农村饮水安全工程设计

毕业设计任务和指导书 （农村饮水安全工程） 崔永华 华北水院水利职业学院 2010 年 10 月 1 目录 目录 1 第一部分 任务书 2 一、 目的 .2 二、 基本资料 .2 三、 设计任务及设计标准 .5 四、主要标准和规范 .6 五、设计成果要求 .6 第二部分 设计指导书 7 一、工程水源水量、水质分析 .7 二、水源工程与保护区设计 .8 三、水厂布置 .11 四、输配水管网设计 .12 五、水质处理与消毒及检测 .17 六、信息化管理系统设计 .18 七、主要配套建筑物设计 .19 八、电气工程设计 .19 九、施工组织设计 .20 2 第一部分 任务书 一、 目的 1、通过本次毕业设计，使学生接触到真实的工程设计； 2、巩固学生所学专业知识，使学生学会利用标准和规范作设计，全面训练学生； 3、培养学生认真踏实的工作态度，增强学生责任感。 二、 基本资料 （一）自然、社会、经济和水资源概况 济宁市市中区位于山东省西南部，是济宁市的行政中心。东北依任城区、 西邻嘉祥、南邻鱼台、金乡，全区东西宽 25km，南北长 58km，总面积 877.22 km2。市中区辖 3 个镇，6 个街道办事处，227 个行政村，总人口 56 万人，其 中农业人口 26.35 万人，全区耕地面积 28.84 万亩，人均耕地 1.1 亩，农业劳动 力 14.82 万人，农作物总产量 27.8 万 t，济荷铁路、 105 国道、251 省道，京杭 运河穿境而过，形成了较为发达的水、陆、交通网络。市中区境内有中小型河 流 12 条，长 154.45km，承接梁山、荷泽上游客水。直接入湖的河道有：光府 河、梁济运河、洙水河、龙拱河、洙赵新河、蔡河、新万福河等七条河道。水 系属淮河流域贯穿南北的主要水上交通命脉京杭大运河，自元代始，北通 京津，南抵杭州，使濒临运河中端的济宁市中区成为南北交通咽喉。至明清时 期，济宁市中区交通便利，工商业发达，遂使济宁市中区以“运河之都” “江北 小苏州”的称誉闻名遐迩。 市中区属暖温带大陆性季风气候。四季分明，春季回温快，变化频率高， 降雨稀少，有俗称春雨贵如油的说法。夏季炎热，雨量集中，常发生暴雨或连 阴雨，易形成洪涝灾害，秋季凉爽少雨干旱，冬季寒冷干燥，雨雪稀少。年平 均气温 13.5，最高气温 40.6，最低气温18.9，全年无霜期 205 天，年 平均日照时数 2490.5 小时，多年平均降雨量 707mm，年最大降雨量 1173.4mm，最小降雨量 384.7mm，多年平均蒸发量 1098.6mm。 区境内的河道各类泵站较多，地表水和地下水较为丰富，利用现有条件以 抗旱为目标，省水节能降耗为原则，把地表水，地下水，上游客水三水并用互 相调剂，建设了蓄、引、排、降四位一体工程，治理洪、涝、旱、碱、渍，充 分发挥了水利工程的巨大作用。到 2008 年底，全区共建成各类大小泵站 326 处， 装机容量 3.28 万 kw，为市区国民经济建设和可持续发展，提供了可靠保障。 市中区地处鲁中南泰、沂蒙山前倾斜及汶泗冲积平原，与鲁西黄泛平原交 接洼地中心地带。运河西部为鲁西沉降地带边缘，北部为山东地台的边缘。绝 大多数为第四系覆盖。地貌特征分为南部浅平洼地，北部倾斜平原，中部为滨 3 湖洼地及湖地。在水文地质上位于山东地台尼山穹窿齐鲁西沉降带之结合部， 多为古生代二迭系粘土岩或砂岩，其埋深东部、西北部较浅，在 15303m 之 间，中南部较深，在 300493m 之间，断裂构造为主，地层均系第四纪上组松 散物堆积，属全新流，西部系湖相沉积物或山前冲积平原前缘堆积。90m 以内 沙层较为集中，24 个含水组沙层，累计厚度 4.728m 之间，最大厚度为 8m，中细砂层含水较好，地下水主要贮存于砂层之中，最上层埋深不大于 15m，变幅带在 0.52.5m 之间。潜水承压水之间，没有稳定的隔水层，只有透 水较差的亚粘土作为相对隔水层，故各含水组之间有着密切的水力联系。潜水 流向与地表水流向一致，承压水呈半承压型。 （二）项目区地质与地下水概况 项目区为市中区唐口镇杜屯中心社区和唐口村，设计人口 13363 人，其中 杜屯中心社区 3500 户、11200 人；唐口村 618 户、2163 人，畜禽 200 头（只） 。 项目区为潜水中、细砂含水层，根据已有成井资料及地质资料：0-25m 为 加砂亚粘土，25-40m 以中、细砂为主，厚度 20m，40-55m 亚粘土、粘土层， 59-78m 为中、细砂含水层；80-115m 为中、粗沙层，115-140m 为亚粘土层， 140-160m 为中、粗沙层，160-175m 为不透水层，175-200m 为中细粗交替沙层。 地下水静水位埋深：丰水期 6m，枯水期 12m，多年平均 10.5m。根据电测深资 料 25-40m、59-83m、80-115m、140-160m、175-200m 为淡水富集区，据本地抽 水资料分析：颗粒分析 d10 为 0.05 mm, d50 为 0.01 mm, d60 为 0.15 mm,含水层平 均系数为 =0.25。