王家山农村饮水安全供水工程第三版

1 综合说明 1.1 项目编制背景和依据 1.1.1 项目背景 项目区位于平川区北部的王家山镇，距离平川区 23km，王家山镇是 平川区的一个建制镇，成立于 1993 年 7 月，总面积为 235km2。项目区气 候干燥，风多雨少，植被稀疏，水土流失严重，水资源贫乏，区内无常流 地表水，大气降水是该地区地下水的主要补给来源。项目区目前大部分群 众饮用灌区农灌黄河水，其水质污染严重，水质差，对群众健康危害大； 少部分人饮用浅层地下水，浅层地下水受灌溉回归水的影响，水质也逐年 变差，不符合国家生活饮用水水质标准 （GB5749-2006）的标准，人畜 饮水矛盾日益突出。根据平川区农村饮水现状调查评估报告结果，项 目区现状总人口为 6214 人，其中饮水不安全人口为 4743 人，占项目区总 人口的 76%，安全人口为 1471 人。 随着社会经济发展和社会主义新农村的建设，解决农村人畜饮水问题 已摆在各级政府的面前。王家山农村饮水安全工程已提到了当地政府的重 要议事日程，近年来，当地群众以各种方式表达了对工程建设的渴望和要 求。受平川区水务局的委托，我院与 2010 年 1 月组织技术力量，对该区 域的水源进行了调查，对工程的管线进行了测量，对天然建筑材料进行了 调查和评定，在现场勘测以及资料收集的基础上编制完成了平川区王家 山农村饮水安全供水工程初步设计报告 。 1.1.2 本设计依据文件、资料： （1） 平川区农村饮水现状调查评估报告 （平川区水务局 2005.02） ； （2） 甘肃省农村饮水安全工程项目建设管理办法 ； （3） 甘肃省农村饮水安全工程建设与管理技术文本 ； （4）工程设计合同； 2 （5）工程外业测量资料及当地提供的与设计项目有关的统计资料等。 1.1.3 采用的有关规范、规程主要有： （1） 村镇供水工程技术规范 （SL310-2004） ； （2） 生活饮用水卫生标准 （GB5749-2006） ； （3） 生活饮用水水源水质标准 （CJ3020） ； （4） 水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL252） ； （5） 建筑物抗震设计规范 （GB50011） ； （6） 给水排水工程管道结构设计规范 （GB50332） ； （7） 室外给水设计规范 （GB50013-2006） ； （8） 泵站设计规范 （GB/T50265-97） ； （9） 埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程 （CECS17-2000） ； 1.2 项目区地理位置及经济社会概况 项目区位于平川区王家山镇，距离平川区 23km，王家山镇是平川区 的一个建制镇，成立于 1993 年 7 月。属于腾格里沙漠的边缘地带，地处 东径 1043710452，北纬 36153659，东与靖远县东升乡接 壤，西与水泉镇相连，南接宝积镇，北与靖远北滩乡相邻，总面积为 235 km2。 项目区王家山镇共管辖 4 个行政村，20 个自然村，1245 户，现状总 人口 6214 人，区内中、小学共 7 所。饲养大家畜 3755 头，猪 6000 头， 羊 1.4 万只，鸡存栏超过 12 万只。总耕地面积 1.98 万亩，人均耕地 2.8 亩， 其中水地 0.31 万亩，砂地 0.49 万亩，沟坝地 1.17 万亩。粮食生产主要以 小麦、地膜玉米和地膜洋芋为主，经济作物主要以种植大田晚熟西瓜为主， 大 田 晚 熟 西 瓜 是 该 镇 的 特 色 产 业 ， 年 产 量 达 700 万 kg， 经 济 收 入 达 到 200 万 余 元 ， 大 部 分 销 往 宁 夏 、 内 蒙 等 地 。 境内有丰富的砂金、石灰石、陶土、煤炭等矿产资源，有年产 200 万 3 吨的靖煤公司王家山煤矿。交通便利，国道 109 线横穿全境 20 多 km。兴 电工程主干从境内通过，发展水浇地的水资源便利。项目区近几年养殖业、 运输业有了很大的发展，为当地居民的创收开辟了新道路。2009 年全镇农 民人均纯收入达到 2718 元。 1.3 项目区工程地质与水文地质 工程区地貌上属陇西黄土高原中低山丘陵区，工程区海拔高程约 17601885m，区内相对高差约 50100m 左右，最大高差约 120m 左右。 从微观地貌上看，王家山镇以南为山前洪积平原地带，以北为低山丘陵区。 供水管线从以上两种地貌形态上经过。与本工程有关的地层主要为第四系 地层，本区分布广泛，成因较复杂，第四系地层(Q)由上更新统以来各类成 因的松散堆积物组成，广泛分布于沙河沟道及两侧阶地及山体坡角地带， 厚度变化较大。 工程区内地表水资源缺乏，无常年性地表径流。第四系黄土孔隙潜水 主要在黄土层的底部，埋深大，含水层薄，水量极小，迳流循环缓慢的特 点，该类地下水受大气降水补给，向下伏地层排泄转化为基岩裂隙水或在 冲沟中以泉水形式排出。对本工程没有影响。 1.4 项目区实施范围及饮水不安全类型 项目供水区域为条带状，东西长约 16km，南北宽约 13km，受益面积 208km2，涉及到王家山镇的 4 个行政村、20 个自然村，1245 户，现状总 人口 6214 人。