资金来源为国家投资和地方匹配。

第十节　结论

乌丹镇乌兰板自然村饮水安全工程的兴建，不仅能满足目前该村居民生活用水和生产用水的需要，而且符合乌丹镇村镇规划发展要求，对促进乌兰板村经济的发展和人民生活水平的提高将起到重要的保证作用，社会效益和经济效益十分显著，兴建此工程切实可行。

乌兰板村及其附近5公里范围内砂、石骨料等建筑材料丰富，交通方便。

第四章　工程任务和规模

第一节　社会经济发展现状及工程的必要性

一、社会经济现状

乌丹镇河乌兰板村现有居民530户，2014口人，共有大小牲畜3872头（只），其中：

大畜1307头，小畜2206只，生猪359口。

乌兰板村人均耕地面积8亩，2010年人均纯收入1500元。

乌兰板村人口构成表

地点

户数

人口

牲畜数

大畜

小畜

生猪

二道仗房村

530

2014

3872

1307

2206

359

二、工程建设必要性

乌丹镇乌兰板村由于自然条件差，基础设施落后，加之耕地土质差，粮食单产低，多年来，群众一直处于贫困状态。

更令人挠头的事就是由于连年干旱水位下降，饮用水源井逐渐干涸，群众饮用水十分困难。

也在一定程度上制约了当地各项事业的发展。

镇党委、政府对乌兰板自然村的饮水安全问题十分重视，曾多次向上级政府和主管部门提出申请，要求将工程列入计划，期望工程的早日兴建，尽快发挥其效益。

第二节　供水现状和供水量计算

一、供水现状

目前，乌兰板村目前饮水主要依靠车拉的方式到别的村组拉水饮有，严重的影响正常的生产、生活，同时也制约着当地的经济发展。

二、供水量计算

（一）居民生活用水量

参照《村镇供水工程技术规范》（中华人民共和国水利部发布）集中式供水工程设计基本要求，居民生活用水定额取45升/日，管网漏失水量和不可预见水量按上述之和的10%计算，设计年限按10年计算，人口自然增长率取三年平均增长率8.9‰，设计年限内发展人口为：

2014×（1+8.9‰）10=2201人

1.最高日居民生活用水量Q1

Q1＝2201×45×10－3＝99.04立方米/日

2.牲畜用水定额大牲畜取40升/日，小牲畜取5升/日，生猪取30升/日。

最高日牲畜用水量Q2

大牲畜1307×40×10－3＝52.28立方米/日

小牲畜2206×5×10－3＝11.03立方米/日

生　猪359×30×10－3＝10.77立方米/日

Q2＝52.28+11.03+10.77＝74.08立方米/日

3.管网漏失水量和未预见水量Q3按前几项之和的10%计算

Q3＝（Q1+Q2）×10%

　＝（99.04+74.08）×10%

　＝17.31立方米/日

4.最高日用水量Q4

Q4＝（Q1+Q2+Q3）

　＝（99.04+74.08+17.31）

＝190.43立方米/日

根据以上计算，供水规模确定为191立方米/日

5.最高日最高时用水量Q6

供水方式采用定时供水，时变化系数取4，则

Q6＝

=31.83立方米/时

配水管网起端的计算水量为31.83立方米/时，初步拟定利用额定流量32立方米/时系列水泵供水，配水管网起端的设计水量为32立方米/时。

第三节　供水系统方案选择

一、水源选择

根据《翁牛特旗水利区划报告》和《翁牛特旗综合水文地质报告》，结合当地农灌井钻井资料分析，在该项目区内打一眼井深100米的钢管井，单井涌水量为50-500立方米/时，可满足最高日需水量190.43立方米/日，也可满足最高日最高时用水量31.83立方米/时。

