某地農(nóng)村村民飲水安全工程可行性研究報(bào)告書

PAGE農(nóng)村飲水安全工程可行性研究報(bào)告目錄TOC\o"1-3"\h\z一、前言 11.1工程名稱 11.2主管單位 11.3執(zhí)行單位 11.4工程受益范圍及供水規(guī)模 11.5工程內(nèi)容及建設(shè)規(guī)模 11.6總投資及資金來源 11.7工程實(shí)施期限 11.8結(jié)論 11.9工程技術(shù)特性表 2二、總論 32.1編制依據(jù) 32.2編制原則 32.3項(xiàng)目區(qū)基本情況 42.3.1自然概況 42.3.2人口與社會(huì)經(jīng)濟(jì) 42.3.4水資源現(xiàn)狀 52.4工程建設(shè)意義 62.4.1人畜飲水現(xiàn)狀及存在問題 62.4.2項(xiàng)目建設(shè)的必要性 72.4.3項(xiàng)目建設(shè)的可行性 82.5工程范圍及設(shè)計(jì)受益人口 9三、水文及工程地質(zhì)條件 93.1水文條件 93.1.1流域概況 93.1.2多年平均徑流量 103.1.3不同頻率設(shè)計(jì)洪水 113.1.4水質(zhì)狀況 123.2工程地質(zhì)條件 123.2.1水源地工程地質(zhì) 123.2.2凈水廠工程地質(zhì) 133.2.3高位水池工程地質(zhì) 133.2.4管網(wǎng)工程地質(zhì) 14四、總體設(shè)計(jì) 154.1設(shè)計(jì)參數(shù) 154.1.1用水量標(biāo)準(zhǔn) 154.1.2工程設(shè)計(jì)年限 154.1.3變化系數(shù) 154.1.4運(yùn)行時(shí)間 154.1.5設(shè)計(jì)供水人口 164.2供水規(guī)模 164.2.1用水量計(jì)算 164.2.2供水規(guī)模 184.2.3總?cè)∷?184.2.4相關(guān)設(shè)計(jì)流量 194.3方案論證 204.3.1區(qū)域水資源狀況 204.3.2水源選擇 214.3.3取水方式 214.3.4方案擬定 224.3.5擬定方案設(shè)計(jì)結(jié)果 244.3.6擬定方案優(yōu)缺點(diǎn) 254.3.7方案比選 264.4推薦方案 27五、具體工程設(shè)計(jì) 275.1水源取水工程 275.1.1滲渠 275.1.2集水池 295.1.3豎井式取水泵站 295.1.4取水管道 305.2凈水廠 305.2.1平面布置 305.2.2過濾設(shè)施 315.2.3水處理工藝設(shè)計(jì) 315.2.4清水池 315.2.5加壓泵站 325.2.6消毒間 325.2.7其他建筑物 325.2.8井類建筑物 325.2.9廠區(qū)供排水系統(tǒng) 325.3高位水池 335.4輸水管道 335.4.1管道布設(shè) 335.4.2管材選用 335.4.3設(shè)計(jì)結(jié)果 335.5供水管網(wǎng) 345.5.1管網(wǎng)分區(qū) 345.5.2平面布置 345.5.3水力計(jì)算 375.5.4管道加壓 425.5.5附屬設(shè)施布設(shè) 435.6供、配電及自動(dòng)控制系統(tǒng) 445.6.1供、配電 445.6.2自動(dòng)控制管理系統(tǒng) 455.6.3通訊 45六、環(huán)境影響評(píng)價(jià) 466.1工程區(qū)環(huán)境現(xiàn)狀 466.2工程建設(shè)對(duì)自然環(huán)境的影響 466.3工程對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響 466.4工程施工對(duì)環(huán)境的影響 476.5環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià) 47七、建設(shè)計(jì)劃及組織管理 487.1建設(shè)計(jì)劃 487.2組織管理機(jī)構(gòu) 487.3管理職責(zé) 487.3.1領(lǐng)導(dǎo)小組職責(zé) 487.3.2項(xiàng)目辦公室職責(zé) 497.4管理運(yùn)行機(jī)制 497.5管理原則及要求 497.5.1供水工程管理 497.5.2環(huán)境衛(wèi)生建設(shè)與健康教育 497.5.3人員培訓(xùn) 507.5.4財(cái)務(wù)管理 50八、投資估算 508.1估算定額依據(jù) 508.2工程項(xiàng)目及投資構(gòu)成 518.2.1項(xiàng)目組成 518.2.2投資構(gòu)成 518.3估算基礎(chǔ)及取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn) 518.4基礎(chǔ)單價(jià) 528.4.1人工費(fèi)計(jì)算單價(jià) 528.4.2當(dāng)?shù)亟ㄖ牧蟽r(jià)格 528.4.3外購材料價(jià)格 528.4.4風(fēng)、水、電價(jià)格計(jì)算 528.5估算結(jié)果 538.6資金籌措及分年度計(jì)劃 53九、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 549.1評(píng)價(jià)內(nèi)容及評(píng)價(jià)方法 549.2基本數(shù)據(jù) 549.2.1工程規(guī)模 549.2.2總投資及資金來源 549.2.3定員及工資 549.2.4建設(shè)計(jì)劃及計(jì)算期 559.3財(cái)務(wù)評(píng)價(jià) 559.3.1運(yùn)營成本估算 559.3.2年銷售收入估算 559.3.3盈利能力分析 559.3.4盈虧平衡點(diǎn)分析 559.3.5敏感性分析 569.4評(píng)價(jià)結(jié)論 56十、結(jié)論 57一、前言1.1工程名稱某農(nóng)村飲水安全工程1.2主管單位某省水利廳1.3執(zhí)行單位某省某縣人民政府某省某縣水利水保局1.4工程受益范圍及供水規(guī)模本工程設(shè)計(jì)為某縣西寨、清水、十里、某山、城郊、城關(guān)6鄉(xiāng)鎮(zhèn)60村的149543人提供生活飲用水，設(shè)計(jì)供水規(guī)模8650m3/d，最高日最高時(shí)設(shè)計(jì)供水流量720m1.5工程內(nèi)容及建設(shè)規(guī)模本供水工程包括直徑1.0m的混凝土滲渠120m，設(shè)計(jì)集水量14400m3/d；直徑0.5m的混凝土引水管10m；容積20m3集水池1座；直徑2.0m豎井式取水泵站1座，設(shè)計(jì)取水流量584m3/s；凈水廠1座，包括500m3清水池1座，處理能力320m3/h的重力式無閥濾池2座；輸水流量564m3/h加壓泵站1座；容積1000m3高位水池2座；供水總干管1條，長度1.9km；干管4條，長度45.08km1.6總投資及資金來源本工程估算總投資3498.988萬元，其中國家2099.393萬元，地縣配套1224.646萬元，群眾投勞及集資174.949萬元。1.7工程實(shí)施期限根據(jù)有關(guān)規(guī)定，結(jié)合本工程實(shí)際及建設(shè)規(guī)模，確定工程自批準(zhǔn)之日開始實(shí)施，建設(shè)總年限為2年。1.8結(jié)論本工程規(guī)模大，效益好，人均負(fù)擔(dān)水費(fèi)僅占農(nóng)村人均純收入的2.44%，是一項(xiàng)費(fèi)省效宏的工程。建議盡快批準(zhǔn)立項(xiàng)，力爭(zhēng)早日建成本供水工程，徹底解決當(dāng)?shù)厝罕姷娘嬎щy問題，幫助群眾實(shí)現(xiàn)脫貧致富的愿望。1.9工程技術(shù)特性表序號(hào)工程名稱單位數(shù)量備注一供水范圍及規(guī)模供水規(guī)模m3/d8650受益總?cè)丝谌?49543其中：鄉(xiāng)鎮(zhèn)/村個(gè)6/60二滲渠長度m120直徑m1.0出水量m3/d14400600m3設(shè)計(jì)取水流量m3/h570三引水管長度m10直徑m0.5四集水池平面尺寸m2.0×2.0池深m5.0五取水泵站額定流量m3/h57012Sh-13A離心式雙吸泵揚(yáng)程m30六凈水廠占地面積m247×71約合5畝建筑面積m21022.2清水池容積m3500圓形重力式無閥濾池處理能力m3/h2×320原水濁度小于15mg/L，濾后小于5mg/L變壓器容量KVA400七高位水池容積m32×1000設(shè)計(jì)輸水流量m3/h540設(shè)計(jì)提水高度m94.9八加壓泵站流量m3/h3×188IS150-100-315A三臺(tái)揚(yáng)程m111九供水管網(wǎng)最大供水流量m3/h720取水管km/條0.35/1鋼管，管徑350mm輸水管km/條1.0/1鋼管，管徑350mm總干管km/條1.90/1UPVC管，最大管徑500mm干管km/條45.08/4UPVC管，最大管徑355mm分干管km/條5.52/2UPVC管，最大管徑160mm支管km/條21.78/25UPVC管，最大管徑110mm十工程投資總投資萬元3498.988國家投資萬元2099.393地縣配套萬元1224.646群眾自籌萬元174.949包括群眾投工投勞