饮水不安全人口为 4743 人，饮水不安全类型为苦咸水和未 经处理的类及超类地表水，有 1471 人为饮水基本安全人口，是在 2000 年的农村人饮解困工程中解决的。 1.5 工程措施、建设内容及工程量 本工程拟采用靖远县新堡子川水厂作为供水水源，从水厂配水泵房经 过加压后供入管网，干管中途设加压泵站和高位调节蓄水池，供水入户。 根据项目区人口居住情况，供水区域共设输水管 1 条，配水干管 2 条， 4 配水支管 20 条。工程设计供水规模 348m3/d。 工程主要建设内容：在靖远县兴堡子川水厂配水泵站内增设水泵 2 台 套，一用一备，水厂内增设水泵进出水管道 100m，检查井 2 座；配水工 程设配水管网，配水管网总长度 105.248km。设输水干管 1 条，长 11.776km，配水干管 2 条，总长度为 14.32 km，配水支管 20 条，总长度 23.127 km，分支管总长度 37.35km。入户管总长度 18.675 km。 设各种阀井 212 座。 设中途加压泵站 2 座，其中新建泵房 1 座，利用泵房 1 座；配套机组 6 台套，泵站前池 2 座，均为 50m3。 管网调节蓄水池共 1 座，总容积 100m3。 主要工程量：土石方挖填 15.48 万 m3，现浇砼 464.88m3，主要材料总 用量：水泥为 147.48t，钢材 13.02t，砂子 248.99m3，石子 459.67m3， PE 管 14.38t，UPVC 管 47.26t，需总劳力 1.8 万个工日。 1.6 投资概算 工程总投资 411.58 万元，其中建筑工程 327.82 万元，设备安装工程 44.27 万元，金属结构设备及安装工程 1.4 万元，临时工程 5.26 万元，其 他费用 20.83 万元，预备费 11.99 万元。 其中申请中央国债专项资金 272.17 万元，占总投资的 66.12%，省、 市配套 68.35 万元，占总投资的 16.60%，地方配套 71.06 万元，占总投资 的 17.28%。 1.7 建设管理及运营管理 工程建设严格按照国家、省上制定的农村饮水项目建设管理办法 、 甘肃省农村饮水建设管理实施细则和白银市村镇供水工程管理办法 的规定、要求进行，成立平川区王家山农村饮水安全工程指挥部，将项目 建设与管理的各个环节逐一落实工作责任，加强领导，科学管理，认真组 织实施，确保目标任务全面完成。平川区成立了由分管区长任组长，水利、 5 计划、财政、扶贫、卫生等部门负责人为成员的饮水安全工程规划与建设 领导小组，市政府与平川区政府、市水利局与平川区水务局签定目标管理 责任书，形成了责任明确，各尽其职的工作机制。在工程建设中严格建设 程序，全面实行项目法人责任制，招标投标制、建设监理制、项目法人负 责制。 工程建成后成立平川区王家山农村饮水安全工程管理站，进行资产管 理，实行有偿供水，计量收费，以水养水，独立经营，自负盈亏的法人负 责制，采用专业管理和群众管理相结合的形式进行管理。 1.8 经济评价 经财务分析计算，单位制水成本 3.82 元/t，运营水价 1.71 元/ t，依 据国民经济评价规范有关规定，通过计算运行费用和效益，分析国民经 济评价主要指标，项目经济效益费用比 1.21，大于 1；经济内部收益率 11.14%，大于社会折现率 8%，经济净现值为 67.62 万元，大于零；静态 投资回收年限 9.64 年（含建设期 2 年） ，各项指标均满足规范要求，本 项目国民经济评价合理。 1.9 工程特性表 工程特性见表 1-1。 6 工程特性表 表 1-1 序 号 项 目 单 位 指 标 备 注 一 工程规划 1 供水水源 水 厂 净 化 水 2 设计供水保证率 % 95 3 设计年限 年 15 4 解决现状人口 人 6214 5 设计人口 人 6879 6 工程设计供水规模 m3/d 348 7 人口综合用水量 L/(d.人) 50.60 8 年平均总供水量 万 m3 9.77 二 工程设计： 1 工程等级 型 型 2 中途加压泵房 座/m 2 2/59.92 原来 1 座，新建 1 座（59.92 m2） 3 总装机容量 kw 91 三 管网 1 配水管网总长度 km 105.248 2 输水干管 条/km 1/11.776 3 配水干管 条/km 2/14.32 4 支管 条/km 20/23.127 5 分支管 km 37.35 6 入户管 km 18.675 7 管网阀门井 座 212 8 管网调节蓄水池 座/m 3 1/100 7 9 泵站前池 座/m 3 2/100 10 10kv 输电线路 km 0.5 8 工程特性表 续表 1-1 序 号 项 目 单 位 指 标 备 注 四 主要工程量及材料： 1 土石方 万 m3 15.48 2 砼及钢筋砼 m3 464.88 3 水泥 t 147.48 4 钢材 t 13.02 5 石子 m3 459.67 6 砂子 m3 248.99 7 Upvc 管/PE 管 t 47.26/14.38 五 施工组织 1 总工期 月 10 2 总工日 万工日 1.8 3 工程投资 万元 411.58 六 经济效益分析 1 单位制水成本 元 /m3 3.82 2 运营水价 元 /m3 1.71 3 经济效益费用比 1.21 4 经济内部收益率 % 11.14 5 经济净现值 万元 67.62 6 投资回收年限 年 9.64 9 2 项目区的基本情况 2.1 项目区概况 （1）自然概况 项目区位于平川区北部的王家山镇，距离平川区 23km，王家山镇是 平川区的一个建制镇，成立于 1993 年 7 月。