抽水井径 0.4m,稳定流抽水,主井降深 8.5m,出水量 225.01m3/h。据多年动态观测，本项目区地下水资源开采量与补给量基本平衡， 抽水井静水位多年变换不大。 根据在唐口-喻屯一带实际成井资料，井深一般在 150-160m，水量 200 250m3/h 左右，水质较好，大部分能达到国家规定的生活饮用水卫生标准 ， 有部分能达到农村实施生活饮用水卫生标准准则三级水以上标准，但唐口、 喻屯西边靠近嘉祥一带，水咸、水质较差，达不到农村实施生活饮用水卫生 标准三级水，主要是总硬度和硫酸盐超标。 （三）市中区农村饮水现状 市中区属滨湖涝洼平原地带，农村居民饮水水质成份较多，主要是地下水 含氟、含盐量较高，有的地方还伴有苦、咸水。部分村庄水源受到工业污染， 主要分布在南部 3 个乡镇。 2006 年前市中区农村基本上还是使用的自打手压井饮水，手压井深度 820 米就饮用，水质不达标，严重影响人民群众健康，但打井花钱少、方便、 不交水费，所以自来水工程发展缓慢。2005 年前所建供水工程，由于投资少、 4 标准低，加之运行管理不善，现处停用或报废状态。 2006 年以来，市中区加大村村通自来水建设力度，投资 3600 万元，新建 132 处自来水工程，入户率达到 98%。2006 年批复市中区饮水不安全 0.46 万人， 已竣工验收使用；2007 年批复市中区饮水不安全人口 1.71 万人，已竣工验收使 用；2008 年批复市中区饮水不安全人口 1.32 万人，已竣工验收使用。 目前市中区农村通自来水的主要工程形式是联村供水，水源为地下水，井 深 150-160m，单井出水量一般在 50-60 m3/h 之间，水质符合有关饮用水标准。 供水管理运行良好，群众比较满意。由于深层地下水水质好，不经过水质化验 处理基本满足饮水卫生要求，供水前进行初步消毒处理，防止在输配水过程中 的二次污染，现行水价按 1.05 元/m 3 计。 2009 年计划新建农村供水工程情况：完成饮水安全人口数为 2.6 万人；其 中本次计划新建农村供水工程 1 处，完成饮水安全人口数为 1.3363 万人，共投 入资金 490 万元。 （四）农村饮水安全工程建设的主要经验 近几年在山东省水利厅、济宁市水利局的大力支持帮助下，在实施农村自 来水工程建设项目上，也经历了不同的过程，取得了一定的成就和基本经验。 特别是 2005 年以来农村饮水工程逐步受到各级的重视。 市中区水务局为了保证农村饮水安全工程的顺利实施，先后多次对全区农 村饮水工程的现状、存在的问题及发展思路作了客观评价分析，先后编制了 济宁市中区农村饮水安全总体规划促进了全区农村饮水工程的建设。在项 目建设中，鼓励个人捐资、集体投资兴办饮水工程，严把工程质量关，确定把 “民心工程”做好，让农民放心，建立建全各项规章制度，严格操作规程，建立 经营机制形成建设与合理协调发展，确定让农民吃上放心水。 按照山东省水利厅、济宁市水利局关于农村饮水安全规划的要求，坚持科 学规划，统一部署，加强领导，责任明确，全面落实深入实践科学发展观，切 实把党的温暖送到人民群众的心坎上，保证让群众全部吃上洁净、安全、放心 的卫生水。对发展经济和社会稳定和谐都起到了非常积极的作用，社会效益明 显。 工作实践得出：强化区镇组织领导，充分发挥公共财政资金引导作用；完 善村级“一事一议 ”制度，搞好村务公开，推进农村水利管理体制改革；规范项 目管理和资金使用，严把工程质量和施工安全，力争实现农田水利基本建设投 入、规模、管理、效益的新突破。健立健全四制：项目法人制、招标投标制、 建设监理制、施工合同制。保证三项安全：保证工程安全、资金安全、干部安 全。按照“先干后补，以补促筹，筹补结合，择优扶持”和“谁投资，谁受益， 谁所有”的原则，明确产权，落实责任主体。允许小型农村水利设施以承包、 5 租赁、拍卖等形式进行产权流转，吸引社会资金，依法自主经营。 （五）存在的主要问题 第一批农村自来水工程于 1990 年前建设，经过 20 多年的运营，由于配套 标准低、工程设施老化，急需维修改造。早期自来水使用的都是供水点，点多 面广，投入大，农民都是自已出钱搞建设，经济承受能力有限，区、镇财政紧 张，造成投入资金不足，影响项目的实施制约工程的健康发展。另外在运行管 理上工作粗放，对管理的重要性认识不足，管理人员少，技术水平低，管理不 善，运行制度不完善，不能按期回收成本，无积累资金，工程设施得不到及时 维修，降低使用寿命乃至报废。剩余村庄建设投资与供水管网的延伸投资严重 不足。 （六）项目区饮水安全基本情况 唐口镇杜屯村现有人口 2417 人，村庄占地 300 亩，位于 105 国道西侧，在 唐口镇政府驻地西北侧，该村积极响应上级号召，按新型农村社区和农村住房 建设的要求，把村庄搬迁至 105 国道西侧，按农村居民城市化住宅建设，建设 杜屯中心社区，该项目完成后社区规模为 101 栋住宅楼、3500 户、11200 人； 唐口村 618 户、2163 人，畜禽 200 头（只） 。