二、给水系统方案选择

根据当地实际情况，由于乌兰板村居住相对集中，同时群众要求解决饮水问题的呼声均很高，通过实地勘测踏察认为集中供水方案成熟可行。

该供水方案可有效节省资金，提高供水水源水质保证率，从根本上解决该村的缺水问题。

根据水源情况及工程设计供水量191立方米/日，计划在乌兰板村打一眼100米深的钢管井，供水通过水泵提水经变频调速自动恒压控制装置后，送入管网并送至用水户。

第五章　工程布置及主要建筑物

第一节　工程位置选择及工程总体布置

一、工程规模

根据乌丹镇乌兰板自然村人口、牲畜与乡镇发展规划及国家用水量标准，该工程设计最高日供水能力为191立方米/日。

二、配水管网选择及布置

配水管网呈树枝状，输配水管路沿主要街道及规划路布置。

输配水管路主管路总长3280米，支管路总长22554米，入户管路总长15900米。

所有管线遍布整个给水区，以保证用水户有足够的水量和水压。

从管网安全、工程造价、运行费用、当地地形、地质条件等因素考虑，管径大于63的采用给水用PVC-U管材，小于63的采用给水用PE盘圆管材。

第二节　管网水力计算

一、水压

水压按乌兰板自然村发展要求，根据《村镇供水工程技术规范》，最不利点自由水压为8米水柱高度。

二、最高时沿线流量

任何一管段沿线流量=人均用水当量×本管段用水人口数

人均综合用水当量计算公式为：

q0＝

式中：

q0—人均综合用水当量（米3/时.人）

Q配—配水管网设计流量（米3/时）

—企业机关学校等用水大户最高时用水量之和（米3/时）

P—设计用水人口

　　配水管网起端的设计水量为32立方米/时，设计用水人口为2201人，则计算人均综合用水当量：

q0＝

＝0.014538845（米3/时·人）

管网沿线流量计算结果见表

三、节点流量及节点总流量

计算公式：

节点流量=1/2×连接于该点上管段沿线流量

节点流量与节点总流量计算结果见表

四、管网水力计算

1.管路管径选择

计算公式：

D＝

式中　D－管内径（毫米）

Q－管内流量（毫米）

V－经济流速　　取0.6—1.0（米/秒）

π－圆周率　　取3.14

2．水头损失计算：

　　h1＝iL

式中：

h1－沿程水头损失（米）

　　　L－计算管段长度（米）

　　　i－单位管长水头损失（米/米）

PVC－U、PE等硬塑料管的单位管长水头损失可按下式计算：

i＝0.000915Q1.774/d4.774

式中：

Q—管段计算流量m3/s

d＝管道内径m

　　局部水头损失按沿程水头损失的10%计算

即　H局损＝10%H沿损

　　H总损＝H沿损+H局损

　　确定管径及水头损失详见表

3．计算管路节点、水压与自由水头　

根据当地情况，选择节点41，地面标高600.00为供水最不利点，用水高度8米，以此推算各节点的自由水头和水压线标高。

管网水力计算结果详见管网水力计算表及计算简图

第三节取水建筑物设计

一、供水井平面布置

按水质化验结果及成井出水资料，决定将水源井布置在乌兰板村中。

二、管井结构设计

该工程所用的水源井，井壁采用钢管，井深100米，动水位深度为40米。

管井结构为：

实管安装在隔水层部位，滤水管安装在与含水层相对应的位置，孔隙率为20%，采用包网滤水，在粗、中、细沙含水层，采用扁条状丝网，在卵石、砾石含水层采用方格状网，在管壁与包网间设置垫筋，包扎层数按含水砂层颗粒的大小而定，一般包扎1-2层。