属于腾格里沙漠的边缘地带， 地处东径 1043710452，北纬 36153659，东与靖远县东升 乡接壤，西与水泉镇相连，南接宝积乡，北与靖远北滩乡相邻，总面积为 235km2。项目区地形高差较大，梁峁丘陵交错，沟壑纵横遍布的地形地貌， 平均海拔 1800m。 （2）气象条件 项目区地处甘肃省中部干旱区，没有实测气象资料，根据项目区所在 平川区气象资料，其气候特点是降雨量少蒸发量大，干旱多风沙，土壤干 燥，植被稀疏，气温日差大，无霜期较长。年平均气温 8.8，极端最低 气温发生在 1 月为-23.8，极端最高气温发生在 7 月为 37.4。年平均降 水量 240mm，年平均蒸发量 1657 mm，全年日照时数 2689h，春季多风,平 均风速 1.2m/s，最大风速 21m/s，风向多西北风，一般风力 56 级，最大 风力可达 8 级。最大冻土深度 110cm，属典型干旱山区。 （3）水文 本地区由于年降水量不大，且 65的降水量集中在 7、8、9 三个月， 形成洪流的流量较小，且为季节性洪流。境内的地表水主要是兴电工程提 取的农灌黄河水，灌区从平川区水泉镇黄湾村黄河右岸提水，总干设 8 级 泵站，提高高度 407.2m，设计流量 9.6m3/s，取水许可量为 12000 万 m3/年。 第四系黄土孔隙潜水主要在黄土层的底部，埋深大，含水层薄，水量极小， 迳流循环缓慢的特点，该类地下水受大气降水补给，向下伏地层排泄转化 为基岩裂隙水或在冲沟中以泉水形式排出。对本工程没有影响。 10 （4）洪水 项目区内有多条沟道，常年没有径流，只有在雨季出现季节性洪水。 根据调查分析，项目区内沟道流域面积小，降雨量少，暴雨强度小，降雨 历时短，而且下垫面以黄土层为主，降雨损失以填洼和渗漏为主，对径流 的形成有一定的影响，且产流模式为超渗产流，汇流历时较长，出现较大 洪水的频率低，洪峰流量小，对沟道没有较大的冲刷，所以沟道发育成熟。 对本工程没有较大影响。 （5）项目区社会经济情况 项目区王家山镇共管辖 4 个行政村，20 个自然村，1245 户，现状总 人口 6214 人，区内中、小学共 7 所。饲养大家畜 3755 头，猪 6000 头， 羊 1.4 万只，鸡存栏超过 12 万只。总耕地面积 1.98 万亩，人均耕地 2.8 亩， 其中水地 0.31 万亩，砂地 0.49 万亩，沟坝地 1.17 万亩。辖区内煤 炭 资 源 丰 富 ， 分 布 整 个 境 内 ， 总 量 40.2 亿 t， 还 有 陶 土 、 石 灰 石 、 烧 胀 粘 土 等 多 种 矿 产 资 源 。 粮食生产主要以小麦、地膜玉米和地膜洋芋为主，经济 作物主要以种植大田晚熟西瓜为主，大 田 晚 熟 西 瓜 是 该 镇 的 特 色 产 业 ， 年 产 量 达 700 万 kg， 经 济 收 入 达 到 200 万 余 元 ， 大 部 分 销 往 宁 夏 、 内 蒙 等 地 。 境内有丰富的砂金、石灰石、陶土、煤炭等矿产资源，有年产 200 万吨的靖煤公司王家山煤矿。 交通便利，国道 109 线横穿全境 20 多 km。兴电工程主干从境内通过， 发展水浇地的水资源便利。项目区近几年养殖业、运输业也有了很大的发 展，为当地居民的创收开辟了新的发展道路。2009 年全镇农民人均纯收入 达到 2718 元。 2.2 供水区饮用水现状及水源 项目区内沟道较多，但无常年径流，只在暴雨期产生小量地表径流， 河水浑浊，泥沙含量大，因无拦蓄设施，难以利用。其水质也不能满足饮 水标准，不可饮用。当地人畜饮水主要靠集蓄雨水和浅层地下水解决，近 11 年来随着降雨量的逐年减少，雨水集蓄已不满足当地群众的用水需求，群 众只能从经过项目区的兴电灌区拉运农灌黄河水，然后装窖储蓄。项目区 大部分群众饮用灌区农灌黄河水，农灌黄河水水质污染严重，水质差，对 群众健康危害大；少部分人饮用浅层地下水，浅层地下水受灌溉回归水的 影响，水质也逐年变差，味道苦咸，其矿化度、总碱度、总硬度严重超标， 不符合国家生活饮用水卫生标准 （GB5749-2006）的水质标准。 由于当地水源少、水质差、农村生活饮用水在水源水质的选择上十分 有限甚至别无选择，长期饮用了苦咸水和农灌黄河水，导致患血液病、腹 泻、牙病等疾病的人较多，严重损害了群众的身体健康，极大影响当地群 众生活质量的提高，另外，拉水时要花费大量的时间和劳力，用于到生产 建设上的时间和劳力相对减少，严重影响了农村人口的整体素质，制约了 当地群众生活质量的提高和建设和谐社会的进程。 本工程拟采用离王家山镇东北 4.5km 处的靖远县兴堡子川净水处理水 厂作为供水水源。 2.3 供水范围和主要供水对象 平川区王家山农村饮水安全供水工程位于平川区北部，供水区域为条 带状，东西长约 16km，南北宽约 13km，受益面积 208km2，涉及到王家 山镇的 4 个行政村、20 个自然村，1245 户，现状总人口 6214 人。