某某镇供水设计.doc

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第一章 综合说明一、项目概况某县某镇位于某市某县南部，地处某某、某某、某某三地市的某县、某某、某某、某某、某某“五县的结合部”，东西长51公里，南北宽45公里，总面积556平方公里。某镇西依白云山，东临石人山，是两个旅游区的中心带，311国道（徐西公路）穿区而过，并有多条旅游专线公路通往镇区，交通便利。近年来随着改革开发的不断深入，某镇镇区建设和经济建设都得到了较快发展。但长期以来，受水源、投资等因素的限制，镇区供水设施建设严重滞后，主要表现在水源不足、供水能力满足不了发展用水、供水安全可靠性不够、水质稳定性不够等方面。特别是现有的配水管网布置不够合理，部分管径偏小且老化，限制了供水能力。由于管道年久失修，漏失十分严重，更加剧了供求矛盾，这些问题已经严重制约了某镇建设和经济发展。因此，某镇供水工程的实施已成为当务之急。受某镇政府的委托，某单位承接了某县某镇供水工程的配水管网部分的初步设计编制工作。为提出“技术先进、节省投资、实施可行”的工程设计方案，设计院有关专业技术人员通过到某镇实地收集有关资料，就工程建设条件等技术经济问题进行了深入的勘测规划调查研究，并征求了有关方面的意见，编写了某县某镇供水工程配水管网初步设计书。二、设计编制依据和范围（1）编制依据1.某县城建局规划设计室编制的某县某镇总体规划；2.中国科学院生态环境研究中心编制的某镇社会经济发展规划（说明书）（2002年11月）；3.河南省水文水资源局编制的某县某镇供水工程水资源论证报告（2005年2月）；4.某县某镇供水现状图；5.某县某镇地形图；6.中华人民共和国国家标准：gb5028298“城市给水工程规划规范”：gbj1386“室外给水设计规范”有关国家政策、规定等；7.某市淼泉给水排水设计院编制的某县某镇供水工程可行性研究报告；8.河南省水环境监测中心对某镇地表水资源水质分析报告。（2）编制范围根据某县某镇供水工程有关资料，结合某镇区现状和发展规划，依照镇区建筑、居民、乡镇企业的分布情况，合理确定配水管网工程的建设规模。通过对配水管网的综合分析，确定选择配水管道管材、管径和布置方案。确定配水管道、配套管件、闸阀、水表闸阀井等设备和构筑物的规格、型号和数量，确定配水管网的实施方案。三、主要工程量和设计概算本项目工程总工程量90709m3，其中动用土石方90065m3，浇筑砼378m3，砌砖266m3。工程共修建配水、检修闸阀井172座，修建消防栓6座，埋设40355的upvc管道16588米。该项目工程概算总投资为666.11万元，其中建筑工程费523.25万元，金属结构设备及安装工程10.29万元，临时工程 16万元，独立费用78.86万元，基本预备费37.70万元。第二章 项目区概况及项目建设的必要性2.1 项目区自然概况2.1.1地理位置某县某镇位于某市某县南部，距某县县城105公里，海拔高度670米。地处洛阳、南阳、平顶山三地市的某县、栾川、汝阳、南召、鲁山“五县”的结合部，东西长51公里，南北宽45公里，总面积556平方公里，辖26个行政村。地理坐标位于北纬33。38/33。55/，东经111。50/112。17/之间，西依白云山，东临石人山，是两个旅游区的中心地带，311国道（徐西公路）穿区而过，交通便利。2.1.2地形、地貌某镇属深山区，地势四面环山，中间为小盆地，全镇整个地形表现为东西是高岭、南北是高山、中间是平川，某镇的村庄基本都建在中间的平川地带。某镇的南面有龙池漫，北面是六龙山，西面是白云山，东面是石人山，这些山峰的海拔高度都在15722153米之间，在某镇境内1000米以上山峰有9座。