饮水现状是群众喝水仍然使用的 手压井和安装的小型自吸泵井，水源井大多在 860m 之间，饮水水质含盐较 高，加之浅层水污染，稻区化肥、农药残留渗透，水源水质已不能满足该村居 民生活需求。 三、 设计任务及设计标准 本工程计划给杜屯中心社区以及唐口村联村供水，以后打算为唐口镇驻地、 企事业单位联网供水。 规划新建自来水工程 1 处，新打深水井 2 眼，其中一眼井作为备用井。水 源主井位于唐口镇供电站东南 150m 处，备用井位于唐口镇供电站东侧 60m 处。 供水保证率达到 97%以上，水质消毒采用二氧化氯消毒，管网布置形式为树枝 状，分为干管、支管等供水管道。 设计标准： 1）用水量标准 根据村镇供水工程技术规范 （SL310-2004）的有关要求，经综合分析本 项目区杜屯中心社区、唐口村确定用水量指标分别为 120L/人.d、60L/人.d。日 变化系数 kd 取 1.3，时变化系数 KH 取 2.2。 2）供水水质 6 生活饮用水水质要符合生活饮用水卫生标准(GB5749)的要求。 3）供水管网管材与供水压力 管材采用 PE 管材，供水压力采用 1.0MPa。 4）供水水源的保证率，本工程采用地下水，保证率达到 97%。 四、主要标准和规范 1、 农村供水工程技术要点 ； 2、 村镇供水工程技术规范 （ SL310-2004） ； 3、 生活饮用水卫生标准 （GB5749-2006） 4、 镇（乡）给水工程技术规程 （CJJ1232008） 5、 饮用水保护区污染防治管理规定 6、 机井技术规范 （SL256-2000） 7、 供水管井设计、施工及验收规范 （CJJ 10-86） 五、设计成果要求 1、工程设计方案说明书； 2、项目区总平面布置图； 3、管网平面布置图； 4、主管网水力计算图； 5、水厂平面布置图。 7 第二部分 设计指导书 一、工程水源水量、水质分析 1、需水量计算 依据村镇供水工程技术规范(SL310-2004)的有关要求，结合唐口镇实际 情况，经综合分析确定本项目区杜屯中心社区、唐口村用水量指标分别为 120L/人 .d、60L/人.d；人口自然增长率按 0.5%计；杜屯中心社区不再考虑畜禽 用水量，唐口村畜禽用水量按 30L/头.d 计算；未预见水量及管网漏失水量按最 高日生活用水量的 20%计算；日变化系数 kd 取 1.3，时变化系数 KH 取 2.2。 由于当地没有企业用水，供水规模仅考虑农村居民生活用水量、牲畜用水 量、未预见水量及管网漏失水量。本水厂为只进行消毒处理的水厂，可不计水 厂自用水。 最高日生活用水量 Q1 Q1=kdpq/1000 式中：Q 1生活最高日用水量，m 3/d； p设计人口（畜禽） ； q最高日居民生活用水定额，q =60 L/s。 kd日变化系数，取 kd =1.3 未预见水量及管网漏失水量 Q2 Q 2Q 120% (m3/d) 最高日用水量 Q3 Q3(Q 1 + Q2) (m3/d) 最高日平均时用水量 Q4 Q4= Q3/24 (m3/h) 最高日最高时用水量 Qmax Qmax=KHQ4 (m3/h) 式中 KH时变化系数，取 KH=2.2 最大设计秒流量 qmax qmax= Qmax /3.6(L/s) 2、水源水质 8 经水环境监测部门、卫生防疫部门对水质化验，市中区唐口镇杜屯水厂深 层地下水水质较好，符合生活饮用水卫生标准（GB5479-85 ）。故仅采取 消毒处理，采用二氧化氯消毒法。 3、水源工程设计 根据上述水量计算采用地下水水源可以满足工程需求，供水方式采用变频 调速直供、树枝管网布设。 该水源井为新打机井，单井设计出水量 225.01m3/h；参照附近河长口中村 2007 年 9 月 23 日水质化验报告，水质符合生活饮用水卫生标准GB5749- 2006 要求；抽水含沙量不超过 1/10000；管井结构内径不小于 300mm，深度不 小于 160m。项目区为潜水中、细砂含水层，根据已有成井资料及地质资料： 0- 25m 为加砂亚粘土，25-40m 以中、细砂为主，厚度 20m，40-55m 亚粘土、粘 土层，59-78m 为中、细砂含水层；80-115m 为中、粗沙层，115-140m 为亚粘土 层，140-160m 为中、粗沙层，160-175m 为不透水层，175-200m 为中细粗交替 沙层。地下水静水位埋深：丰水期 6m，枯水期 12m，多年平均 10.5m。根据电 测深资料 25-40m、59-83m、80-115m、140-160m、175-200m 为淡水富集区，据 本地抽水资料分析：颗粒分析 d10 为 0.05 mm, d50 为 0.01 mm, d60 为 0.15 mm, 含水层平均系数为 =0.25；抽水井径 0.4m,稳定流抽水,主井降深 8.5m,出水量 225.01m3/h。