根据 平川区农村饮水现状调查评估报告 ，饮水不安全人口为 4743 人，饮水 不安全类型为苦咸水和未经处理的类及超类地表水，另为有 1471 人 的饮水基本安全人口是在 2000 年的农村人饮解困工程中解决的，但由于 当时确定的建设标准低，用水定额小，只采用集中供水房供水，没有供水 入户，群众用水不方便，再加上当时选用的管道压力等级偏低，经过多年 的运行之后，管道破裂漏水现象严重，另外水源直接选用兴电工程的农灌 黄河水，没有经过净化处理，水质不达标，不符合安全饮水项目水质标准， 饮水安全问题没有得到彻底解决。因此本工程规划将这 1471 人的用 12 水问题一并解决，受益总人口 6214 人。供水范围及供水对象详见表 2-1。 项目区饮水不安全范围、类型初步设计明细表 表 2-1 解决范围 饮水不安全类型（人） 乡镇 名称 行政村 名称 自然村 名称 户数 （户） 总人口 （人） 饮水基本 安全人口 （人） 苦咸水 未经处理的 类及超 类地表水 吊掌子 54 270 270 万庙 40 202 202 胶泥崖 61 303 303 武拐 67 336 336 万庙 常大川 46 231 231 张家大坝 97 483 483 大树沟 52 259 259 牙条沟 50 251 251 石碑子 45 224 224 黄毛沟 82 411 411 大营水 大营水 211 1055 1055 下一 63 313 313 下二 30 150 150 于窖 36 178 178 双窖 26 132 132 于家大川 克劳 7 36 36 井尔川 102 500 500 蒿子掌 77 386 386 陡路 46 229 229 王家山镇 井尔川 贺崖湾 53 265 265 合计 4 个行政村 20 个自然村 1245 6214 1471 1228 3515 2.4 供水规模和用水量 2.4.1 设计年限及设计人口 根据村镇供水工程技术规范(SL3102004)，结合当地发展情况确 定工程设计年限为 15 年，设计基准年为 2004 年。 设计用水居民人数 P P0（1+） n+ P1 P6214（1+0.0068） 15+ 06879 人 P0供水范围内的现状常住人口数 6214 人，其中包括无当地户籍的常 住人口。 P1设计年限内人口的机械增长总数； 13 设计年限内人口的自然增长率 6.8； n工程设计年限 15 年。 2.4.2 居民生活用水量 W 1 P q / 1000 W1 6879 40.00 /1000275.16（m 3/d） P设计用水居民人数 6879 人 q最高日居民生活用水定额，取 40.0L/d.人。 2.4.3 企业用水量 根据其近年来的用水情况调查，兼顾当前和中远期用水需求，用水量 按生活用水量的 15%考虑。 W213.76（ m3/d） 2.4.4 公共建筑用水量 项目区中、小学 7 所，公共建筑用水是必不可少的。根据规范建议的 范围为居民生活用水量的 5%10%，根据本项目特点公共建筑用水量取 居民生活用水量的 10% 。 计算结果 W327.52（ m3/d） 2.4.5 管网漏水与其它未预见用水量 管网漏失水量和未预见水量按上述用水量之和的 10%。 W431.64（ m3/d） 2.4.6 集体或专业户饲养畜禽用水量 生活用水中包含了散养的畜禽用水量，本项目不再考虑专业户饲养畜 禽用水量。 2.4.7 供水规模 WW 1 +W2 + W3 + W4348.07348（m 3/d）。 2.4.8 人均综合用水量 人均综合用水量W / P348m 3/d /6879 人=50.6（L/d人） 14 用水量计算见表 2-2。 用水量计算表 表 2-2 名 称 项 目 单 位 数 量 一、基本参数 1 设计年限 n 年 15 2 增长率 0.0068 3 日变化系数 1.3 4 现状人口 人 6214 5 设计人口 人 6879 6 每人用水标准 L/人 40 二、水量计算 1 生活用水量 W1 m3/d 275.16 3 乡镇企业用水量 W2:（W 15%） m3/d 13.76 4 公共建筑用水量 W3:（W 110%） m3/d 27.52 6 未预见水量及漏失水量 W4:（W 1+W2+W3）10% m3/d 31.64 7 合计 最高日用水总量 m3/d 348.07 8 设计最高日用水量 m3/d 348 9 年供水量 万 m3 9.77 10 人均综合用水量 L/d人 50.60 2.5 水源论证 项目区现状主要饮用水的水源有：一是有限的集雨窖水，二是分布较 少、补给不足、水质不达标的地下水，三直接饮用入窖未经处理的兴电灌 区农灌黄河水。 项目区内虽有少量地下水，但主要靠集雨补给，由于近年降雨稀少， 项目区部分山区沟脑少量山泉泉水水量小，不能满足项目区内人畜饮水需 求，集雨水窖因有效降雨少，无水可集。兴电工程提取的黄河水是目前当 地群众生活的主要水源，自该工程建成通水以来，很大程度上解决了当地 饮水困难问题。但是农灌黄河水污染严重，水质不达标，又受冬季灌溉停 水期的影响，不能实现连续供水，水源保证率低。 2009 年，为了解决靖远县兴堡子川农村饮水安全问题，靖远县水务局 15 在离王家山镇东北 4.5km 的大红沟，即国道 109 线南侧兴建了 1 座净水处 理厂，2010 年前半年就可以投入运行，水厂每天运行 16h，水处理能力 374.75 m3/h。