2.1.3气象某镇属温带大陆性季风气候，四季分明，光照充足。年平均气温14。c。降雨时空分布不均，东南部大于西北部，并多集中在夏季。多年平均降量791.8mm，降水多集中在6、7、8、9四个月，占多年降水量的62.1左右。主导风向冬季为西北风，夏季为东南风，最大风级6级左右。无霜期150209天。年日照时数2293小时，10。c以上种温4100。c，可满足农作物一年两熟所需在的光热条件。2.1.4水文某镇是黄河、淮河、长江三大流域支流的发源地，水资源总量丰富，镇区范围内有汝河经过，汝河系淮河一级支流，镇区以上控制流域面积184平方公里。另外有水磨河及东西街小河流过。多年平均降水量791.8mm，有小型水库5座，总库容94.6万m3。某镇水资源总量2.5亿m3，人均水资源量4807 m3。2.1.5地震根据中国地震烈度1400万区划图（1900年版），某县区域属6度地震区，工程设计按7度设防。2.2项目区社会经济概况某县某镇位于某市某县南部，地处某某、某某、某某三地市的某县、某某、某某、某某、某某“五县的结合部”，东西长51公里，地北宽45公里，总面积556平方公里，辖26个行政村。西依白云山，东临石人山，是两个旅游区的中心地带，311国道（徐西公路）穿区而过，关有多条旅游专线公路通往镇区，交通便利。某镇由于地处伏山腹地，众多的山体构造和原始森林为车村提供了众多的旅游景观点，已经开发并具的一定知名度的白云山国家森林公园坐落在镇区西南部。车村地下矿藏丰富，主要有萤石、花岗岩、白云石、金、铁、铜、镁、铅、锌等，其中萤石矿储量较大，是全国四大萤石基地之一，品种齐全的花岗岩储量也在全国名列前茅。此外，由于众多的山体，丰富的植被，使得车村具的丰富的林产品资源和中药材资源，素有“中药材之乡”和“天然药库”之美称，是全国三大连翘产销地之一。某镇是某县地域人口和经济大镇，经济发达，综合经济实力排全县第一，有“小上海”之美称。1995年被省建设厅授予“中名镇”称号，2000年以来先后被国家和省授予“国家经济综合开发示范镇”、“全国小城镇综合改革试点镇”及河南省重点镇。2.3镇区供水现状及存在问题2.3.1镇区供水现状某镇区供水工程始建于1995年，由县水利局和某镇政府共同投资兴建。目前供水水源主要是地表水，另外还有少量地下水自备井。地表水供水工程为净池沟水源和北汝河备用水源，其中净池沟为主供水源地，采用饮水式供水日供水能力为312.0 m3。北汝河水源为备用水源，采用大口井式泵站供水，日供水能力为123.0 m3。镇区内现有浅井35眼，深度一般3到7米，均为居民户用压水井，时最大出水量均为5 m3左右；另有两眼深15米左右的水井，时出水量为15 m3，但到干旱时出水量急剧下降，影响正常用水。2.3.2存在问题某镇区1995年由某县水利局和本镇政府共同投资兴建的某镇水供水工程，由于近年来连续干旱，再加上地质的差异和土质的贫瘠，地下水蕴藏量贫乏，现用的净池沟水源水量小，平常每小时来水量仅有13.0 m3左右，若干旱年份几乎干枯。北汝河河滩打的一眼大口井作为备用水源，配合净池沟水源供水，成为镇区现有主要的供水水源，现在由于干旱导致水位下降，每天只能集中供水45小时，远不能满足镇区的生产、生活的用水需求。近几年，伴随着某镇经济的繁荣和发展，企事业单位和流动人口也日益增多，需水量逐年提高，镇区供水需求矛盾不断加大。开辟新水源，建设新的供水工程，对于彻底解决某镇区的用水问题，促进当地的经济发展，改善人民的生产、生活质量具有十分重要的意义。此外，镇区现有配水管网布置不够合理，有些地供水管网尚未设置，而且管径偏小且老化，限制了供水能力。供水区域内局部存在水压偏低的现象；且供水管网大多为upvc管和pvc管，辅以少量钢管，管径为40110，由于管道年久失修，漏失十分严重，更加剧了供求矛盾，急需加以改造和新建。