人饮设计说明书.docx

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人饮设计说明书

第一章概述

第一节基本情况

**县**镇**村**人饮工程位于**镇西部，距离县城55公里。

交通运输方便，**屯现有45户，人口218人。

全屯耕地面积398亩，农民人均纯收入1461元。

该屯是以灌溉为主的农业村，近年来，积极发展甘蔗种植业，居民生活水平日益**屯，但是，缺水问题一直困挠当地居民，并逐步加重，成为制约当地经济发展的瓶颈。

第二节工程建设必要性

**镇**村**屯现有人口218人，长期以来饮水比较困难。

**屯地处我县十万大山腹地，水资源丰富。

但由于居民居住海拔高程高，用水十分不便，因此，现在很多村民还采用肩挑手扛的方式来取水，而且水源大多是田边或池塘边开挖的水井和灌溉渠道水，水质受到污染，不宜饮用，全屯饮水显得非常困难。

近几年仅用在疾病方面的医药费就令村民苦不堪言。

特别一到旱季时不时发生争水的打架斗殴事件，危害社会的安定团结，严重地阻碍当地经济的发展和人民群众生活水平的**屯。

为此，早日解决**镇**村**屯农村安全饮水困难问题，非常紧迫且十分必要。

近年来，**县人民政府、**县水利局、**镇人民政府对该项目区的饮水问题十分关注，并积极筹备、调拨部分资金，改善了部分村民的饮用水条件，但由于资金不足，未能从根本上解决当地人民的饮水困难。