水源为兴电灌区东干渠的农灌黄河水，修建了有效总容积为 56.49 万 m3 的蓄水池 2 座，在灌溉停水期调节供水。经平川区水务局同靖 远县水务局协商，最后达成协议，同意平川区王家山农村饮水安全供水工 程在兴堡子川净水厂接水。 2.5.1 水量 根据靖远县兴堡子川农村饮水安全供水工程初步设计批复文件，水厂 原水蓄水池设计总容积为 56.49 万 m3，安全超高 1.0m。平川区王家山农村 饮水安全供水工程设计年总用水量为 9.77 万 m3，通过测算，兴堡子川水 厂原水蓄水池设计水位只需抬高 0.16 m 就可以满足本工程蓄水需求。 靖远县兴堡子川水厂设计水处理能力 374.75 m3/h，水厂运行时间为 16h，而本工程的供水规模为 348 m3/d，因此只要将水厂每天运行时间延长 55min，就可以满足本项目的用水需求。 2.6 供水水质和水压 供水水质要求 本工程水质要求执行生活饮用水卫生标准 （GB5749-2006） 。 供水水压要求 根据村镇供水规范要求，配水管网中用户接管点的最小服务水头单层 建筑物为 510m，两层建筑物为 1012m 设置，两层以上每增加一层 3.54m。 配水管网中，消火栓设置处的最小服务水头不低于 10m。用户水龙头 的最大静水头不超过 40m，超过时采取减压措施。 16 3 水文地质与工程地质条件 3.1 区域地质 3.1.1 地形地貌 工程区地貌上属陇西黄土高原中低山丘陵区，工程区海拔高程约 17601885m，区内相对高差约 50100m 左右，最大高差约 120m 左右。 从微观地貌上看，王家山镇以南为山前洪积平原地带，以北为低山丘陵区。 供水管线从以上两种地貌形态上经过。 3.1.2 地层岩性 与本工程有关的地层主要为第四系地层，本区分布广泛，成因较复杂， 第四系地层(Q)由上更新统以来各类成因的松散堆积物组成，广泛分布于沙 河沟道及两侧阶地及山体坡角地带，厚度变化较大。 现将与工程有关的分述如下： (1)中更新统 (alp1Q )冲洪积重粉质壤土：岩性以褐黄色、浅黄色中、2 重粉质壤土为主，夹有褐红色粉质粘土、浅灰色、灰绿色、锈黄色等杂色 轻粉质壤土和砂壤土，厚约 1215m。一般粘粒含量较高的重粉质壤土或 粉质粘土结构密实，在工程区广泛分布。 (2)上更新统(eolQ )风积马兰黄土：是工程区内分布最广泛的地层，其23 厚度变化较大，一般厚约 812m，最厚达 25m。按颗粒成份，其岩性为 粉砂质壤土，呈土黄色、浅灰黄色，质地均一，结构稍密，具大孔隙及垂 直节理，具有一定的湿陷性，并有虫孔，盐斑及蜗牛碎片。 (3)全新统 (alplQ)砂壤土及砂(碎)石土：为组成沟道及 I、II 级阶地地 层，上部为结构中密的砂壤土，褐黄色，厚 89m;下部青灰色砂砾( 碎)石 层，结构稍密，砾石磨园度不好，分选较差，砾石大都呈片状或棱角状， 最大粒径 12cm，一般 46cm ，砂砾(碎)石成分；以砂岩、变质砂岩等为 主。主要分布于沙河沟道。本工程干管线路 3 次穿越沙河沟道。 (4) 黄土状砂壤土及(rQ 4)人工堆积：分布于黄土梁峁及斜坡坡脚，冲 17 沟间洼地，冲沟沟坡及沟底，人工堆积层主要为乡村道路，路基为人工铺 筑的砂(碎)石土。本工程管线工程大部分线路布置在该地层上。 3.1.3 地质构造与地震 本地区是“陇西系”构造体系的一个组成部分，工程区位于陇西系主 褶皱带乌鞘岭雷公山六盘山褶带中段的北侧，受早期构造被晚期构造 切割等复杂因素，从而形成以断裂为主，褶曲为辅的构造特征。 根据中国地震动峰值加速度区划图(GB 183062001，1400 万) ， 工程区地震动峰值加速度为 0.2g、局部地区 0.3g，本地区相应地震基本烈 度为度，建议本工程按度设防。 3.1.4 不良物理地质现象 工程区属于黄土中一低山丘陵区，未见基岩裸露，区内广泛分布第四 系地层，地形平缓，各沟道及冲沟均无地表水，地质构造不发育，无滑坡、 泥石流、崩塌等不良物理地质现象分布。 3.2 水文地质评价 工程区内地表水资源缺乏，无常年性地表径流。第四系黄土孔隙潜水 主要在黄土层的底部，埋深大，含水层薄，水量极小，迳流循环缓慢的特 点，该类地下水受大气降水补给，向下伏地层排泄转化为基岩裂隙水或在 冲沟中以泉水形式排出。对本工程没有影响。 3.3 工程地质条件 3.3.1 加压泵站的工程地质条件 本工程在输水干管设加压泵站 2 座，分别位于桩号 5+165 和 10+150 处，所处地层为上更新统中重粉质砂壤土层，厚约 911m，根据工程 地质类比法以及参考其他工程的试验结果，其物理力学指标值为：天然密 度为 1.781.84g/cm 3，干密度 1.471.53g/cm 3，自重湿陷系数 zs=0.00220.0055，湿陷系数 s=0.00530.0093，抗剪强度：( 固结快 剪) =141 6，c=0.0290.031Mpa，变形模量 2430MPa，渗 18 透系数 K410-5，属不透水弱透水，为相对隔水层，压缩系数 a1- 2=0.240.39Mpa -1，属中等压缩性非湿陷性土，允许承载力 0.180.20Mpa，(al-p1Q )砂壤土均质性较好，为良好的持力层。