二、總論2.1編制依據(jù)(1)《中國農(nóng)村供水與環(huán)境衛(wèi)生項(xiàng)目供水工程建設(shè)幾項(xiàng)規(guī)定和管理辦法》，全國愛國衛(wèi)生運(yùn)動(dòng)委員會(huì)，1992年3月。(2)《農(nóng)村生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，全國愛國衛(wèi)生運(yùn)動(dòng)委員會(huì)、衛(wèi)生部，1991年5月。(3)《中國農(nóng)村給水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊(cè)》，全國愛國衛(wèi)生運(yùn)動(dòng)委員會(huì)辦公室，1998年。(4)《農(nóng)村給水設(shè)計(jì)規(guī)范》，中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，1997年。(5)《簡(jiǎn)明給水設(shè)計(jì)手冊(cè)》，中國建筑工業(yè)出版社，1989年。(6)《建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)》，中國計(jì)劃出版社。(7)《某省定西地區(qū)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析報(bào)告》，定西地區(qū)水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，1995年10月。(8)《某省某縣統(tǒng)計(jì)年鑒》，2002年。(9)《某省某縣農(nóng)村供水與環(huán)境衛(wèi)生項(xiàng)目可行性研究報(bào)告》，某縣水利水保局，2003年1月。(10)《某灌區(qū)灌溉工程可行性研究報(bào)告》，定西地區(qū)水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2002年8月。(11)水源地洮河水質(zhì)分析報(bào)告，某縣衛(wèi)生防疫站，2003年5月。2.2編制原則(1)認(rèn)真貫徹國家關(guān)于農(nóng)村供水的有關(guān)方針政策，遵守國家有關(guān)法規(guī)，滿足相關(guān)規(guī)定、規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。(2)按照全國農(nóng)村水利工作會(huì)議和全國水利廳(局)長會(huì)議精神以及某省水利工作會(huì)議制定的大力發(fā)展城鄉(xiāng)和農(nóng)村供水的指示精神，達(dá)到解決農(nóng)村飲水困難和病區(qū)改水的目標(biāo)，建設(shè)農(nóng)村飲水安全工程，提供衛(wèi)生飲用水，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村自來水供水和全部鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水的要求，最大限度地滿足農(nóng)村生產(chǎn)、生活用水的需要，確保廣大農(nóng)村地區(qū)群眾的身心健康。(3)通過農(nóng)村飲水安全工程項(xiàng)目建設(shè)，全面解決農(nóng)村人畜飲水問題，進(jìn)一步帶動(dòng)農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生的改善，促進(jìn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，積極體現(xiàn)“國家扶貧攻堅(jiān)計(jì)劃”精神和“十五”計(jì)劃綱要精神，圍繞某省2001—2005年農(nóng)村供水發(fā)展計(jì)劃，制定項(xiàng)目總體實(shí)施計(jì)劃。(4)結(jié)合某省某縣農(nóng)村實(shí)際情況，確定合理的農(nóng)村生活用水量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)現(xiàn)有工程的運(yùn)行管理現(xiàn)狀和目前農(nóng)村人畜用水情況，從實(shí)際需要出發(fā)，合理確定工程受益區(qū)范圍，準(zhǔn)確計(jì)算并確定水廠的供水規(guī)模。2.3項(xiàng)目區(qū)基本情況2.3.1自然概況某縣位于某省中南部，地處甘南高原與隴中黃土高原及隴南山地接壤區(qū)，地理位置東經(jīng)103°41′29″—104°59′23″，北緯34°07′34″—34°45′00″，北秦嶺山地橫貫全縣。在行政區(qū)劃上，南與隴南地區(qū)接壤，西、北兩向與甘南藏族自治州接壤，東與天水市毗鄰；在地理位置上屬黃河一級(jí)支流的洮河流域和東部長江流域的西漢水水系。地形東西長約118km，南北寬約69km，南北最窄處僅15km，境內(nèi)海拔高度在2040--3747m之間，相對(duì)高差1700m左右。境內(nèi)地形變化復(fù)雜，總的趨勢(shì)是由南向北逐漸侵斜，土地總面積3587km2，實(shí)際管轄面積3642km2。現(xiàn)有耕地面積62.5635萬畝，農(nóng)村人均耕地1.50畝。境內(nèi)群山連綿，地貌特征山多地少，既有高山又有川臺(tái)河谷，還有山間盆地，溝壑密度0.48km/km2。某縣境內(nèi)山巒環(huán)抱，群山環(huán)繞，洮水繞城東流，草場(chǎng)廣闊，資源豐富，山川秀美，動(dòng)、植物種類繁多，在環(huán)境、資源等方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，是某南部一塊亟待開發(fā)的寶地。某縣屬大陸性季風(fēng)氣候，受特定環(huán)境和局部地形及地質(zhì)構(gòu)造的影響，從東部溫帶半濕潤帶向西部高寒陰濕氣候帶過度?？傮w特征是：太陽輻射較強(qiáng)，降水稍多，雨熱同期，災(zāi)害性天氣居多；氣溫偏低且濕潤，屬高寒陰濕地區(qū)，晝夜溫差大，無霜期短，冬季漫長，春秋相連，無明顯夏季；年平均氣溫5.7℃，平均無霜期112d，平均日照時(shí)數(shù)2229.6h，太陽輻射總量125.9Kcar/cm2；全縣多年平均年降水量596.8mm，而多年平均蒸發(fā)量高達(dá)1188.2mm以上，且降水多集中在6、7、8、9四個(gè)月，降水量達(dá)316.3mm，占全年降水量的53%，并多以陰雨或暴雨形式發(fā)生，造成水土流失和暴洪災(zāi)害。全縣地勢(shì)由西南向東北傾斜按地理位置分為山區(qū)、半山區(qū)和河谷川臺(tái)區(qū)，土地總面積3578km2。2.3.2人口與社會(huì)經(jīng)濟(jì)某縣隸屬定西地區(qū)管轄，全縣轄20個(gè)鄉(xiāng)、3個(gè)鎮(zhèn)，2個(gè)國營牧場(chǎng)和1個(gè)牧業(yè)小區(qū)，現(xiàn)有379個(gè)行政村，2133個(gè)生產(chǎn)合作社，2002年全縣共有99081戶，445200人，其中農(nóng)業(yè)戶49429戶，農(nóng)業(yè)人口406918人，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力193036個(gè)，平均人口密度為122人/km2。轄區(qū)內(nèi)有回、藏、東鄉(xiāng)、撒拉、裕固、滿6個(gè)少數(shù)民族，14030人，占全縣總?cè)丝诘?.1%，其中回族12168人，藏族1810人，東鄉(xiāng)族18人，撒拉族33人，主要分布在南部麻子川、寺溝兩鄉(xiāng)。據(jù)《某縣統(tǒng)計(jì)年鑒》（2002）統(tǒng)計(jì)資料顯示，2002年某縣全縣國內(nèi)生產(chǎn)總產(chǎn)值60100萬元，其中第一產(chǎn)業(yè)31853萬元，第二產(chǎn)業(yè)14424萬元，第三產(chǎn)業(yè)13823萬元。某縣屬二陰地區(qū)，雖然資源豐富，但自然條件較差，基礎(chǔ)設(shè)施落后，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，是國務(wù)院確定的國扶貧困縣之一，全縣年財(cái)政收入少而支出大，赤字嚴(yán)重。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以種植業(yè)為主，生產(chǎn)力水平低，且人多地少，群眾生活仍處于較低水平，全縣2002年農(nóng)業(yè)人均純收入1298元。2.3.4水資源現(xiàn)狀(1)地表水某縣是一個(gè)水資源大縣，但由于受自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)條件的制約，卻又是一個(gè)水資源開發(fā)利用的小縣。某縣境內(nèi)有洮河、迭藏河、納納河等常年流水河流22條，年徑流總量42.09億m3，其中洮河流經(jīng)縣內(nèi)13個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，總長83.5km，全縣水能蘊(yùn)藏量33.5萬kw，開發(fā)潛力十分巨大。洮河為黃河一級(jí)支流，流域面積25527km2，平均徑流量42.09億m3。洮河中上游地區(qū)雨量充沛，植被良好，單位面積產(chǎn)流量大，且徑流穩(wěn)定，含沙量小；洮河下游流經(jīng)黃土高原丘陵溝壑區(qū)，隨著降雨量的減少和下墊面條件的變化，單位面積產(chǎn)流量逐漸減少，但產(chǎn)沙量逐漸增大。全流域多年平均徑流深207.6mm，多年平均侵蝕模數(shù)1160t/km2。某縣境內(nèi)自產(chǎn)地表水資源量為6.87億m3，人均徑流量為1543m3(2)地下水本工程供水區(qū)域集中在洮河南北兩岸的某縣盆地內(nèi)。某縣盆地為由大柱梁山以北的洮河、迭藏河、納納河等河系侵蝕、切割形成的山間盆地。由于強(qiáng)烈的侵蝕切割，大部分地區(qū)基巖裸露，黃土狀覆蓋層很薄，因而黃土孔隙很少，密實(shí)度較大。從地形構(gòu)造來看，某縣屬秦嶺山地，黃土覆蓋層較薄，多屬石質(zhì)及碎屑、風(fēng)化巖體堆積山體，部分地區(qū)存在泥石流以及滑坡現(xiàn)象。在河谷盆地地區(qū)，除沉積有一定厚度的黃土外，尚有少部分礫石及風(fēng)化堆積物存在。從地下水形成條件來看，受特定地形條件影響和地質(zhì)構(gòu)造的限制，在河谷川臺(tái)地區(qū)，主要補(bǔ)給來源為河道天然來水。根據(jù)《定西地區(qū)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析報(bào)告》，洮河流域砂礫石和砂卵石層夾雜泥質(zhì)較少，含水層厚度差別較大，一般在1—17m左右，水質(zhì)較好。在洮河兩岸及其支流迭藏河局部地方的上泥盆統(tǒng)、石炭系、上二迭統(tǒng)石灰?guī)r出露地區(qū)有巖溶裂隙水和承壓水存在，埋深一般大于100m，偶有泉水出露，流量小于20L/s。全縣有以洮河河谷基巖裂隙水為主的地下水2.36億m3，礦化度小于2g/L，水質(zhì)總體屬重碳酸鈣鎂水，無工業(yè)污染，符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。但本工程受益區(qū)域主要集中在洮河南北兩岸，地表覆蓋黃土層密實(shí)度較大，地下水補(bǔ)給條件不良。同時(shí)，淺層地下水排泄條件通暢且基巖埋深較淺，砂礫石層厚度一般在1—7m左右，受補(bǔ)給來源及河床切割的影響，含水層厚度大部分地區(qū)不足3m，部分地段甚至基巖抬升出露，淺層地下水賦存條件極為不良，地下水儲(chǔ)量有限；同時(shí)，深層地下水埋藏深厚，一般均在100m以下，利用難度較大?？v上所述，雖然全縣人均淡水資源占有量高于全省平均水平，但因大多數(shù)村莊和耕地坐落于臺(tái)塬山坡高處，水低地高。因此，現(xiàn)狀水資源開發(fā)利用程度不高。建成于上世紀(jì)七十年代的某縣西川灌區(qū)，由于年久失修，早已停止使用。近幾年來，在各方努力下，雖然爭(zhēng)取到了部分資金，進(jìn)行了改建，但目前僅建成了總干渠，且尚未投入使用。同時(shí)，還興建了一定數(shù)量的集雨節(jié)灌工程和為數(shù)不多的農(nóng)村人飲解困工程，但由于農(nóng)村人畜飲水欠帳太多，矛盾突出，農(nóng)村人口飲水困難和飲用不潔水的狀況仍然相當(dāng)普遍，人畜飲水矛盾并沒有從根本上得到緩解。