貴州省沿河縣中界鄉(xiāng)天坪村農村飲水安全工程設計報告

1、貴州省沿河縣中界鄉(xiāng)天坪村農村飲水安全工程設計報告 貴州省沿河縣中界鄉(xiāng)天坪村農村飲水安全工程設計報告(送審稿) 青海省水利水電勘測設計研究院貴州分院二一一年十月工程名稱:沿河縣中界鄉(xiāng)天坪村農村飲水安全工程業(yè)主單位:沿河縣水務局 批 準: 分管院長: 審 定: 審 查: 校 核: 工作人員: 設 計 單 位:青海省水利水電勘測設計研究院貴州分院單 位 郵 編:550001聯 系 電 話 真 錄1概 述11.1 自然地理及社會經濟狀況11.2 工程勘測設計22供水現狀及水源水質情況52.1供水現狀52.2水源情況52.3水源水質53 水文氣象及

2、工程地質63.1水文氣象63.2場區(qū)工程地質條件及主要存在的問題63.3主要建設物工程地質條件73.3天然建筑材料84供水方式及工程規(guī)模94.1供水方式94.2需水量計算94.3工程規(guī)模105 工程布置及建筑物設計125.1設計依據125.2工程總體布置135.3取水工程設計135.4輸、配水管網設計185.5水池設計235.6消毒設計245.7水源保護工程設計256 工程施工266.1施工條件266.2主要建筑物施工266.3施工總布置286.4施工進度297 投資概算及資金籌措307.1工程概況307.2投資主要指標307.3編制原則及依據307.4資金籌措328 國民經濟評價348.1評

3、價依據及基本參數348.2經濟評價348.3水價測算358.4經濟效益及社會效益分析359環(huán)境影響和水土保持379.1環(huán)境影響設計379.2水土保持設計3810 工程管理3910.1管理機構3910.2建設期管理3910.3建后管理39附:天坪村飲水安全工程平面布置圖圖號:YHTPYS-SS-SG-01管網布置圖圖號:YHTPYS-SS-SG-0230m3清水池設計圖圖號:YHTPYS-SS-SG-0330m3清水池鋼筋圖圖號:YHTPYS-SS-SG-0420m3清水池設計圖圖號:YHTPYS-SS-SG-05泵房設計圖圖號:YHTPYS-SS-SG-06水源點水池、消毒房及管道埋設圖圖號:

4、YHTPYS-SS-SG-07鎮(zhèn)墩、支墩結構圖圖號:YHTPYS-SS-SG-08變壓器組裝示意圖圖號:YHTPYS-SS-SG-09概 述自然地理及社會經濟狀況 沿河土家族自治縣位于貴州省東北角,銅仁地區(qū)北部,地處黔、渝、湘、鄂四省(市)邊區(qū)結合部的烏江中下游。地跨東經10803491083753,北緯281245290523,南北長98.28km,東西寬53km,行政區(qū)域總面積2468.8km2,占全省總面積的1.4%,占全區(qū)總面積的13.7%,轄22個鄉(xiāng)鎮(zhèn),2006年末總人口57.8萬人,其中土家族占全縣總人口的53%,縣城常住人口8萬人。周邊與省內的德江、印江、松桃、務川及重慶市的彭水

5、、酉陽、秀山等縣毗鄰。離銅仁大興機場180km,距渝懷鐵路重慶酉陽火車站60km,326國道和411省道貫通縣境,素有“黔東北門戶,烏江要津”之稱。 中界鄉(xiāng)位于貴州省沿河土家族自治縣東南部,距縣城20千米。東部與重慶酉陽自治縣交界,北部與沙子鎮(zhèn)相接,東南部與曉景鄉(xiāng)接界,西南部與譙家、淇灘鎮(zhèn)相連,西部與和平鎮(zhèn)毗鄰,地處東經10829231083503,北緯282421283358,南北長17.7千米,東西寬10.10千米,國土面積75.07平方千米,1998年總人口2.24萬人;境內屬中亞熱帶季風濕潤氣候,年均溫15.817.3,1月日均溫4.46.0,極端最低溫-7.4-5.4,7月日均溫25

6、.927.6,極端最高溫39.640.6,無霜期274294天;年日照時數1200小時,年降水量1100毫米,氣候溫和,四季分明。農作物以一年二熟或一年三熟。 該鄉(xiāng)土地總面積112607畝。有耕地49730畝,其中田15992畝、土33738畝;林地45942畝,其中有林地146054畝;牧草地5520畝;水域705畝。土壤以黃壤土為主。 全鄉(xiāng)轄3個辦事處,22個行政村,85個村民組,6067戶,25028人,其中少數民族13770人;總面積70.8平方公里,總耕地面積12458畝,其中田8336畝,土4122畝,荒山、草坡、林地面積34564畝,宜牧面積34564畝。全鄉(xiāng)農村經濟總收入625