据多年动态观测，本项目区地下水资源开采量与补给量基本平衡， 抽水井静水位多年变换不大。 二、水源工程与保护区设计 1、单井出水量计算 (1) 影响半径计算 R=3000sk0.5 s井中水位与原地下水位之差 8.0m K-渗透系数，5.7910 -5m/s （2）出水量计算 采用稳定流潜水完整公式计算： 201.37lgKHSQRr 9 式中：H-无压含水层厚度，135m S-水位降深， 8m K-渗透系数，5.7910 -5 m/s R-影响半径，182.6m r-井的半径， 0.4 （3） 、水源井数量的确定 单井出水量 225m3/h,管网设计流量为 221.95m3/h,用 1 眼水源井可以满足设 计要求；根据该项目区地质资料，单井抽水影响半径为 182.3m。在水源井控制 的范围内设计水厂。 2、管井结构设计 （1） 、过滤器和井壁的确定 按机井技术规范 （SL20-2000）中下式求过滤器的外径 1QtDLvP 式中: D 过滤器外径 Qt 管井出水量(m 3/s)， L1 过滤器长度(m) ，取 20m p过滤器表面有效空隙率 取 p=50% v允许入管流速,取 v=0.010 考虑到长期运行并且配置潜水电泵，因此静管内径采取 400mm，外径则为 500mm,过滤器需要加填砾厚度 150mm，中、细砂层填砾厚度 150mm，则过滤 器外径为 800mm。 （2） 、过滤器结构设计 滤水管采用无砂混凝土井管质量符合规范要求。填砾设计：滤料规格直径 D50 按含水层颗粒直径选用，由于含水层 d60/d10=3,则 D50/ d50 选用 10(倍比 系数) 。滤料规格应为 0.5-1.5 mm，其直径 D50 为 0.110=1 mm；填砾厚度中、 细砂含水层不小于 150 mm。 （3） 、井身结构设计 由于成井深度 160m，管径较大，钻孔采用扩孔成径，同径终孔。安装井管 直径 400 mm 井管，根据已有成井资料及地质资料：0-25m 为加砂亚粘土，25- 10 40m 以中、细砂为主，厚度 15m，40-55m 亚粘土、粘土层，59-78m 为中、细 砂含水层；80-115m 为中、粗沙层，115-140m 为亚粘土层，140-160m 为中、粗 沙层，160-175m 为不透水层，因此在 080m 段采用无砂混凝土管，34m 含沙 层段无砂混凝土管井采用无砂混凝土过滤器； 80156m 段采用钢筋混凝土管， 含沙层 20m 钢筋混凝土管采用穿孔过滤器。并作井管外封闭填充粘土块；井下 底部安装 4m 沉淀管，设计井深为 160m。填砾段为含砂层段，共填砾高度 96m，按填砾体积空间计算，需要滤料 19.78m3。井管连接使用沥青黏结，并缠 一层沥青布条，外绑竹片；采用钢丝绳托盘下管。井口应高出地面 0.5m，并加 盖；井口周围应设不透水的散水坡，宽度宜为 1.5m，在透水土壤中散水坡下面 填厚度不小 1.5m 的粘土层。 成井材料： 400 mm 无砂混凝土 80m 400 mm 钢筋混凝土管 76m 下管托盘 500500 mm 1 副 竹片 136m 镀锌铁丝 8 号 50 12 号 40 沥青 30 滤料 19.78m3 3、水源保护区 饮用水水源保护是维持农村供水工程正常运行的基础。本次供水工程以深 层地下水为供水水源，根据农村供水工程水源井周围按照饮用水保护区污染 防治管理规定设置二级保护。一级保护区位于水源井周围，即以水源井中心 向外 30m 的范围为水源保护区，禁止建设与取水设施无关的建筑物，禁止倾倒、 堆放垃圾和其他有害废弃物。保护区周边设立保护标志，建水源保护地栅栏。 二级保护区位于一级保护区周围，即以水源井中心向外 200m 的范围为二级保 护区，保证集水有一定滞后时间，以防止一般病源菌的污染，保护区内禁止建 设化工、电镀、皮革、造纸、印染等污染企业，禁止利用未经净化的污水灌溉 农田。同时还要采取以下措施：一是加大宣传力度。对于水源地范围内的群众， 要积极进行国家有关法规的宣传教育，增强环保意识，使水源地从源头上得到 11 保护；二是要利用供水管理办公室设置的水质检测中心站，定期进行水质化验， 确保供水质量符合要求。 三、水厂布置 根据工程规划方案，新建水厂并安装管理及监测系统，对整个工程进行管 理控制，水源地新建深井泵房。 1、水厂主体布置 水 厂 分 四 部 分 ， 一 是 发 电 机 房 、 变 压 器 房 、 加 氯 间 ， 二 是 蓄 水 池 ， 三 是 二 级 水 泵 室 ， 四 是 办 公 楼 、 中 央 控 制 室 等 附 属 建 筑 物 。 本 着 节 约 用 地 的 原 则 ， 在 满 足 功 能 的 情 况 下 ， 布 置 上 尽 量 紧 凑 。 水 厂 东 西 长 47m， 南 北 宽 46m， 面 积 2162m2。 水 厂 周 围 设 置 围 墙 ， 高 度 为 2.5m。 2、水源地深井泵房、变压器房 水源地深井位于唐口镇变电所附近，距水厂约 1.5km，备用井距主井约 300m。