農(nóng)村飲水安全項目工程設(shè)計

農(nóng)村飲水安全項目工程設(shè)計 第一節(jié)指導(dǎo)思想工程設(shè)計總的指導(dǎo)思想是：遵重規(guī)范，充分利用水源，堅持工程措施與工程效益相結(jié)合，根據(jù)工程的實(shí)際情況以及工程現(xiàn)狀，合理選擇工程方案，提高水質(zhì)，通過工程措施杜絕水源性疾病的發(fā)生，并客觀公正地為建設(shè)單位提供行之有效的投資依據(jù)。第二節(jié)需水預(yù)測根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL310－2004）的要求，按照解決農(nóng)村飲水安全問題工程與當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)總體規(guī)劃相協(xié)調(diào)的原則，因地制宜，以近期為主，近期、遠(yuǎn)期相結(jié)合，設(shè)計年限為15年。依據(jù)XX鄉(xiāng)人民政府和XX村提供的關(guān)于本工程的基本資料及設(shè)計單位實(shí)地調(diào)查統(tǒng)計，設(shè)計用水戶現(xiàn)狀如下：（一）人畜現(xiàn)狀項目區(qū)現(xiàn)有飲水1281戶5773人，大牲畜（豬、牛）1869頭，，其具體的分布情況如下：1、街道常住居民3985人。2、村民（1）國土所至肖家灣930人。（2）XX村委會至黃臘巖543人。（3）XX橋至二百畝315人。村民合計為：1788人。3、學(xué)生（1）XX中學(xué)1189人，其中：寄宿制學(xué)生851人。（2）XX小學(xué)823人。學(xué)生合計2012人。4、大牲畜（豬、牛）共計1869頭，其中：豬1030頭，牛439頭。（二）鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)現(xiàn)狀據(jù)調(diào)查，項目區(qū)現(xiàn)有企業(yè)主要以餐廳服務(wù)業(yè)為主，共有餐廳4家，無其它企業(yè)。（三）公共建筑現(xiàn)狀XX村項目區(qū)內(nèi)，現(xiàn)有公共建筑包括：中小學(xué)各一座，XX鄉(xiāng)政府、衛(wèi)生院、村委會、土管所、林業(yè)站、派出所、糧站、財政所、計生指導(dǎo)站、水利站、農(nóng)技站等13家。（四）設(shè)計人口計算本工程的設(shè)計年限為15年，建設(shè)期一年，按人口自然增長率為12‰計算，第2022年年末項目區(qū)飲水人口數(shù)按下式計算：P=P0（1+i）n+P1其中：P——設(shè)計用水人口總數(shù)（人）PO——現(xiàn)狀人口總數(shù)（人）i——人口自然增長率i=12‰n——設(shè)計年限（n=15）P1—-設(shè)計年內(nèi)人口的機(jī)械增長總數(shù)，以設(shè)計年內(nèi)人口的4%確定。設(shè)計供水人口、牲畜計算匯總表序號名稱單位現(xiàn)有人口機(jī)械增長人口設(shè)計人口數(shù)量一設(shè)計飲水人口人57732317135(7986)1街道居民人398515949252村民宿制學(xué)生人851851XX中學(xué)師生人851851二14691469=1\*GB2⑴10301030=2\*GB2⑵頭439439（五）大牲畜發(fā)展情況據(jù)統(tǒng)計項目區(qū)現(xiàn)有豬、牛等牲畜數(shù)量為1469頭，根據(jù)項目區(qū)的自然狀況及XX鄉(xiāng)2015年遠(yuǎn)景規(guī)劃，預(yù)測項目區(qū)未來15年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要是種植業(yè)，而庭院式畜牧養(yǎng)殖將處于穩(wěn)定態(tài)勢，故設(shè)計大牲畜數(shù)量仍以現(xiàn)有統(tǒng)計數(shù)量計算。（六）企業(yè)發(fā)展根據(jù)項目區(qū)的目前狀況，預(yù)測項目區(qū)未來15年內(nèi)需建澡塘一座在進(jìn)行供需水量計算時以機(jī)械增長人口進(jìn)入計算，故不單獨(dú)列項進(jìn)行預(yù)測。