7、7萬元,年財政收入40萬元,農民人均收入3200元,糧食總產量11853噸,人均產糧453.6公斤。 天坪村位于沿河縣城東北方向,距縣城15公里。全村行政區(qū)面積0.24平方公里,耕地總面積392畝,其中田297畝,土95畝,人均耕地0.57畝。全村共3個村民小組,683人,其中天坪一組上寨100人;天坪一組下寨330人;天坪二組253人。工程區(qū)主要農作物:水稻、玉米、小麥、油菜,絕大多數年輕人外出務工。根據尋訪當地村民知:2010年農民人均收入800元/月。鄉(xiāng)村公路為毛路面,車輛行駛困難,通施工區(qū)公路主要靠鄉(xiāng)村公路。 本次設計共解決中界鄉(xiāng)天坪村共683人設計人口757人飲水安全問題。工程的實施

8、對加大當地基礎設施建設,改善村民吃水難、用水難問題,推進經濟可持續(xù)發(fā)展有著重大意義。工程勘測設計 2011年9月,我院受沿河縣水務局委托,承擔了沿河縣水務局農村飲水安全工程的設計工作,隨后我院立即安排相關工程設計人員進行現場勘測、收集工程相關資料、征求當地群眾意見及征詢水務部門建議等外業(yè)工作,并隨后開展水源論證、工程布局、技術施工圖紙繪制等內業(yè)工作。 本項目解決飲水安全683人設計人口757人,結合中界鄉(xiāng)天坪村區(qū)域地形條件及水源、受益區(qū)分布情況,根據地理位置及村寨分散的情況,本工程從各分散水源點處采用重力引水方式和泵站提水方式給各村寨供水,擬新建1座20m3蓄水池、1座30m3清水池、1座泵站

9、、3個1 m3小水池(水源點處)。 設計供水規(guī)模W37.90m3/d,工程類型為型。 主要設計內容包括水源保護工程、蓄水工程、輸配水工程及其他附屬建筑物四個部分。主要建筑物有:30m3清水池1座,20m3蓄水池1座, 1m3小水池3座,2座消毒處理房,提水泵站1座,輸、配水管道總長932m(其中PE80塑料管583m,DN50普通鋼管349m。)主要工程量為:土方開挖247.67m3;石方開挖55.79m3;土石回填190.54m3;砌石62.00m3;砼32.70m3;模板:222.65?;鋼筋制安0.49t。 本工程國民經濟指標:經濟內部收益率為53.84%,大于8%;經濟凈現值為84.7

10、9萬元,大于0;經濟效益費用比為2.76,大于1;投資回收期為3年。 沿河縣中界鄉(xiāng)天坪村農村飲水安全工程總投資為28.98萬元,人均投資424元/人。工程特性見表1-1。 表1-1工 程 特 性 表序號 項目名稱及特性單 位 備 注一水源天坪村1#水源點天坪村2#水源點 1名稱 2水源性質提水重力供水 地下水3估算流量L/s0.490.490.16 調查時間:2010年12月15日二設計供水規(guī)模 1工程類型類型型 2供水規(guī)模m3/d37.90 3供水方式泵站提水、重力供水 4設計年限年15 5設計解決現狀不安全人口人683 6設計人口人757 7年供水量萬m31.0640 8供水受益行政村個1

11、 9用水標準L/人?d35 三主要建設內容 30m3清水池 個1 20m3蓄水池 10m3調節(jié)池個 個1 2 1m3小水池個3 DN50普通鋼管m349 PE80dn25(1.25MPa)m298 PE80dn40(1.25MPa)m285 泵站座1 離心泵臺250SLD12-25*3消毒房間22臺二氧化氯投放器附屬設施塊1 工程牌四施工特性 1主要工程量 土方開挖m3247.67 石方開挖m355.79 土石方回填m3190.54 漿砌石m362.00 混凝土m332.70 鋼筋制安t0.49 模板?222.65 管道安裝長度m932 2主要材料及勞動力 水泥t22.28 鋼材t0.52 砂

12、m367.64 碎石m342.65 塊石m366.96 炸藥t0.04 總工日工日412.5 總工期月3 五工程投資萬元28.98 1建筑工程投資萬元9.57 2機電設備及安裝工程萬元12.99 3管道設備及安裝工程萬元2.31 4臨時工程萬元0.50 5其它費用萬元2.23 6基本預備費萬元1.38 7人均投資元/人424 六經濟指標 1經濟內部收益率%53.84 2經濟凈現值萬元84.79 3經濟效益費用比2.76 4投資回收期年3 5水價元/ m34.51 供水現狀及水源水質情況2.1供水現狀 村民飲用水情況:該村地處微風化石山區(qū),特殊的地質地貌結構,分布少量的?沙水、井水和山泉,土壤含

13、水率底,存不住地表水,地下水較深,改革開放后至今無水利工程實施,工程性缺水嚴重,村民主要靠直接飲用井水和山泉來解決飲水問題,大部分村民是靠肩挑取水?，F狀情況一是每到雨季,降水、徑流增多,多數山泉水就變成了渾水,由于沒有經過沉淀過濾、消毒殺菌等凈水措施處理,水質不達標,不能直接飲用;二是秋冬季節(jié)降水量減少,山泉水流量降低,水量不足,不能滿足當地群眾生產生活用水需求。另外,按照生活飲用水衛(wèi)生標準的要求,該村的飲水安全問題主要存在三個方面的突出難題:一是水質問題,由于是直接飲用,沒有經過任何凈化處理,飲用水里含有大量的雜質、沉淀物、細菌,長期飲用將嚴重影響村民身體健康,增大患病的機率。二是水量和方便