13 3.3.2 管网调节蓄水池的程地质条件 本工程在输水干管末端桩号 11+545 处设 100 m3 管网调节水池 1 座， 水池都位于黄土梁峁顶上，所处地层为上更新统(eolQ )风积马兰黄土。土23 层厚度约 10m 以上。根据工程地质类比及实验结果，土的天然密度 1.78g/cm3，比重 2.712.74，原状快剪时的凝聚力 C=65.7Kpa，内摩擦角 =26.1；击实后的最大干密度 1.751.82g/cm 3，比重 2.71，最优含水量 12.618.1，饱和抗剪强度的凝聚力 C=28.5Kpa，内摩擦角 =18.2。 该土壤的分类为中粉质壤土。建议蓄水池基础翻夯 1.5m，干容重达到 1.55g/cm2 以上，铺垫 10%水泥土（重量比）垫层 0.5m，同时加强排水和 防渗措施。 3.6.3 管道工程地质条件 本工程设输水干管 1 条，长度 11.776 km，配水干管 2 条，总长度为 14.32 km，支管总共 20 条，总长度 23.127km。供水线路主要经过以下 5 种地貌形态，国道 109 线段（输水干管 0+0001+205；1 #配水干管 4+5705+210） ，乡村公路段（输水干管 1+20510+150、1 #配水干管 2+2004+570、2#配水干管 0+5058+855；） ，穿越沙河段（输水干管 1+8601+900、8+4348+450、11+10011+134；1 #配水干管 1+0001+150、2+1502+200） ，沟道级阶地段（输水干管 10+15011+144） 。 管线沿国道 109 线段，管线布置公路排水沟的一侧，地层岩性为黄土、 砂质粘土；乡村公路段管线布置公路路基上，路基填筑岩性为黄土、砂质 粘土以及细砂砾，国道段和乡村公路段都属于现代填筑，管槽开挖布置在 19 已经运行多年现代填筑段，黄土的湿陷性已完全消除，基础稳定。沟道 级阶地段地层岩性为冲洪积重粉质壤土，粘粒含量较高，结构密实，基础 相对稳定。爬坡段为风积马兰黄土层，质地均一，结构稍密，具大孔隙及 垂直节理，具有一定的湿陷性。建议管槽底部进行原土夯实即可，管道敷 设完成后，应进行原土夯填，以防止由于积水造成陷穴或塌陷。在管道拐 弯或起伏较大时设立管道镇支墩及止推墩，提高管道的稳定性。管道镇支 墩基础原土翻夯 1m。穿越沙河段基础地层为冲洪积砂壤土及砂(碎)石土层， 基础稳定，由于沙河段都是洪水沟道，所以应采取相应的工程措施，防止 洪水的冲刷、下切导致管道外露。 支管以及支管以下管网工程都处在第四系地层上。由于管道工程对地 基的工程地质条件要求相对较低，建议支管管槽开挖后进行原土夯实，管 道安装后再进行表夯。 在工程区广泛分布整个管线不存在影响管网工程的断裂带、滑坡体以 及其他不稳定条件。 3.4 天然建筑材料 砂砾石料场在井尔川砂砾石料场开采或直接购买。井尔川砂砾石料场 位于平川王家山镇井尔川沟内，也是本工程的受益区范围，有县乡级公路 相通，交通条件好。料场沟道宽 7090m，沟道砂砾石裸露，仅局部段有 厚约 0.51.0m 土层覆盖，无占用耕地。该沟道砂砾石为冲洪积堆积物， 产地地形平坦，砂砾石层厚 47m，层位较稳定，结构较密实，料场开采 条件较好，目前料场局部地段已被当地农民开采。 本工程的设计需用量较少，可直接从料场采购。 20 4 工程方案比较 总体设计在满足设计指标的前提下，方案的优化有两方面内容，一是 投资少，二是建成后运行管理方便。本工程中供水规模较小，影响投资敏 感的因素是水源地的选择、管线如何布置和如何选用管材；而运行管理方 便与否主要在于泵站的级数多少。本次主要从水源的选择和线路布设两方 面进行比较。 4.1 水源选择比选 根据项目区人口居住情况以及水源分布特点，本项目可共选择三个水 源做比较。 【方案】是采用靖远县兴堡子川水厂作为本项目供水水源，新堡子 川水厂每天运行 16h，水处理能力 374.75 m3/h。水源为兴电灌区东干渠的 农灌黄河水，修建了有效总容积为 56.49 万 m3 的蓄水池 2 座，在灌溉停 水期调节供水。 水厂原水蓄水池设计总容积为 56.49 万 m3，安全超高 1.0m。平川区王 家山农村饮水安全供水工程设计年总用水量为 9.77 万 m3，通过测算，兴 堡子川水厂原水蓄水池设计水位只需抬高 0.16 m 就可以满足本工程蓄水需 求。 而本工程的供水规模为 348 m3/d，因此只要将水厂每天运行时间延长 55min，就可以满足本项目的用水需求。 【方案】采用王家山煤业公司生活用水作为本工程的供水水源，王 家山煤业公司生活用水也是净化后的黄河水，水质标准符合生活饮用水 卫生标准要求，并且位于本项目区内，取水方便，管网布设容易且管线 较短，工程投资相对较少。但是王家山煤业公司生活用水工程当时设计规 模不大，水量没有较大程度的富裕，随着王家山煤业公司的日益发展壮大， 工人数量逐年增加，生活用水量越来越多，原有工程供水规模已不能很好 21 的满足现状用水需求。目前，王家山镇政府所在的武家拐拐社，已经接引 了煤业公司生活用水了，但是，随着公司供水需求量的不断增加，已不能 提供充足的水量，每天只能定时供水，并且水价偏高，不能满足用水需求。 