南县茅草街供水文本.docx

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南县茅草街供水文本

1.概述

1.1.概述

1.1.1工程位置

南县茅草街镇新镇集中供水新建工程位于南县育乐垸，座落在茅草街镇境内，新镇电排旁边，距茅草街街道2公里，属集中式供水工程。

1.1.2供水范围

南县茅草街镇新镇集中供水新建工程供水范围包括茅草街镇大成村、三岔河村、长宁村及茅草街社区，用水总人口10200人。

该项目实施后可解决该地区10200人口的饮用水问题，满足农民对水量、水质要求，进一步促进当地经济可持续发展。

1.2.设计依据

本供水工程是在益阳市水利水电勘测设计研究院2006年11月编制的《益阳市“十一五”农村饮水安全工程可行性研究报告》的基础上，进行初步设计。

设计依据：

（1）《益阳市“十一五”农村饮水安全工程可行性研究报告》；

（2）《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）；

（3）《供水管井技术规范》（GB50296-99）；

（4）《村镇建筑设计防火规范》（GB50039-90）；

（5）《中国农村给水工程规划设计手册》；

（6）《中华人民共和国区域水文地质普查报告》（南县）；

（7）《新镇水厂水质检测报告单》。

1.3.工程内容

南县茅草街镇新镇集中供水新建工程设计供水规模：

1269m3/d，包括：

取水工程、输水工程、净水工程、配水工程四部分。

其中取水工程包括潜水井1口，采用管井结构，取用深层潜水，井径450mm,井深86m；输水工程包括输水管道70m；净水工程包括曝气池、清水池各1处；配水工程包括泵房1处，PE主供水管道49.86km。

其中φ250PE管100m、φ225PE管3650m、φ160PE管520m、φ110PE管2800m、φ90PE管3230m、φ75PE管7050m、φ63PE管16390m、φ50PE管11790m、φ40PE管4330m、另有入户管φ20PE管58300m。

主要工程量有：

土方开挖25258.05m3、土方填筑23497.69m3、砼及钢筋砼588.41m3；主要材料用量有：

水泥227.78T、黄砂2116.47m3、卵石508.87m3、水泥砂浆粉刷1342.05m2、钢筋24.98T。

工程静态总投资531.3255万元，其中建筑工程费184.0923万元，机电设备安装工程费31.944万元，金属结构及安装工程费239.449万元，临建工程费万7.9613元，其他费42.5777万元，预备费25.3012万元。

1.4.项目所在地概况

1.4.1当地概况

南县茅草街镇新镇集中供水新建工程项目区位于南县育乐垸，东临南茅运河，西接藕池中支，属国家商品粮生产基地。

受益区包括3个行政村及1个社区，受益总人口10200人，2008年农业总产值2785.26万元，粮食总产量301.1吨,棉花总产量50.18吨,水产品181吨,人均收入2400元。

自然条件

（1）地形地貌

南县茅草街镇新镇集中供水新建工程项目区地处育乐垸，为湖泊淤积平原，由侵蚀切割和搬运作用形成，地势平坦，地面高程一般在29.0～33.0米之间（吴淞，下同），辖区范围内无合格的地表水源、地下水类型按含水层类型为松散堆积层中孔隙承压水，地下水源蕴藏丰富。