第三节工程概况

由于**屯地处我县山区，水资源较丰富，经过实地勘察，在该村北面的凤凰山上的山沟溪水丰富，水质清甜，水质完全符合国家饮用水标准。

因此，本工程设计从距离**村**屯3.02公里的山沟引水到**屯新建的蓄水池，然后通过供水管向村民供水。

引水管路采用φ32PVC等塑料管，引水管路总长3.5公里。

**人饮工程设计解决218人口的饮水困难，设计日供水量28立方米。

**人饮工程总投资16.35万元，其中建筑工程费8.81万元，设备费2.88万元，安装工程费1.34万元，临时工程费1.03万元，独立费用1.67万元，预备费0.58万元，环保及水保投资费0.05万元。

本工程建设资金来源主要是中央补助和地方自筹。

工程建成投产后，国民经济内部收益率为22.33%，净现值为49.13万元，效益费用比为13.14。

建成5.17年后可完全偿还建设资金。

第二章基本资料

第一节地形地貌

**人饮工程取水点位于该屯东面，取水点高程在240m左右，**位于我县的水源林保护区内，水源丰富。

**屯供水区域海拔高程一般为218～250m，属低山丘陵地带，土壤为粘土和沙砾土为主。

第二节气象及水源情况

项目区地处低纬度，属南亚热带气候，多年平均降雨量1312mm，多年平均温度20.5℃,年最高温度37℃，最低温度3℃，汛期（5月～9月）。

雨量占全年降雨量80%左右，年平均日照2180小时以上，全年无霜气候温和阳光充足。

本工程选择山溪水做为水源，水量保证，水质比较好，水源水质达到《生活饮用水水源水质标准》一级标准水质。

**人饮工程从附近山溪引水到蓄水池后，利用自然高差供水到**屯各个用水户。

第三节地质条件

由于本工程的取水点位于溪河上，为了防止雨季淤泥堵塞引水管，工程需设有净水设施、消力池等基础设施。

由于供水管路途经多为山区，开挖管槽和埋设管路较为困难，但沿着山谷的小溪流走向，开挖安装还是可行的。

第四节供电电源

本工程为自流引水工程，施工用电负荷少，工程施工用电可利用柴油发电机发电供电，或临时从当地居民家中拉到工地，都能满足工程的建设用电需要。

第五节环境交通条件

项目区有县城至**屯级公路连通，各施工点都有道路直通，大型运输车辆也可通行，无需投资修路。

项目区周围村屯人口众多，劳动力资源非常丰富，整个工程无需大型机械。

项目区附近石材丰富，所需水泥、河砂可从县城购买。

工程属于小范围施工，对环境造成的影响不大，不造成水土流失。

第三章总体规划

第一节规划的总体原则、依据及基本数据

一、项目编制原则

1、严格执行原水电部制订国务院批准的《关于农民人畜饮水工程的暂行规定》所规定的人饮困难范围和标准；

2、工程措施和规模根据水源条件，从实际出发，因地制宜，合理安排工程，以水资源统一管理为基本原则，合理利用，有效保护水资源。

工程规划要与国家和地区的其它规划和战略相协调，统筹规划，更大地挥人饮工程的综合效益；

3、按照中央、地方和收益群众共同负担的原则制定资金筹措计划，发动全社会的力量，多渠道增加投入；

4、坚持质量第一，建管并重的原则。

二、项目编制依据

1、《防城港市**县“十一五”农村饮水安全规划》（2186-2010年）；

2、《广西乡镇供水工程设计提纲》（桂农水[2182]35号）；

3、《村镇给水工程培训教材》。

三、本工程应达到目标。

工程建成后，解决218人的饮水困难。

第二节供水水源分析与选择

本工程选择在**屯东面的山溪取水，该处水源为山溪水，水流量在枯水期经实测大于23m3/h，拦水坝处高程为240m，主河流长1.9km，上游集雨面积为21平方公里，植被良好，生态环境较好，无重大水土流失，周围没有工厂废水污染，即使枯水期也有足够的水量引用，水质经县疾病控制中心检验，完全达到《生活饮用水水源水质标准》一级标准水质。

同时，水源下游没有灌溉任务，因此，选择该处水源作为本工程设计的供水水源可以保障正常供水且满足工程需求。

第三节供水规模

1、设计供水标准

根据国务院批准的《关于农村人畜饮水工作的暂行规定》中规定的饮水标准（即南方地区每人每日供水40升以上，牲畜每日供应20～50升，每头猪、羊每日供水5～20升，70～100天不下雨保证有水吃），以及当地的自然经济条件，选择本工程的设计供水标准为每人每天平均供水量70L。

2、供水范围、设计供水人数、牲畜数量

**人饮工程供水对象为**村的**屯，共有饮水困难人口218人，大牲畜（牛、马）90头，小牲畜（猪、羊）120头，其中（详见**人饮工程树状管网平面布置图）：

（1）、居民点1人口130人，大牲畜46头，小牲畜74；

（2）、居民点1人口81人，大牲畜44头，小牲畜46；

考滤人口及牲畜自然增长按15年考虑，人口每年平均增长按10‰计，牲畜平均增长按5‰计。

则本工程的设计成果如表3-1。

**人饮工程设计成果如表3-1

序号

项目

计算

说明

1

项目区设计人口P1

P1=P0（1+R）n=218×（1+10‰）15

=253人

P0=218人，现有人口n=15，设计年限R=10‰，人口增长率

2

设计大牲畜数P2

P2=P1（1+R）n1=90×（1+5‰）15

=94头

P1=90头n=15

R=5‰

3

设计小牲畜数P4

P4=P3（1+R）n=120×（1+5‰）15

=128头

P3=120头n=15

R=5‰

3、设计供水量计算

根据《村镇居民生活用水标准》、结合村地区的实际情况，选取城镇居民用水量100L/d，大牲畜每天用水量50L/d，小牲畜（猪、羊）每天用水量15L/d，大生产用水因无实际统计资料，参考其他乡镇供水公司的生产用水量，结合本地区情况，生产用水量取生活用水量的20%计算过程和成果见表3-2。