【方案】采用项目区内井水作为供水水源，上世纪 90 年代当地群 众为了生活用水，在井尔川沟脑打了机井 1 眼，据当地人回忆，当时机井 出水量大，除可以满足当地的生活饮用水外，还可以有一定量的灌溉水量， 但是近年来随着降雨量的逐年减少，地下水减少，机井出水量也越来越少， 目前根据现场测定出水量为 23 m3/h；水质也不符合饮用要求，根据生 活饮用水卫生标准 （GB5749-2006） ，超标指标共 7 项分别为：总硬度 1092.8mg/L，超标 2.43 倍和 1.99 倍；硫酸盐 414.2mg/L，超标 1.66 倍和 1.38 倍；氯化物 652.4mg/L，超标 2.61 倍和 2.18 倍；溶解性总固体 2454mg/L，超标 2.45 倍和 1.64 倍；铁 0.53mg/L，超标 1.77 倍和 1.06 倍； 锰 0.23mg/L，超标 2.3 倍和不超标；铝 0.135mg/L，超标 1.35 倍和没有放 宽值。 根据以上三个方案比较可知， 【方案】不论从水质还是水量均可满 足本工程的用水需求；【方案】虽然水质符合要求，但是水量不足； 【方案】水质和水量均不满足要求，所以本工程水源选用【方案】水 源。 4.2 配水线路方案比选 项目区地处山区，沟壑纵横，山大沟深，地貌特征可分为河谷平原区 及黄土梁峁地貌区，区域地表水匮乏，根据项目人口居住情况，可选择两 个方案进行比较。 【方案一】是输水干 管 从 靖 远 县 兴 堡 子 川 水 厂 配 水 泵 站 接 出 ， 顺 着 109 国 道 铺 设 ， 到 桩 号 1+205 后 穿 过 砂 台 子 砂 河 后 进 入 王 家 山 镇 的 于 家 大 川 社 ， 经 过 中 途 加 压 泵 站 加 压 后 （ 桩 号 5+165） 向 西 铺 设 ， 途 径 贺 家 崖 湾 、 俭 菜 堂 ， 22 到 达 桩 号 10+150 后 再 加 压 ， 然 后 顺 着 砂 河 右 岸 的 阶 台 地 上 向 西 北 方 向 行 进 ， 直 达 井 尔 川 的 高 位 水 池 ， 输 水 干 管 结 束 ， 末 端 桩 号 为 11+645， 全 长 11.776km。 1#配 水 干 管 从 输 水 干 管 桩 号 5+165 处 加 压 后 分 水 ， 沿 东 南 方 向 铺 设 到 桩 号 2+170 后 穿 过 砂 河 ， 再 朝 南 铺 设 经 过 张 家 大 坝 到 达 国 道 109 线 ， 桩 号 为 4+570， 然 后 沿 109 线 向 西 南 方 向 行 进 ， 最 后 到 达 吊 掌 子 社 结 束 ， 末 端 桩 号 5+210， 全 长 5.288km。 2#配 水 干 管 从 输 水 管 末 端 高 位 水 池 接 水 ， 沿 乡 村 道 路 南 下 成 为 自 流 管 路 ， 途 经 蒿 草 撑 、 黄 家 窑 、 黄 毛 沟 ， 最 后 到 达 大 营 水 结 束 ， 末 端 桩 号 8+855， 全 长 9.031km， 末 端 与 最 高 点 的 高 位 水 池 高 差 为 112.70m。 全 项 目 区 共 设 配 水 支 管 20 条 ， 其 中 输 水 干 管 支 管 7 条 ， 配 水 干 管 支 管 13 条 ， 总 长 为 23.127 km。 【 方 案 二 】 也 是 从 靖 远 县 兴 堡 子 川 水 厂 配 水 泵 站 接 出 ， 干 管 一 直 沿 109 国 道 前 行 ， 干 管 末 端 为 王 家 山 镇 大 营 水 村 ， 干 管 全 长 13.52km， 干 管 设 支 管 14 条 ， 总 长 13.53km， 中 途 分 2 条 分 干 管 ， 总 长 16.58km， 分 干 管 支 管 7 条 ， 总 长 11.256km， 设 中 途 加 压 泵 站 4 座 。 两 方 案 比 较 见 表 4-1。 方案比较表 表 4-1 序号 比较项目 方案一 方案二 1 水源 兴堡子水厂净化水 兴堡子水厂净化水 2 水源保证率 较高 较高 3 工程总投资（万元） 411.58 459.67 4 运营电费（万元） 11.36 13.11 5 调解蓄水池座数 1 2 6 中途泵站座数 2 座 4 座 7 干支管总长度 28.415 54.886 8 定员编制（人） 5 6 9 成本水价（元 /t） 3.15 3.56 10 人均综合投资（元/人） 447 523 23 优点 1.工程总投资、人均综 合 投资、供水成本均 较低；2.可利用原井尔 川提灌 2 泵站作用管网 中途加压泵站，减少了 工程投资。 1.干管设在 109 国道边，交通 条件和管理条件优越。 11 缺点 1.干管沿沟道布置，距 离 109 国道较远，维修 管理不便。 1.工程总投资、人均综合投资、 供水成本均较大； 2.总干管离村庄较远，支管较 长，管网布设难度大。 从表中可以看出，方案一不论从工程总投资、人均综合投资、供水 成本等方面均优于【方案二】。因此，通过经济、运行、管理、水源、多 方面综合比较，设计推荐【方案一】 。 4.3 管材选择方案比较 在供水工程中，管道在工程总投资中占有很大比重，管道材料的选用 合理与否，直接影响工程的总投资。本设计选择硬聚氯乙烯（Upvc）给水 管、聚乙烯（PE）给水管二种规格的管材主要从价格和性能两方面来进行 比选。