xx供水工程初步设计报告.doc

XX县XX城区供水系统改扩建工程(初步设计)1. 总 论1.1 项目名称、业主及建设地点项目名称：XX县XX城区供水系统改扩建工程项目业主：XX县发展计划局项目地点：XX县XX城区1.2 设计依据及基础资料和采用设计标准1.1.1 设计依据(1) 湖北省XX县发展计划局下达的设计委托书2004年10月(2) 湖北省XX县发展计划局与我院签订的建设工程设计合同2004年10月(3) 湖北省发展和改革委员会省发展改革委关于XX县XX城区给水系统改造工程可行性研究报告的批复可研及其批复文内容如下：该工程的建设规模为水源工程2.8万吨/日，净水厂扩建1万吨/日，配水管网为2.8万吨/日。原则同意以九子渠调节池为供水水源，在现有的厂址处进行供水工程的扩建。取水方式为取水头直接由调节池取水，原水采用一条全长4112米的DN700PE管道重力输送到净水厂。同意采用管式静态混合器穿孔旋流絮凝池斜管沉淀池重力式无阀滤池加氯消毒的水处理工艺。本次扩建共新增DN100DN500配水管道总长9497。该项目的总投资为3152.50万元，其中工程费用2302.66万元，其它费用414.29万元，预备费284.00万元，铺底流动资金28.56万元，资金筹措方案为企业自筹3152.50万元。1.2.2 基础资料(1) XX县XX城区给水系统改扩建工程可行性研究报告；(2) XX县城区总体规划(19962010)及图册；(3) 原水输水管线1:500地形图；(4) XX县XX城区1:1000地形图；(5) XX县自来水厂1:500地形图；(6) 中华人民共和国取水许可证；(7) 湖北省宜昌市水文水资源勘测局XX水文站提供的九子溪站水文资料；(8) XX县人民政府下发的建设项目选址意见书。1.2.3 采用设计标准城市给水工程规划规范(GB50282-99)城市工程管线综合规划规范(GB50289-98)室外给水设计规范1997年版(GBJl3-86)生活饮用水卫生标准(GB5749-85)地表水环境质量标准(GHZBl-1999)生活饮用水水源水质标准(CJ3020-93)城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准(CJJ41-91)建筑给水排水设计规范(GBJ15-88)城市防洪工程设计规范(CJJ50-92)泵站设计规范(GB/T50265-97)供水水文地质勘察规范(GBJ27-88)厂矿道路设计规范(GBJ22-87)工业企业设计卫生标准(TJ36-79)建筑结构荷载规范(GBJ50009-2000)水工混凝土结构设计规范(SL/T191-96)给水排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2002)给水排水工程管道结构设计规范(GB50332-2002)砌体结构设计规范(GB50003-2001)建筑结构荷载规范(GB50009-2001)建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)建筑地基处理技术规范(GBJ79-2002)混凝土结构设计规范(GB50010-2002)给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程(CECS 137:2002)给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程(CECS 