14、程度問題。在冬季或干旱缺水時,山泉干枯,農戶不得不到溪溝下游找水、挑水,路途遠,費工費力。三是老百姓種田使用的農藥、化肥,讓溪溝水源水質不同程度受到污染問題。2.2水源情況 根據實地調查分析,選用3個分散水源點的水源作為該村村民的居民飲用水,天坪村1#水源0.49L/s,引水入既有50m3高位水池后自流供水;天坪村2#水源0.16L/s,建蓄水池自流供水。水源點流量隨降雨量變化大,受季節(jié)影響大。這幾處水源為巖溶泉水,水質較好,清澈透明,無異味。大氣降雨直接補給泉水,暴雨時泉水出現渾水,其他的時期泉水清澈透明,經過二氧化氯消毒處理后,水質達到國家規(guī)定的人蓄飲用水安全衛(wèi)生標準。2.3水源水質 經調

15、查天坪村水源點主要問題為菌群超標,不符合國家生活飲用水衛(wèi)生標準的要求,其他各項水質指標均滿足生活飲用水水質要求,本次設計考慮使用二氧化氯投放器進行消毒處理,以保證村民飲水安全。 3 水文氣象及工程地質3.1水文氣象 項目區(qū)內屬中亞熱帶季風濕潤氣候。年均溫13.916.4 ,1月日均溫2.75.3,極端最低溫-9.6-6.4,7月日均溫24.326.8,極端最高溫36.140.2,無霜期246280天。年日照時數1300小時,多年平均降水量1000mm,是縣內降水量最少的地區(qū)。海拔高,霧日多,氣候冷涼,農作物以一年一熟為主。干旱現象出現頻繁,冬季的嚴凍期較長,農民的生產生活及農作物的生長條件在不

16、同程度上受到氣候影響較大。 工程區(qū)屬無水文資料區(qū),本次設計引用沿河縣氣象站19582007年共計50年的長系列降雨和干旱資料,經頻率計算得多年平均降雨量X1150mm,最大年降雨量為1648.1mm,最小年降雨量為952.1mm,多年平均水面蒸發(fā)量為700mm,平均陸面蒸發(fā)量為431mm,平均風速0.7m/s,以NE風居多,多年平均連續(xù)干旱46.9天,最大連續(xù)干旱89天,最短連續(xù)干旱17天。95%枯水年分降雨量為810.5mm,連續(xù)干旱73.2天,境內災害性氣候有干旱、暴雨、倒春寒、秋季低溫、冰雹、大風等。 根據沿河縣氣象站19581995年共38年連續(xù)干旱資料分析,95%枯水代表年為1988

17、年,代表年的連續(xù)干旱天數73天,全年共243天無雨,小雨99次,中雨以上23次共536.8mm。3.2場區(qū)工程地質條件及主要存在的問題 工程區(qū)地質屬揚子準地臺-黔北臺隆-遵義斷供-鳳崗北東向構造變形區(qū)。主要為燕山期構造形跡,構造簡單,無近晚期構造活動形跡。工程區(qū)地處烏江中下游地帶,境內山巒較多,起伏陡峭,溝谷縱橫。巖性以可溶性碳酸鹽類巖石為主,地下巖溶發(fā)育。 經調查,工程區(qū)內主要構造無復活現象,對工程區(qū)的影響較小。工程區(qū)未發(fā)現該斷層有活動跡象,未發(fā)現褶皺等其它地質構造存在。經實地勘察,工程區(qū)無影響工程建設的各種不良地質現象,地層穩(wěn)定,適宜工程建設。 查中國地震烈度動參數區(qū)劃圖(GB18306-

18、2001),本區(qū)地震烈度小于度,查中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖,本區(qū)地震動峰值加速度小于0.05g;查中國地震力反應譜特征周期區(qū)劃圖,本區(qū)反應譜特征周期為0.35s。無晚期構造活動,地殼穩(wěn)定,工程建筑可不設防。工程區(qū)域內構造無復活現象,區(qū)域穩(wěn)定性好。 工程區(qū)由于受到地質構造、巖性等地影響,未形成長期地表水河流,只有季節(jié)性溪溝,大氣降雨直接滲入地下,沿巖溶裂隙匯集轉入地下暗河,地表水資源較差。該區(qū)地下水主要有:灰?guī)r發(fā)育的地下巖溶水,基巖裂隙和孔隙水,地下巖溶水分布極不規(guī)則,工程區(qū)地表水資源由于受大氣降雨直接影響,季節(jié)性較強,抗旱能力弱。 3.3主要建設物工程地質條件 1、水源水池工程地質條件 沿河