井管之间采用焊接，自井口往下至含水层的环状间隙中用粘土或粘泥填塞。

三、水泵选型

1.机电井动水位深度为40米，井位地面高程为595.429米，供水井地面处经计算所需水压标高为609.52米

水泵自井口至动水位需配40米内径为Φ70毫米钢管。

　V=

V=

=2.31m/s

V≥1.2m/s

h1＝il

＝（0.00107×2.312）÷（32÷1000）1.3×40×1.1

＝35.03米

初定水泵扬程为：

40+35.03+14.09＝89.12米

根据水泵扬程与最高日用水量，初选水泵型号为：

200QJ32-98/7潜水电泵，额定流量为32立方米/小时，额定扬程为98米，电机功率为11千瓦。

2.校核水泵供水扬程

（1）水泵供水时，水头损失计算

管路局部水头损失按沿程水头损失的10%计算：

H局损＝10%H沿损＝3.5

H总损＝H沿损+H局损

＝35.03+3.5

＝38.53米

（2）水泵供水校核所需扬程为

40+38.53+14.09＝92.62米

由此计算得知，所需扬程92.62米，位于水泵运行高效区域内,故满足要求。

第四节建筑设计

一、管理房

工程建成后，为便于管理，需建管理房一间，房屋建筑面积为8平方米。

二、井室

该工程建井室一座，为全地下砖砌矩形结构，顶部为钢筋砼.建筑面积为4平方米。

三、管路铺设

根据当地最大冻层深度1.8米，确定主、支管道沟开挖深度为2米，边坡根据当地的地层情况设计为：

1：

0.25，底宽为0.6米；入户管路开挖深度为2米，边坡设计为：

1：

0.25，底宽为0.4米。

第六章机电及金属结构

第一节供电设计

一、用电户及用电负荷

1.用电户

水泵电机及泵房和管理房照明。

2.用电负荷

总用电量12.7KW，其中：

水泵电机用电量为11KW，变频恒压装置用电量为1.5KW，照明0.2KW。

二、供电电源

因水源用电规模较小，故采用单电源供电，水源井用电在附近10千伏线路杆下，安装一台变压器，引低压线供水泵、变频恒压装置及照明用电。

三、变压器选择

为确保供水可靠和运行简单方便，变压器选择留有一定扩余容量，充分考虑到短时过负荷能力，以及具有因故障或检修的备用能力。

变压器的容量选择按泵站最大运行方式下的最大可能运行负荷计入功率因数来确定，按下列公式计算：

ω=

ω=

＝15.88KVA

选择容量为30KVA变压器一台，布置于水源井附近高压线上，供水源井水泵、变频自动恒压装置，照明及保护装置用电。

四、电力保护、监测、控制与计算

1.变压器保护

10KV进线设高压跌落式开关和高压阀型避雷器作为避雷和过流自动保护。

高压侧设单相接地保护，低压侧设单相接地保护。

2.电力控制

在动力配电箱内装负荷开关2台，分别控制水源井电机用电和照明、生活用电，并可起到过载短路的保护作用。

3.电力监测与计算

工程动力负荷采用低压计量方式，在低压计量箱内安装电流互感器、电流表、电压表、有功表、无功表等进行监测与计量。

4.经电力部门要求，安装多功能计费计量表一套。

5.低压输电设计

水源井及管理房距高压线较近，井室及管理房用电可结合贴墙套电缆及埋管进行低压电缆供电。

第二节　变频调速自动恒压控制装置设计

在水源井控制室内安装一台变频调速自动恒压控制柜，水泵开机、停机可由其直接进行控制操作。

第七章　施工组织设计

一、施工条件

1.气象条件

该地区属温带大陆性季风气候，年平均气温6℃，最冷一月平均气温零下11.5℃，最热七月平均气温23℃，无霜期130天左右。

最大冻层深度1.8米，每年4月下旬基本全部解冻，封冻时间在10月中旬，根据上述条件，施工期预定为3个月。

2.交通条件

该村地处交通要道，交通非常便利。

3.建筑材料

该工程的所用管材和设备由上级主管部门统一采购，其它材料由建设单位自行组织进货运至施工现场。

4.施工用电

施工用电可以从乌兰板村变压器上架设临时供电线路。

二、施工进度

初步设计工作于2010年8月份完成。

待资金到位后，即可施工。

该工程预计工期为3个月。

三、施工方法

1.土方开挖回填

根据翁牛特旗气象局气象资料，乌兰板村最大冻深为1.8ｍ，输水干管采用DN90PVC-U管材，管顶预留安全高度，管道开挖深度确定为2.0ｍ。

根据管路纵断剖面探坑资料，土质为亚砂土，土质坚硬。

管道沟槽底部开挖最小宽度，依据《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》（CJJ101-2004）,按公式：

B=dn+300计算,开挖边坡系数根据乌兰板村地层情况，根据《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268），查找“5米以内的沟槽边坡的最陡坡度表”确定。