供水量计算及成果表表3-2

序号

项目

计算

说明

1

居民生活用水量Q1

Q1=q1p1.10-3=100×253×10-3

=2.53m3/d

q1=100L/人.d

2

牲畜用水量Q2

Q2=（q2p2+q3p3）×10-3=（50×93+15×128）×10-3=5.26m3/d

q2=50L/头.d，q3=15L/头.d

3

公共建筑用水量Q3

Q3=10%×（Q1+Q2）=23.96×10%

=2.40m3/d

4

最高日设计给水量Qd

Qd=k（Q1+Q2+Q3）

=1.2×26.36=31.63m3/d

K=1.2，其中管网漏水量未预见水量均按10%考虑

5

最高日平均时给水量QcD

QCd=

Qd=

×31.63=1.32m3/h

6

最高日最高时给水量Qmax

Qmax=KhQcD=2.3×1.32=3.04m3/h

Kh—时变化系数取Kh=2.3

7

年平均给水量Qy

Qy=

（Q1+Q2+Q3）=

×26.36

=6414.27m3/y

Kd—日变化系数取Kd=1.5

8

配水管网设计流量Qt

Qt=Qmax=3.04m3/h

Tt=24h

根据以上计算成果，本工程的设计供水量取最高日设计给水量Qd=28m3/d。

相应各支管的供水量分配如表3-3。

各片管道设计供水量分配表表3-3

编号

供水对象

设计水量（m3/d）

设计供水量28m3/d,其中生活用水量24.46m3/d，公共建筑用水量3.54m3/d。

支管2-3

居民点3

16.06

支管2-4

居民点4

12.40

合计

20.46

第四节供水工程方案选择

根据项目区、地形、地貌以及取水点周边环境，本工程采用自流引水方式供水。

由水源经过过滤后引水到蓄水池，再通过投放消毒剂消毒后由供水主管从蓄水池通过PVC塑料管向各居民供水。

第四章供水工程设计

第一节取水构筑物设计

取水工程由拦水坝和取水池构成。

由于水源处在坡度较徒的山腰中，因此拦水坝要考虑冲积物淤积和过滤取水，以保证取水点不堵塞，还保证水质好等问题。

因此，在水坝上游设计以粗砂、碎石两层为过滤层的过滤池，原水经过过滤后进入取水池。

取水池设有沉沙池，当沉沙池运行到沉积污层较多时，可用人工清洗，打开闸阀将污水排出，另外取水池还设有排气孔，当水池水位到排气孔时，水自排气孔流出，保证取水池安全。

拦水坝设计为浆砌石重力坝，顶宽0.5m，内坡垂直，外坡坡比为1：

0.5，坝高2.0m，坝底宽1.5m，拦水坝基础清基至坚实的不透水层的坚硬岩石层。

第二节蓄水池设计

蓄水池的容量选取设计供水量的三分之二计，故蓄水池容量为18m3，消毒房12m2。

初定圆柱形蓄水池尺寸为：

R=2.00米，h=1.5米，

蓄水池容量为：

W=πR2h=2.02×1.5×π=18.84m3

满足设计要求。

第三节引水管路设计

一、引水管路布置

本工程在山沟取水后，由PVC塑料管引水到蓄水池，引水管路长度为3500m。

由于引水管路经过地区多为山区，开挖管槽和埋设管路较为困难，但沿着人行小道旁边开挖还是可行的。

设计管路开挖深度为0.7m，部分经过农作物耕作区的管路开挖深度为0.9m，平均开挖深度为0.8m，宽度为0.5m。

管路在最高处开排气孔，在最低处开排砂孔。

二、引水管水力计算及管径选择

工程的设计供水量为28m3/d，因此本工程的最高日最高时给水量Qmax为：

Qmax=40m3/d=0.00046m3/s

引水管的水头损失计算，选用平均经济流速为0.65m/s，采用广西水利厅提供《广西乡镇供水工程设计提纲》的水头损失计算公式，则引水管径为：

D=

=

=0.031m

式中：

Q—为计算流量（m3/s）

dj——为管道计算内径（m）

初选引水总管外径为32mm,内径为30mm，承压为0.6Mpa的PE塑料管，其他分支管道根据用水人数、用水量确定流量，采用平均经济流速为0.65m/s，再根据公式计算得出选用管径、管型。