19、縣中界鄉(xiāng)天坪村農村安全飲水工程水源點,地面高程為600710m,所處地貌為中高山溝谷地貌,地形較陡,出露地層為茅草鋪組(T1m),巖性為灰色中至厚層灰?guī)r及白云巖,巖層產狀為傾向N12W,傾角23。根據取水點地形地質條件,建議選擇灰?guī)r弱風化層作為建基面。經調查,取水點部位無破壞性構造通過,不存在滑坡、崩塌泥石流等不良地質影響,穩(wěn)定性較好,表層覆蓋松散堆積的粘土,厚0.51.5m。根據地形地質條件,建議清除表面覆蓋層,選擇灰?guī)r弱風化層作為建基面。其工程地質條件可以滿足工程建設要求。 2、管線工程地質條件 根據供水區(qū)住戶比較分散,供水范圍較大等特點,結合工程區(qū)的實際地形地質條件,為力求使整個供水系統(tǒng)

20、布置合理,在工程布置過程中,要求盡量縮短管線長度、少拆遷、少占農田;盡量滿足管道地埋要求,避免管線急速轉彎、較大起伏、穿越不良地質地段,充分利用地形條件,優(yōu)先考慮重力自流輸水,同時應考慮施工、運行、維護和管理方便同時應考慮近遠期相結合和分步分階段實施的可能性等要求。 新建管線由水源小水池至蓄水池或高位水池后再到各供水點,沿途經過地形地貌以高原中高山、山間谷地以及山間臺地為主。管道經過地層為三迭系為主,巖性主要為灰白色中厚層白云巖及灰?guī)r。管道所經部位第四系覆蓋層厚01.5m,管道基礎持力層以粘土為主,局部地段為基巖;其基礎持力層能滿足管道對地基的要求。經調查,管線沿線構造無復活現象,構造穩(wěn)定性較

21、好,無大型的滑坡、崩塌、泥石流等不良地質現象,對局部地段的垮塌,可對管道進行覆蓋等方式處理。管道沿線工程地質條件較好,能滿足建設管道的需要。 3、巖土物理力學參數(一)、與工程相關的巖土體部分物理力學性質參數表3-1巖土質單元的主要物理力學參數值 巖 性 名 稱容重(KN/m3)飽和抗壓強度(MPa)泊松比彈性模量(GPa)內聚力(MPa)內摩擦角承載力fa(KPa)灰?guī)r(弱風化)27350.27601333000粘土(含碎石、可塑)170.0310150砂礫及卵石層20200(二)、人工邊坡系數 巖質邊坡:臨時邊坡為1.0:0.20.3;永久邊坡為1.0:0.5; 土質邊坡:臨時邊坡為1.0

22、:0.50.6;永久邊坡為1.0:1.0。3.3天然建筑材料 本工程所選石料場為就近原則,料場可在工程區(qū)茅草鋪組(T1m)及夜郎組玉龍山段(T1y2)地層內取用,巖性為灰、深灰色中至厚層灰?guī)r夾少量泥質白云巖,可直接進行開采利用,運距小于1km,儲量大,質量能滿足工程需要。4供水方式及工程規(guī)模4.1供水方式 中界鄉(xiāng)天坪村農村飲水安全工程共解決天坪村683人設計人口757人的飲水安全問題。 經實地調查,由于項目區(qū)內可飲用水源多是零星水源,水量嚴重不足且水質不達標,從而造成當地群眾飲水存在安全隱患。目前中界鄉(xiāng)天坪村大部分村民的飲用水是通過人挑的方式取水,費時費力;部分家庭因缺乏勞力,枯水季節(jié)部分村民

23、只能就近飲用水質較差的坑塘水、屋檐水等,對村民身體健康帶來極大的安全隱患。 根據水利部、衛(wèi)生部2004年聯合下發(fā)的“農村飲水安全的評價指標體系”,以下四項指標中只要有一項低于安全或基本安全值,就不能定為飲用水安全或基本安全。 水質:符合國家生活飲用水衛(wèi)生標準要求的為安全,符合農村實施生活飲用水衛(wèi)生標準準則要求的為基本安全。 水量:每人每天可獲得水量不低于55L為安全,不低于35L為基本安全。 方便程度:人力取水往返時間不超過10min為安全,取水時間往返不超過20min的為基本安全。 保證率:供水保證率不低于95%為安全,不低于90%為基本安全。 按以上原則對項目區(qū)范圍內的農村飲水現狀進行調查

24、,供水區(qū)域的飲水不安全人口達683人設計人口757人。飲水不安全的類型主要為用水量不足、保證率不達標及菌群超標。 項目區(qū)內居民居住比較分散,主要分布在高程600710m范圍內,從天坪村周圍水源分布情況來看,有3個小流量的水源可作該工程的供水水源,本次設計采取在水源邊上修建小水池,引入蓄水池后,通過重力自流方式對項目區(qū)進行供水。4.2需水量計算 根據規(guī)范、當地村民生活習慣與用水現狀,結合當地農村經濟發(fā)展狀況,確定天坪村飲水安全項目設計參數如下: 1、設計年限為15年。 2、設計人口 按公式:?PP0(1+)n+ P1 ?進行計算(計算結果見表4-1)。 式中: P?設計人口數; P0?現狀常住人