主井及备用井各设置一间深井泵房、主井处设一间 变压器房；房屋采用 地面式砖混结构，建筑面积共 60m2。基础采用 M5.0 浆砌石，墙体采用 M5.0 浆砌砖，地面采用素土夯实、C10 砼 24 厚、水泥砂浆找平 20 厚；屋顶盖 C20 现浇，找平抹光，再铺三毡四油防水层。 在井房内，潜水泵安装深度为 60 m。机井泵管采用管径为 DN180 的铸铁 管，首部枢纽设 DN180 闸阀 1 个，DN180 水表 1 只，DN180 逆止阀 1 个。 3、加氯间 加氯间内设一台 HT908-50 二氧化氯发生器，产生的气体换气通风孔排出。 南北方向 4 m，东西方向 5m，建筑面积 20m2。 4、二级泵房 建筑面积 61.9m2。布置 4 台离心泵，其中 1 台备用。 管路及其附件的布置 和敷设应当保证使用和修理上的便利。根据泵站设计规范，相邻机组间间 距不小于 1.82.0m，管道外壁相距 0.5m 以上，以便维修人员能拆装接头和配件。 泵房内布置配电柜及控制柜，可控制水泵运行状况。泵站管道上安装压力表、 超声波流量计、阀门等设备，之后与供水主管道相接。 4、变压器、发电机室设计 变压器、发电机室采用砖混结构，共的面积 42m2。 设置变压器 1 台，由 12 电缆沟与值班室的配电柜连接。 5、蓄水池设计 调蓄水池容积设计按最高日用水量计算确定。根据供水设计规范（蓄水池 容积取最高日用水量 20）蓄水池容积应为 403 m3。考虑到长远需求，蓄水池 设计容积取 600m3。 。其确定尺寸如下，清水池正常水深取 3.3m，超高 0.2 m， 总深 3.5m。长 13.4m、宽 13.4m。 蓄水池为半地下式，池顶上设透气孔、进人孔和水位仪传感器。顶部覆土 保温 0.5m，上部草皮绿化。采用现浇钢筋混凝土结构。 顶板结构型式为无梁盖 板，内部为柱式支撑。在池内设 2 道导流墙。蓄水池池顶覆土厚 0.5m, 池底底 板厚 0.2m，底板材料为 C25, 抗渗强度等级为 S6, 抗冻等级为 F150, 底板下 C10 砼垫层 0.1m，水池外壁、内壁和顶面，用 1：2 防水水泥砂浆抹面，厚 20mm。 基础为厚 0.1m 的灰土垫层。水池顶板底面、支柱和导流墙等表面，可用 1：2 水泥砂浆抹面，厚 15mm。 结构配筋套用矩形钢筋混凝土蓄水池 （国家建筑标准设计图集 05S804） 。 6、办公楼设计 为 满 足 管 理 要 求 ， 办 公 楼 设 计 为 上 下 两 层 ， 建 筑 面 积 486m2。 分 别 为 水 厂 办 公 室 及 会 议 室 ， 中 控 室 ， 内 设 监 控 设 备 。 为 砖 混 结 构 ， 使 用 年 限 50 年 ， 抗 震 烈 度 6 度 。 采 用 240 厚 实 心 粘 土 砖 做 外 墙 材 料 。 7、厂区绿化设计 厂区绿化采用点、线、面相结合的原则，沿道两侧植树，绿化中种植少量 观赏树木，其它以花草为基调，使整个厂区绿地简洁明快。蓄水池池顶覆土植 草皮，局部设绿化景观区。水厂绿化面积占总面积的 30%以上。 水厂内道路：主要车行道的宽度，设计为 6m，车行道转弯半径不小于 3m。路面为 20cm 石灰土+20cm 厚二灰碎石+10cm 沥青砼基层。 四、输配水管网设计 1、配水主管网布局 输水管道选择最短线路，并考虑供水安全、施工方便、占地少、土石方量 小、造价经济等因素；尽可能符合现状及规划道路敷设，以利施工与维修；尽 13 量少与公路、河流交叉。 配水管网布置根据用水要求遍布整个供水区，保证用户有足够的水量和水 压；力求沿最短距离敷设管线供水到用户；按乡村规划要求，留出发展余地； 干管沿主街道布置，力求在规划路面以外。 输配水管网和村级管网均采用树枝状布置，沿乡镇及村级规划道路埋设。 管道的管顶覆土厚度不小于 1.0m，管道应埋设在原状土或夯实土层上，管道周 围 200mm 范围内应用细土回填；回填土的压实系数不应小于 50%。给水管道 与建筑物基础的水平净距宜大于 1.0m；与围墙基础的水平净距宜大于 1.0m；与 电力电缆、通信及照明线杆的水平净距宜大于 1.0m，与高压电线杆支座的水平 净距宜大于 2.0 米。 根据平面布置图，配水主管网各段长度如；下： 二级泵房出来主管段采用长度为 20m 的 PE 管；接主管段至杜屯社区接口 处采用长度 520m 的 PE 管；接主管段至预留大唐商城接口处采用 (此段主要考 虑以后对大唐商城供水)，长度 950m 的 PE 管；接预留大唐商城接口处至唐口 村采用，长度 1150m 的 PE 管。 引水管网各段长度如下： 备用深井泵房出来 DN300 钢管 10m 处接 PE 管， PE 管长 290m 处与主井泵 房出来的 PE 管共用一主引水管道 DN355 至水厂。引水主管道长度为 1500m。 2、配水管网水力计算 1）计算说明 确定计算的基本参数 根据管网的总体布局，确定出采用的管材类型，管材外径及壁厚、管材的 价格等参数，管材外径按由小到大的顺序排列。 