（七）根據(jù)對擬供水范圍內(nèi)的村民的生活習(xí)慣與用水狀況的了解，結(jié)合XX鄉(xiāng)2015年遠(yuǎn)景規(guī)劃目標(biāo)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，并根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL310-2004）、《建筑給排水設(shè)計規(guī)范》（GBJ15）及水利部、衛(wèi)生部《農(nóng)村用水安全衛(wèi)生評價指標(biāo)體系》要求，確定本工程的用水定額如下：1、用水定額=1\*GB2⑴街道常住居民生活用水定額：80L/人.d；=2\*GB2⑵村民生活用水定額:75L/人.d；=3\*GB2⑶寄宿制學(xué)生用水定額：30L/人.d；⑷小學(xué)生用水定額:15L/人.d；⑸大牲畜用水定額：綜合取30L/人.d。2、其它用水標(biāo)準(zhǔn)⑴鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水量以最高日生活用水量的5%計；⑵公共建筑用水量以最高日生活用水量的5%計；⑶未預(yù)見及管網(wǎng)漏損水量以高日生活用水量、大牲畜用水量、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)用水量、公共建筑用水量之和的5%計；⑷水廠自用水量以最高日生活用水量、大牲畜用水量、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)用水量、公共建筑用水量之和的5%計；(5)XX村經(jīng)濟(jì)條件較差、規(guī)模小，消防用水、澆灑道路和綠地用水不作考慮；(6)給水普及率按100%計。（八）最高日需水量預(yù)測（見下表）XX村農(nóng)村飲水安全項目日最高需水預(yù)測表項目單位用水定額現(xiàn)狀用水量(m3/d)2022年用水量(m3/d)一、生活用水490.7597.6居民生活用水人80L/人·d3985318.84925394村民生活用水人75L/人·d1788134.12210165.8寄宿制學(xué)生人30L/人·d85125.585125.5小學(xué)學(xué)生人15L/人·d82312.382312.3二、牲畜用水大牲畜頭30L/頭·d146944146944三、公共建筑用水m3/d最高日居民生活用水量的5%計24.530四、企業(yè)用水m3/d最高日居民生活用水量的5%計24.530五、管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見水量m3/d最高日居民生活用水量的5%計29.235.1六、水廠自用水量m3/d最高日用水量的5%計29.235.1七、日最高需水量m3/d一～六之和612.9771.8時變化系數(shù)2時最高用水量m3/h51.164.3日變化系數(shù)1.4第三節(jié)供水水源選擇通過總體設(shè)計部份對三個水源取水方案的比較，最后確定取用祝家洞河水，采取從祝家提水至高位水池，然后依靠重力輸水至一體化凈水設(shè)備。祝家洞以上流域面積38km2，根據(jù)《貴州省XX縣水資源調(diào)查、評價及水利化區(qū)劃報告》及XX縣多來的水文、氣象資料分析計算，該水源多年平均流量0.66m3/S，枯期流量15L/S。通過貴州省水環(huán)境監(jiān)測中心對祝家洞水源水質(zhì)的微生物指標(biāo)、毒理指標(biāo)、感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)共27項檢測，其中有25項符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5479-2006）要求。其余兩項為細(xì)菌總數(shù)39個/ml，總大腸菌群16個/ml，按《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5479-2006）100ml不得檢出，另外，在洪水季節(jié)，祝家洞水源的混濁度較高。經(jīng)過以上檢測及分析，只需經(jīng)沉淀、過濾、消毒處理即可飲用。為了保證水源水質(zhì)的恒定，根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL3010-2004）要求，應(yīng)作以下保護(hù)要求：一、祝家洞攔水壩上游100m的水域內(nèi)，應(yīng)嚴(yán)禁捕撈、網(wǎng)箱養(yǎng)魚、放鴨、洗滌、游泳等可能污染水源的任何活動，并設(shè)置明顯的范圍標(biāo)志和嚴(yán)禁事項的告示牌。二、祝家洞取水點(diǎn)上游1000m內(nèi)的水域，不得規(guī)劃建廠；不應(yīng)從事放牧等有可能污染該段水域水質(zhì)的活動。三、將取水點(diǎn)上游1000m以外的范圍河段劃為水源保護(hù)區(qū)，并嚴(yán)格控制上游污染物排放量。第四節(jié)工程地質(zhì)條件項目區(qū)出露巖層主要為二迭系下統(tǒng)梁山組，巖性為白黑色、褐黑及土黃色泥頁巖、燧石巖以及砂白色中至厚層石砂巖，其儲量豐富，工程所需的砂石料可就近開采。