25、口數,包括無當地戶籍的常住人口; P1?設計年限內人口的機械增長總數; ?設計年限內人口的自然增長率:取6.9; n ?工程設計年限。 3、用水定額 用水量定額:q35L/人?d; 時變化系數:Kh2.3; 日變化系數:Kd1.3; 4、村民生活用水量 村民生活用水量按公式:W Pq/1000進行計算。 5、管網漏失水量和未預見水量 按上述用水量之和的10%計取。 經計算,本次沿河縣中界鄉(xiāng)天坪村農村飲水安全工程供水規(guī)模W37.90m3/d,年用水總量1.0640萬m3,工程類型為型。表4-1中界鄉(xiāng)天坪村現狀及設計人口及用水量計算表序號組名供水人口(人)設計人口日用水定額日用水量人畜合計日用水量

26、m3公共建筑用水m3管損與未預見水量m3平均日用水量 m3最高日用水量m3年用水量m3居民L/人居民m3天坪村天坪一組上寨100111353.883.880.000.394.275.551557.93天坪一組下寨3303663512.7612.760.001.2814.0918.315141.18天坪二組253280359.829.820.000.9810.8014.043941.57注:設計年限取15年,人口自然增長率為6.94.3工程規(guī)模 根據該工程供水區(qū)與所選水源的位置、相對高程分布情況,工程主要由水源保護工程、取水構筑物、蓄水構筑物、輸配水管網、附屬構筑物設施等組成。本工程設計供水規(guī)模

27、W37.90m3/d,工程類型為型,年供水量為1.0640萬m3。項目建成后,可解決中界鄉(xiāng)天坪村683人飲水安全問題,進一步促進當地經濟可持續(xù)發(fā)展。主要建筑物的規(guī)模及工程量如下。 1、新建蓄水池2座,容積為30m3的1座,20m3的1座; 2、新建小水池3座,容積為每座1m3;(水源點) 3、消毒房2座,每座8.75m2; 4、泵站1座,建筑面積18.36 m2; 5、安裝輸配水管DN50普通鋼管349m;PE80dn25管(1.25MPa)298m; PE80dn40管(1.25MPa)285m; 6、主要工程量為:土方開挖247.67m3;石方開挖55.79m3;土石回填190.54m3;

28、砌石62.00m3;砼32.70m3;模板:222.65?;鋼筋制安0.49t。 天坪村農村飲水安全工程供水規(guī)模W37.90m3/d,工程類型為型,年用水總量1.0640萬m3。項目建成后,可解決中界鄉(xiāng)天坪村共683人設計人口757人的飲水安全問題,進一步促進當地經濟可持續(xù)發(fā)展。5 工程布置及建筑物設計5.1設計依據 1、相關文件 (1)國務院辦公廳關于加強飲用水安全保障工作的通知(國辦發(fā)200545號) (2)國家發(fā)改委、水利部、衛(wèi)生部、教育部關于做好農村學校飲水安全工程建設工作的通知(發(fā)改農經20051592號)。 (3)水利部、衛(wèi)生部關于印發(fā)農村飲用水安全衛(wèi)生評價指標體系的通知(水農20

29、04547號) (4)水利部關于印發(fā)村鎮(zhèn)供水站定崗標準的通知(水農2004223號) (5)水利部關于加強村鎮(zhèn)供水工程管理的意見(水農2003503號) (6)國家發(fā)改委、水利部、衛(wèi)生部關于加強農村飲水安全工程建設和運行管理工作的通知(發(fā)改農經20071752號) (7)工程建設的有關批準文件 2、部委規(guī)章 (1)農村實施生活飲用水標準準則(全國愛衛(wèi)會、衛(wèi)生部1991 年5 月3 日頒布) (2)飲用水水源保護區(qū)污染防治管理規(guī)定(國家環(huán)境保護局、衛(wèi)生部、建設部、水利部、地礦部1989年7月10日頒布) (3)水利部水總(2002)116號文水利工程設計概估算編制規(guī)定。 3、技術規(guī)范 (1)農村

30、生活飲用水量衛(wèi)生標準(GB11730-89) (2)生活飲用水衛(wèi)生標準(GB5749-2005) (3)村鎮(zhèn)供水工程技術規(guī)范(SL310-2004) (4)給水排水工程管道結構設計規(guī)范(GB50332-2002) (5)室內給水設計規(guī)范(GB50013-2006) (6)水利水電建筑工程概算定額(2002)116號文) (7)建設項目經濟評價方法與參數(發(fā)改投資20061325號)5.2工程總體布置 工程區(qū)地形起伏大,各村寨相對分散,區(qū)內一般高程在600710m之間。工程措施宜采取因地制宜,合理布置的原則。水源的選擇應在保證水量滿足供應的前提下,優(yōu)先考慮水質較好的水源,并注意水源保護的要求。水