经进行市场管材价格调查，考虑管材、安装费用等，对本工程应用 的较多的管径为 DN110mmDN63mm，公称压力等级为 1.0Mpa 的 Upvc 管、PE 管分别做了费用估算比较，详见下表 4-2。 Upvc 管和 PE 管近年来都在给水工程中普遍使用，都具有重量轻、卫 生、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长等优点，经比较 Upvc 管价格低，因此， 通过经济适用的角度考虑，本次设计中管材选用管径30 的采用 Upvc 管， 管径32 时的采用 PE 管。 Upvc、PE、玻璃钢加砂管价格比较表 表 4-2 DN110管 材 项 目 (DN100) DN90 DN75 DN63 单价（元 / m） 23.92 21.67 15.13 10.58 安装费率（%） 10 10 10 10 安装费（元） 2.392 2.167 1.513 1.058Upvc 总费用（元/ m） 26.312 23.837 16.643 11.638 PE 单价（元 / m） 46.52 31.51 21.9 15.51 24 安装费率（%） 10 10 10 10 安装费（元） 4.652 3.151 2.19 1.551 总费用（元/ m） 51.172 34.661 24.09 17.061 5 工程设计 5.1 设计参数 本工程最高日用水量为 348m3/d，年总用水量为 9.77 万 m3。根据水 利水电工程等级划分级洪水标准 （SL252-2000）及村镇供水工程技术 规范 （SL301-2004）规定，本工程属等小（1）型，型农村供水工程。 主要建筑物按 4 级设计，次要建筑物按 5 级设计。 供水保证率 95%。 给水系统按每天工作 24h，K 日 1.30，K 时 2.0，进行供水工程设计。 5.2 设计方案及工程措施 本工程拟采用靖远县新堡子川水厂作为供水水源，在水厂配水泵站增 设水泵 2 台套，一用一备，加压后供入管网，管道中途设加压泵站和高位 调节蓄水池，供水入户。 根据项目区人口居住情况，供水区域共设输水干管 1 条，配水干管 2 条，配水支管 20 条。实行供水入户，覆盖项目区的全部用水人口。工程 设计供水规模 348m3/d，本次解决项目区全部用水人口 6214 人。 5.3 工程主要建设内容 工程主要建设内容：在靖远县兴堡子川水厂配水泵站内增设水泵 2 台 套，一用一备，水厂内增设水泵进出水管道 100m，检查井 2 座；供水工 25 程设供水管网，供水管网总长度 105.248km。其中设输水干管 1 条，长 11.776km；配水干管 2 条，总长度 14.32km；配水支管 20 条，总长度 23.127 km；分支管总长度 37.35km，入户管总长度 18.675 km。 设各种阀井 212 座。 设中途加压泵站 2 座，其中新建泵房 1 座，利用原有泵房 1 座；配套 机组 6 台套，泵站前池 2 座，均为 50m3。 管网调节蓄水池共 1 座，容积 100m3。 5.4 工程设计 5.4.1 配水泵房水机设计 配水水泵直接安装在靖远县新堡子川水厂配水泵房内，水泵的设计流 量根据技术规范5.0.2 第 2 条，向调节构筑物抽送清水的泵站，设计流 量应为最高时用水量，可按下式计算： Q=W/T 式中：Q-泵站的设计流量，m 3/h； W-最高日用水量为 348m3/d； T-日工作时间，取 24h。 经计算 Q=14.51m3/h，设计几何扬程 42.7 m，损失扬程 22.3 m，总扬 程 65 m。 根据设计流量和设计扬程，选用 2 台高层建筑给水泵，一用一备，型 号 65LG25-20(1)3，水泵的铭牌流量为 14.40 m3/h，扬程 65.4m，效率 51.8%。配套电机功率 7.5kw。水泵参数详见表 5-1。 水泵参数表 表 5-1 水泵台数 铭牌流量 扬程 转速 配套电机 水泵型号 (台) m3/h (m) (r/min) 型号 功率(KW) 65LG25-20(1)3 2 14.40 65.4 2950 Y132S2-2 7.5 进出水管路、阀件及压力管道 26 进水管采用 DN100mm 的钢管，设偏心渐缩管与水泵进口相接。水泵 出水管选用 DN100mm 的钢管，引出泵站后接 DN110mm 压力等级为 0.8Mpa 的 Upvc 管。在水泵的出口设同心渐扩管使其直径由水泵出口尺寸 变为出水管直径。在水泵的进口设软密封闸阀 1 台，出口设多功能控制阀 1 台。 辅助系统 排水：在机墩四周设 0.1m0.1m 排水沟，以便排水至集水坑。泵站排 水由集水坑用排水泵经管道直接引入厂区排水系统。 水力监测：泵的进口设压力真空表，以便监测水泵进水段的真空程度， 泵的出口设普通压力表，以便控制变频器和水泵的开启与停止。 5.4.2 供水管网工程设计 5.4.2.1 供水区域概况 本工程供水区域为条带状，东西长约 16km，南北宽约 13km，受益面 积 208km2，受益范围涉及到王家山镇的 4 个行政村、20 个自然村的人畜 饮水，供水区内现状总人口为 6241 人。项目区最东端为万庙村的常家大 川社，最西端为大营水社。 5.4.2.2 管网总体布置 按照供水区域的村庄分布情况，以最短的管线提供最大的供水范