138:2002)建筑设计防火规范(GBJl6-87)工业企业噪声控制设计规范(GBJ87-85)地下工程防水技术规范(GBJl08-87)10kV及以下变电所设计规范(GB50050-94)供配电系统设计规范(GB50052-95)低压配电设计规范(GB50054-95)电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GB50062-92)建筑物防雷设计规范(GB50057-94)通用用电设备配电设计规范(GB50055-93)民用建筑电气设计规范(JGJ/T1692)工业企业照明设计标准(GB5003492)工业与民用电力装置的接地设计规范(GBJ65-83)过程检测和控制流程图图形符号和文字代号标准(GBJ133-1994)城市给水工程项目建设标准(建标1994574号)1.3 设计范围及内容1.3.1设计范围本工程设计的主要供水范围为XX县XX镇老城区及其拟发展的新城区，服务面积约为727.79公顷，用水普及率为100，用水人口达7万人。1.3.2 设计内容(1) 原水工程：D710重力自流原水输水管道一条，管道总长约4.2km；(2) 净水工程：在XX县水厂内扩建一组规模为1.0x104m3/d的净水构筑物及加药间，并增加相应的工艺及电气设备。(3) XX县城区配水干管和管网。2. 概 况2.1 城市概况XX县地处鄂西山区向江汉平原的过渡地带，西临举世瞩目的三峡工程所在地宜昌，素有“西蜀门户、荆襄要冲”之称。县域地处鄂西山区向江汉平原的过渡地带，属中、低山地带，东、东南分别与荆门市、当阳市毗连，南、西南与宜昌县为邻，北同保康、南漳接壤。境内地跨东经1101411152，北纬30533122之间。东西北长61.3公里，南北宽54公里。全县总国土面积1752km2。境内有荷当公路、保宜公路、南远公路三条省级公路贯穿全境。城区东距武汉市355km，西南距宜昌市116km。西至三峡国际机场和宜昌长江港运码头90km，距焦枝铁路当阳站38km。与宜黄高速公路、远当国防路、宜保路顺利贯通。XX县历史悠久，春秋战国时属楚国封地。西汉建元元年以其临沮水”得名临沮县，东晋隆安末改临沮为高安，北周武成元年(公元559年)，改高安为XX，“以其折遥而远置之”，含“远害近安”之意。这个吉祥如意的县名一直延引至今。解放后隶属于宜昌地区管辖。XX县下辖六镇一乡，114个村，总人口为20.7万人。全县国土面积266.8万亩，其中耕地面积21.84万亩(水田13.5万亩，旱田8.34万亩)，占总面积的8.31%；山地面积199.06万亩，占总面积的75.75%；水域面积21万亩(河滩近十一万亩)，占总面积的7.99%；其它用地20.9万亩。县镇XX镇建成区面积为5km2，人口3.9万。经过50年特别是近20年来的发展，XX综合经济实力日益增强。2003年全县国内生产总值17.53万元，财政收入11800万元，城镇居民可支配收入6575元，农民人均纯收入2587元。农业区域性产业体系初显规模，形成了食用菌、桑蚕、优质米和草食畜四大主导产业，新建桑蚕等产业化体系基本形成，构建了新型建材、绿色食品、矿山化工三大工业支柱产业，新型建材、食品加工、精细化、森工林化、机械加工、针织服饰六大主导工业产品系列。以宜昌XX化工有限公司为龙头的磷化工产业、以德中茧丝有限公司为龙头的茧丝产业、以XX星球宜林人造板有限公司和XX武星装饰板有限公司为龙头的森工林化产业，以宜昌森源集团为龙头的食用菌产业渐成规模。商贸流通、金融服务加快发展，旅游业逐步成为第三产业的龙头。以XX福安车桥有限公司为龙头的机械加工和以XX云台香酒厂为龙头的酒类生产发展强劲，其中酒类生产已达到年产500吨的生产规模。XX县在湖北省内率先被国家环保总局列为全国生态示范区。XX镇继2001年获得湖北省城镇规划建设管理“楚天杯”后，2002年又荣获“湖北省园林城市”称号。进入21世纪，XX县确立了“工业立县、绿色富县、项目强县和科教兴县”的战略，以“二次企业”为核心，通过510年的努力，把XX建成山区工业强县、绿色经济富县和生态旅游名县。使XX经济、政治、文化发展走在全省山区县市前列。2.2 自然条件2.2.1 气象XX县属亚热带大陆性季风气候区，气候温和，雨量充沛。