（2）气象条件

为亚热带湿润性季风气候，年平均气温为16.6℃，最低气温为-3.1℃。

.年平均降雨量为1230mm，全年降雨量以夏季最多。

最多年份达到2062mm。

.多年平均无霜期为266天，无霜期长。

.多年平均风速15.0m/s，以南风为主。

（3）水文、地质条件

茅草街镇新镇水厂工作区位于洞庭湖平原，地势平坦。

据茅草街镇新镇水厂打井钻探资料，水源井含水层主要为第四系滨湖冲积砂砾石，属于承压水。

地下水赋存于粗砂砾石中，砂砾石光泽松散，最大粒径30mm左右，厚度20多米，含水丰富，钻探区地质地势平坦，附近河渠纵横交错，又给地下水的补给创造了优越条件。

依钻探资料，水源井地质结构上而下依次为：

0—————24米淤泥质粘土

24—————39米细砂

39—————62米粗砂夹砾石

62—————68米蓝粘土

68—————74米白粗砂

74—————86米白粘土

地震基本烈度为Ⅵ度。

供水现状与水质卫生

茅草街镇新镇水厂项目区位于藕池中支西侧，属水灾多发地区，为水源性传染病和地方病发病率较高的地区。

该地区属于血吸虫病高发地带，发病率高的原因是全镇河沟较多，洪、旱灾害频繁，水源无防护措施，容易受到污染，人、蓄长期直接饮用不经处理的井水和被污染的河水，严重威胁着广大村民的身体健康，为此广大村民迫切要求改善目前饮水状况，建设农村水厂。

2.设计规模和水源论证

2.1.供水范围和供水人口

供水的区域包括3个行政村，1个社区，现有人口10200人，设计供水人口10668人。

人口分布见下表

乡镇名称

村名

现状人口（人）

设计人口（人）

茅草街镇

大成

1385

1481

三岔河

2118

2265

长宁

2663

2848

茅草街

4034

4315

合计

1

4

10200

10909

2.2.用水量与设计规模

南县茅草街镇新镇集中供水新建工程，根据对供水范围用户的实地考察、村民生活习惯与用水状况，结合当地经济发展状况，确定有关用水参数。

其主要参数如下：

2.2.1设计年限

根据《村镇供水工程技术规范》第1.0.4中第3小条规定，村镇供水工程设计年限宜为10～15年，结合当地发展情况确定，南县茅草街镇新镇集中供水工程设计年限为15年。

现状代表年为2009年，设计代表年为2025年。

2.2.2设计人口

设计用水居民人数 P=P0（1+γ）n+P1 

P=10200*（1+0.0045）15+0=10909人

P0—供水范围内的现状常住人口数=10200人，其中包括无当地户籍的常住人口。

P1—设计年限内人口的机械增长总数0人，可根据各村镇的人口规划以及近年来流动人口和户籍迁移人口的变化情况按平均增长法确定；

γ—设计年限内人口的自然增长率0.0045，可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。

2.2.3居民生活用水量

 W=Pq/1000  

W=10909×80.00/1000=872.72（m3/d）

P设计用水居民人数10909人

q最高日居民生活用水定额，本工程所在地为湖南西部山区以外地区，设计用水条件为水龙头入户，有洗涤池，其他卫生设施较少，根据《村镇供水工程技术规范》（3.1.2）的规定,最高日居民生活用水定额取值范围为60.0至100.0L/d.人,结合当地具体情况最后取值80.00L/d.人。

2.2.4公共建筑用水量

由于缺乏资料本次设计根据《村镇供水工程技术规范》（3.1.3）的规定,村庄公共建筑用水量可按居民生活用水量的5%-25%，考虑当地发展情况，公共建筑用水量取居民生活用水量的15%

经计算公共建筑用水量为130.91（m3/d）。

2.2.5企业用水量

根据规范要求，企业日用水量应根据以下要求确定：

（1）企业生产用水量应根据企业类型、规模、生产工艺、用水现状、近期发展计划和当地的生产用水定额标准确定。

企业内部工作人员的生活用水量，应根据车间性质确定，无淋浴的可为20～35L/人·班；有淋浴的可根据具体情况确定，淋浴用水定额可为40～60L/人·班。

（2）对耗水量大、水质要求低或远离居民区的企业，是否将其列入供水范围应根据水源充沛程度、经济比较和水资源管理要求等确定。

”

经调查，茅草街镇社区新镇水厂供水区域企业有工作人员3000人，工人生活用水定额按50L/人·班，经计算企业生活用水量150.0（m3/d）。

生产用水量采用其他取水方式。

2.2.6消防用水量

根据《村镇供水工程技术规范》第一流3.1.6条规定:

”消防用水量应按照《建筑设计防火规范》（GBJ16）和《村镇建筑设计防火规范》GBJ39的有关规定确定。

允许短时间段供水的村镇，当上述用水量之和高于消防用水量时，确定供水规模可不单列消防用水量。

”

经计算,居民生活用水量和公共建筑用水量高于消防用水量,因此,确定消防用水量为0.00（m3/d）。

2.2.7管用漏水与其它未预见用水量

根据《村镇供水工程技术规范》第（3.1.8）规定：

管网漏失水量和未预见水量之和，宜按上述用水量之和的10%～25%取值，村庄取较低值、规模较大的镇区取较高值。

根据当地的发展情况，管网漏失水量和未预见水量之和=按上述用水量之和的10%取值

=115.36（m3/d）

2.2.8水厂自用水量

水厂自用水量=（居民用水量+公共建筑用水量+企业用水量+消防用水量+管网漏失水量及其它未见用水量）*5%,经计算得水厂自用水量为63.45（m3/d）。

2.2.9供水规模

供水规模（即最高日供水量）=居民生活用水量+公共建筑用水量+企业用水量+消防用水量+管网漏失水量及其它未预见用水量=1268.99（m3/d），实际按1269（m3/d）进行设计。

2.2.9人均综合用水量

人均综合用水量=供水规模/设计人口=0.119（m3/d）

2.3.水源论证

由于受益区周边沟渠里的水质受到严重污染,且无其他地表水源,所以只能取地下水作为生活用水。

该地区含水层由砂卵石组成，颗粒粗大，地貌控制富水性,含水层上覆淤泥质粘土，厚0-24m，透水性差，地下水由大气降水补给，抽水过程中以侧向补给为主，水源丰富，此水力性质可作地下水资源开发与利用的依据。

2.4.供水水源水质

附件：

《水质化验表》

根据规范,供水水源应符合以下基本要求：

（1）水质良好、便于卫生防护，地下水源水质符合《地下水质量标准》（GB/T14848）的要求，地表水源水质符合《地表水环境质量标准》（GB3838）的要求，或符合《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020）的要求。

当水源水质不符合上述要求时，不宜作为生活饮用水水源。

若限于条件需加以利用时，应采用相应的净化工艺进行处理，处理后的水质应符合《农村供水规范》3.2.1要求。

（2）水量充沛，干旱年枯水期设计取水量的保证率，严重缺水地区不低于90%，其他地区不低于95%。

当单一水源水量不能满足要求时，可采取多水源或调蓄等措施。

（3）符合当地水资源统一规划管理的要求，并按照优质水源优先保证生活用水的原则，合理安排与其它用水之间的关系。

经南县卫生防疫站化验：

育乐垸地下水含铁、锰及细菌等，其总数均超过国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的规定，且PH值偏低，源水需通过净化消毒技术处理才能饮用。

2.5.供水水质和水压

2.5.1供水水质要求

南县茅草街镇新镇集中供水新建工程供水水质通过净化、消毒技术处理后，应符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。

2.5.2供水水压要求

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。

南县茅草街镇新镇集中供水新建工程所在地高程36.50m，最不利点为距离水厂最远的干管末端或相对较远的最高点。

本工程选用节点“37”作为最不利点，最不利点地面高程度31.50m，普通用户为4层。

因此生活饮用水管网的最小服务水头按15.00m考虑。

3.建设规模与水厂厂址

3.1.建设规模

南县茅草街镇新镇集中供水新建工程建设规模1269m³/d。

因供水规模为5000＞W≥1000m3，可以确定集中式供水工程类型为Ⅲ型。

3.2.建设年限

根据《村镇供水工程技术规范》第1.0.4中第3小条规定，村镇供水工程设计年限宜为10～15年，结合当地发展情况确定，南县茅草街镇新镇集中供水新建工程设计年限为15年。