详细计算见表3-4。

三、管路水头损失计算

供水总管沿程水头损失hf1:

hf1=i×L=

×3500=14.01m

i=0.000915

式中：

i—为每m管段长度水头损失（m）

考虑局部水头损失为沿程水头损失的10%，则引水总管水头损失为：

△h1=1.1×14.01=15.41m

**人饮工程的蓄水池高程218m，水坝坝址的高程约为240m左右，因此，供水高差为：

h供=240-218=40（m）

上式计算可知，引水水头为40m左右，可以满足引水需求。

因此，所选用管径均能满足引水能力要求，原选用管径合理。

引水管路水力计算成果表见表3-4。

引水管路水力计算表表3-4

项目名称

供

水量

m3/d

供水

长度

m

供水管

设计流

量m3/s

计算

管径

mm

运用

管径

mm

沿程

水头

损失

m

局部

水头

损失

m

总水

头损

失

m

供水

水头

m

管材

引水总管

28

3500

0.00046

30

32

14.01

1.4

15.41

40

PE管0.6MPa

第五节配水管网设计

根据本工程实际情况，**村**屯采用树枝形管网的供水方式，其树状管网平面布置如附图（**人饮工程树状管网平面布置图）。

一、供水管道设计

根据**人饮工程的实际情况，计划在人口比较密集的居民中心点，接到**人饮工程的供水主管道，具体的管网平面布置见《**人饮工程树状管网平面布置图》。

1、管材选定

由于项目区地处山区，施工难度比较大，宜选择塑性比较好的管材，综合考虑经济、运行、市场供应和工程施工因素，本工程配水主管采用PE或PVC给水管均可。

2、各管段沿线流量计算

管段的沿线流量可以以下公式计算：

ql=qs×L

qs=（Q-Σq）÷ΣL

式中：

qs—比流量（L/m.s）

Q—管网设计流量（L/s）

Q=Kt×QCD选取时变系数Kt=2.3，QCD为最高日平均时给水量

根据设计日供水量计算可知，**屯最高日最高时给水量Qmax为：

Qmax=2.3×1.47=3.38m3/h=0.94L/s，由节点1的蓄水池给水。

1、计算比流量qs

根据上述供水量计算及成果表可知，公共建筑用水量为Q3=10%×（Q1+Q2）=26.64×10%=2.66m3/d=0.031L/s，一侧配水的管网总长为218m,则比流量qs为

qs=

=

=0.0046L/s.m

2、计算各管段的沿线流量qL

各管段的沿线流量qL根据公式qL=qs×L计算，因此，各管段沿线流量计算结果如表3-5。

各管段沿线流量计算成果表表3-5

管段

管道长度（m）

沿线流量（L/s）

2-3

100

0.8

2-4

100

0.8

3、分配节点流量qi

分配节点流量可以根据公式qi=

计算，计算结果列于表3-6。

分配节点流量表表3-6

节点编号

节点流量（L/S）

集中流量（L/S）

节点总流量（L/S）

2

（0.8+0.8）=0.8

0.030

0.83

3

*0.8=0.40

0.40

4

*（0.8）=0.40

0.40

合计

1.6

0.030

1.63

4、确定各管段的直径和水头损失

（1）、配水干管

根据**屯的实际地形，选定地形标高最高的节点3为控制点，详见**人饮工程树状管网平面布置。

因此，选取水池处节点1到控制点4为配水干管。

①管径的计算公式为：

D=

其中：

Vj为经济流速（m/s），取Vj=0.65m/s

②管段计算流量Qi=ΣqiQi—任一点管段流量等于该段以后（顺水流方向）所有节点流量之和。

③沿程水头损失hi=i×LL--计算管段长度。

④局部水头损失hj=（5%～10%）hj.