光照充足、四季分明。年平均气温1216,历年最高气温40.2，最低气温-19；年平均降雨量10001100毫米，年太阳辐射80107kcal/cm2。由于垂直气候带明显，造成各种复杂的小气候。主要分为沮西山地温凉区，沮中平畈温暖区，沮东丘陵温和区。其中三区的年平均温度分别为12.513.5，1516，13.515。三区的年平均无霜期分别为210220天，240250天，230240天。夏天主导风向为东南风，冬季主导风向为西北风。2.2.2 地形、地貌XX县境内次高山、丘陵、河谷冲积平原兼而有之。西北部山地占总面积的38%，东部丘陵占总面积的38%，中部河谷冲积平畈占总面积的231%，县内最高海拔1325.1米(太平顶)，最低海拔76米(雷打岩)，平均海拔500米左右。沮中平畈位于XX中部，北连南漳县的百福头，沿沮河南伸，直至石头店与当阳的清溪场接壤，低山为主，海拔多在300500米之间，占全县总面积的23.4。沮东丘陵位于县域东部，丘陵起伏，缓坡、宽谷、冲畈相间，岗顶浑固，占全县总面积的37.93。2.2.3 水文资料XX县境内地表水有沮河、漳河、西河(黄柏河)三大流域及其大于20 km2承雨面积的24条支流，地表水系发达，多年平均径流量7.15亿m3。其中沮河流域最大(沮河流域面积3376km2)，沮河是沮漳河上游的一条主要支流，发源于保康县欧店。沮河北自阳坪镇的南襄城入境，向南经旧县镇、XX镇，到花林寺镇的雷打岩出境，县境内河段长63km，流域面积1179km2，自然落差101m，河床坡降16，平均宽度150m，沮河沿岸为冲积平原，海拔150m左右，宽1.5 km1.5 km。九子溪为沮河的支流，据湖北省宜昌市水文水资源勘测局XX水文站提供的九子溪站水文资料显示，2003年九子溪的年迳流量为1.29108m3，最大流量为12.70m3/s，最小流量为1.18m3/s，平均流量为4.07m3/s；2002年九子溪的年迳流量为1.01108m3，最大流量为13.45m3/s，最小流量为1.93m3/s，平均流量为3.19m3/s。2.2.4 工程地质XX县XX城区位于沮河河谷地带，河流多为宽谷，两岸滩地及阶地发育、谷坡较缓。城区北部表层为粉砂质土，厚1.803.00米、下部为砂砾石层及红色砂岩，其承载力为1030Mpa：城区南部表层为粘性土，厚2.04.3米，其下为砂砾层，深6.09.0米，其承载力为1240Mpa。2.2.5 地震XX县地震基本烈度为度，设计按度进行抗震设防。2.3 供水现状及存在问题2.3.1 供水现状城区现有一座水厂，位于沮河东岸的螺祖路，占地面积1.6ha，制水能力为1.8x104m3/d。水厂以沮河河漫滩地下潜流水为水源，在沮河西岸、一桥以北采用大口井取水，后经泵站输送至自来水厂，净水厂的净水工艺为絮凝池沉淀池滤池加氯清水池，水厂清水池标高144.4米，净化后的水依重力流将水送至城区大部分地区。另外厂内设有泵站一座，向城西高区(地面高程130米左右)供水，供水压力为0.620.64MPa，日供水约1000m3/d。目前XX县城区人口约3.9万人，2003年用水量为283.3万m3，平均日综合用水量200L/cap.d。其中工业占10，人均综合生活用水量125L/cap/d(平均日)，工业用水重复利用率30。给水干管呈中心环加放射状，干管沿北门路东庄坪大道南门路解放路布置。干管管径DN300DN500。城区DN100以上给水管总长为27496米。2.3.2 存在问题. 原水水量不足：现状取水大口井已经建成使用二十余年，现有取水工程供水能力仅为1.5104m3/d，枯水季节取水量严重不足，直接影响到供水安全，在一定程度上制约了城市发展。. 原水水质较差：水厂取自近岸潜流水，由于城区段沮河水质已遭受到城市污水的污染，河水中的氮、磷等指标超标，其不良的水质将影响人民的身体健康，群众反映较为强烈。. 