确定主管网到村头控制点的水头 为确保各项目村供水压力符合要求，根据村镇供水工程技术规范的有 关规定，用户节点处的最小服务水头单层为 10m，二层为 12m，二层以上每增 加一层其服务水头增加 4m。本次设计主管网到杜屯中心社区、唐口村头控制点 的水头均按 60m 计算。 节点流量计算 在输配水管网水力计算中，将每个村庄概化为一个节点，按供水人口计算 14 最高日最高时用水量即为节点集中出流量。 管段流量的计算 在树枝状管网中，每一管段的流量等于其下游各节点流量之和。 节点自由水头的计算 水压标高（同节点）自由水头+地形标高； 上游节点水压标高本节点水压标高+本节点至上游节点间水头损失；上游 节点自由水头上游节点水压标高上游节点地形标高。 、管网管径和水头损失计算 按经济流速计算管径： 各管段的管径按公式 D= 计算vq4 D-管段直径(mm) q-管段流量（m 3/h） v-管中流速（m/s） 。 经济流速取值：V=0.61.5m/s（D=100400mm） 管网水头损失计算公式 沿程水头损失，可按下式计算： fhiL 式中： 沿程水头损失，m；f L计算管段的长度， m； i单位管长水头损失， PVC-U、PE 等硬塑料管的 单位管长水头损失，可按下式计算： 4 1.74.i=0.95Q /d 式中 Q管段流量，m 3/s； d管道内径，m 局部水头损失（h j） 为简化计算，局部水头损失可按沿程水头损失的 10计算。 2）计算步骤： 绘制管网平面布置图， 在图上标明节点和节点处地面标高及每段管道 15 的长度 （米） ； 确定每个节点对水压的要求； 确定每个节点上的集中最高用水量（升/秒）,并标在管网平面图上； 确定每个节点上用水人口， 并按上述表达式计算节点人口最高用水量 （升/ 秒） ； 按人口最高用水量为节点用水量和 “节点水量流进等于流出” 的原则逐 段确定管材、 管径和沿程水头损失，并标注在图上； 从最远节点开始逐节点累加用水量和计算总水头损失； 统计管材用量。 3、水泵选型 (1)、井泵选型 本水厂的最高日最高时用水量 227.24m3/h。根据设计流量，考虑经济适用 的需要，选用水泵流量为 250m3/h，设计 1 台水泵运行。泵型采用多级潜水泵。 配全自动控制箱。 水源井至蓄水池管道水头损失：a、水源井至泵房水头损失，b、泵房至水 厂消毒间水头损失。 a、水源井至泵房水头损失 沿程水头损失 h1= iL 式中 管道沿程水头损失，m；f i=0.00107v 2/d 1.3 v管内流速， 2.0m/s； d管道内径，0.18m； L管道长度， 60m； 计算得 h1=2.39m，局部水头损失取沿程水头损失的 10%计算，水源井至泵 房水头损失为 2.62m。 b、泵房至水厂消毒间水头损失 沿程水头损失，可按下式计算： fhiL 式中 沿程水头损失，m；f 16 L计算管段的长度， m； i单位管长水头损失， PVC-U、PE 等硬塑料管的 单位管长水头损失，可按下式计算： 4 1.74.i=0.95Q /d 式中 Q管段流量，m 3/s； d管道内径，m； 计算得 hf=2.84m，局部水头损失取 沿程水头损失的 10%计算，泵房至水厂 消毒间水头为 3.12m。 根据多年资料，该水源地长年动水位 15m，此外还应考虑增加一定的安全 水头 2m，水泵总扬程为 79.84m。 泵选用型号为：300QJ200-80/4 水泵工作参数： 扬程 H：80m 流量 Q：200m 3/h 电机功率：75kw (2)、二级泵站水泵选型 二级水泵负责从清水池向输配水管网中送水，采用离心泵。最大供水量按 最高日最高时用水量考虑。 水泵吸水管水头损失 hf= iL 式中 管道沿程水头损失，m；fh i=0.00107v 2/d 1.3 v管内流速，2.0m/s； d管道内径，0.15m； L管道长度，8.5m； 计算得 h1= 1.5m，局部水头损失取沿程水头损失的 10%计算，清水池至二 级泵房管道水头损失为 1.65m。 根据管网水力图，推出最不利点的输水管网总压力水头为 75.83m，清水池 动水位 3.0m。二级泵站扬程为 78.83m。选择 4 台 KQL 100/250-37/2 型立式离 心泵，扬程 85m，其中 1 台备用。配套电机功率 37KW。 17 五、水质处理与消毒及检测 1、水质处理与消毒 根据鱼台县地下水资源调查与开发利用规划报告，此处地下水水质良好， 水源地深层岩溶水水质符合生活饮用水卫生标准 （GB5749 ）的要求。所以 只需进行消毒处理。 二氧化氯消毒剂在目前农村的中小型水厂应用广泛。二氧化氯是一种强氧 化剂，其有效氯是氯气的 2.6 倍，可以与多种无机离子和有机物发生作用，因 此，二氧化氯在消毒的同时，还可以去除水中的多种有机物，其效果基本不受 pH 值的影响。 关于亚氯酸盐含量，美国标准为 0.8mg/l，卫生组织标准为 0.2mg/l，我国目 前规定亚氯酸盐含量不得高于 0.8mg/l。