现状代表年为2009年，设计代表年为2025年。

3.3.水厂建设的必要性

本项目受益区区位于育乐垸内，藕地中支西侧，当地人民群众主要以手压井、沟塘水为饮水方式，所取水源未达到地下水开采深度。

且由于项目区属于血吸虫疫区，沟渠血吸虫较多，污染严重，且所取地下水铁、锰含量严重超标，细菌总数、大肠杆菌等均严重超标，地表水、地下水都不符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求，导致由饮用水问题引起的疾病逐渐增多，广大人民群众身体健康状况日渐变差。

同时，随着人民群家庭收入的增加，要求改变过去的饮沟塘水，手压井的习惯，改用为饮用干净、卫生的自来水。

鉴于上述原因，有必要新建自来水厂，以满足群众不断增长的提高生活质量的要求。

自来水厂的新建能更加有力地促进当地经济健康快速发展，有利于农民生活水平的提高。

3.4.水厂厂址

3.4.1厂址

根据规范:

水厂厂址的选择，应根据下列要求，通过技术经济比较确定：

（1）充分利用地形高程、靠近用水区和可靠电源，整个供水系统布局合理；

（2）与村镇建设规划相协调；

（3）满足水厂近、远期布置需要；

（4）不受洪水与内涝威胁；

（5）有良好的工程地质条件；

（6）有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；

（7）有较好的废水排放条件；

（8）少拆迁，不占或少占良田；

（9）施工、运行管理方便。

根据以上要求，最终厂址确定：

在南县茅草街镇新镇电排旁边,该地地面标高36.50m，水厂距离供电电源200m,水厂交通方便，有良好的工程地质条件，不占良田，施工方便，运行管理方便。

4.工程设计

4.1.给水系统设计

南县茅草街镇新镇集中供水新建工程南县茅草街镇新镇电排旁边，本工程拟定采取集中式供水，利用水泵提取深层地下水，水厂的设计规模为1269m³/d。

按照每天工作24.00小时，K日=1.30,K时=2.00，进行供水工程设计。

4.2.净水工艺

南县茅草街镇新镇集中供水新建工程提取的是地下水，而水厂受益区地下水铁、锰超标，参照相似条件下水厂的运行经验，适合当地条件，通过技术经济比较，铁、锰超标的地下水应采用氧化过滤、消毒的净化工艺。

其水处理工艺流程为：

源水→曝气→强制混凝→反应沉淀→斜管澄清→过滤→消毒→清水池→二级供水泵→管网。

4.3.工程內容

●取水工程：

地下水取水构筑物工程；

●输水工程：

输水管道；

●净水工程：

消毒系统、清水池等；

●配水工程：

配水泵房、配水干管、配水支管、净化设备、计量装置；

●供电系统：

配电室、地下电缆等；

●厂区基础设施：

厂区给水系统，雨、污水系统、道路、照明、绿化、围墙、大门、场地平整等。

4.4.工程设计

4.4.1取水工程

4.4.1.1管井

1）过滤器设计

当地地下水含水层由三层组成,其中细砂16m,粗砂夹砾石23m,白粗砂6m,根据《村镇供水工程技术规范》SL310-2004表（4.1.3-1）的规定,故选用双层填砾过滤器；根据《村镇供水工程技术规范》SL310-2004中（4.1.3）第2小条的要求及打井资料,确定过滤器长度为33m；根据《村镇供水工程技术规范》SL310-2004的过滤器设计公式（4.1.3-1）计算过滤器的进水能力:

Qg=πDgLgNVg

式中Qg——过滤器的进水能力，；

Dg——过滤器外径，填砾过滤器算至滤料外表面，非填砾过滤器算至过滤器外表面，Dg=0.45m；

Lg——过滤器有效进水长度，可按过滤器长度的85%计算，Lg=28.05mm；

N——过滤器进水面层的有效孔隙率，可按过滤器进水面层孔隙率的50%计算，N=7.5%；

Vg——允许过滤器进水流速，可按表4.1.3-2取值,m/s。

开采含水层渗透系数K（m/d）

K>120

120≥k>80

80≥k>40

40≥k

≥20

K<20

允许过滤器进水流速Vg（m/s）

0.030

0.025

0.020

0.015

0.010

由于开采含水层主要为粗砂,查《村镇供水工程》（表2-3地层渗透系数K经验值），得粗砂的渗透系数为25-40m/d，此次取小值25m/d，则Vg为0.015m/s。