净水厂的制水能力不足：现有水厂的制水能力仅1.8x104m3/d，制水工艺简陋，不能满足县城城市建设不断发展的需要。. 供水管网不完善：现状城区输配水管网布局不合理，管径普遍偏小，枝状管网的供水安全性较差，管材多为混凝土管和灰口铸铁管，管网的漏失率高，供水管道未敷设至近期即将开发的工业园区、教育小区等。因此，目前XX县水厂的供水量和出厂水水质，远不能满足已建成区范围内用水的需要，在一定程度上影响着城区的建设和发展。综合以上XX水厂供水现状和存在问题，进行XX县供水系统改扩建工程迫在眉睫，急待解决。实施XX县XX城区给水系统改造工程，可有效改善原水水质，降低了运行费用，经营成本降低高达15.3、可望减少财政补贴、减轻人民群众和工矿企业的负担。3.需水量预测及建设规模的确定3.1总体规划摘要 规划期限近期：1996年2000年远期：2001年2010年 城区规模近期：2000年总人口为6万人，用地677.17公顷。其中XX镇组团为5万人，规划用地556.17公顷；“三线”厂矿区组团为1万人，规划用地120.43公顷。远期：2010年总人口为8.1万人，规划用地855.14公顷。其中“三线”厂矿区组团为1.1万人，规划用地127.35公顷；XX镇组团7万人，规划用地727.79公顷。3.2预测基础数据3.2.1设计年限设计年限： 2010年3.2.1 规划人口2003年建成区面积500公顷，用水人口3.97万人，年供水量283.3万m3。2010年城区规划建设用地面积为727.79公顷，规划人口7万人。3.3 需水量预测城市需水量预测涉及的因素较多，本报告拟采用分项用水量指标法、城市单位建设用地综合用水量定额指标法和人均综合用水量定额指标法对XX县城区的需水量进行预测。 分项用水量指标法生活需水量：居民生活用水量标准采用220L/cap.d，城区规划人口为7万人，则生活需水量为70.22=1.54104m3/d。工业需水量：XX县的工业有新型建材、绿色食品、矿山化工等，现有的工业用水量约为0.5104m3/d，预测2010年工业用水量为1.0104m3/d。其它用水量：含市政浇洒绿化用水量和漏耗，约占生活和工业用水量的20%，为(1.54+1.0)1.20=0.30104m3/d。则XX县的总需水量为：(1.54+1.0+.03)104m3/d=2.84104m3/d。 城市单位建设用地综合用水量定额指标法XX县XX城区城市建设用地为727.79公顷，城市给水工程规划规范(GB50282-98)中提出的小城市单位建设用地综合用水量指标采用0.40.8104m3/km2.d，根据XX县XX城区建设现状及发展的势头，确定单位建设用地综合用水量指标为0.40104m3/km2.d，则城区的需水量为：0.407.2779=2.91104m3/d。 人均综合用水量定额指标法人均综合用水量指标主要根据城市给水工程规划规范，并适当结合现状用水量，确定人均综合用水量指标400升/人.天。XX县XX城区规划人口为7万人，则需水量为70.40=2.8104m3/d。上述三种方法预测结果相近，因此预测具有较高的可信度。因此确定XX县最高日用水量2.8104m3/d。此预测结果与可研报告批复规模一致。3.4 建设规模的确定本次XX县XX城区供水系统改扩建工程需水量预测到2010年，需水量为最高日用水量2.8104m3/d。因此本次设计确定建设规模为在现状水厂1.8104m3/d制水能力的基础上扩建1.0104m3/d，使扩建后水厂总规模达到2.8104m3/d。4. 工程目标4.1 设计规模目标XX县XX城区供水系统改扩建工程，设计规模为2.8104m3/d，其中含现有生产规模1.8104m3/d，实施扩建规模为1.0104m3/d。水源为九子溪，取水点设在九子溪调节池处。4.2 设计内容及实施年限目标4.2.1 设计内容 原水输水管道：设计规模为2.8104m3/d。 