⑤塑料管值计算：

i=0.000915×

Q—管段计算流量（L/s）

dj—计算内经（mm）

详细的水利计算见表3-7。

配水干管水力计算表表3-7

管段

长度（m）

流量（L/s）

流速（m/s）

管径（mm）

i

hj（m）

hi（m）

1-2

218

1.6

0.65

32

0.0066

2.00

2.22

2-3

100

0.8

0.65

32

0.022

1.7

1.70

2-4

100

0.8

0.65

32

0.022

1.7

1.70

（2）、配水干管各节点的自由水压

根据《室外给水设计规范》规定，一层建筑物的自由水头为10m,二层建筑物的自由水头为12m,二层以上每增加一层增加4m，但对于村镇给水管网相对偏高，在现阶段的农村住宅，一层建筑物的自由水头可以按5m计算,二层建筑物的自由水头为8m，二层以上每增加一层增加3m。

配水干管各节点的水压可以从控制点3推算。

节点3的地面标高为170m，该处住房所需自由水头按两层计算，因此，所需水头为8m，因此，该节点的水压标高为

160+8=168m

按照水流方向倒着推算各节点的水压，如节点2的水压等于节点2的水压加管段1—2的水头损失，即

168+2.22=170.22m

其余节点的水压标高可用相同的方法推算，结果见表3-8。

配水干管节点水压标高表表3-8

节点号

水压标高（m）

节点号

水压标高（m）

1

172.44

2

170.22

3

168.52

4

168.52

经较核，节点1的地面标高218m＞节点1的水压标高172.44m，因此，各节点水压标高均满足自由水头的要求，控制点的选择是合理的。

（3）、配水支管水力计算

配水支管的起始为干管节点的水压，支管的终点水压为该点地面标高加该点所需自由水压，由此求出支管的平均水力坡度，进而确定支管的管径。

支管2-3的管长100m，起点水压标高为170.22m，终点3所需水压为该处地面标高加自由水压，140+8=148m，其平均水力坡度为：

i=

=0.22

由支管2-4的流量为0.9L/s，因此

i=0.000915×

dj=（0.000915×

）

=0.013m

所以选取的管径为32mm。

同理，余下配水支管的水力计算结果见表3-9。

配水支管水力计算结果表表3-9

管段

流量（L/s）

管长

（m）

平均水力坡度

管径

（mm）

水头损失

（m）

2-3

0.80

100

i=

=0.22

32

0.62

2-4

0.80

100

i=

=0.24

32

0.58

经较核，节点3水压标高均满足自由水头的要求，因此，管径的选择是合理的。

5、蓄水池地板高程的确定

根据干管节点1的水压标高172.44m，蓄水池地板高程应该大于节点1的水压标高，因此，本工程蓄水池地板高程选为218m。

第五章施工组织设计

一、施工组织形式

本工程由**县水利局根据有关规定和程序，选定专业施工队伍承建，并按设计和有关施工规范进行施工。

二、人工、机械材料、交通等条件

项目区交通非常发达，每个施工点都有道路直通，无需投资修路，项目区周围村屯人口众多，劳动力资源丰富，整个工程无需大型机械。

钢筋、水泥可在县城购买、管材从自治区水利厅下属的供水协会推荐的厂家按有关规定订购，石材、砂石可在附近购买。

施工用水、用电也可在各施工地点，采用临时线路、水泵解决。

三、工程施工进度安排

根据本项目的实际情况，拟定建设期为3个月，即2010年5月至2010年7月完工，主工期3个月。

工程首先组织村民以投工投劳折算自筹部分的形式开挖管槽，同时搞好前期工作，如接通施工用电、平整场地等，施工后期可按预定计划进行。

四、质量管理

本项目为农村安全饮水工程，选定了施工队伍后，在**县农村安全饮水领导小组的领导下实施，县水利局指定专人负责具体的施工，同时领导小组负责落实各部门分工职责，协调部门关系，督促项目实施进度和完成工程量，层层把好质量关，使项目及项目的有关工作落实到实处。