2.4工程建设的必要性某镇近年随着经济的快速繁荣和发展，旅游业的兴起，小城镇建设的力度不断增加，镇区面貌也日益更新，2000年以来先后被国家和省授予“国家经济综合开发示范镇”、“全国小城镇综合改革试点镇”及河南省重点镇。由于经济的快速发展，用水人口和用水量的不断增加，现有供水设备和备用水源每天只能供水4-5小时，远远不能满足镇区人民的生活、生产用水需求，镇区已经敷设的自来水管道经常无水，不仅给人们的生活带来不便，而且直接影响和严重制约着某镇区的经济发展，尤其是对该镇占优势旅游业的发展影响很大。目前某镇供水存在的严重问题是：水源不足、供水能力满足不了发展用水、供水安全可靠性不够、水质稳定性较差，部分管网偏小且老化，供水区域内局部水压偏低，这些问题已经制约了城区建设和经济发展。修建新的供水工程，解决镇区供水不足问题，已经成了燃眉之急。严重的缺水状况不仅给人民群众的工作、生活带来了影响，而且制约了某镇工业、旅游业和经济建设发展的步伐。为了满足人民群众日益增加的物质文化生活水平的需求，促进某镇经济持续发展，全面实现小康目标，尽快完成某镇供水工程的建设，提高供水能力，实行统一供水，消除水源污染，保证饮用水质，是非常必要的。第三章 需水量预测和工程规模确定根据某县某镇总体规划暨镇体系规划（1996-2010）及某镇目前供水范围的具体情况，近期供水规模按满足2010年供水需要计算，远期按2020年供水需要考虑。3.1需水量预测城市需水量预测影响因素较多，其主要影响因素有经济发展水平、产业结构、气候条件、居住水平、水价等，此外经济发展目标、节水政策政府行为以及公众节水意识也将对需水量有直接影响。城市需水量的预测有几种较常用的方法：一是根据总体规划提供的数据，按生活、工业用水分项预测，结合工业用水重复利用率的提高，人均生活用水量（含服务行业、市政公用建筑、绿化等用水）的增加等因素，加以综合确定；第二种方法是数理统计法，即利用最小二乘法的数理原理，对收集到的历年供水量数据，经分项整理后，拟合一条适当曲线或斜线，使实际值与势值的离差平方和尽可能为最小，以此来预测今后的用水量；第三种方法是单位人口综合用水量指标法。本工程初步设计需用水量预测采用按生活和工业用水分项预测法进行预测。3.11生活用水指标和工业万元产值取水量分解法 城市综合生活用水量预测城市综合生活需水量主要包括居民生活用水和城市公共设施用水现状镇 区2004年居民1.48万人，生活用水量615.8m3/d，人均42.0l/人d。根据某镇总体规划及室外给水工程规划范，并参考镇区现状用水量及同类地区的人均生活用水量指标，确定某镇镇区2010年人均综合生活用水指标为160 l/人d ，2020年人均综合生活用水指标为170l/人d 。根据2002年某镇社会经济发展规划，某镇人口自然增长达到2.4万人，2020年镇区人口规模为3.7万人。由此确定某镇镇区年综合生活用水量如下：生 活 用 水年份项目2010年2020年人口（万人）2.43.7用水指标（l/人d）160170用水量（万m3/d）0.3840.629城市工业用水量预测某镇镇区内企业主要有百合公司、山珍公司、两家槲叶加工厂和源盛、通达、荣鑫、天玉等厂，2004年工业产值3154万元。由于镇区目前供水量不足，目前几家公司用水均为地下水自备井，井浅容易受到污染，用水高峰期水量也不能保证，根据镇区供水工程规划，新水源建成后镇区内将统一使用水质水量有保证的自来水。根据某县某镇总体规划及某镇社会经济发展规划，工业总产值年平均增长率按平均9计算，预计到2010年工业总产值为5290万元，2020年工业总产值为12522万元。参考现状工业万元产值取水量指标，确定某镇工业万元产值取水呈为40 m3/万元。