净水厂工程：扩建规模1.0104m3/d。 完善城区管网，提高供水安全性，设计配水管网的能力为2.8104m3/d(kh1.6)，供水普及率100。4.2.2 实施年限目标本供水工程的工艺设计为常规处理，主要工程量为原水输水管道1条，净水构筑物有：孔室絮凝斜管沉淀池、虹吸滤池、清水池、加药间及供配电设备等，拟定的建设期为一年。4.3 水量、水质、水压目标水量：XX县XX城区供水系统改扩建工程水量规模为2.8 x104m3/d(含现有1.8 x104m3/d生产能力)。水质：出厂水水质应符合国家规定的“生活饮用水卫生标准”(卫生部2001年6月1日实施)。水压：净水厂内清水池内的设计水位为147.05m，XX县XX城区的地面高程多在107m108m左右，可满足城区内大部分用水点的自由水头不小于28m(规范要求值)。局部高地可经现有的泵房加压后供给。5. 取水工程设计5.1水源在本工程可行性研究报告中，对沮河水、九子溪渠道取水和九子溪电站调节池取水等方案进行了详细的比较，推荐水源为沮河的支流九子溪，取水点设在九子溪电站现有的调节池处，取水口位于城市以北约4km处。湖北省发展和改革委员会对XX县XX城区给水系统改造工程可行性研究报告批复的内容为：原则同意以九子渠调节池为供水水源，取水方式为取水头直接由调节池取水，原水采用一条全长4112米的DN700PE管道重力输送到净水厂。由于九子溪汇水面积大，汇水面积内植被保持完好，沿线多为山地，交通不便，尚无工业企业，水质未受到污染，水量充沛，为一理想的取水水源。因此，本初步设计确定本次供水工程取水水源为九子溪，取水点九子溪电站现有的调节池处。5.2 水量据湖北省宜昌市水文水资源勘测局XX水文站提供的九子溪站水文资料显示，2003年九子溪的年迳流量为1.29108m3，2002年九子溪的年迳流量为1.01108m3，根据取水许可，XX县自来水公司每年可从电站取水1000104m3。XX水厂最高日需水量2.8x104m3/d，kd1.7，按7水厂自用水考虑，水厂每年需水量643104m3，该水源完全能满足用水需要。5.3 取水井设计本设计在紧邻九子溪电站调节池西侧设置取水井，取水井尺寸为BxLxH=3.8x5.3x5.6m，取水井与调节池之间通过D720x9钢管相接，管中心高程153.397m(黄海高程，下同)，取水井出水管采用D720x9钢管，接D710mmPE原水输水管道，在出水管道进口端设置DN700mm圆形手动闸门，可在一定范围内调节水量，并在取水井内设置检修闸槽，以便在发生事故时进行检修。5.4 原水输水管道设计5.4.1 设计原则依据本工程可行性报告所确定的原则，原水输水管道采用一根D710输水管道，为保证供水安全，保留现有水厂在沮河处的取水设施，经核算，现状取水设施的取水量占扩建后水厂需水量的64.3，基本满足规范要求。因此，本初步设计的原水输水管道采用单条D710mm PE管道。原水输水管道的设计原则如下：(1) 尽量缩短输水管道的长度；(2) 尽可能沿现有道路或规划道路敷设，并减少拆迁，少占农田；(3) 考虑管线的施工、运行和维护方便。5.4.2 管材本工程的可行性研究报告中对原水输水管道的管材，进行了充分的技术经济比较，就目前常用的球墨铸铁管、钢管、预应力钢筋混凝土管、纤维缠绕玻璃钢夹砂管、埋地聚乙稀管(PE高密度塑料管)等五种管道进行综合比较后，推荐采用埋地聚乙稀管(PE高密度塑料管)。PE管是当前国家重点应用于城市埋地给水管道工程的无毒化学管材，并具有以下特点：(1) 化学结构稳定，管道内、外壁光滑，摩阻系数小，耐腐蚀性好，不结垢，可避免第二次污染，使用寿命长；(2) 管道质量轻，由于XX县九子溪电站调节池至水厂处的交通不便，可节省大量运输及起吊设施的费用，并减少施工的难度；(3) 管道采用热熔连接接口，严密性能好，施工便捷；当出现事故维修人员可以采用套管或热融焊接的方式维修，维修速度快。