第六章工程经济效益分析

第一节工程资金筹措方案

一、工程投资组成

**县**人饮工程预算总投资16.35万元，其中建筑工程费8.81万元，设备费2.88万元，安装工程费1.34万元，临时工程费1.03万元，独立费用1.67万元，预备费0.58万元，环保及水保投资费0.05万元。

资金筹措原则按采用中央补助和地方自配套原则，利用中央专项资金60%，地方自筹40%，其中自筹部分可以投工投劳等形式折算投入。

第二节国民经济评价

一、国民经济评价主要依据和参数

本次经济评价主要依据和参数为：

⑴《水利建设项目经济评价规范SL72-94》

⑵水利准水水财[1995]281号文。

⑶社会折现率为12%或7%

⑷社会基准收益率为10%

⑸建设期1年，计算期为25年

二、效益分析

年直接效益分析

供水工程供水收入，按年设计供水量与供水价格的乘积，扣除水量损失计取总水量的5%。

拟定水价按照县城供水水价计算，即销售水价价格为1.30元/m3。

年效益B=（年总供水量-年水量损失）×供水价格

=（28×365-28×365×5%）×1.3

=13870×1.3

=1.80（万元）

2、间接经济效益估算

⑴减少农民医药费支出

改善了项目区内饮水的卫生条件，消除因饮水困难带来的疾病，提高了健康水平，按每人每年减少20元药费支出计，则年效益为

218×20=0.40万元。

⑵节约劳动力

效益上计劳动力的折资。

根据典型调查，解决饮水困难后，平均五口之家一年可节约挑水工日50个，一个劳动工日创造价值近似按劳10元，则年效益为

218÷5×10×50=2.0万元。

⑶发展庭院经济

随着项目区生活环境、生态环境的改善，农业结构的调整，庭院经济将逐步发展，按每户每年庭院经济收入100元计，则年效益为

218÷5×100=0.40万元。

⑷解决饮水困难后，将促进农村经济的发展，提高农民收入，从而促进地区经济发展，本次效益分析不计（这需要一个过程，且难以计算）。

因此，间接效益B2=2.24

项目实施后，产生的效益为直接和间接效益之和，即

B=B1+B2=1.80+2.24=4.04万元

三、费用分析

本水利工程年费用包括年运行费和折旧费。

年运行费包括日常维护费、管理人员工资、办公及其他费用、药剂费。

（一）折旧费

折旧费=16.35×0.75×3.35%=0.21万元

（二）年运行费

⑴日常维护费和大修理费

日常维护费和大修理费综合年费计取3.0%.

16.35×3.0%=0.25万元

⑵管理人员工资

本工程由于是小型人饮工程，日常管理可以纳入日常维护费中，不再另行安排管理人员。

⑶办公室其他费用、药剂费

同样，办公室其他费用、药剂费也不计入。

年运行费=⑴+⑵+⑶=0.25+0+0=0.25万元

（三）年费用

年费用=折旧费+年运行费=0.21+0.25=0.46万元

四、国民经济评价

1、经济效益费用比（EBCR）

经济效益费用比以项目效益现值与费用现值之比表示。

其表达式为：

EBCR=

式中：

EBCR——经济效益费用比；

Bt——第t年的效益，万元；

Ct——第t年的费用，万元；

it——社会折现率。

取7%。

经计算，经济效益费用比为13.14，大于1.0该项目在经济上合理。

2、经济净现值（ENPV）

经济净现值以社会折现率（is=7%）将项目计算期内各年的净效益折算到计算期初的现值之和表示。

其表达为：

ENPV=

式中：

ENPV——经济净现值，万元。

经计算经济净现值为49.13万元，大于零，该项目在经济上合理。

3、经济内部收益率（EIRR）

经济内部收益率以项目计算期内各年净效益现值累计等于零时的折现率表示。

表达式为：

=0

式中：

EIRR——经济内部收益率；

B——年效益，万元；

C——年费用，万元；

n