第五節(jié)總體布置設(shè)計XX鄉(xiāng)XX村人飲工程，設(shè)計供水人口規(guī)模為7135人，設(shè)計飲水人口用水的綜合定額為：80L/人.d，水處理廠設(shè)計水處理規(guī)模為：735m3/d，時變化系數(shù)Kh=2.0，進(jìn)行工程總設(shè)計，設(shè)計所限為15年。工程的總體布置，在充分聽取了XX鄉(xiāng)人民政府和XX村民委員會的意見及專業(yè)技術(shù)人員的共同商討，對供水水源、供水方式和供水技術(shù)進(jìn)行了綜合比較，在保證工程安全、供水質(zhì)量和供水保證率100%下的前提下，考慮到工程運(yùn)行管理方便、經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行各建筑物的布置，其供水方案為：提水高位水池投藥一體化水處理設(shè)備清水池消毒配水管網(wǎng)。建設(shè)內(nèi)容見下表：建設(shè)內(nèi)容匯總表序號工程項目名稱單位數(shù)量一取水工程1引水渠（20m×0.8m×0.8m）座12集水井（5m×3m×1m）m3153泵房及管理房m230.244高壓線路（10KV）m705變壓器（30KVA）臺16電機(jī)水泵IS50-80-250套27Φ125雙面鍍鋅鋼管m2208高位水池m33009輸水管道Ф160PE80級聚乙烯km2.6二水處理廠一體化凈水器座140m3／h水表Ф200座1投藥消毒間及庫房m256.6綜合管理房m2280門衛(wèi)室m230.8廁所m216.3清水池00m3150圍墻m290進(jìn)廠道路m220輸電線路m820三配水工程配水干管安裝Km2.626四供水管理房m2280第六節(jié)工程設(shè)計一、取水建筑物設(shè)計本工程水源為祝家洞暗河河水，該水經(jīng)過1km的暗河凈化，從祝家洞出露，洪水期河中無漂浮物，含砂量小，水質(zhì)較好，且出露點(diǎn)枯水期水深4.2m，河水面高程576.78m，按100年一遇（2002年6月7日）洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，洪水位至580.14高程。從河左岸暗渠引水，暗渠進(jìn)口底板高程576.15m，斷面bh=0.8m×0.8m，長20m，渠墻用M7.5漿砌塊石安砌，M10水泥砂漿抹面，C10砼底，C20砼蓋板，最后覆土。暗渠進(jìn)水口設(shè)攔污柵及閘門，以便后續(xù)管理。集水池15m3,開挖至硬基礎(chǔ)后，池底用C10砼防滲厚10cm，墻身M7.5漿砌塊石，然后用水泥砂漿抹面。蓋板采用C25砼板封閉。二、泵站設(shè)計泵站的位置根據(jù)取水口的地形、地質(zhì)、防洪、電力、交通、施工、管理的供水系統(tǒng)的布局、清水池的位置來確定，機(jī)組的選型根據(jù)流量的變化、水位變化、水壓要求、以及水泵的流量-揚(yáng)程曲線來確定。根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦魏蛯?shí)測數(shù)據(jù)，集水池底板高程為576.00m，高位水池頂板高程621.07m，水泵吸水高15m，水泵日工作時間按12h計，依據(jù)公式：Q＝W/T＝771.8/12=64.3m3／h式中：Q—泵站設(shè)計流量，m3／h；W—最高日用水量，m3；T—日工作時間，根據(jù)清水池的設(shè)計調(diào)節(jié)能力確定，h。鋼管的糙率n取0.013，各水力計算見下表：祝家洞泵站水力計算成果表序號項目名稱管長流量管道內(nèi)徑管道流速沿程水損局部水損幾何揚(yáng)程吸水高及管長mm3/hmmm/smmmmm1設(shè)計流量61.32吸水管（鋼管）15010.10.10.24(10)3上水管（鋼管）1001.794.70.55.2120430.61360.66.80.687.550.4742600合計12.966.3一體化凈水設(shè)備的水頭損失取3m，則泵站設(shè)計的基本參數(shù)為：1、凈場揚(yáng)程：H1=620.55-557.5=63.05m。2、設(shè)計揚(yáng)程：H=H1+12.9+3=78.953、設(shè)計流量：61.3m3/h。4、選用四川省自貢市望江水泵廠水泵兩臺，型號：IS80-50-250離心泵，軸功率為17.3Kw，配電功率為22KW，電動機(jī)型為Y180-22KW，揚(yáng)程80m，效率63%，汽蝕余量2.5m，葉輪名義直徑250mm，出流量50m/h（經(jīng)過和廠家聯(lián)系，可更換葉輪直徑，使其達(dá)到出流量（61.3m3/h）要求，兩臺水泵工作方式為一用一備，輪換工作。