31、源在具備水量可靠及勢能條件下采用一個給水系統(tǒng)同時供給多個村民組,其系統(tǒng)管理集中,供水安全,單位水量的基建投資較低。對于地勢較高的村民組,結合區(qū)域水源分布,就近選擇水源,采取重力自流方式供水。水源與用戶間直接由重力自流輸水入村,節(jié)約能耗。給水管網盡量做到線路最短,施工維護方便,少占農田,避免穿越山谷、公路、工程地質不良的地段。 根據區(qū)域自然、地理、供水現狀、用水需求、水資源等條件及其管理要求,進行引水工程布置,分述如下: 天坪村1#水源點:由于水源點位置較低,通過在水源點下方修建30m3清水池后,修建泵房,用84m揚程多級離心泵提水,通過DN50普通鋼管317m引水進入50m3高位水池,在高位水

32、池處分支供水,一條通過PE80dn25管173m到天坪一組上寨供水點,另外一條通過PE80dn40管151m引水進入既有50m3蓄水池,再由既有50m3蓄水池通過PE80dn40管123m到天坪一組下寨供水點。 天坪村2#水源點:該水源處有兩個小水源點,由于地勢較高,通過在水源點處修建1m3小水池后用PE80dn40管11m引水進入20m3蓄水池,再由蓄水池通過PE80dn25管70m和55m分別輸送到天坪二組1#、2#供水點。 輸、配水管道均采用地埋式。中界鄉(xiāng)天坪村農村飲水安全工程解決683人設計人口757人,工程具體布置詳見“天坪村飲水安全工程平面布置圖”。5.3取水工程設計5.3.1取水

33、口設計本工程采取從各村寨分散取水,考慮到取水口處需作攔截、過濾、集水,因此在水源點修建1m3小水池,并可根據情況進行調整,采用PE80引入蓄水池。輸水管安置在小水池側墻上,進口設攔污珊防止樹枝等雜物進入進水管堵塞管道。5.3.2蓄水池設計 從各水源通過PE80管引水至新建的蓄水池內,蓄水池采用半埋式矩形漿砌石定型水池,邊墻采用M7.5漿砌石砌筑,側墻及底板均采用C20混凝土防滲?？紤]水池的穩(wěn)定,水池基礎開挖深11.5m,基礎需達到相應承載力要求。池頂蓋板采用C20鋼筋混凝土封閉,厚12cm。為便于水池的檢修、清洗,在水池頂部設置0.7m0.7m的進人孔,進人孔內設16圓鋼爬梯。水池結構尺寸詳見

34、蓄水池設計圖。5.3.3提水站設計 提水泵站所處地貌為緩坡溝谷地貌,地形較為平緩,出露地層為茅草鋪組(T1m),巖性為灰色中至厚層灰?guī)r及白云巖,巖層產狀為傾向N12W,傾角23。根據取水點地形地質條件,建議選擇灰?guī)r弱風化層作為建基面。經調查,取水點部位無破壞性構造通過,無懸崖陡坎,不存在滑坡、崩塌泥石流等不良地質影響,穩(wěn)定性較好。其工程地質條件可以滿足工程建設要求。 新建泵站一座,泵站設計滿足村鎮(zhèn)供水工程技術規(guī)范及泵站設計規(guī)范相關要求。泵站建筑面積18.36m2(5.1m3.6m),泵站地面高程643.4m,內設兩臺水泵、一臺控制柜及其他輔助設備。 本工程通過DN50普通鋼管從清水池提水,利用

35、50SLD12-25*3型臥式離心泵提水至高位水池(高位水池底板高程713.6m)。采用自流方式從50m3高位水池內將水輸送至各供水點,最高日用水量W1=23.86 m3/d,高位水池進水管高程為715.6m,則最大凈揚程為715.6-641.574.1m。 1、提水設計流量 提水設計流量為提水時間內最高日平均時取水量,按下式計算: QW1/T 式中: Q-泵站設計流量,m3/h; W-最高日取水量,W1=23.86m3/d; T-日工作時間,取T=4h; 由上式計算得Q=5.97m3/h。 根據灌溉與排水工程設計規(guī)范(GB50288-99),輸水管道水頭損失采用下列公式計算: hff 式中:

36、hf?管道沿程水頭損失(m); f?摩阻系數,對于鋼管f0.948105; m?流量指數,m1.77; b?管徑指數,b4.77; Q?流量(m3/h),5.97; L?管道長度(m),317; d?管道內徑(mm),53; 經計算,管道沿程水頭損失hf4.23m。局部水頭損失按沿程水頭損失的10%進行計算,即局部水頭損失hj0.42m。由此得輸水管道總水頭損失h hf+ hj4.23+0.424.65m,提水凈揚程為72.2m,則泵站設計揚程為74.1+4.6578.75m。 泵站布置在30m3清水池旁邊,直接由清水池提水,考慮到提水揚程和流量,初步推薦采用多級單吸臥式離心泵。根據需水流量和