2.4工程建設(shè)意義2.4.1人畜飲水現(xiàn)狀及存在問題雖然某省某縣水資源豐富，水質(zhì)條件較好。但受自然條件和現(xiàn)狀經(jīng)濟(jì)條件的制約，農(nóng)村人畜飲水矛盾一直比較突出。雖然各級(jí)政府歷來十分重視這一問題，但飲用不良水的現(xiàn)狀普遍沒有得到有效解決。在水資源條件相對(duì)便利的某縣洮河沿岸各鄉(xiāng)鎮(zhèn)，處于洮河支流溝口及Ⅰ級(jí)階地前緣的部分人口，生產(chǎn)生活用水以洮河河谷地下水為水源，且以打井(泉)取水的方式解決，井深一般在5-30m左右；Ⅰ級(jí)階地后緣及Ⅱ級(jí)階地上的大多數(shù)群眾，只能遠(yuǎn)距離拉運(yùn)洮河水解決；山區(qū)、半山區(qū)群眾主要飲用衛(wèi)生條件無法保障的劣質(zhì)溝河山泉水或耗費(fèi)大量勞動(dòng)力遠(yuǎn)距離拉水解決。多年前，部分鄉(xiāng)村雖在國家扶持下修建了一些小型簡(jiǎn)易人畜飲水工程，但因近年來連續(xù)干旱，大部分山泉干枯，小溝小河斷流，致使工程報(bào)廢，形成了新的人畜飲水困難區(qū)。同時(shí)，部分鄉(xiāng)村群眾飲用含氟量高于5g/L的泉水，致使該區(qū)成為氟病高發(fā)區(qū)，對(duì)當(dāng)?shù)厝罕姷纳硇慕】翟斐闪藰O大危害。近幾年來，由于干旱程度的進(jìn)一步加劇，水井、山泉干枯現(xiàn)象常常發(fā)生，水資源短缺現(xiàn)象進(jìn)一步加劇，部分村民甚至要到幾公里以外的河谷人背、畜馱解決飲水問題，個(gè)別地方群眾直接飲用天然河道水，衛(wèi)生狀況很差。由于沒有有效的水處理措施和辦法，飲用時(shí)只對(duì)渾濁的河水進(jìn)行簡(jiǎn)單過濾與沉淀，與農(nóng)村飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)相去甚遠(yuǎn)，群眾吃水問題尤為突出。一旦進(jìn)入汛期，河水渾濁，水中泥沙含量很大，致使群眾無法飲用。特別是中小學(xué)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)關(guān)、衛(wèi)生院等人口集中的單位，經(jīng)常發(fā)生水荒現(xiàn)象，不僅嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)厝罕姷纳硇慕】?，而且影響了正常的生產(chǎn)活動(dòng)，制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。多年來，本區(qū)域人畜飲水問題一直比較嚴(yán)重，尤其是地方性疾病以及與水有關(guān)的水生疾病發(fā)病率居高不下，由于農(nóng)村人畜飲用不潔水而發(fā)生病害甚至中毒之事時(shí)有發(fā)生，給當(dāng)?shù)厝罕姷纳?cái)產(chǎn)造成了重大損失，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)厝罕娬５纳a(chǎn)、生活。因此，能飲用到清潔衛(wèi)生健康的水，已成為當(dāng)?shù)厝罕娔壳白顬槠惹械脑竿块T也將解決群眾的飲水問題列入了重要議事日程，多次向有關(guān)部門提出申請(qǐng)，要求投資建設(shè)農(nóng)村供水工程，在徹底解決當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)村人畜飲水問題的同時(shí)，促進(jìn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。2.4.2項(xiàng)目建設(shè)的必要性擬建的供水工程水源取水口位于某縣城西7km處的洮河南岸十里鄉(xiāng)政府所在地上游，受益區(qū)為洮河兩岸6鄉(xiāng)鎮(zhèn)60村。受自然條件限制，區(qū)域內(nèi)大多數(shù)地區(qū)群眾飲水困難。因此，建設(shè)“某農(nóng)村飲水安全工程”，解決本地區(qū)的農(nóng)村供水問題迫在眉睫。為了改變上述飲水現(xiàn)狀，加快當(dāng)?shù)剞r(nóng)村飲水衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，徹底改善農(nóng)村群眾的健康狀況，近幾年來，農(nóng)村供水工程在當(dāng)?shù)赜辛艘欢òl(fā)展，尤其是在各級(jí)政府的努力下，通過各種途徑建成了一些農(nóng)村供水、改水示范樣板工程和人飲解困工程。通過這些工程的建設(shè)，解決和改善了一部分農(nóng)村地區(qū)的人畜飲水困難問題。但是，以某縣西寨、清水、十里、某山、城郊、城關(guān)6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)為代表的大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，供水、改水問題至今仍未得到徹底解決，飲用毫無衛(wèi)生保障的劣質(zhì)水的群眾所占比例仍然很大，致使某些介水病發(fā)病率居高不下，直接危害著當(dāng)?shù)厝罕姷纳硇慕】?，給家庭和社會(huì)帶來了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重地制約著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。由此可見，建設(shè)“某農(nóng)村供水工程”，解決某縣西寨、清水、某山、十里、城郊、城關(guān)6鄉(xiāng)(鎮(zhèn))60村的農(nóng)村人畜飲水困難問題是非常必要的，對(duì)保證當(dāng)?shù)厝罕姵陨细蓛粜l(wèi)生的自來水，進(jìn)一步提高健康水平，減輕醫(yī)療負(fù)擔(dān)，解放農(nóng)村勞動(dòng)力和增加勞務(wù)收入具有重要意義。同時(shí)，該工程的建設(shè)，既能滿足鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和農(nóng)村生產(chǎn)、生活用水的需要，又能帶動(dòng)農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生改善和鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，是幫助當(dāng)?shù)厝罕妼?shí)現(xiàn)脫貧致富奔小康的重要基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目?？梢哉f，這項(xiàng)工程是一項(xiàng)利在當(dāng)代、功在千秋的德政工程、民心工程。這項(xiàng)工程的建設(shè)，將使當(dāng)?shù)貜V大人民群眾從此徹底擺脫不良水質(zhì)的侵害，對(duì)增強(qiáng)當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娚眢w素質(zhì)，進(jìn)一步促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)施西部開發(fā)戰(zhàn)略具有十分重要的作用。2.4.3項(xiàng)目建設(shè)的可行性首先，從水量方面分析，該飲水安全工程控制范圍內(nèi)的西寨、清水、十里、某山、城郊和城關(guān)6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分別處在洮河兩岸河谷地帶，現(xiàn)狀人口125043人，設(shè)計(jì)受益人口149543人，供水規(guī)模8650m3/d，總?cè)∷?100m3/d，設(shè)計(jì)最大取水流量570m3/h。洮河流域地表水、地下水以及大氣降水資源都比較豐富，尤其是地表水資源總量較大，開發(fā)利用條件較好，完全可以滿足本工程確定的供水需求。進(jìn)一步分析洮河多年平均來水情況，在90%來水頻率時(shí)，枯水期最小流量為27.0m3/s，仍可滿足本工程取水量要求；其次，就地表水資源水質(zhì)來說，洮河綜上所述，建設(shè)“某農(nóng)村飲水安全工程”是十分必要的，也是完全可行的。工程的建設(shè)可以最大限度地解決當(dāng)?shù)氐娜诵箫嬎畣栴}，進(jìn)一步提高廣大群眾的衛(wèi)生意識(shí)和健康水平，符合當(dāng)?shù)貜V大干部群眾的良好愿望，是一項(xiàng)惠及桑梓的民心工程和德政工程。2.5工程范圍及設(shè)計(jì)受益人口洮河南北兩岸階地構(gòu)成了典型的某縣盆地，該縣絕大多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中在洮河兩岸階地區(qū)域，是該縣社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)、文化教育、交通樞紐和商業(yè)貿(mào)易的中心。本工程設(shè)計(jì)供水范圍涉及洮河南北兩岸的西寨、清水、十里、某山、城郊和城關(guān)6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，60個(gè)行政村，受益區(qū)總面積約300km2，現(xiàn)狀人口125043人，其中農(nóng)業(yè)人口78921人，非農(nóng)業(yè)人口32506人，在校學(xué)生13616人。供水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按15年考慮，年人口自然增長率按12‰計(jì)算，達(dá)到設(shè)計(jì)年限時(shí)，設(shè)計(jì)受益總?cè)丝趯⑦_(dá)到149543人。三、水文及工程地質(zhì)條件3.1水文條件3.1.1流域概況某農(nóng)村飲水安全工程計(jì)劃向某縣西寨、清水、某山、十里、城郊、城關(guān)6鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水，取水口位于十里鄉(xiāng)所在地上游側(cè)洮河南岸。洮河為黃河上游一級(jí)支流，發(fā)源于甘、川、青交界處海拔4260m的西傾山麓。干流全長638km，流域面積25527km2，多年平均徑流量53億m3，年平均流量168m3/s，年輸沙量2960萬噸，平均含沙量5.58kg/m3據(jù)龍王臺(tái)水文站斷面資料，多年平均懸移質(zhì)泥沙輸沙率82.6kg/s，年輸沙量260萬噸，含沙量0.67kg/m3，其中6--9月輸沙量217.5萬噸，占全年輸沙量的84%，大汛期7--8月輸沙量127.4萬噸，占全年總輸沙量的49%。從此可以看出，本取水口斷面汛期輸沙量較大，水質(zhì)較差。取水口斷面逐月懸移質(zhì)含沙量、輸沙率計(jì)算結(jié)果見表3-1。