根據(jù)祝家洞地形條件，為了便于機(jī)組和配電裝置的布置、運(yùn)行操作、搬運(yùn)、安裝、維修和更換以及進(jìn)、出水管的布置來綜合考慮管理用房和泵房的布置，管理用房和泵房聯(lián)為一體，面積30.24m2,長7.2m，寬.2m，共兩間，一間為泵房，一間為管理用房。戶外架設(shè)10KV高壓LGJ-50線70m，3RW-10戶外式跌落開關(guān)及FS-10避雷器，SⅡ-30KVA變壓器一臺。泵房內(nèi)安裝XJ-30KW全自動控制1臺，接線均采用交聯(lián)聚乙稀電纜，YZ-3×16絕緣銅芯線200m，其它照明等采用塑料絕緣導(dǎo)線。為了使運(yùn)行管理方便，安裝信號傳感器一套，以達(dá)到水泵全自動運(yùn)行的目的。室內(nèi)導(dǎo)線穿管（PVC）暗敷設(shè)于地下，所有電氣設(shè)備的金屬外殼及支架均作接地保護(hù)。詳見電氣安裝圖。三、輸配水設(shè)計1、輸水設(shè)計調(diào)節(jié)池和清水池之間地形變化較大，中途穿越蜂王河及祝家洞溪溝，管網(wǎng)定線力求最短距離敷設(shè)，起伏小、石方工程量小、少穿越河流的原則布置。首段在祝家洞攔河壩0+028處跨河，管線經(jīng)過壩頂，采用C10砼包管；中段在1+328樁號處穿過蜂王河，在枯水期可以逐段施工，采用C10塊石砼包管，以達(dá)到抗浮抗沖能力。在0+480處及1+167處設(shè)置排氣閥，低處1+151樁號處設(shè)置排沙閥。管溝穿越田土開挖深度不小于0.8cm，穿越荒山開挖深度不小于0.6cm；穿越的田土坎用M5漿砌塊石恢復(fù)，在地形變化大的高處和最低處采用M5漿砌石鎮(zhèn)墩，管道敷設(shè)完工后，用土料回填。高位水池底至清水池的相對高差20.4m，管線長2.6km，管道過水流量8.5L/s，管材選用PE80級聚乙烯塑料管。輸水管管徑按下式確定（V按0.6m/s計算）：D=EQ\R(,4Q/πV)=EQ\R(,4*8.5/3.14*0.6)=0.134m根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL310-2004）塑料管設(shè)計內(nèi)水壓力為最大工作壓力1.5倍的規(guī)定，最不利點(diǎn)的最大工作壓力為0.63Mpa，確定管道內(nèi)徑為φ134，外徑160mm，管道設(shè)計內(nèi)水壓力采用1MPa。其管道水頭損失計算如下：單位管長水頭損失：i=0.000915Q1.774/D4.774沿程水頭損失：Hf＝iL局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計。其總水頭損失為7.5m，見祝家洞泵站水力計算成果表。2、配水管網(wǎng)設(shè)計XX村供水區(qū)從南至北呈一字型，配水管網(wǎng)根據(jù)總平面布局和供水要求采用枝狀網(wǎng)沿道路路邊布置，管道應(yīng)埋設(shè)在原狀土層上，管道周圍200mm范圍內(nèi)應(yīng)用細(xì)土回填，管頂覆土厚度不小于0.7m。管道安裝按照給排水安裝工程有關(guān)規(guī)程規(guī)范要求，溝底必須平整。過公路段，在回填時，首先用松軟的沙土回填夯實(shí)，然后用土石方回填,最后用砼澆筑,其承載力必須滿足過車要求。供水區(qū)地形比較平坦，高差小，控制點(diǎn)為XX中學(xué)（詳見配水管網(wǎng)平面布置示意圖）。。供水管按最高日最高時用水量設(shè)計,時變化系數(shù)為2.0,供水量為17.1L/S。管徑采用經(jīng)濟(jì)流速確定管徑，并采用謝才公式進(jìn)行校核，其水力計算公式如下：（1）比流量：式中：qs——比流量，L/S.m；Q——管網(wǎng)總用水量，L/S；∑q——大用戶戶用水量總和，L/S；∑L——干管總長度，m；（2）節(jié)點(diǎn)流量：（3）沿線流量：ql=qsL（5）管徑確定取經(jīng)濟(jì)流速V=0.6～1.2m/s確定試算管徑，其計算公式：D=EQ\R(,4Q/πV)其結(jié)果用Q=WC（RJ）0.5進(jìn)行校核。（6）管道水頭損失計算局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計，PE管沿程水頭損失計算公式：hf=0.000915LQ1.774/d4.774Q——管段流量，m3/S；D——管道內(nèi)徑，m；詳見沿線流量計算表，節(jié)點(diǎn)流量、水壓標(biāo)高和自由水壓計算表及干管水力計算表。