输配水干、支管路开挖边坡系数设计为1：

0.25，底宽为0.6ｍ，沟深2.0m,入户管沟底宽0.4ｍ，沟深2.0m。

共铺设管路41734m，开挖及回填土方160576ｍ3。

干、支管路开挖均用机械配合人工开挖，机械使用占70％，人工占30％。

主干管路用机械开挖后，沟底用人工清理整平达到设计深度。

由于受院落、房屋等地形条件影响入户管路无法利用机械开挖采取用人工开挖方式。

入户管路人工开挖部分考虑当地群众经济承受能力采用受益群众投劳折资方式完成。

输配水管路放入管道沟安装好后，回填时管路周围20㎝范围内要用细土回填，回填土的压实系数应不小于90%。

2.砌筑工程

砌筑要严格按照设计要求及相应的技术规范进行，以保证质量。

3.管网工程

管道要平铺在管道沟内，回填前应将管路压实，回填时应先用细土回填0.3—0.5米，再把开挖管道时的土方全部回填，令其自然沉降。

第八章　环境保护

一、水源地保护

为了让城市生命线―给水工程能持久安全可靠的服务于社会，使居民能使用到符合国家卫生标准的“放心”水，必须对水源地实施科学有效的监管保护。

1.在水源井影响半径范围内（水源井半径200m）不得使用工业废水或生活污水灌溉，不得使用持久性或剧毒农药，不得修建厕所、渗水坑、堆放有害废渣垃圾等。

2.在运行管理上对水源井加强观测，随时掌握含水层的动态。

即水质、水量的变化，及时采取正确的应对措施，维持水源井旺盛的生命力。

二、管理房环境保护

（一）依据

按照《中华人民共和国环境保护法》内建环117号文《关于建设项目环境管理问题的若干意见》的规定执行，同时执行《城市区域环境噪声标准》（GB3096－93）。

（二）保护措施

严格执行以上有关法律法规，泵房内采取必要的隔音措施。

第九章　工程管理

第一节管理机构设置和人员编制

一、管理机构

乌丹镇乌兰板自然村供水工程竣工后成立用水协会，由用水协会对工程进行管理，按质按量的做好供水服务，加强对水源地、管道设施的维护，成立的管理机构要建立健全供水、技术、财务、收费等各项规章制度，搞好运行经营管理。