37、實際揚程,選擇50SLD12-25*3型多級單吸臥式離心泵2臺一臺備用,泵機進水管口中心點距泵房底板高層60cm(底板高程643.4m),配套電機5.5kw,水泵名牌揚程84m,流量7.5m3/h,機組效率44%,進口管徑50,出口管徑40。為保證正常供水,泵站內設置2臺水泵,一臺工作,一臺備用,以防機組運行過程中突然出現故障,造成受益區(qū)急需用水的不良現象。 2、電器設備 電機與水泵配套,泵站內安裝50SLD12-25*3型多級單吸臥式離心泵兩套,水泵配套電機功率為5.5kw(轉速2920r/min),為不影響居民用電安全,新建變壓器一臺,變壓器安裝采用190mm*8m水泥電桿及190mm*1

38、0m水泥電桿架空安裝,并安裝LEC-2AcL-Y-18.5型控制柜一臺及其他配套設備。經過計算,新建變壓器進線側采用2.5mm2的高壓電纜,長度150m,出線側采用2.5mm2的低壓電纜,長度50m,電纜均采用架空方式鋪設。本工程占用電源功率約為5.5kw,擬在泵站50m附近架設一臺S9-M-30/10型變壓器供泵站日常運行用電。根據泵站設計規(guī)范GB/T50265-97,變壓器容量選擇在用下式計算確定:式中:-變壓器容量kVA;1.05-網絡損失系數;0.8-各種不同用電設備的平均負荷系數,根據統(tǒng)計及運行經驗確定;n-單個變壓器個數;-計算容量之和;-同時系數,根據具體情況而定;-電機功率kw

39、;-電機效率;-電機功率因素;-硅整流及其他負荷等本項目不考慮此項荷載。式可簡化為: 根據泵站特性及用電規(guī)模,變壓器個數n1,同時系數,電機功率5.5kw,電機功率因素0.88,電機效率0.855。將數據代入計算得6.2kVA。 表5-1 50SLD12-25*3型臥式離心泵性能指標表型號級數流量(m3/h)揚程(m)效率%電機功率(kw)轉速(r/min)50SLD12-25*337.584445.52950 表5-2 Y132S1-2三相異步電動機性能指標表型號額定功率(kw)額定電流(A)效率(%)功率因數堵轉轉矩堵轉電流最大轉矩振動速度(mm/s)轉速(r/min)Y132S1-25.

40、511.185.50.882倍額定轉矩7倍額定電流2.3倍額定轉矩2.82920 表5-3 S11型10/10kv雙繞組無勵磁調壓油浸式配電變壓器性能指標表型號額定容量(kVA) 電壓組合(kV)損耗(kw)空載電流(%)短路阻抗(%)安裝尺寸(mm) 高壓分接范圍低壓空載負載 軌距輪距S11型10/10變壓器10105%0.40.060.262.14400400 考慮到照明用電以及控制柜用電,選用一臺S11型10/10kv雙繞組無勵磁調壓油浸式配電變壓器能滿足設計要求,同時配備WBX(T)-1A低壓配電柜一個。 3、水泵安裝高程計算 水泵廠家提供的水泵必須汽蝕余量hc為2.0m,根據標準JB

41、1040-67規(guī)定,在此基礎上再加上0.3m的安全余量,hhc+0.32.3m。允許吸上真空高度Hs10.09-h+vs2/(2g),式中vs為水泵進口斷面平均流速,單位m/s。 計算得Hs10.09-h+vs2/(2g)10.09-2.3+1.22/(2*9.8)7.82m 水泵提升水位641.5m至715.6m之間,水泵安裝高程為644.0m,水泵吸上高度在2.5m以內,小于Hs7.82m,水泵吸上高度滿足設計要求。 4、泵站布置設計 泵站位于清水池下游旁,泵站地面高程為643.4m,水池水位滿足機組的氣蝕性能以及吸水要求。為便于提水管的出線與輸電線路的連接,結合進水工程建筑物的布置,機組

42、采取雙列橫向布置,水泵的縱軸線朝蓄水池方向,配電盤柜置于輸電線進線一端,靠近水泵縱軸線的另一端。在泵站后墻開電纜通道孔,直接從泵站后墻處接入。泵房長5.1m,寬3.6m,安裝2臺水泵,控制柜1臺,排水溝斷面尺寸為0.3m0.3m。在泵站旁50m處安裝變壓器,變壓器安裝接地嚴格按照相關機電安裝規(guī)范執(zhí)行,并按照相關檢測方法檢測合格方可投入使用。詳見“泵站設計圖”。 5、提水管設計 泵站提水流量為1.66L/s,根據村鎮(zhèn)供水工程技術規(guī)范取進水管流速為1.2m/s,由公式:D2 4Q/*v,D41.93mm, 采用DN50普通鋼管可滿足要求(根據五金手冊查得),進水管總長16m(兩根),鋼管采用對焊連