确定某镇2010年及2020年工业用水量如下： 工 业 用 水 量 表年份项目2010年2020年工业产值（万元）529012522万元产值取水量（m3/万元）4040用水量（万m3/d）0.0580.137城市总需水量 城 市 总 需 水 量 表年份项目2010年2020年备注综合生活用水量（万m3/d）0.3840.629工业用水量（万m3/d）0.0580.137未预见水量及管网漏失水量（万m3/d）（包括消费用水）0.0660.115按以上两项之和的15计取浇洒道路、绿化及市政用水0.0440.077按前两项之和的10计取最高日用水量（万m3/d）0.5520.9583.1.2需水量确定根据上述预测，2010年某镇镇区最高日需水量为0.552万m3/d，2020年某镇镇区最高日需水量为0.958万m3/d。3.2工程规模确定根据上述预测，到2010年某镇镇区最高日需水量为0.552万m3/d，2020年某镇镇区最高日需水量为0.958万m3/d。某镇目前日最大供水量768.0m3。综合考虑水资源条件、供水现状、建设条件以及某镇的财力、物力等因素，设计中兼顾二期工程建设，以充公发挥水厂的经济效益和社会效益。本工程设计规模为0.5万m3/d，其中取水工程按远期1.0万m3/d进行设计，水厂按远期1.0万m3/d预留远期用地。第四章 水源选择4.1 地下水源某镇南依大山，北临汝河，由于近年来连续干旱，加上地质的差异和地质的贫瘠，地下水蕴藏量贫乏，地下水埋深仅为210米。根据对镇区现有水井的调查显示，镇区内现有浅井35眼，深度一般在3至7米，时最大单井出水量均在5 m3左右，还有2眼深15左右的井，时最大单井出水量在15 m3左右，遇到干旱季节时水量急剧下降，影响正常用水。4.2 地表水源某镇是黄河、淮河、长江三大流域支流的以源地，水资源总量丰富，镇区范围内有汝河经过，汝河系淮河一级支流，镇区以上控制流域有水磨河及东西街小河流过。根据2002年河南省洛阳水文水资源勘测局完成的某市水资源调查评价报告，评价区（全某镇）多年平均地表水资源量1.54亿m3，人均占有量为2870 m3，是省人均占有量的6.5倍。占全县（6.47亿m3）地表水资源量的23.8，其中某镇以上区域论证区多年平均地表水资源量为0.4573亿m3，占全镇地表水资源量的29.7；龙潭沟论证区多年平均地表水资源量为0.0832亿m3，占全镇地表水资源量的5.4。车村全镇水资源开发利用量304.3万m3，开发利用率1.98；占全县开发利用量的1.47。论证区（某镇区以上）开发利用量227.14万m3，开发利用率为4.15。可见某镇的地表水资源还是比较丰富的，但开发利用程度却是比较低的。4.3 水质根据论证报告，在北汝河支流净池沟、龙潭沟和北汝河各设一个水质测点，共采集水样3组，严格按水样采集方法、基本要求进行采样和送检，水质样品分析结果反映了水资源论证区及拟建水源地的水质状况。根据检测结果，由于某镇3条河流地处山区，周围人为活动较少，因此河流基本未受到人类活动的污染，论证区3条河流水质较好，水质符合国家标准地表水环境质量标准（gb38382002），综合评价均为类，各项检测因子都符合类水质标准要求。按生活饮用水卫生标准（gb574585），某镇现在有水源地净池沟和龙潭沟以及此汝河水质都能满足饮用水要求，没有发现污染因子超标的现象。4.4水源选择某镇供水工程供水水源从水文地质分析中可见，某镇所在区域地下水资源贫乏，特别是近年遇干旱时出水量急剧下降。随着镇区进一步建设和开发，生活用水和工业用水需求剧增，地下水源远远不能满足城区日益增长的用水需求，且地下水由于埋深较浅，容易受到污染，不宜作为城区饮用水水源，因此本工程取用地下水源作为供水水源的方案不可行。