《村镇供水工程技术规范》SL310-2004中（4.1.3）第6小条规定，填砾过滤器的滤料厚度，应根据含水层岩性确定，可为75～150mm，因施工条件允许，可加大填砾层厚度50mm，取滤料厚度为200mm。

查《村镇供水工程》（表2-2）得过滤器滤料规格为直径5-6mm的砾石。

过滤器骨架管为钢混水泥管，滤水管孔眼为圆孔，孔隙率为15%。

滤水管为6号钢筋垫筋10根，并用14号铁丝绕丝，间距4mm，井管绕丝后外面用60目尼龙纱布缠绕3层，并用16号铁丝扎紧。

Qg=3.14×0.45×28.05×0.075×0.015=0.044m3/s=158.4T/h

2）井孔直径

根据井孔直径公式Dk≥Q/（πLgVj）（4.1.3-3）

式中:

Dk——井孔直径，m；

Q——设计取水量，m3/s；

Lg——过滤器长度，m；

Vj——允许井壁进水流速，m/s。

根据井壁进水流速公式Vj=K1/2/15（4.1.3-4）

式中K——开采含水层的渗透系数，m/s。

已知K=25m/d，则Vj=0.00113m/s，远远低于临界流速0.03m/s，而Q=0.01255m3/s，Lg=33m，确定井孔直径Dk≥107mm。

3）井管设计

根据“填砾过滤器，取水含水层为中砂、粗砂时，井孔直径应大于井管外径200mm”，“开采段井管内径应与过滤器内径相同；下泵段井管内径应比选用的水泵最大外径大50mm”“沉淀管长度，应根据拟开采含水层的岩性和井深确定，宜为2～10m”的要求，本次设计井孔直径为450mm，井管直径250mm，过滤器外径250mm，水泵外径200mm，沉沙管6m。