表3-1取水口斷面含沙量、輸沙率計(jì)算結(jié)果表單位：kg/m3、m3/s、kg/s項(xiàng)目123456789101112平均含沙量0.020.030.070.0270.100.391.191.151.170.170.0380.030.67流量36.031.942.665.612011417221722117685.250.6109輸沙率0.971.123.3219.352.747.720723730432.33.501.7182.63.1.2多年平均徑流量洮河在某縣龍王臺(tái)水文站斷面以上流域面積14910km2，多年平均徑流量37.8億m3，CV=0.3，CS=2.5CV；設(shè)計(jì)取水口在龍王臺(tái)水文站上游11km處。設(shè)計(jì)取水口以上流域總面積13800km2，流域面積占龍王臺(tái)站控制流域面積的92.6%，二者面積相差不超過10%。因此，擬定水源取水口所在地徑流計(jì)算可以采用面積比擬法和徑流深等值線法兩種方法進(jìn)行計(jì)算，通過比較確定。（1）面積比擬法面積比擬法可按公式（3-1）進(jìn)行計(jì)算：（3-1）式中，SKIPIF1<0--計(jì)算斷面徑流量（億m3）SKIPIF1<0--龍王臺(tái)斷面徑流量（億m3）SKIPIF1<0--計(jì)算斷面控制流域面積（km2）SKIPIF1<0--龍王臺(tái)斷面控制流域面積（km2）經(jīng)計(jì)算，計(jì)算斷面年徑流量為34.98億m3。（2）徑流等值線法徑流等值線法可按公式（3-2）計(jì)算：（3-2）式中，SKIPIF1<0--計(jì)算斷面徑流量（億m3）SKIPIF1<0--計(jì)算斷面控制流域平均徑流深（mm）SKIPIF1<0--計(jì)算斷面控制流域面積（km2）經(jīng)計(jì)算，計(jì)算斷面年徑流量為34.5億m3。兩種方法計(jì)算結(jié)果十分相近，進(jìn)一步說明計(jì)算方法對(duì)本流域徑流計(jì)算的有效性和計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過分析，確定取水口斷面多年平均徑流量為34.5億m3，年平均流量109.4m33.1.3不同頻率設(shè)計(jì)洪水本工程設(shè)計(jì)供水規(guī)模為8650m3/d，大于1000m（1）P=90%時(shí)的年徑流量如前所述，本工程設(shè)計(jì)取水口以上多年平均徑流量SKIPIF1<0=34.5億m3。不同頻率來水計(jì)算以龍王臺(tái)為參證站，取水口徑流年內(nèi)分配采用龍王臺(tái)站分配比例。不同頻率時(shí)的年徑流量可按公式（3-3）進(jìn)行計(jì)算：SKIPIF1<0（3-3）式中，SKIPIF1<0--不同頻率時(shí)的年徑流量（億m3）SKIPIF1<0--多年平均徑流量（億m3）SKIPIF1<0--皮爾遜Ⅲ型曲線模比系數(shù)本項(xiàng)計(jì)算中，已知CV=0.3，CS=2.5CV。當(dāng)P=90%時(shí)，皮爾遜Ⅲ型曲線模比系數(shù)SKIPIF1<0=0.63，計(jì)算得SKIPIF1<0=21.74億m3，采用龍王臺(tái)站分配比例，徑流年內(nèi)分配見表3-2。表3-290%來水頻率時(shí)年徑流量及年內(nèi)分配單位：m3/s、億m3、%月份123456789101112合計(jì)流量27.627.034.954.5150.297.3125.085.287.264.141.928.468.9徑流量0.740.650.931.414.022.523.352.282.261.721.090.7621.74比例3.434.36.518.511.615.410.510.47.953.5100由此可見，在枯水年90%來水頻率時(shí)，水源取水口年徑流量21.74億m3，平均流量68.9m3/s，其中枯水期最小流量發(fā)生在2月份，為27.0m（2）P=1%時(shí)設(shè)計(jì)洪水流量根據(jù)《某省暴雨洪水圖集》，P=1%時(shí)的設(shè)計(jì)洪水可按經(jīng)驗(yàn)公式（3-4）計(jì)算：（3-4）式中，SKIPIF1<0--P=1%時(shí)的設(shè)計(jì)洪水流量（m3/s）SKIPIF1<0 --計(jì)算斷面控制流域面積（km2）經(jīng)計(jì)算，SKIPIF1<0=2069m3/s，并據(jù)此計(jì)算洪水位，確定取水井的頂部高程。3.1.4水質(zhì)狀況根據(jù)某省水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析報(bào)告，在臨洮紅旗站控制斷面洮河水質(zhì)為Ⅲ類水，但各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)均未超標(biāo)，水質(zhì)完全滿足農(nóng)村生活飲用水水源標(biāo)準(zhǔn)。由于洮河水質(zhì)的污染主要發(fā)生在某縣下游段，尤其是臨洮渭源段。據(jù)此可以推斷，某縣縣城上游段的洮河水質(zhì)將優(yōu)于至少不劣于Ⅲ類水，完全可用于人畜飲用水水源。3.2工程地質(zhì)條件洮河兩岸Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地，是某縣盆地的主要組成部分，同時(shí)也是本供水工程的主要受益區(qū)。本供水工程主要由水源地取水構(gòu)筑物、凈水廠、高位水池及供水管網(wǎng)四部分組成。由于組成供水工程的各部分構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)型式的不同，對(duì)地基基礎(chǔ)的要求各不相同。同時(shí)，隨著各構(gòu)筑物所處位置的不同，工程地質(zhì)條件也不盡相同，為滿足本工程各構(gòu)筑物建設(shè)之需要而采取的基礎(chǔ)處理措施也有所不同。3.2.1水源地工程地質(zhì)本工程擬選用洮河地表水作為供水水源，同時(shí)，由于洮河為多泥沙河流，尤其是在汛期水質(zhì)濁度大，且洮河水量在年內(nèi)變幅較大，致使水位變幅也較大。設(shè)計(jì)擬采用岸邊滲渠匯集洮河河床潛流水，配合豎井式取水泵站取水，對(duì)地質(zhì)條件具有較高的要求。選定水源地取水口位于十里鄉(xiāng)政府所在地上游洮河南岸，取水建筑物擬建設(shè)在河床右岸淺灘部位。洮河在本段河岸寬淺，河床穩(wěn)定，寬度約150m左右，河床高程2314m左右，一級(jí)階地前緣高程2321.0m；受河床徑流補(bǔ)給與良好的排泄通道等條件影響，地下水位較高，局部可認(rèn)為與河床水位一致且隨徑流大小及水位高程變幅較大。河床局部可見夾砂巖及風(fēng)化碎屑巖出現(xiàn)，但范圍十分有限。左右兩岸大部分地段較陡，均有第三系砂礫石出露，上覆第四系褐色粉質(zhì)粘土，厚度約5.0m，構(gòu)成兩岸Ⅰ級(jí)階地。初步探明第三系沖洪積砂礫石厚度不超過5.0m?？傮w來看，河床大部地段為砂礫石沉積物，但厚度最大不超過5.0m，下部為三迭系中統(tǒng)板巖及夾砂巖延伸至深槽部位且偶有出露，灰綠色，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，風(fēng)化較強(qiáng)，節(jié)理發(fā)育，節(jié)理面及層面間褐鐵礦化強(qiáng)，地基承載力大于400KPa，是良好的建筑物基礎(chǔ)。3.2.2凈水廠工程地質(zhì)凈水廠位于水源地以南十里鄉(xiāng)政府所在地上游洮河南岸Ⅰ級(jí)階地上，距取水構(gòu)筑物350m,地面高程2329.0m。據(jù)地探揭示，第一層厚度1.3m，為人工填土。表層為耕植土，下部為素填土，褐色--褐黃色，松軟—中密狀態(tài)，現(xiàn)狀稍濕—濕，具可塑性，含有植物根系、碎磚、瓦塊和少量礓石；第二層厚度3.0m，為卵石。呈青灰或灰白色，骨架顆粒主要由石英巖、石英砂巖等組成，接觸式結(jié)構(gòu)，顆粒較粗，磨圓度較好，呈渾圓狀，天然密實(shí)度為中密狀。滲透系數(shù)可在0.1—0.6cm/s之間選取，承載力標(biāo)準(zhǔn)值按400KPa考慮；第三層為板巖。呈灰綠色，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，風(fēng)化較強(qiáng)，節(jié)理發(fā)育，節(jié)理面及層面間褐鐵礦化強(qiáng)，地基承載力大于500KPa。同時(shí)，由于所選位置靠近河床，地下水排泄條件良好，水位較低，推斷大致與河床水位齊平或稍高，對(duì)凈水廠建筑物不會(huì)造成不良影響。綜合上述各層土壤結(jié)構(gòu)，結(jié)合凈水廠建筑物對(duì)地基的要求，總體來看，第二層卵石層結(jié)構(gòu)可作為良好的建筑物基礎(chǔ)。3.2.3高位水池工程地質(zhì)高位水池設(shè)計(jì)位于十里鄉(xiāng)政府所在地以南的山梁局部臺(tái)地上，設(shè)計(jì)地面高程2423.0m。從探坑揭示來看，該區(qū)域內(nèi)土壤結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。第一層厚度0.9m，為角礫或級(jí)配不良礫。呈灰或灰白色，骨架顆粒主要由板巖、石英砂巖和石英巖組成。磨圓度較差，呈次棱角狀，稍密，允許承載力250KPa；第二層厚度1.0m，為中砂或粘土質(zhì)砂。呈褐黃—黃色，成分主要由板巖、片巖和石英砂巖等組成。磨圓度較差，呈次棱角狀，中密，允許承載力180KPa；第三層厚度1.0m，為角礫或級(jí)配不良礫。呈灰或灰白色，骨架顆粒主要由板巖、石英砂巖和石英巖組成。磨圓度較差，呈次棱角狀，中密，允許承載力200KPa；第四層厚度0.4m，為粉質(zhì)粘土或壤土。呈褐黃—黃色，潮濕時(shí)為褐色，韌性低，稍有光滑，干燥狀態(tài)下強(qiáng)度中等，無搖震反應(yīng)；現(xiàn)狀濕，中密，不具濕陷性，屬中壓縮性土，允許承載力180KPa。局部有小蟲孔，分布連續(xù)穩(wěn)定；第五層厚度1.4m，為角礫或級(jí)配不良礫。呈灰或灰白色，骨架顆粒主要由板巖、石英砂巖和石英巖組成。磨圓度較差，呈次棱角狀，稍密，允許承載力200KPa；其下為中砂或粘土質(zhì)砂，褐黃—黃色，成分主要由板巖、片巖和石英砂巖等組成。磨圓度較差，呈次棱角狀，中密，允許承載力180KPa?？傮w來看，高位水池所在地工程地質(zhì)條件良好，允許承載力一般均在180KPa以上，完全可用于水池等建筑物的地基基礎(chǔ)。結(jié)合高位水池建設(shè)方式，設(shè)計(jì)對(duì)第四層中壓縮性粉質(zhì)粘土或壤土以上土壤全部清除，用三七灰土換填，即可確保建筑物的整體穩(wěn)定和正常使用。3.2.4管網(wǎng)工程地質(zhì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及供水工程管網(wǎng)初步布設(shè)方案，主干管網(wǎng)大多數(shù)位于洮河兩岸Ⅱ級(jí)階地后緣。