二、人员编制

要求供水管理机构设立专职技术人员，对水源地和管路设施进行长期管护和定期保养。

第二节　工程运行管理

一、水源井管理

1.为便于管理，水泵所有控制过程由自动化设备按规定程序自动进行。

该工程供水采用变频调速自动恒压控制柜自动控制。

2.设定专职人员负责水源井的操作管理和养护维修工作，要求责任心强，技术熟练，发现问题及时处理，不能及时处理的应马上向上级报告，以便采取应急措施。

3.特别注意以下几点：

（1）水泵是否有不正常的噪音和振动。

（2）各种仪表指示是否正常。

二、管路的运行管理

管网的经常性养护很重要，应及时进行阀门的维修，漏水检查、坏管检修、水管防冻情况检查，经常测定水压和流量。

养护维修人员应熟悉管线在地下的位置，阀门和消火栓安装地点，配水点和用户管的衔接点，事故时能尽快及时抢修。

第三节　安全管理

一、制定严格的安全管理制度。

二、上岗前人员必须经过专门培训，并熟练掌握专业技能，必须严格按照安全操作规程进行操作。

三、本设计充分考虑设计了自动控制的操作方式，从而加大了人身的安全系数。

第十章　设计概算

第一节编制说明

一、工程概况

乌丹镇乌兰板村位于翁牛特旗北部，现有常住居民共530户，2014口人，共有牲畜3872头（只）。

该饮水安全工程的主要建设任务为：

开发和利用该地区的地下水资源，打配机电井1眼，安装变频调速自动恒压控制柜一套，无动力消毒设备一套，修建泵房一座，建筑面积12平方米，铺设输配水管路41734米。

该工程设计供水规模为191立方米/日。

工程静态总投资为128.4万元。

工程建设期为3个月。

二、编制原则及依据

（一）编制依据

1、水利部水总［2002］116号文件

2、水利部2002年《水利工程设计概（估）算编制规定》

3、水利部2002年《水利建筑工程概算定额》

4、水利部2002年《水利工程施工机械台时费定额》

5、《工程勘察设计标准》

6、《内蒙古自治区建筑工程预算定额》。

（二）基础单价

1、人工预算单价

本工程位于赤峰地区，执行六类地区工资标准，按《编制规定》中的规定标准计算。

六类区的人工预算单价分别为工长5.40元/工时，高级工5.05元/小时，中级工4.37元/小时，初级工2.32元/小时。

2、材料预算价格

材料预算价格＝（材料单价＋包装费＋运杂费）×（1＋采购及保管费率）＋运输保险费。

运费采用赤峰市物价局、交通局赤交运字[1993]第50号文《关于燃料价格上涨确定汽车运价上浮的通知》，材料运费在原等级运价的基础上提高53%。

运费标准见表

货物分类

细　路

砂石路

运价基价

提高53%后运价

运价基价

提高53%后运价

普通一等

0.29

0.444

0.33

0.505

普通二等

0.32

0.490

0.36

0.551

汽油

0.50

0.765

0.56

0.857

施工用骨料均从当地运至工地，价格采用工地价。

由于施工工地缺少卵石，本设计砼配合比中采用碎石，因此对水利部颁发的[2002]《建筑工程概算定额》中砼配合比中的材料用量进行了调整，砼配合比中的水泥、砂、石子、水分别乘以相应的调整系数，即：

卵石换为碎石：

水泥1.10，砂1.10，石子1.06，水1.10。

采购及保管费，按材料运到工地仓库价格的3.0%计算。

3、施工用电、风、水的计算依据

施工用电价格＝

÷（1－厂用电率）

÷（1－变配电设备及配电线路损耗率）＋供电设施维修摊销费

　＝

（1-4%）

（1-5%）+0.05+0.03

＝2.10元/kwh

水价计算公式：

施工用水价格=

（1-供水损耗率）

+供水设施维修摊销费

=

（1-12%）+0.03

=0.90元/立方米

风价计算公式：

施工用风价格=

（1-供风损耗率）+单位循环冷却水费

+供风设施维修摊销费

=

（1-12%）+0.005+0.003

=0.30元/立方米

4、施工机械使用费

施工机械使用费根据《水利工程施工机械台时费定额》及有关规

定计算。

（三）主要设备价格的编制依据

设备费包括设备原价、运杂费、运输保险费和采购及保管费，设备主要有机电设备和金属材料结构设备，均以出厂价为原价，加上运杂费，采保费计算。

第二节　建筑工程及安装工程费用构成及计算标准

建筑及安装工程费用直接工程费、间接费、企业利润和税金组成。

一、直接工程费，由直接费、其他直接费、现场经费三部分组成。

1、直接费：

包括人工费、材料费、施工机械使用费。

2、其他直接费：

包括冬、雨季施工增加费，夜间施工增加费、特殊地区施工增加费和其他，按直接费的百分率计算，建筑工程为4.0%，安装工程为4.7%。

3、现场经费包括临时设施和现场管理费。

按直接费或人工费的百分率计算。

本引水工程中：

土方工程按直接费的4.0%，石方工程直接费的6%，模板工程按直接费的6%计，砼浇筑工程按直接工程费6%计，机电、金属结构设备安装工程按人工费的45%。

二、间接费，由企业管理费、财务费用和其它费用组成。

按直接工程费或人工费的百分比计算。

本工程中：

土方工程按直接工程费的4%计，砼工程按直接工程费的6%计，模板工程按直接工程费的6%计，砼浇筑工程按直接工程费的4%计，其它工程按直接工程的5%计，机电、金属结构设备安装工程按人工费的5%计。

三、企业利润

按直接工程费和间接费之和的7%计算。

四、税金按直接工程费、间接费和企业利润之和的3.22%计算。

第三节　　施工临时工程

依当地实际，无临时工程费。

第四节　　独立费用

独立费用按水利部2002年《水利工程设计概（估）算编制规定》计算。