沿線流量計算表管段編號管段長度(m)比流量(L/S.m)沿線流量(L/S)備注0-113617.11-2600.006480.3892-31440.006480.9333-41000.006480.6481-5260.006480.1695-61520.006480.9856-71600.006481.0377-82000.006481.2968-95500.006483.5655-10240.006480.15610-111190.006480.77110-122720.006481.76312-131800.006481.16713-141400.006480.90714-153600.006482.33315-161450.006480.940∑262317.1節(jié)點(diǎn)流量計算表節(jié)點(diǎn)編號集中流量(L/S)節(jié)點(diǎn)流量(L/S)地面標(biāo)高(m)水壓標(biāo)高(m)自由水壓(m)備注017.1597.522.7510.279566.158597.19831.040最高點(diǎn)20.661565.238563.42431.71430.791558.174555.48837.53240.324555.452555.38539.38250.655564.925564.26932.52861.011557.822557.05439.04271.167556.155555.04040.59782.430556.683551.48739.72291.782560.073559.98232.251101.345558.174555.30139.255110.386556.034554.84138.613最低點(diǎn)121.465556.903555.97239.424131.037555.869555.02740.720141.620555.833552.76340.845151.636558.154555.05236.296160.470559.838534.54534.580∑17.1配水干管設(shè)計安裝DN40-DN200PE80級聚乙塑料管2.623km。其中：清水池至王蜂路口1節(jié)點(diǎn)安裝DN200PE80級聚乙塑料管136m，清水池底板高程597.52m，1節(jié)點(diǎn)高程566.158m，最大壓力水頭31.04m，設(shè)計內(nèi)水壓力為0.4MPa，選用管道壓力標(biāo)準(zhǔn)為0.6Mpa，其它部份XX村飲水安全工程管網(wǎng)布置及水力計算圖。干管水力計算表管段管段長度(m)流量(L/S)流速(m/s)內(nèi)徑(mm)外徑(mm)水頭損失(m)備注0-113617.10.671812000.30.6Mpa1-2601.7760.6758750.60.6Mpa2-31441.1150.6746631.80.6Mpa3-41000.3240.6725322.70.6Mpa1-52615.0040.671692000.10.6Mpa5-61526.3900.671111600.70.6Mpa6-71605.3790.671011600.80.6Mpa7-82004.2130.67901001.10.6Mpa8-95501.7820.6758755.20.6Mpa5-10247.9590.671231600.10.6Mpa10-111190.3860.6727322.90.6Mpa10-122726.2280.671091601.20.6Mpa12-131804.7640.67951100.90.6Mpa13-141403.7270.67841100.80.6Mpa14-153602.1060.6763753.10.6Mpa15-161450.4700.6730403.10.6Mpa∑262325.3四、調(diào)節(jié)建筑物設(shè)計1、高位水池高位水池的設(shè)計，考慮到電源因素和供水可靠性，其容積按最高日用水量的40%設(shè)計，其有效容積為300m3，內(nèi)空尺寸為：長13m，寬8m，高為2.9m（超高0.1m）。水池基礎(chǔ)深0.3m，用M5漿砌塊石；墻底寬1.5m，頂寬0.6m，采用M7.5漿砌塊石砌筑；池底用C10砼防滲厚0.15M；C20鋼筋砼柱兩根，斷面為0.3m×0.3m；C20鋼筋砼梁長13.6m，斷面為0.3m×0.3m;內(nèi)墻均用M10水泥砂漿抹面；進(jìn)人孔尺寸為0.8m×0.8m，采用M5漿砌磚安砌。高位水池的配套設(shè)計：（1）進(jìn)水管、供水管、溢流管和沖沙管均采用鋼管，其中：進(jìn)水管規(guī)格Ф100，安裝尺寸低于墻頂0.1m，高程為620.87m；溢流管管規(guī)格Ф100，安裝尺寸低于墻頂0.1m，高程為620.87m；供水管規(guī)格Ф160，安裝尺寸高于池底平面0.1m，高程為618.07m；沖沙管規(guī)格Ф100，安裝尺寸與池底平面相平，高程為617.97m。池內(nèi)安裝浮球閥一個，與泵站的信號傳感器相連。（2）清水池設(shè)計清水池的設(shè)計，因