只能选取地表水作为本工程镇区的供水水源。现有地表水从水量和水质上分析只有北汝河以及其支流龙潭沟和净池沟的水可以作为供水水源，其中净池沟水源已经作为镇区现有供水水源，日供水能力为312.0 m3，取水量已经饱和，因此本项供水工程有两种水源可供选择，一是直接从北汝河取水；二是从北汝河支流龙潭沟取水。从以上看，北汝河和龙潭沟满足工程要求，均可以作为本工程的水源。北汝河上游龙潭沟水文地质条件良好，在城市规划区之外，无污染源，水质较好，有利于水源地的卫生防护，且目前尚无大规模的开发利用，到拟建水厂有近49米的落差，取水工程可以自流，不需建取水泵房，不仅有利于节约工程投资资金，减少输水成本，且建成后日常运行成本较小。因此本工程水源推荐选用龙潭沟地表水。北汝河取水点在右岸边，比拟建水厂厂址低55m左右，需在岸边建取水泵房将水送至水厂，日常运行成本较高，可作为本工程的备用水源。根据水资源论证报告，龙潭沟水源在丰水年平均流量为0.309 m3/s，日供水可达2.67万m3；平水年平均流量为0.263 m3/s，日供水可达2.27万m3；特枯年份平均流量为0.184 m3/s，日供水为1.59万m3。就全年来讲，无论什么年份都能够满足日供水量1.0万m3的工程要求。但是由于径流量年内分布的不均匀性，在每年的枯水季节流量只有0.074 m3/s，日供水仅0.64万m3。特枯年份最小径流量只有0.064 m3/s，日供水仅0.55万m3。加上镇区净池沟和自备井供水，日供水能力为0.84万m3，因此在一年内的1月、2月和12月份和特枯年份，要想满足远期日供水量1.0万m3的要求，就必须使用备用水源，备用水源最大补充水量为0.16万m3/d。备用水源采用北汝河水，多年平均径流量为4572.9万m3。丰水年可供水量为6778.8万m3，日供水量达18.57万m3；平水年可供水量为3579.7万m3，日供水量为9.81万m3；偏枯年可供水量3124.7万m3，日供水量为8.56万m3；特枯年在不保证农业用水的情况下可供水量为1202.7万m3，日供水量3.29万m3，完全可以满足作为该供水工程备用水源的要求。4.5供水保证率根据水资源动态均衡计算和水质评价证结果分析认为：某镇区供水工程取水水源龙潭沟枯水年（供水保证率95）平均流量0.184 m3/s，日平均来水量为1.59万m3，备用水源枯水年（供水保证率95）平均流量0.58 m3/s，日平均来水量为5.0万m3，新建供水工程近期日取水量0.5万m3/d、远期日取水量1.0万m3/d是有保证的，选用的水源地方案是可行的。第五章 工程总体布置因本工程初步设计仅限于配水管网工程部分，工程的输水工程和水厂工程设计均参照某县某镇供水工程可行性研究报告，现简述如下：5.1输水工程设计 根据地形图资料，经过技术人员对现场多次踏勘，并征求某镇政府、某镇水利站等有关部门的意见，确定取水方案为：从龙潭沟取水后设计两道dn250输水管道，从河道东侧沿河道敷设至石家庄附近，然后沿311国道至郭庄附近，然后敷设至水厂。输水管道管材选择，在保证供水安全性和可靠性的前提下，考虑施工和日常维护管理方便，本工程输水管材择球墨铸铁管，接口采用胶圈接口。5.2取水方案设计根据地形、地质等情况，经过现场踏勘，并征求镇政府和水利站同意取水点选定在某镇西南黄柏村南700m的龙王庙坡处，地形标高746左右，这里水文地质条件较好，在城市规划区范围之外，无污染源，水质良好，有利于水源地的卫生防护，取水口至新建水厂之间有近49米落差，便于重力输水至新建水厂。 根据现场实际情况，取水点处河流推移质不会很多，而且取水点处大块石料很多，便于就地取材，所以设计采用固定式低坝取水构筑物。就地用块石浆砌成溢流坝形式，坝高3.0m，上下游范围内用块石铺砌，以防渗漏并避免溢流时冲刷河床。