43、接。 泵站提水流量為1.66L/s,根據村鎮(zhèn)供水工程技術規(guī)范取出水管流速為1.5m/s,由公式:D2 4Q/*v,D37.50mm,采用DN50普通鋼管可滿足要求,提水管道總長317m,經計算,在管道轉彎處、地形變化處設鎮(zhèn)墩,每個50m左右設置支墩,鎮(zhèn)墩及支墩均用C15混凝土澆筑。鎮(zhèn)墩是用來承受管道因改變方向而產生的不平衡力,不允許管道在支墩處發(fā)生任何位移。鎮(zhèn)墩的抗滑穩(wěn)定安全系數最小值取Kc 1.3,反推出鎮(zhèn)墩的重量,鎮(zhèn)墩的重量G計算公式為:G ,再推求鎮(zhèn)墩尺寸如下表。表5-2支墩尺寸統(tǒng)計表 單位:mm編號abcdefghi支墩長度600600600600600600600600600支墩寬度

44、400400400400400400400400400支墩高度100010001000100010001000100010001000 鎮(zhèn)墩及機墩結構尺寸見相關圖紙。 6、水錘壓力計算水錘壓力計算采用福澤清治簡易算法計算停泵水錘,以校核管道強度。首先計算出和參數2,其中: ;式中:N0為水泵設計功率,單位kw;GD2為水泵和電機的飛輪慣量之和(GD2GD12+ GDf2,此處不設計飛輪部分,故不GDf20,單位kgf.m2;n0為水泵設計轉速,單位r/min;V0為壓力鋼管流速,單位m/s;H0為工作揚程,單位m;a為均質圓形管(e/d1/20)水擊波傳播速度,單位m/s;d為管徑,單位mm;

45、e為管壁厚度,單位mm;K為水的彈性模數,K2.06GPa;E為管材縱向彈性模數E206GPa。帶入數值,水錘波傳播速度:a1337m/s, 1.30.04校核管道強度:壓力鋼管采用的是壁厚3.5mm的鋼管,當關閥時間大于Tt2L/2*317/13370.474s時產生間接水錘,水泵出水口處最大壓力為115.8m(0.0098115.81.13Mpa1.96MPa),管道強度符合設計要求。5.4輸、配水管網設計5.4.1輸配水管網布置 結合供水區(qū)工程條件,住戶比較分散,相對高差大,木林坪組、周家堡組、臘牛溪組采用泵站提水方式供水,石路埡組采用重力輸水的方式供水。 輸配水管網布置:PE80管連接

46、,根據項目點的實際位置情況,從各水源點到各蓄水池再到各節(jié)點,再從各調節(jié)池對各項目點進行供水。 輸、配水管采用單管布置,地埋鋪設,埋深大于或等于70cm。各管段的管徑、設計流量、管長見表5-3。表5-3管道長度及流量表 管段圖上距離長度(m)規(guī)劃人口(人)用水量(m3/天)設計流量L/s判斷管徑(mm)標準管徑mm計算內徑mm泵站50m3高位水池27.8931747716.701.6641.9350(公秤直徑)5350m3高位水池50m3蓄水池12.9715136616.700.4927.904032.650m3高位水池天坪一組上寨供水點15.331731113.890.1515.362520.

47、450m3蓄水池天坪一組下寨供水點11.1112336612.810.4927.904032.6天坪2#水源點20m3蓄水池0.94112809.800.3724.404032.620m3蓄水池天坪二組1#供水點6.33701143.9*90.1515.572520.420m3蓄水池天坪二組2#供水點4.92551665.810.2218.792520.4 5.4.2管材選擇 目前農村安全飲水室外管網,常用的有鍍鋅鋼管、球墨鑄鐵管、UPVC管和PE管等。 鍍鋅鋼管:熱鍍鋅具有鍍層均勻,附著力強,使用壽命長等優(yōu)點。熱鍍鋅鋼管基體與熔融的鍍液發(fā)生復雜的物理、化學反應,形成耐腐蝕的結構緊密的鋅一鐵合

48、金層。合金層與純鋅層、鋼管基體融為一體,故其耐腐蝕能力強。 球墨鑄鐵管:該管的特點是強度高、韌性大,重量較輕,抗氧化、耐高壓、接口的水密性好,抗震效果也好,此外,它還有較強的抗腐蝕能力,且有適應地基變形的能力,安裝施工也較方便。 UPVC管:UPVC管抗腐蝕能力強、易于粘接、價格低、質地堅硬,但是由于有UPVC單體和添加劑滲出,只適用于輸送溫度不超過45的給水系統(tǒng)中。 PE管的特點是:耐腐蝕、不結垢,管壁光滑、水力條件好;重量輕、安裝方便,價格便宜。 結合管材的特點及管道沿線地形、地質條件,本項目采用PE80塑料管及鍍鋅鋼管,在一條管線上,可根據地形的坡度及高差,選擇PE80塑料管管材使用,力求盡量達到經濟、安全、實用,不造成管材浪費又能達到使用的理想效果,本工程PE80主要采用承壓1.25Mpa,并應符合給水用聚乙烯(PE)管材(GB/T13663)和國家衛(wèi)生、現行產品標準要求。5.4.3管網水力計算 輸水管按樹枝狀布置,人均用水當量計算: 式中:q?人均用水當量(L/(h?