为此，二氧化氯作消毒剂时，应尽量减 少其投加量，不要大于 1mg/l，尽量减少二氧化氯的残余量，不要使二氧化氯暴 露在阳光下而分解。 二氧化氯具有光谱、高效、快速的消毒效果，其杀菌是现有氯系消毒剂的 3-5 倍，二氧化氯安全、无毒、对人体无副作用，处理过的水中无三氯甲烷等致 癌物产生，是目前国际上公认的液氯、漂白粉剂和次氯酸钠等氯系消毒剂最理 想的替代产品。本设计选用 SFZ-500 全自动二氧化氯发生器，有效氯产量 500g/h，消毒能力 250-500t/h，加氯量用下式计算： Q=0.001a*Q1 （ kg/h） 式 中 ： a-最 大 投 氯 量 （ mg/l） Q1需 消 毒 的 水 量 （ m3/h） 采用二氧化氯消毒时，出厂水二氧化氯余量不低于 0.2mg/l，管网末端水二 氧化氯余量不低于 0.02mg/l，亚氯酸盐含量低于 0.8mg/l。根据村镇供水工程 技术规范 ，一般地下水二氧化氯投加量为 0.5mg/l。 消毒是采用物理、化学或生物方法消灭病原体的过程，本项工程消毒的具 体要求如下： （1）消毒剂在入清水池前投加，消毒剂投加点设在水池的进水管处。 （2）水和消毒剂接触时间一般在 30min 以上，且保持在二氧化氯余量不低于 0.2mg/l。 18 （3）消毒剂的最大投加量根据原水水质，管网长度和相似条件下运行经验确 定为 0.5mg/l，确保水中残留量和有害副产物余量控制在允许范围内。 （4）消毒剂投加，采用自动控制投加系统。 （5）二氧化氯由二氧化氯发生器现场制取。 （6）使用二氧化氯若空气中其含量超过 10%，遇电火化、阳光直射，加热至 60以上有爆炸危险，因此，应避免高温、明火。 发生器要选用在安全性好，在水量、水压不足、断电时能自动关机的安全保 护措施。严格按工艺要求操作，不能片面加快进料，提高温度。 2、水质检测 常 规 水 质 化 验 项 目 检 测 ， 一 般 有 理 性 检 验 、 毒 物 检 验 、 简 易 水 质 化 验 等 。 具 体 有 以 下 规 定 ： （1）应根据工程具体情况建立水质检验制度，配备检验人员和检验设备， 对原水、出厂水和管网末梢水进行水质检验。 （2）水质检验项目和频率根据原水水质、供水规模确定，并依据规范规定 的检测项目及最低检验频率执行。 （3）原水采样点布置在取水口附近；管网末梢水采样点设在水质不利的管 网末梢，不少于 2 个采样点。 （4） 水样采集、保存和水质检验方法按生活饮用水标准检验法 (GB5750)的规定执行。 六、信息化管理系统设计 1、一级提水系统控制 一级提水控制系统采用软启动控制方式控制 1 台深井泵，水泵的开启根据 水池水位控制。 2、二级供水系统控制 采用具有软启动控制功能的 LP9 变频控制系统一套控制 4 台离心泵。在主 管道安装超声波流量计、余氯在线检测仪和压力采集模块。 3、数据采集终端 在各村供水终端设置机箱柜，安装 PLC 数据采集模块、GPRS 通讯模块、 在线余氯检测仪、流量传感器、压力传感器及相应的管件将采集的数据传输至 19 水厂控制室。 4、中央控制系统 在水厂设置中央控制系统，安装在中央控制室内，以满足监测、控制的需 要。 七、主要配套建筑物设计 1、阀门井设计 本工程在主管网干管与支管连接处及管网穿越河道处和村头设置阀门井，共 设 11 个阀门井。阀门井井深 0.88m，半径 0.7m、井壁用 M5.0 浆砌砖厚 24cm，内表面采用水泥砂浆抹面，池顶预埋地螺丝，以便安装池盖。 2、水表井设计 各 水 厂 的 主 管 网 在 村 头 处 设 置 分 水 表 井 ， 用 于 控 制 和 计 量 ， 共 设 置 分 水 表 井 4 个 。 水 表 井 井 深 0.6m， 长 度 和 宽 度 为 2.04m1.45m， 井 壁 用 M5.0 浆 砌 砖 厚 24cm， 池 顶 预 埋 地 螺 丝 ， 以 便 安 装 铁 板 池 盖 。 3 、 排 气 阀 和 泄 水 阀 在 输 水 管 道 和 配 水 管 网 隆 起 点 和 平 直 管 段 的 适 当 位 置 上 ， 每 隔 1km 左 右 ， 应 设 置 排 气 阀 ， 以 便 在 管 线 投 产 时 和 检 修 通 水 时 ， 放 出 管 内 空 气 。 排 气 阀 阀 体 应 垂 直 安 装 在 管 线 上 。 共 设 置 排 气 阀 井 5 个 。 为 满 足 管 道 检 修 时 防 空 管 道 内 的 存 水 ， 排 泥 以 及 管 道 冲 洗 的 需 要 ， 在 管 线 的 低 处 应 设 置 泄 水 阀 。 共 设 置 泄 水 阀 井 5 个 。 八、电气工程设计 1、供电负荷 本水厂以生活用水为主，主要用电负荷有：泵站、化验室，装机负荷 60KW；管理房及其它照明、维修等用电，负荷性质均为二类工业用电。 2、供电电源 本水厂从附近变电站架一条线路，至水厂配电室。 3、电气主接线 至水厂的 10KV 电源采用单母线运行，低压采用单母线运行。 