在溢流坝一侧设冲砂闸，与进水闸邻接，设置进水闸，设计流量0.12m3/s,进水闸的轴线与冲砂闸的轴线夹角为60度，以使在取水的同时进行排砂，是含砂较少的表层水从正面进入进水闸，而含砂较多的底层水则从侧面由冲砂闸泄至下游。冲砂闸后设置取水渠道，为拦截大的漂浮物，在取水渠道前设置格栅，栅条直径10mm，栅条建净距50mm。原水经渠道引至岸边后通过输水管靠重力输送至水厂。5.3.输水管道设计方案采用球墨铸铁管依据地形地势沿道路依靠重力自流输水方式，从河道东侧沿河道敷设至石家庄附近，然后沿311国道至郭庄附近，然后敷设至水厂。考虑8水厂自用水量，单管设计流量112.5 m3/h，设计两道dn250管道，流速0.64 m3/s，水力坡度2.958。线路全长8050 m。根据水力计算，局部水头损失为28.58 m。取水口至新建水厂之间有近49米落差，可以重力输水至新建水厂。5.4水厂设计经过与某镇政府、某镇市政工程处、某镇水利站等有关部门共同商议，由于地形限制，新建水厂只能选择在某镇南950米处的南坡根村，该地域系山丘坡地，土地比较贫，属靠天收的旱地和荒坡，区域内无其它建筑设施。新水厂位置自然地形标高为涨拔698.5696.9 m，地势为倾斜地。水厂厂区净水处理构筑物按两组设计，考虑8的水厂自用水量，单组处理构筑物设计流量225m3h。构筑物包括：管式静态混合器、絮凝反应池、沉淀池、滤池、旋流除砂器、清水池、配电室、加药加滤氯间、办公综合楼等项目，其中清水池设计容积1000 m3，清水池为半地下式钢筋砼结构，长24.0m，宽12.0m，池深4.5m，有效水深4.3m，池顶覆土500mm。 第六章 配水管网工程设计某镇自来水供水系统受原来条件限制，镇区现有的配水管网布置不够合理，有些地段供水管网尚未敷设，部分管径偏小且老化，限制了供水能力。供水区域内存在水压偏低的现象；镇区供水产销率较低，供水管网大多为upvc管道，辅以少量的钢管，管径为40110，由于管道年久失修，漏失十分严重，更加剧了供求矛盾，急需加以更新改造。本设计主要是配水管网设计6.1配水管网布置的原则管线的走向和位置应满足城市总体规划的要求，并结合城市供水管网现状，合理布置供水管道，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有充分的发展余地，坚持“统筹兼顾，近远结合，分部实施”的方针。 管网布置必须保证供水安全的可靠性，当局部管网发生事故时，停水的范围应最小。 管线遍布整个给水区内，满足用户所需的水量、水压要求。 力求以最短的距离敷设管线，以降低管网造价和供水能耗。配水管网的干管应从用水量大的街区通过，但尽量避免在高级公路或重要的道路下通过。6.2管材选择随着科学技术的发展，出现了许多新型管材，目前用于给水管道的管材主要有钢管、球墨铸铁管、普通铸铁管、upvc管、预应力钢筋砼管及玻璃钢管道。各种管材的性能如下：6.2.1钢管钢管具有良好的机械强度，可以承受极高的内压和外压。钢管的制作和焊接技术已经相当成熟，对复杂地形条件的适应性强，对水的阻力也较小。但钢管不耐腐蚀，内外防腐处理费用高，在现场的工作量较大，整体造价偏高。6.2.2球墨铸铁管球墨铸铁管内衬水泥砂浆，能承受水压力2.0mpa以上可以满足供水工程管道输送水压的要求；具有较大的延伸率、刚度、抗拉强度，具有较强的承受土壤荷载及地面动荷载的能力；管件规格齐全，能适应安装的需要；管道接口系柔性接口，拆装方便，承受局部沉陷能力好；耐腐蚀性好；使用寿命长。但管道相对价格较高。6.2.3普通铸铁管普通铸铁管安全和可靠性及稳定性差，现在很少使用。6.2.4预应力砼管预应力砼管管材较脆，运输困难，安装施工要求高。6.2.5玻璃