(4) 本工程原水输水管线从地形多变的山区穿过，折点较多，采用PE管道可充分利用管道的柔韧性直接敷设，可节省大量的管件，节省工程投资，并减少管道的水头损失；(5) 管道的价格相对较高。因此本工程原水输水管线管材拟采用PE高密度塑料管。5.4.3 管道设计本次原水输水管道设计原水输水管道1条，引水方向自北向南，尽可能沿现有道路，局部地段偏离道路取直以缩短原水输水管道长度。原水输水管道管径D710mm(外径)，引水量2.8x104m3/d，管中流速v1.07m/s，1000i1.116m，管长4180m，全程水头总损失约5.65 m。调节池常水位156.347m，水厂配水井地面标高145.90m，配水井中水位高程150.70m，源水可自流到水厂。为了确保原水输水管道的安全，在管道的最高点设置排气阀，在管道的低点设计排泥阀，并在适当的位置设计检修阀。穿越现有的河道时，管材采用钢管。6. 净水工程设计6.1 净水工艺流程加矾加氯清 水 池虹吸滤池斜管沉淀池穿孔旋流絮流池管式静态混合器自流至城区九子溪加压泵房至高区6.2 净水厂枢纽设计XX县水厂位于鸣风城区的北部，位于沮河以东约500m处，现占地15.5亩，用地形状极不规则，厂大门位于水厂南端，大门朝西。水厂南北长163m，宽103m。水厂内原有净水构筑物，顺工艺流程从北向南布置。本次供水系统改扩建工程建设，净水厂布置设计，采取保留水厂现有构、建筑物不变，在水厂原有用地范围内的北部空地，结合地形由西向东布置新建的构筑物一组：孔室絮凝沉淀池、虹吸滤池、清水池及加药间各一座，规模均为1.0x104m3/d，配套增加相应的电气自控设备。在新、老两部分构筑物之间新增一座配水井，对原水进行相应的流量分配。水厂原有构筑物分别为隔板反应池、斜管沉淀池、单阀滤池及清水池，其中清水池两座，容积分别为1000m3及300m3。水厂的综合楼、仓库、机修和食堂等附属构筑物已建，本工程不再另外建设。6.3 净水工艺选择净水处理厂的工艺选择应根据源水水质、出水要求、净水厂规模、当地温度、工程地质、征地费用、电价等因素综合考虑后决定。净水处理的每项工艺都有其优点，适用条件和不足之处，不宜离开当地的具体条件，应因地制宜，适度地运用新技术和设备。选用具体原则如下：(1) 技术合理、技术先进而成熟，对水质变化适应性强，出水达标且稳定性高。(2) 经济节能，耗电小，造价低、占地少。(3) 易于管理，操作管理方便，设备可靠。(4) 重视环境，厂区平面布置与周围环境相协调。由于本次设计新水源水质较好，结合当地情况及现有水厂的运行经验，确定水质净化的主要目标是除浊和消毒，不考虑预处理和深度处理，选用常规净化工艺，处理后水质可以达到国标GB5749-85生活饮用水卫生标准。根据工程可行性研究报告中所确定的净水工艺，本次初步设计的净水工艺拟采用穿孔旋流絮凝池、斜管沉淀池及虹吸滤池。(1) 混合投加絮凝剂后的混合对絮凝沉淀效果的好坏有着重要影响。混合方式有分别以浆板式机械混合和管式静态混合器为代表的机械混合和水力混合两大类。前者水损小适应原水水质水量变化范围宽，但维护工作量大，管理麻烦。后者水损大，对原水水质水量变化适应性差，但其不占地、不需外增动力，具有正、反切割水流，双向回流的功能，混合效率高，可达94(实测资料)，混合效果好，维护管理方便，投资省的优点，是近年来混合方式的主流，结合源水水质特点，本工程推荐采用管式静态混合器。(2) 絮凝絮凝形式分为机械絮凝和水力絮凝两大类。絮凝池包括机械絮凝、隔板(折板)絮凝、网格絮凝、孔室絮凝等池型。机械絮凝是将多个独立的机械絮凝池串连，它具有絮凝效果好、对不同流量适应能力强的优点，但絮凝时间较长、增加了絮凝设备，因而不仅增加了土建费用，也增加了机械费用。隔板絮凝池是在絮凝池内设多道由隔板组成的廊道，它构造简单、管理方便，当水量变化不大时絮凝效果好，缺点是絮凝时间长，絮凝池容积大，在水量变化较大时絮凝效果不稳定，特别是不适合于小型水厂。