據(jù)《某縣西川灌區(qū)灌溉工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》工程地質(zhì)評(píng)價(jià)資料顯示，主干管沿線所涉及的地層巖性主要有三迭系及第四系沉積物。在Ⅱ級(jí)階地后緣主要為受地殼運(yùn)動(dòng)影響而局部隆起的雄厚山體，發(fā)育有大小不等、規(guī)模不一的現(xiàn)代沖溝。在各沖溝溝床末端以及溝口堆積有風(fēng)化破碎的第三系碎屑巖、碎塊石以及礫石，形成溝口沖出錐，錐面坡度一般在10°左右，但堆積體相對(duì)穩(wěn)定且仍處在不斷發(fā)育中?？傮w表現(xiàn)為受局部地質(zhì)構(gòu)造和地殼運(yùn)動(dòng)的影響，Ⅱ級(jí)階地寬度變化較大，且受現(xiàn)代沖溝和溝口堆積體的影響，階地被分割呈現(xiàn)為大小不等的不連續(xù)狀態(tài)，局部地段對(duì)供水工程管網(wǎng)的布設(shè)有一定影響和制約。第四系地層包括全新統(tǒng)Ⅱ級(jí)階地堆積物和全新統(tǒng)坡洪積層。其中全新統(tǒng)坡洪積層巖性變化較大，主要巖性為粉質(zhì)粘土夾碎石、砂碎石土、砂碎石及碎塊石；全新統(tǒng)Ⅱ級(jí)階地堆積物上部為黑褐色粉質(zhì)粘土、粘土，厚度2—7m不等。根據(jù)某縣西川灌區(qū)灌溉工程可行性研究報(bào)告階段提供的4組試驗(yàn)資料，土壤濕密度1.78—1.84g/cm3，干密度1.50—1.53g/cm3，液限26.0%--40.2%，塑限17.0%—20.3%，塑性指數(shù)8.0—19.9，濕陷系數(shù)0.003—0.0336，為非濕或中等濕陷性土，水平、垂直滲透系數(shù)均在10-4左右；下部為灰白色砂卵石層，結(jié)構(gòu)松散，卵石粒徑最大10—20cm，一般2—4cm，礫石粒徑一般為1cm，級(jí)配以卵石為主，厚約3--12m。干管沿線地下水主要賦存于Ⅱ級(jí)階地下部的砂卵石層中，埋深一般在7—13.5m，因Ⅱ級(jí)階地多呈基座形式，地下水補(bǔ)給來源主要為降水入滲，但由于表層土壤密實(shí)度較大且階地寬度不大，靠近主河槽，排泄條件良好，對(duì)干管布設(shè)沒有任何不利影響。在洮河各支溝內(nèi)有供水支管布設(shè)，大多沿村級(jí)公路布設(shè)，其地質(zhì)構(gòu)造較干管布設(shè)區(qū)域復(fù)雜。局部雖有公路橋梁、涵洞以及小規(guī)模泥石流洪水溝道等存在，但數(shù)量有限，規(guī)模較小，通過采取一定的工程處理措施后，對(duì)安全運(yùn)行影響不大，可進(jìn)行供水支管布設(shè)。其他地段現(xiàn)狀地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定可靠，對(duì)布設(shè)管網(wǎng)工程沒有不良影響。從前述各工程建筑物所處地質(zhì)情況來看，總體上不存在大的影響建筑物安全的不良地質(zhì)現(xiàn)象。盡管各構(gòu)筑物所在地工程地質(zhì)條件各不相同，但探坑揭示與推斷工程地質(zhì)條件均尚好。雖然構(gòu)筑物對(duì)地基的要求不盡相同，部分建(構(gòu))筑物對(duì)地基條件要求較高，但通過采取一定的工程措施，現(xiàn)狀地質(zhì)條件完全可保證建筑物的安全運(yùn)行。四、總體設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)參數(shù)4.1.1用水量標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)村飲水安全工程用水范圍通常包括生活、禽畜、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、公共建筑、水廠自用、管網(wǎng)漏失和消防等幾方面。根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)實(shí)際，并參照我省大多數(shù)已建農(nóng)村供水工程運(yùn)行現(xiàn)狀，確定本項(xiàng)目設(shè)計(jì)最高日用水量標(biāo)準(zhǔn)如下：生活用水定額為35L/人.d；大牲畜用水定額50L/頭.d；鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、水廠自用以及管網(wǎng)漏失與未預(yù)見水量按《規(guī)范》規(guī)定，結(jié)合各用水對(duì)象實(shí)際情況計(jì)??；小牲畜、公共建筑和消防用水量暫不予考慮，需要時(shí)可通過現(xiàn)有水源或其他途徑解決。4.1.2工程設(shè)計(jì)年限根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，農(nóng)村供水工程設(shè)計(jì)年限一般可按15--20年計(jì)算，本工程設(shè)計(jì)年限按15年考慮。4.1.3變化系數(shù)根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，結(jié)合本工程所在地特點(diǎn)和實(shí)際用水現(xiàn)狀，本工程可研階段，取日變化系數(shù)K日=1.3，時(shí)變化系數(shù)K時(shí)=2.0。4.1.4運(yùn)行時(shí)間根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，結(jié)合農(nóng)村供水工程的特點(diǎn)和本工程設(shè)計(jì)的水處理工藝，為提高構(gòu)筑物使用效率，確定正常供水狀況下，水源取水、輸水管道、凈水廠凈化及消毒處理每天按16小時(shí)運(yùn)行設(shè)計(jì)；供水管網(wǎng)按每天24小時(shí)不間斷運(yùn)行設(shè)計(jì)。4.1.5設(shè)計(jì)供水人口本工程受益范圍確定為某縣西寨、清水、某山、十里、城郊、城關(guān)6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，共60個(gè)行政村，受益區(qū)域面積約300km2，現(xiàn)狀人口125043人，其中農(nóng)業(yè)人口79821人，非農(nóng)業(yè)人口32506人，在校學(xué)生13616人，各類大牲畜15909頭。設(shè)計(jì)供水人口按公式（4-1）計(jì)算：P=PO(1+a)n+P1(4—1)式中：P—設(shè)計(jì)年限末的用水人口總數(shù)(人)PO—設(shè)計(jì)當(dāng)年的人口數(shù)(人)a—年人口自然增長率，取a=12‰n—設(shè)計(jì)年限，取n=15年P(guān)1—設(shè)計(jì)期內(nèi)機(jī)械人口增長數(shù)。供水工程受益區(qū)設(shè)計(jì)供水人口見表4-1。4.2供水規(guī)模4.2.1用水量計(jì)算(1)生活用水量生活用水量也就是滿足群眾日常生活所必須的水量，根據(jù)最高日人均用水定額與設(shè)計(jì)人口數(shù)進(jìn)行計(jì)算，即：SKIPIF1<0 1=(149543人×35L/d.人)/1000=5234.0m3/d表4-1工程受益區(qū)人口基本情況表單位：人鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱村名稱現(xiàn)狀人口設(shè)計(jì)人口鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱村名稱現(xiàn)狀人口設(shè)計(jì)人口城關(guān)鎮(zhèn)居委會(huì)3215638456十里鄉(xiāng)甘寨村19702356城郊鄉(xiāng)瓦窯溝村17402081中寨村21262542龔家堡村543650三十里村19952386西云村16311950廟溝村797953某峰村44245291駱駝村10211221東門村11311353鐵龍村11161335長虹村16221940大溝寨村30253618南川村15281828十里村69388297火燒溝村446533曹家村23872855東照村17112046齊家村16902021洮珠村19322311雷家村17352074龍?zhí)洞?3281588北小路村14781767小計(jì)1803821572南小路村22242659西寨鄉(xiāng)西寨村35904294張家坪村23682832大寨村8641033張家灣村13151573高石崖村503602寺上村10701279田家堡村820981坪路村11141332橋上村820981上莊村612731站里村13481612下莊村8561024坎豐村22052637臺(tái)子村16411963上三族村13211580山底下村19762363下三族村12651513小計(jì)3945447184劉家堡村18972269某山鄉(xiāng)上跌馬村9301112小計(jì)1463517503下跌馬村10961310清水鄉(xiāng)臘梅村19202296小紅村600718清水村45845482上崖寺村29903575蔣家村10821294下崖寺村755903郎家村758907板達(dá)口村604722大路村17442085崖王村334399溝里堡村13151572朱家口村272325郭哈村12921545陳家崖村485581小計(jì)1269515182小計(jì)80669646合計(jì)125043149543注：學(xué)校及機(jī)關(guān)人口已計(jì)入所在地行政村人口中。(2)牲畜用水量SKIPIF1<02=(15909頭×50L/d.頭)/1000=795.5m3/d(3)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水量供水區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)383個(gè)，其發(fā)展規(guī)模和總體水平均不高，目前總用水量在1000m3SKIPIF1<03=(SKIPIF1<01+SKIPIF1<02)×30%=1808.8m3/d(4)管網(wǎng)漏失與未預(yù)見水量管網(wǎng)漏失與未預(yù)見水量一般可按最高日生活用水量、牲畜用水量及工、副業(yè)用水量之和的10%--20%計(jì)算。隨著管材、施工技術(shù)水平、用水器具以及用水水平的不斷改進(jìn)和提高，管網(wǎng)漏失水量將越來越小。為此，本項(xiàng)目按10%計(jì)算。則：SKIPIF1<04=(SKIPIF1<01+SKIPIF1<02+SKIPIF1<03)×10%=783.8m3/d(5)消防用水量本供水工程為農(nóng)村水廠，設(shè)計(jì)主要解決當(dāng)?shù)氐娜诵箫嬎щy問題。受益區(qū)內(nèi)雖有一些工業(yè)企業(yè)以及小型加工業(yè)存在，但分布相對(duì)分散，密度不大，設(shè)計(jì)時(shí)不再單獨(dú)考慮消防用水量，一旦需要，可通過限制或減少其他用水的方式來滿足消防用水要求。