4、变压器容量的选择 考虑经济运行，选用 100KVA 变压器一台。 20 5、无功补偿选择 无功补偿采用低压集中补偿，补偿后功率因数由 0.7 补偿至 0.95 以上。 6、主要设备选型 配电室：选择干式变压器 1 台，型号为 S910010/0.4，无功补偿柜 1 台。 二级泵房：低压控制柜三台，无功功率补偿柜 GGJ1-01 一台一字排在配电室 内，控制柜上设有当地及远程启动、停止开关，可分别就地操作和值班室操作， 进行泵及电动阀门的控制。 九、施工组织设计 1、 施 工 条 件 该 地 区 供 水 、 供 电 比 较 方 便 ， 施 工 排 水 通 畅 ， 临 时 房 屋 以 及 施 工 占 地 协 调 解 决 ， 便 利 工 程 的 施 工 。 工 程 首 先 进 行 水 源 井 确 定 ， 然 后 进 行 清 水 池 建 设 、 管 道 的 铺 设 安 装 和 机 电 设 备 的 安 装 工 作 。 在 工 程 施 工 过 程 中 ， 水 利 部 门 负 责 工 程 的 技 术 工 作 和 质 量 监 督 ， 唐 口 镇 负 责 协 调 工 作 ， 村 里 负 责 管 道 沟 开 挖 和 回 填 工 作 ， 各 负 其 责 ， 保 障 工 程 顺 利 实 施 。 2、 主 要 施 工 方 法 本 工 程 由 净 水 厂 工 程 、 管 网 延 伸 工 程 、 水 源 井 工 程 及 主 管 道 联 网 工 程 等 组 成 。 包 括 凿 井 工 程 、 土 方 工 程 、 混 凝 土 及 钢 筋 混 凝 土 工 程 、 管 道 埋 设 工 程 及 机 电 设 备 与 安 装 工 程 等 内 容 。 其 主 要 施 工 方 法 如 下 ： 1、 土 方 工 程 房 屋 建 筑 及 阀 门 井 等 工 程 土 方 开 挖 采 用 挖 掘 机 和 人 工 开 挖 ， 土 方 回 填 采 用 人 工 回 填 ， 蛙 式 打 夯 机 夯 实 的 施 工 方 法 。 2、 混 凝 土 及 钢 筋 混 凝 土 工 程 采 用 滚 筒 式 混 凝 土 拌 和 机 拌 和 ， 机 动 反 斗 车 运 输 ， 人 工 入 仓 ， 插 入 式 振 捣 器 振 捣 的 方 法 施 工 。 砼 由 布 置 在 基 坑 附 近 的 砼 拌 和 站 或 砼 搅 拌 机 集 中 拌 制 ， 浇 筑 量 较 大 的 部 位 ， 选 用 砼 拌 和 站 加 工 ， 砼 输 送 泵 运 输 入 仓 ， 其 它 采 用 1 2 台 0.25 0.8m3 砼 搅 拌 机 拌 制 ， 动 力 翻 斗 车 或 手 推 车 运 输 ， 地 面 以 下 部 位 的 砼 浇 筑 通 过 脚 手 架 平 台 进 料 ， 溜 槽 或 溜 筒 输 送 入 仓 ； 地 面 以 上 部 位 砼 浇 筑 采 用 手 推 车 通 过 龙 门 架 或 脚 手 架 提 升 运 料 至 施 工 操 作 平 台 ， 直 接 或 经 溜 桶 、 溜 筒 倒 运 21 入 仓 。 砼 根 据 结 构 缝 和 结 构 形 状 分 块 浇 筑 ， 每 块 施 工 时 连 续 作 业 ， 以 防 产 生 冷 缝 ， 新 老 砼 接 触 面 处 的 施 工 缝 需 进 行 人 工 凿 毛 。 3、 管 道 埋 设 由 专 业 队 利 用 挖 掘 机 进 行 开 挖 ， 人 工 铺 管 、 人 工 埋 设 的 施 工 方 法 。 管 道 工 程 主 要 包 括 输 水 管 道 的 采 购 和 安 装 工 作 ， 以 及 入 户 管 道 工 程 的 安 装 ， 管 材 采 用 0.6Mpa 以 上 聚 乙 烯 PE 管 ， 质 量 应 符 合 农 村 生 活 饮 用 水 卫 生 安 全 标 准 。 安 装 工 程 由 具 有 相 应 资 质 的 专 业 队 伍 进 行 施 工 。 项 目 工 程 所 在 的 村 负 责 本 村 的 土 方 工 程 ， 包 括 村 内 管 道 沟 及 入 户 管 道 的 开 挖 和 回 填 工 程 ， 管 道 沟 的 尺 寸 ： 主 管 道 沟 宽 度 不 小 于 70 厘 米 ， 深 不 小 于 100 厘 米 ， 支 管 道 和 入 户 管 道 沟 深 不 小 于 60 厘 米 ， 做 到 防 冻 、 防 晒 、 防 碾 压 。 为 工 程 运 行 使 用 提 供 保 证 。 4、 水 源 井 工 程 农 村 饮 水 安 全 工 程 建 设 应 首 先 进 行 水 源 井 勘 测 定 位 水 源 井 施 工 需 具 有 凿 井 技 术 资 质 的 专 业 队 进 行 施 工 ， 通 过 测 量 确 定 工 程 水 源 地 点 ， 然 后 打 井 。 确 保 群 众 在 水 质 、 水 量 上 满 足 农 村 饮 水 安 全 要 求 。 泵 房 及 管 道 工 程 由 具 有 资 质 的 建 筑 队 伍 进 行 施 工 。 钻 井 经 监 理 验 收 后 方 可 下 井 管 ， 检 查 井