折板絮凝池是在隔板絮凝池的基础上发展的，通过加大首段的G值，折板絮凝池提高了絮凝池的能量利用和池容利用率，絮凝效果好，缺点是安装维修比较困难。网格絮凝水头损失小，絮凝时间短，效果好，缺点是安装维修不便，并且积泥严重，某些水厂还出现了网格堵塞的情况。孔室反应池构造简单，絮凝效果较好，适用于中小型水厂。本次设计絮凝池采用穿孔旋流絮凝池。(3) 沉淀水厂中常见的沉淀池池型有平流式、斜管(板)式和机械搅拌加速澄清池等。加速澄清池设备较多，池型结构复杂，管理困难，运行效果不稳定。平流沉淀池和斜管沉淀池在我国应用均较为广泛，平流沉淀池构造简单、管理方便、出水水质好，耐冲击负荷，缺点是占地面积较大。斜管沉淀池是在浅池理论上发展起来的处理形式。它占地面积小、沉淀效率高、出水水质好，能适应中小型水厂，主要缺点是排泥机械维修较麻烦，抗冲击性能弱于平流沉淀池。经综合比较，由于厂区用地紧张，本次设计采用斜管沉淀池，并考虑将穿孔旋流絮凝池与沉淀池合建。(4) 过滤过滤是水质净化过程主体工艺的重要环节，过滤效果的好坏直接影响到出厂水水质。我国滤池均采用快滤池，主要池型有普通快滤池、双阀滤池、无阀滤池、移动罩滤池、虹吸滤池、V型滤池等。布水方式有小阻力配水、中阻力配水、大阻力配水。冲洗方式有水冲和汽水联合冲洗两种。V型滤池的气水反冲洗滤池控制系统复杂，造价高。普通快滤池、双阀滤池相近，区别仅在于双阀滤池用虹吸管代替了进水阀门和出水阀门，它们均具有管理方便、运行效果好的特点，缺点是阀门多、管线较复杂，同时适用于规模较大的水厂。虹吸滤池适用于中、小型水厂，利用自身清水渠中的水头进行反冲洗，不需要设置专用和冲洗设备、进水和排水均利用虹吸、操作管理方便、易于实现自动化、运行费用省等的优点，但同时亦存在着受冲洗水头的限制，反冲洗效果差、反冲洗时对产水量有一定的影响等缺点。无阀滤池的池型较老，滤池中不需阀门，并可实现自动运行，但由于滤池处于封闭的池体中，不能随时了解滤池的运行情况，翻砂较困难，并且安装时对管道标高的要求严格；三角连通渠的断面很小，施工时搭模、拆模和浇混凝土都很困难；反冲开始时强度较高，易出现跑砂、跑煤现象，但到冲洗末期强度下降，更因冲洗水箱小冲洗历时短暂，使滤层难以洗净；偶尔虹吸管和虹吸破坏斗的标高不当，更使滤池不能正常冲洗，导致过滤周期缩短，水质不能保证。本工程可性研究修编报告中所推荐的滤池型式为重力无阀式滤池，但综合考虑上述因素并结合水厂的扩建规模，从池型的适用角度出发，本次设计滤池的型式拟采用虹吸滤池。6.4 构筑物设计本次净水厂部分扩建设计规模为1.0x104m3/d，厂自用水率为7%。 配水井功 能：将经原水输水管道输送至厂区的原水，经可调堰门分配至新、老两期构筑物，同时可解决两期絮凝池水位不一致的问题。设计规模：2.8x104m3/d数 量：1座平面尺寸：BL4.154.85m设 备：铸铁可调堰门 穿孔旋流絮凝池设计规模：1.0x104m3/d数 量：共1座，分2组，每组6格单座平面尺寸：BL4.916.45m絮凝时间：24min过孔速度：v=0.150.7m/s排泥方式：单斗单管排泥 斜管沉淀池设计规模：1x104m3/d数 量：共1座，分2组单座平面尺寸：BL7.3516.45m清水区上升流速：1.5mm/s排泥方式：单斗单管排泥 虹吸滤池设计规模：1x104m3/d数 量：共1座，分6格单座平面尺寸：BL12.5417.3m单格滤池面积：F=12.6m2设计滤速：6m/h强制滤速：7.1m/h进水方式：小虹吸管排水方式：大虹吸管配水系统：小阻力配水系统反冲洗强度：15l/s.m2冲洗历时：67分钟。采用双层滤砖配水系统，滤料选用石英海砂，砂粒粒径d0=0.61.2mm，k80=1.8，砂层厚0.7m。卵石支承层d0=232mm，分层级配，支承层厚0.2m。 