為此，在可行性研究階段暫不計(jì)入這部分用水量，即SKIPIF1<05=0。(6)水廠自用水量水廠自用水量根據(jù)不同水源的水質(zhì)狀況及采取的水處理工藝確定，一般按最高日生活用水量、牲畜用水量及工、副業(yè)用水量之和的5%--10%計(jì)算。本工程正常情況下水源水質(zhì)較好，水廠自用水量不大，但在汛期時(shí)，河水泥沙含量較大，仍需要有一定的生產(chǎn)自用水量。經(jīng)分析論證，本工程水廠自用水量可按5%計(jì)算。則：SKIPIF1<06=(SKIPIF1<01+SKIPIF1<02+SKIPIF1<03)×5%=391.9m3/d4.2.2供水規(guī)模水廠供水規(guī)模即水廠的設(shè)計(jì)供水能力，也就是工程運(yùn)行過程中所應(yīng)達(dá)到的最大生產(chǎn)能力，包括生活用水量、牲畜用水量、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水量、管網(wǎng)漏失與未預(yù)見水量以及消防用水量之和。即：SKIPIF1<0=SKIPIF1<01+SKIPIF1<02+SKIPIF1<03+SKIPIF1<04+SKIPIF1<05=8622.1m3/d據(jù)此，水廠實(shí)際供水規(guī)模按8650m34.2.3總?cè)∷吭跐M足水廠供水規(guī)模的基礎(chǔ)上，計(jì)入水廠自用水量后，確定的水量為供水工程從水源地的實(shí)際總?cè)∷?。SKIPIF1<0取=SKIPIF1<0+SKIPIF1<06=9014.0m3/d水廠實(shí)際總?cè)∷靠砂?100m3/d設(shè)計(jì)。也就是說，設(shè)計(jì)時(shí)，水源地的出水量和取水能力均應(yīng)能滿足9100m4.2.4相關(guān)設(shè)計(jì)流量(1)設(shè)計(jì)取水流量設(shè)計(jì)取水流量也就是按照確定的水廠運(yùn)行時(shí)間，通過工程措施從水源地提取的水量可按公式（4-2）進(jìn)行計(jì)算：(4—2)式中：SKIPIF1<0取—水源地取水泵站設(shè)計(jì)取水流量(m3/h)SKIPIF1<0—水廠供水規(guī)模(m3/d)SKIPIF1<06—水廠自用水量(m3/d)T—水廠工作時(shí)間(h)，取16小時(shí)經(jīng)計(jì)算，SKIPIF1<0取=570m3/h。(2)加壓泵站輸水流量加壓泵站設(shè)計(jì)輸水流量即滿足設(shè)計(jì)供水規(guī)模時(shí)的輸水流量，可按公式（4-3）計(jì)算：(4—3)式中：SKIPIF1<0輸—加壓泵站設(shè)計(jì)輸水流量(m3/h)經(jīng)計(jì)算，SKIPIF1<0輸=540m3/h。(3)供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量可按公式（4-4）計(jì)算：(4—4)式中：SKIPIF1<0供—供水泵站設(shè)計(jì)流量(m3/h)K時(shí)—時(shí)變化系數(shù)經(jīng)計(jì)算，SKIPIF1<0供=720m3/h。（4）人均供水當(dāng)量人均供水當(dāng)量可按公式（4-5）計(jì)算：(4-5)式中，SKIPIF1<0--人均供水當(dāng)量（L/s.人）SKIPIF1<0--設(shè)計(jì)供水人口（人）經(jīng)計(jì)算，人均供水當(dāng)量為0.0013346L/s.人。各相關(guān)流量計(jì)算參數(shù)及計(jì)算結(jié)果詳見表4—2。表4—2設(shè)計(jì)供水規(guī)模及相關(guān)流量計(jì)算表序號(hào)類別單位計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)用水量備注1生活用水量m3/d35L/d，設(shè)計(jì)人口149543人5234.02牲畜用水量m3/d50L/d，設(shè)計(jì)牲畜15909頭795.53鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水量m3/d按1、2項(xiàng)用水量的30%計(jì)算1808.84管網(wǎng)漏失和未預(yù)見量m3/d按1、2、3項(xiàng)用水量的10%計(jì)算783.85消防用水量m3/d根據(jù)實(shí)際情況計(jì)入06水廠自用水量m3/d按1、2、3項(xiàng)用水量的5%計(jì)算391.97水廠供水規(guī)模m3/d前5項(xiàng)用水量之和8622.1取86508水廠總?cè)∷縨3/d前6項(xiàng)用水量之和9014.0取91009設(shè)計(jì)取水流量m3/h工作時(shí)間按16小時(shí)計(jì)算57010設(shè)計(jì)輸水流量m3/h工作時(shí)間按16小時(shí)計(jì)算54011設(shè)計(jì)供水流量m3/h高位水池運(yùn)行時(shí)間按24小時(shí)計(jì)算72012人均供水當(dāng)量L/s.人0.00133464.3方案論證4.3.1區(qū)域水資源狀況前已述及，某縣是某省水資源較為豐沛的地區(qū)，加之工程受益區(qū)位于洮河兩岸，地表水資源豐富。某縣龍王臺(tái)水文站斷面以上流域面積14910km2，多年平均徑流量37.8億m3，是本工程受益區(qū)域內(nèi)唯一的常年徑流河流。在擬定的設(shè)計(jì)取水口以上，流域總面積13800km2，多年平均徑流量34.5億m3，年平均流量109.4m3/s。除汛期泥沙含量較大外，其他各指標(biāo)均符合飲用水水源衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。在特殊干旱年90%來水頻率時(shí)，年徑流量21.74億m3，平均流量68.9m3/s。其中最小流量發(fā)生在2月份，為27.0m3/s，完全滿足本工程設(shè)計(jì)取水流量要求(SKIPIF1<0取=0.158m3在地下水資源方面，由于本工程受益區(qū)主要集中在洮河南北兩岸，但本區(qū)域地表覆蓋壤土層密實(shí)度較大，地下水補(bǔ)給條件不良。同時(shí)，淺層地下水排泄條件通暢且基巖埋深較淺，大部分地區(qū)含水層厚度不足3m，部分地段甚至基巖抬升出露，淺層地下水賦存條件較差。據(jù)某縣自來水公司提供的城區(qū)供水工程資料顯示，在本工程水源地下游某縣縣城所在地含水層較厚區(qū)域(厚度7m)，單井出水量也僅在100m3洮河地表水水質(zhì)良好，以洮河河谷基巖裂隙水為主的地下水礦化度小于2g/L，水質(zhì)總體屬重碳酸鈣鎂水。地表水、地下水均無工業(yè)污染，符合農(nóng)村生產(chǎn)和生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。4.3.2水源選擇水源選擇主要應(yīng)從水資源質(zhì)與量兩個(gè)方面進(jìn)行分析，同時(shí)考慮其他因素綜合確定。根據(jù)供水工程區(qū)域水資源現(xiàn)狀分析論證，認(rèn)為雖然工程受益區(qū)內(nèi)同時(shí)具有地表水、地下水存在，且水質(zhì)良好，符合飲用水水源衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。但根據(jù)《定西地區(qū)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析報(bào)告》，洮河流域砂礫石和砂卵石層夾雜泥質(zhì)較少，含水層厚度差別較大，一般在1—17m左右。結(jié)合實(shí)地勘探，分析認(rèn)為在工程區(qū)域內(nèi)，砂礫石厚度一般不超過7m，淺層地下水含水層厚度僅在3m左右，單井出水量不超過80m3/h，與本工程設(shè)計(jì)取水量570m3/h相差較大。為此，認(rèn)為淺層地下水在數(shù)量上不具備大規(guī)模開發(fā)利用的條件。而區(qū)域內(nèi)深層地下水大多為基巖裂隙水，雖水質(zhì)優(yōu)良，但水量同樣難以保證，且埋藏較深，一般地區(qū)埋深大都超過另一方面，本區(qū)域內(nèi)地表水資源豐富，在擬定取水口以上，多年平均徑流量34.5億m3，枯水年P(guān)=90%來水頻率時(shí)，最枯流量為27.0m3/s(9.72萬m3綜合分析認(rèn)為，工程區(qū)域內(nèi)可供規(guī)模利用的水源為洮河地表水和主要由其補(bǔ)給的河谷區(qū)淺層地下水。但對(duì)供水規(guī)模較大，要求取水相對(duì)集中且取水流量也較大的本供水工程，可利用水源為洮河地表水和由其形成的河床潛流水。同時(shí)，根據(jù)洮河水質(zhì)年內(nèi)變化情況，設(shè)計(jì)采用不同的取水方式，通過豎井式取水泵站向凈水廠加壓輸水。4.3.3取水方式雖然洮河水量豐富，但總體來看，河流補(bǔ)給主要受年內(nèi)降水的影響，水資源在質(zhì)與量兩方面均在年內(nèi)變化較大。尤其是暴雨洪水季節(jié)泥沙含量高，水中雜草、植物腐殖質(zhì)等飄浮物均較多，直接作為供水水源，需要采取一定的工程措施，通過復(fù)雜的水質(zhì)處理工藝進(jìn)行深度處理。本工程水源取水口設(shè)計(jì)取水方式為滲渠，擬在河床部位通過滲渠集取河床潛流水，配合集水池進(jìn)行取水。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，滲渠有一定的凈化作用，一般可去除懸浮物70%以上，去除細(xì)菌70%--95%，去除大腸菌群70%以上，當(dāng)?shù)乇硭|(zhì)變化較大且水質(zhì)較差時(shí)，是比較理想的取水工程方式。同時(shí)，根據(jù)洮河水水質(zhì)變化情況，結(jié)合水源地水文地質(zhì)條件，為減少工程量，降低工程投資，設(shè)計(jì)在不同的季節(jié)，采用不同的取水方式。具體為在汛期，地表水水質(zhì)較差時(shí)，河床水位較高，滲渠集水量較大，設(shè)計(jì)通過滲渠匯集河床潛流水；而在枯水期，河床水位較低時(shí)，滲渠集水無法滿足設(shè)計(jì)取水流量要求。但此時(shí)河流來水泥沙含量及其他雜質(zhì)均較少，水質(zhì)較好，通過滲渠上游端進(jìn)水口直接取用地表水。4.3.4方案擬定(1)方案一本方案設(shè)計(jì)從某縣縣城上游7km的十里鄉(xiāng)政府所在地上游的洮河南岸取水。洮河在本段河岸寬淺，河床穩(wěn)定，寬度約150m左右，具有建設(shè)取水建筑物的條件。設(shè)計(jì)通過滲渠、引水管、集水池、豎井式取水泵站，提取洮河地表水（河床潛流水）到凈水廠，首先進(jìn)行過濾、消毒處理，然后通過加壓泵站輸水到高位水池，最后通過高位水池，依靠自重力，實(shí)現(xiàn)大部分地區(qū)的自壓供水。本方案設(shè)計(jì)水源取水工程位于洮河南岸，河床高程約2314m，集水池所在地地面高程約為2317.0m。