4.4.1.2水泵的选择

采取潜水泵取水。

1、设计流量

根据《村镇供水工程技术规范》SL310-2004中5.0.2规定，取水泵站（潜水泵）的设计流量，应按如下公式计算：

Q1=W1/T1（5.0.2-1）

式中Q1——泵站设计流量，m3/h；

W1——最高日取水量，即最高日用水量加水厂自用水量，

W1=1268.99+63.45=1332.44m3；

T1——日工作时间，与净水构筑物（或净水器）的设计净水时间相同，T1=24h；

Q1=1332.44/24=55.52m3/h。

2、扬程确定

水泵总扬程按下式计算

H=h0+h1+h2+2

式中：

H——水泵总扬程；

h0——净扬程，测得管井动水位为21m，曝气塔高9.5m,则h0=30.5m；

h1——吸水管路沿程和局部水头损失，初选0.6m；

h2——输水管路和局部水头损失,由后面章节4.4.2可知，h2=0.735m；

2——富余水头2m

经计算源水井水泵总扬程为33.84m。

3、水泵型号及配带电机型号

根据计算结果选择2台200QJ（R）80-44/4型潜水泵（一台备用），设计流量80m3/h，设计扬程44m，轴功率15KW。

4.4.2输水工程

潜水泵至清水池的输水管管道长度为70m，采用钢管。

1）钢管管径选择

计算公式如下：

D=

式中：

D——管径，mm；

Q——最高日工作时平均取水量，为55.52m3/h；

V——设计流速，宜用经济流速，1.5～2.0m/s，采用1.5m/s进行计算。

经计算D=114mm，取输水管管径为150mm，则管内输水流速为0.87m/s。

2）沿程水头损失

按下式计算：

hi=iL 

式中hi——沿程水头损失,m；

L——计算管段的长度,L=70m；

i——单位管长水头损失,m/m；

钢管、铸铁管的单位管长水头损失计算：

当V<1.2m/s时，i=0.000912V2（1+0.867/V）0.3/d1.3

式中V——管内流速，m/s。

经计算hi=0.70m。

3）局部水头损失

按其沿程水头损失的5%计算,即为0.035m。

4.4.3净水工程

4.4.3.1曝气

地下水铁、锰含量严重超标，浑浊度及色度大大超过《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006规定值。

由于源水含铁量超过2.0～5.0mg/L，且Fe2+易被空气氧化，现采用源水曝气——氧化化，根据源水水质，通过技术经济比较，采用曝气塔跌水曝气方式曝气，扩大源水与空气的接触面积与时间，增加井水的溶解氧，同时氧化水中部分铁离子。

4.4.3.2净化

为了使源水最终达到除铁、除锰的目的，必须对源水进行净化处理。

根据周边水厂使用的经验，一级滤池基本能除掉源水中的铁、锰离子。

因此，该水厂选择滤池过滤的方法，滤池结构尺寸为2.75×3.25×5.5m（二个），详见设计图纸。

4.4.3.3消毒

为了消除原水中的还原菌、真菌以及其他病毒，采用二氧化氯进行消毒，并配备二氧化氯发生器一台，二氧化氯投加点设在原水过滤后。

根据《规范》规定，投加二氧化氯量标准为1～2mg/L，本次设计取1mg/L。

因源水过滤后的流量为80m3/h，则每小时加氯量为80g。

二氧化氯发生器可选的选择CPF-80E型（正压式），二氧化氯产量≥50g/h，该设备规格1400×470×1550mm（长×宽×高），二氧化氯溶液投加管管径32mm，耗电功率0.26KW。

4.4.3.4清水池

调节构筑物和设备选择根据地形条件，供水规模和供水方式，管理条件综合分析确定，清水池是调节水量平衡负荷变化的构筑物，池内安装进水管、出水管、溢流管、放空管、透风孔及闸阀等，进水管与出水管布置在池的两端，使水在池内流动循环。

清水池应设进人孔和通气孔。

（1）清水池容量计算

根据《农村供水工程技术要点》，清水池的有效参数按最高日供水量的20%～40%计算，但不超过100%，本工程清水池有效参数按最高日供水量的22%计算。

W=W1+W2《农村给水设计手册》（6-1）

式中：

W——清水池有效容量

W1——调节容量

W2——水厂自用水量

经计算W=293m3,设计清水池尺寸为10.5×10.5×4m，清水池有效容量为320m3，详见设计图纸。

（2）进水管

接过滤池，管径为200mm。

（3）出水管

出水管管径为250mm，可直接从清水池内吸水

（4）溢流管

管径为200mm，为防止爬虫等沿溢流管进入清水池内，管口装网罩。

（5）排水管

排水管即放空管，管底与池底持平，管径为150mm。

（6）通气孔、进人孔及检修孔

为保持清水池内自然通风，水质新鲜，在池壁设置6个通风窗，尺寸为0.8×0.7m，进人孔作检修安装用，设置2个直径为500mm的圆孔，检修孔为了更换滤料用，设置2个直径为500mm的圆孔。

详见设计图纸。

4.4.4配水工程

1、配水泵房

配水泵房为砖混结构，选用较大允许吸上真空高度的离心泵，以减少泵房埋深，节省工程造价，尺寸为6.74×5.495×4.2m，详见设计图纸，并安装4台管道泵。

1）泵房布置

采用纵向单排列布置，泵房布置除满足供水要求外，预留增加水泵机组及调整水泵的余地和设备检修的空间，保证相邻机组之间净距不小于0.8m，机组与墙壁净距不小于0.5m，通道宽度不小于1.2m。

2）管路布置

A、吸水管布置