按多年平均枯水期水位考慮，滲渠設(shè)在距岸邊4.0m處，通過混凝土引水管（長度10m）引水進(jìn)入集水池，再通過豎井式取水泵站提水進(jìn)入凈水廠。根據(jù)實(shí)際地形，凈水廠設(shè)在距豎井式取水泵站350m處的洮河Ⅰ級(jí)階地上，地面高程2329.0m，設(shè)計(jì)地平高程為2330.0m，取水泵站凈提水高度23.39m，設(shè)計(jì)在豎井式取水泵站內(nèi)安裝一臺(tái)型號(hào)為12Sh-13A型雙吸式離心泵，額定取水流量570m3/h，額定揚(yáng)程30m，允許吸上真空高度4.5m，配套電機(jī)功率75KW；高位水池?cái)M建在十里鄉(xiāng)政府以南高程為2423.0m的山坡臺(tái)地上，凈提水高度94.9m。設(shè)計(jì)安裝IS1500-110-315A型臥式離心泵3臺(tái)，單泵額定流量188m3/h，總流量564m3/h，額定揚(yáng)程111m就供水管網(wǎng)布設(shè)而言，通過加壓泵站輸水到高位水池以后，供水管網(wǎng)的布設(shè)上基本呈“干”字形，全供水區(qū)域通過總干管直接向南一干管、南二干管、北一干管、北二干管以及各分干管和供水支管供水。除北二干管控制受益區(qū)西寨鄉(xiāng)全部、清水鄉(xiāng)、十里鄉(xiāng)部分村社等地勢(shì)較高區(qū)域需要進(jìn)行二次加壓供水外，絕大部分區(qū)域可依靠高位水池實(shí)現(xiàn)自壓供水。平面布置詳見“某農(nóng)村供水工程平面布置圖(方案一)”。(2)方案二受地形條件的限制，本方案設(shè)計(jì)從某縣縣城上游12km的清水鄉(xiāng)政府所在地洮河北岸灘地取水。本處位于洮河平原地段，河岸較淺，河床較寬，引、取水條件良好。設(shè)計(jì)取水方法及水處理工藝與方案一完全相同。滲渠所在位置洮河北岸河床高程約2342m，河岸高程為2348.3m。按多年平均枯水期水位考慮，滲渠設(shè)在距岸邊4.0m處，通過預(yù)制混凝土引水管（長度50m）引水進(jìn)入集水池，再通過豎井式取水泵站提水進(jìn)入凈水廠。凈水廠設(shè)在距豎井式取水泵站160m的北岸Ⅰ級(jí)階地上，現(xiàn)狀地面高程2348.3m，設(shè)計(jì)地坪高程為2349.0m，取水泵站凈提水高度14.19m，設(shè)計(jì)在取水井內(nèi)安裝S250-39A型雙吸離心泵1臺(tái)，額定流量576m3/h，額定揚(yáng)程25m，配套電機(jī)功率55KW；高位水池建在高程為2463.0m的清水鄉(xiāng)政府以北山臺(tái)地上，凈提水高度115.9m。設(shè)計(jì)安裝6DA-8×6型臥式離心泵3臺(tái)，單泵額定流量180m3/h，額定揚(yáng)程141m，配套電機(jī)功率115KW，向高位水池加壓輸水。輸水管道采用Dg350壓力鋼管，總長度在供水管網(wǎng)的布設(shè)上，除總干管外，其他管網(wǎng)布設(shè)與方案一相同，但由于高位水池位置和高程的變化，管網(wǎng)供水方向和總干管、干管分級(jí)有所不同。全供水區(qū)域通過總干管、北一干管、北二干管、南干管和分干管以及各供水支管供水。本方案除極少部分地勢(shì)較高區(qū)域需采取二次加壓供水外，其余絕大部分區(qū)域可通過高位水池實(shí)現(xiàn)自壓供水。平面布置詳見“某農(nóng)村供水工程平面布置圖(方案二)”。本工程擬定的兩種供水方案，由于使用的水源均為通過滲渠集取地表水河床潛流，所不同的僅為水源位置的不同。所以說，兩種供水方案的供水工藝完全相同，詳見圖一。地表水二氧化氯滲渠→集水池→取水泵站→濾池→清水池→加壓泵站→輸水管道→高位水池→供水管網(wǎng)→用戶超越管圖一供水工藝流程示意圖4.3.5擬定方案設(shè)計(jì)結(jié)果通過對(duì)擬定方案各構(gòu)筑物和供水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，主要技術(shù)數(shù)據(jù)及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)見表4-3。表4-3方案一、方案二設(shè)計(jì)結(jié)果表序號(hào)工程名稱單位數(shù)量備注方案一方案二一取水工程滲渠長度m120120滲渠直徑m1.01.0滲渠出水量m3/d1440014400引水管m1050集水池m32020豎井式取水泵站直徑m2.02.0井深m13.010.5取水流量m3/h570576凈提水高度m23.3914.19裝機(jī)容量KW7555取水管直徑mm350350取水管長度km0.350.16二凈水廠重力式無閥濾池m3/h2×3202×320清水池m3500500加壓泵站提水高度m94.9115.9加壓泵站裝機(jī)容量KW3×903×115三輸水管道直徑mm350350長度km1.01.485四高位水池m32×10002×1000五供水管網(wǎng)供水管網(wǎng)最大直徑mm500450供水干支管總長度km72.3872.35六其他工程管道過河工程處22變頻加壓泵站處53變頻加壓泵站總裝機(jī)KW25.211.7七動(dòng)力總裝機(jī)KW370.2411.74.3.6擬定方案優(yōu)缺點(diǎn)擬定的比選方案一與方案二，其布置形式、取水方式等均相同，但取水口位置和凈水廠位置發(fā)生了較大變化。在工程受益區(qū)域范圍東西方向，方案一水源地所選位置偏下5km，靠近集中供水區(qū)域，但逆坡供水的管線較長，包括西寨、清水等鄉(xiāng)鎮(zhèn)以內(nèi)的部分村社需要進(jìn)行二次加壓供水。另外凈水廠距高位水池距離較近，所需取水、輸水管道稍短；方案二水源地所選位置雖然基本處于供水區(qū)域中心，但逆坡供水的管線仍然較長。雖然總體來看，本方案供水干、支管總長度僅較方案一縮短0.03km。但事實(shí)上，為最大限度地滿足通過高位水池自壓供水的要求，北一干管的管徑有了比較大的變化，不僅長度增加，而且在相同的供水流量時(shí)，管徑普遍增大1個(gè)級(jí)別，部分甚至增加2個(gè)級(jí)別，管材重量增加較多。同時(shí)，高位水池遠(yuǎn)離集中供水區(qū)，大流量管徑增加較多。另一方面，為了最大限度地滿足依靠自重力實(shí)現(xiàn)自壓供水的需要，高位水池高程增加，從水源--凈水廠--高位水池的相對(duì)高程也隨之增大，從而增加了加壓泵站的提水高度和工程運(yùn)行成本?？傮w來看，由于水源取水口位置的下移，縮短了大流量供水管道，同時(shí)，比較恰當(dāng)?shù)夭捎昧斯艿兰訅旱墓┧夹g(shù)方案，使得方案一在一次性投資和工程運(yùn)行費(fèi)用方面均具有一定優(yōu)勢(shì)，不僅工程總投資較小，而且年運(yùn)行費(fèi)用也較低。4.3.7方案比選(1)運(yùn)營電耗計(jì)算運(yùn)營電費(fèi)F根據(jù)下列公式計(jì)算：(4-5)式中：γ—水的容重(1t/m3)D—電費(fèi)，按0.448元/kw.h計(jì)算SKIPIF1<0 i—第i臺(tái)水泵的取水流量(m3/d)Hi—第i臺(tái)水泵的揚(yáng)程(m)ηi—第i臺(tái)水泵的工作效率K日—日變化系數(shù)經(jīng)計(jì)算，方案一設(shè)計(jì)動(dòng)力總裝機(jī)容量370.2KW，年耗電量212.53萬KW.h，年電費(fèi)95.21萬元；方案二動(dòng)力總裝機(jī)411.7KW，年耗電量238.72萬KW.h，年電費(fèi)106.95萬元。從此可以看出，方案二年運(yùn)營電費(fèi)較方案一高出11.74萬元。(2)等額年總成本等額年總成本A可通過下式計(jì)算：(4-6)式中，A0—年運(yùn)營總成本P—工程總投資Ii—內(nèi)部收益率，取6%計(jì)算n—工程運(yùn)行效益計(jì)算期，取30年方案一、方案二計(jì)算結(jié)果見表4-4。表4-4擬定方案等額年總成本計(jì)算結(jié)果表方案工程總投資年總成本年運(yùn)營成本內(nèi)部收益率計(jì)算年限等額年總成本一3498.988337.25167.426%30356.24二3802.493369.36184.506%30398.76由此可以看出，方案二不僅在工程總投資上比方案一高出303.505萬元，而且在年度總成本、年度運(yùn)營總成本及等額年總成本等方面均較方案一分別高出32.11萬元、17.08萬元和42.52萬元。4.4推薦方案根據(jù)上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較，明顯可以看出：方案一在工程總投資、年度總成本、年度運(yùn)營總成本及等額年總成本費(fèi)用方面均具有明顯優(yōu)勢(shì)，是兩方案中較為經(jīng)濟(jì)的供水工程實(shí)施方案。故推薦方案一為本農(nóng)村供水工程的設(shè)計(jì)方案，并據(jù)此進(jìn)行相應(yīng)工程及建筑物的設(shè)計(jì)。五、具體工程設(shè)計(jì)根據(jù)總體設(shè)計(jì)擬定的工程建設(shè)方案，本供水工程通過水源取水工程(滲渠、引水管、集水池、豎井式取水泵站)提取洮河地表水(河床潛流水)到凈水廠，經(jīng)水廠深度過濾處理和加氯消毒后，再通過加壓泵站輸水到高位水池，然后由高位水池通過供水管網(wǎng)，依靠自重力自壓供水給受益區(qū)村社。涉及的主要工程包括水源取水工程(包括滲渠、引水管、集水池、豎井式取水泵站、取水管道)、凈水廠（包括重力式無閥濾池、消毒設(shè)施、加壓泵站等）、輸水管道、高位水池及供水管網(wǎng)工程和相應(yīng)附屬設(shè)施。5.1水源取水工程5.1.1滲渠在擬定的兩種比選方案下，所不同的僅僅是水源位置的變化，為此，設(shè)計(jì)滲渠的規(guī)格、長度、布置形式、運(yùn)行方式等也完全相同。所不同的僅是由于水源位置的變化，河床斷面不同，致使枯水季節(jié)通過滲渠直接取水時(shí)，由于河床徑流量的不同而使取水時(shí)段不同。方案一設(shè)計(jì)滲渠位于十里鄉(xiāng)政府所在地上游洮河南岸，滲渠設(shè)計(jì)與河流平行布置。選定取水口位置現(xiàn)狀河床深槽線高程2314.0m。為避免沖刷和方便取水，滲渠鋪設(shè)在河灘下，渠底距現(xiàn)狀河床深槽線以下3.0m處，滲渠中心距多年平均枯水期岸邊距離4.0m，形式為完整式滲渠。滲渠所處的地面高程為2317.0m，渠底高程為2311.0m。根據(jù)滲渠布置方式及滲渠所在位置河床水文地質(zhì)條件，滲渠出水量可按公式（5-1）計(jì)算。SKIPIF1<0（5-1）式中：SKIPIF1<0--滲渠出水量（m3/d）K--滲透系數(shù)，取K=50m/dL--滲渠長度（m）SKIPIF1<0--滲渠中心至岸邊的距離（m）H1--滲渠底至河水位的距離（m）ho--滲渠水深（m）設(shè)計(jì)滲渠斷面采用管徑為1.0m，壁厚為15cm的鋼筋混凝土預(yù)制管，并按設(shè)計(jì)要求沿管壁均勻布設(shè)直徑10cm的進(jìn)水孔。管壁四周設(shè)計(jì)范圍內(nèi)換填人工砂礫石反濾料，其他部位用顆粒較大的河床砂礫石回填。根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，農(nóng)村供水工程的取水保證率為90%。當(dāng)河道來水頻率為90%時(shí)，洮河枯水期最小流量發(fā)生在2月份，為27.0m3/s，相應(yīng)平均水深0.83m。設(shè)計(jì)滲渠在該流量下，作用水頭為3.83m，單位長度（1m）滲渠出水量約為91m3/d（3.78m3/h），欲滿足水廠設(shè)計(jì)取水流量570m根據(jù)洮河水質(zhì)在年內(nèi)的變化情況，由于洮河水質(zhì)在枯水期泥沙含量很少，地表水完全滿足凈水構(gòu)筑物對(duì)原水水質(zhì)的要求。設(shè)計(jì)時(shí)，減少滲渠長度，確定設(shè)計(jì)滲渠總長度為120m，其中，集水池上游段80m，下游段40m。同時(shí)，在滲渠上段起始端設(shè)一進(jìn)水閘門。在枯水期，河道來水水質(zhì)較好時(shí)，可不通過滲渠取水，而是打開進(jìn)水閘門，直接取用河床地表水向凈水廠輸水。經(jīng)計(jì)算，在枯水期洮河徑流量小于65m3/s，平均水深小于1.4m，水質(zhì)較好時(shí)，可打開此進(jìn)水閘門直接引水。而在徑流量大于65m3/s時(shí)，滲渠設(shè)計(jì)水頭4.4m，出水量可達(dá)14400m3/d(600m3/h)，完全可滿足設(shè)計(jì)取水流量要求。根據(jù)90%來水頻率計(jì)算結(jié)果，在每年5月中、上旬—9月下旬，來水流量將大于65m3/s時(shí)，可關(guān)閉閘門，經(jīng)由滲渠取水；在10月初--次年4月底的枯水期，打開進(jìn)水閘門直接取水。方案二設(shè)計(jì)滲渠位于清水鄉(xiāng)政府所在地洮河北岸，滲渠設(shè)計(jì)參數(shù)與方案一完全相同。但由于本處河床開闊，在90%來水頻率最枯流量時(shí)，水深僅為0.48m，單位長度（1m）滲渠出水量約為75m3/d（3.11m3/h），欲滿足水廠設(shè)計(jì)取水流量570m3/h的要求，需要滲渠長度為183m。為此，同樣采取在枯水期直接引水方式取水。經(jīng)計(jì)算，在枯水期洮河徑流量小于87m3/s，平均水深小于1.4m時(shí)，滲渠集水不能滿足取水流量要求。此時(shí)，可打開進(jìn)水閘門，通過滲渠直接引取洮河地表水。經(jīng)計(jì)算，通過進(jìn)水閘門直接引水時(shí)間為當(dāng)年9月底—次年5月初。擬定方案滲渠設(shè)計(jì)參數(shù)見表5-1。表5-1擬定方案滲渠設(shè)計(jì)參數(shù)表方案編號(hào)直徑(m)長度(m)直接引水時(shí)直接引水時(shí)段設(shè)計(jì)集水流量(m3/h)徑流量(m3/s)平均水深(m)方案一1.0120＜65＜1.4當(dāng)年10月初--次年4月底600方案二1.0120＜87＜1.4當(dāng)年9月底—次年5月初6005.1.2集水池方案一集水池布置在距滲渠10m處的洮河南岸淺灘地，通過引水管與滲渠相連。根據(jù)離心泵安裝、進(jìn)水以及滲渠出水要求，確定集水池動(dòng)水位與滲渠底齊平，池底低于滲渠底4.0m，其中留有2.0m的沉沙段。方案二集水池布置在距滲渠50m處的洮河北岸淺灘地，其他技術(shù)數(shù)據(jù)均同一。擬定方案集水池設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)見表5-2。表5-2集水池設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)表方案編號(hào)平面尺寸（m×m）底板高程（m）頂板高程（m）動(dòng)水位（m）備注方案一2.0×2.02307.02312.02311.0方案二2.0×2.02334.02339.02338.05.1.3豎井式取水泵站由于集水池位于河床部位，為此，設(shè)計(jì)采用豎井式取水泵站取水。根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，本工程設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按100年一遇洪水考慮，并據(jù)此確定豎井式取水泵站頂高程。經(jīng)計(jì)算，1%設(shè)計(jì)洪水時(shí)，方案一、方案二相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水位分別為2323.4m、2348.2m，相應(yīng)井頂設(shè)計(jì)高程為2324.0m和2348.5m，豎井式取水泵站總深分別為13.0m和10.5m時(shí)，均可滿足防洪要求。設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆形式，豎井井徑為2.0m。擬定方案豎井式取水泵站設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)見表5-3。表5-3豎井設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)表方案編號(hào)井徑(m)設(shè)計(jì)洪水位(m)井底標(biāo)高(m)井頂標(biāo)高(m)井深(m)設(shè)計(jì)取水流量(m3/h)方案一2.02323.42311.02324.013.0570方案二2.02348.22338.02348.510.5576根據(jù)設(shè)計(jì)取水流量Q取=570m3/h，兩方案分別設(shè)計(jì)如下：方案一設(shè)計(jì)凈提水高度23.39m，設(shè)計(jì)配套12Sh-13A型雙吸式離心泵1臺(tái)，額定流量Q=570m3/h，額定揚(yáng)程H=30m，額定功率N=75KW；方案二設(shè)計(jì)凈提水高度14.19m，設(shè)計(jì)配套S250-39A雙吸式離心泵1臺(tái)，額定流量Q=576m3/h，額定揚(yáng)程H=25m，額定功率N=55KW，通過壓力鋼管從集水池向凈水廠加壓輸水。5.1.4取水管道取水管道是指從豎井式取水泵站到凈水廠水處理構(gòu)筑物之間的管道。其中，最不利取水點(diǎn)高程為滲渠設(shè)計(jì)底高程，即集水池設(shè)計(jì)動(dòng)水位；提水最高點(diǎn)為凈水廠重力式無閥濾池進(jìn)水分配箱水位高程。取水管道設(shè)計(jì)采用管徑350mm壓力鋼管。取水管道水頭損失按公式（5-2）計(jì)算。（5-2）式中，SKIPIF1<0--沿程水頭損失（m）SKIPIF1<0--設(shè)計(jì)流速（m/s）SKIPIF1<0 --管徑（m）SKIPIF1<0--管路長度（m）局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計(jì)算。擬定方案取水管道設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)見表5-4。表5-4擬定方案取水管道技術(shù)參數(shù)表方案編號(hào)凈提水高度(m)管長(m)管徑(m)取水流量(m3/h)管損(m)設(shè)計(jì)總揚(yáng)程(m)方案一23.393503505703.9527.34方案二14.191603505761.8516.045.2凈水廠由于本工程擬定比選方案均為匯集、提取洮河河床潛流水，所采取的取水、輸水、供水和水處理工藝完全相同。所以，凈水廠設(shè)計(jì)方案一、方案二除由于水源位置變化而使設(shè)計(jì)標(biāo)高和加壓泵站選用水泵型號(hào)不同外，其他各構(gòu)筑物完全一致。其中，方案一設(shè)計(jì)標(biāo)高2330.000m，方案二設(shè)計(jì)標(biāo)高2349.000m。5.2.1平面布置本凈水廠設(shè)計(jì)平面尺寸為47m×71m，總占地面積5.0畝。建筑物包括生產(chǎn)和生活服務(wù)兩類。其中生產(chǎn)性構(gòu)筑物有過濾間、消毒間、清水池、配電室、加壓泵房；附屬構(gòu)筑物包括綜合管理樓和鍋爐房、廚房等生活服務(wù)區(qū)。本凈水廠其他附屬構(gòu)筑物有供水閥門井、排水閥門井、排水檢查井以及供排水管路等。同時(shí)，考慮到枯水期水質(zhì)較好，在取水管道上設(shè)有超越管，當(dāng)原水濁度小于3度時(shí)，直接進(jìn)入清水池消毒后供給。5.2.2過濾設(shè)施本凈水廠水質(zhì)凈化處理設(shè)施設(shè)計(jì)采用重力式無閥濾池。根據(jù)水廠工藝布設(shè)要求，采用半地下式結(jié)構(gòu)，選用《給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集》S775(八)型，單座處理能力320m3/h，共計(jì)2座，并聯(lián)布設(shè)，總處理能力320m3/h。濾池為矩形結(jié)構(gòu)，單座平面尺寸8.80×4.50m2。濾池進(jìn)出水管上均設(shè)置進(jìn)、出水控制閥，每座濾池均可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)或聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)，便于檢修。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，為解決重力式無閥濾池冬季的防凍問題，設(shè)計(jì)有過濾車間，解決無閥濾池的防凍問題。過濾間設(shè)計(jì)為獨(dú)立磚混結(jié)構(gòu)建筑物一座，平面尺寸25.0×10.0m2。5.2.3水處理工藝設(shè)計(jì)本供水工程設(shè)計(jì)取用洮河地表水。從水質(zhì)分析來看，洮河水是可靠、衛(wèi)生的人畜飲用水源，但在汛期水質(zhì)較差，仍需進(jìn)行凈化和消毒處理。根據(jù)水源特點(diǎn)，為運(yùn)行管理方便，選用可通過虹吸作用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反沖洗的重力式無閥濾池進(jìn)行過濾處理，在原水濁度不超過15mg/L水時(shí)，濾后水的渾濁度可達(dá)到5mg/L以下；同時(shí)，在濾后選用二氧化氯發(fā)生器進(jìn)行消毒處理。二氧化氯具有廣譜、高效、快速的消毒效果，其殺菌能力是現(xiàn)有氯系消毒劑的3-5倍，而且，二氧化氯安全、無毒，對(duì)人體無副作用，處理過的水中無三氯甲烷等致癌物產(chǎn)生，是目前國際上公認(rèn)的液氯、漂白粉劑和次氯酸鈉等氯系消毒劑最理想的替代產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)選用OTH99-500型二氧化氯發(fā)生