清水池水厂现有两座清水池，清水池容积总量为1300m3，本次设计清水池容积设计考虑两方面因素，一是扩建规模的清水池的调节容积按扩建最高日设计水量的15%考虑，二是针对现有两座清水池容积不能满足调节容量为10%的要求，本次设计适当增大新建清水池的容积，使扩建后水厂清水池容积总量达到水厂最高日设计水量的11%。本次设计清水池池型为矩形，单池平面尺寸BL23.623.6m，有效水深3.6米，有效容积1905m3，清水池内设检修孔、通气孔、溢流管及电容式液位变送仪，能连续测量池中水位，发出池中水位信号，并能对上、下限水位进行报警，清水池池顶覆土，并种植草皮和花卉，但不得种植木植物和需施肥的花草。 加药间加药间包括加矾加氯两套系统，土建按1x104m3/d规模设计，平面总面积141平方米。根据XX县自来水公司使用习惯、货源供应情况和现有水厂的生产经验，絮凝剂选用聚合氯化铝，投加量随水质浊度变化而用量不同，以下用作设备选用参考，最高投加量为15mg/l，平均投加量为10mg/l。加药间内设溶液池，每班溶药一次，分两格使用。溶液池的有效容积为1m3，投加浓度5%，采用隔膜计量泵投加，设2台计量泵(一用一备)，投药点设在管式静态混合器前端。矾库按平均投加量贮存30天考虑，矾库面积为32.4m2。滤后水加氯消毒采用余氯测量反馈控制的自动真空加氯设备，投加点为滤池总出水干管后，连续投加，最大投加量2.0mg/l，最大月平均1.5mg/l。加氯间氯库平面尺寸为6.9mx7.8m，设备间平面尺寸2.4mx7.8m。加氯间设置漏氯报警仪一套，加氯间及氯库均配置有防毒面具。设电动单梁悬挂起重机1套，选用两台流量控制真空加氯机(一用一备)。加氯间设防毒面具和洗涤池，并在纵向安装低位轴流风机，保证良好的通风条件，氯库按30天用量考虑，在加氯间内还设有设氯气过滤器、自动切换器、减压阀等装置及漏氯自动报警器(双探头)。6.5 净水厂总体布置6.5.1厂区平面布置由于XX水厂现仅余北部一块建设用地，因此新建构筑物平面布置采取紧靠现有水厂构筑物、共用围墙、节约和不重复建设的设计指导思想进行。新增构筑物的平面布置，按以下原则考虑：(1) 布置紧凑，以减少构筑物占地面积和连接管长度，以便于操作管理。(2) 考虑新、老两期处理构筑的协调与衔接。(3) 结合建设用地的地势高差，充分利用厂址自然地形，以减少工程费用。(4) 顺水厂进、出水管方向布置工艺，力求流程顺畅、短捷，避免主体交叉和迂回重复，并考虑施工检修方便。(5) 按照市政排水管位置及排水方向，尽量保证厂区生产废水及生活污水，顺畅、便捷地排往城市排水管渠。(6) 按主导风向布置构筑物，建筑物尽量考虑南北方向。(7) 因地制宜，节约用地，充分绿化，保证绿化的比例。按照以上原则，结合实际厂区平面，本次设计新增构筑物沿北侧围墙从西向东，按照净水工艺流程依次直线布置。加氯加矾间布置在常年主导风向(北风)的下部南侧。同时在空地上充分绿化、美化厂内环境。6.5.2 厂区竖向设计XX县水厂厂区的现状地面标高在141146m(黄海高程系统)。净水厂现状用地较为平坦，考虑地面排水、厂区标高拟定为146.1m左右。净水厂处理构筑物标高设计从构筑物的结构抗浮设计，同时尽量减小土方调配和常年运行费用的角度出发来进行整个流程的高程布置。6.5.3 厂区道路设计为便于交通运输和设备的安装、维护，厂区内主道路宽5m，其它道路宽为4m，道路转弯半径均为6m。道路布置成网格状的交通网络。通向每个建、构筑物均设有道路。路面结构采用混凝土。厂区道路卧石调成锯齿形纵坡，坡向进水井。6.5.4 厂区管道设计净水厂新增管道主要有：生产管线、排水管线、电缆沟、加药管线及自用水管线。 生产管线沉淀水管渠：由沉淀池至滤池的沉淀水采用架空混凝土渠道，其优点是水头损失小，同时渠道可作人行通道。清水管线：滤池至清水池之间采用钢管连接，同时三座清水池之间设有联络管线予以连通。 排水管线净水厂的排水系统分两部分，一是厂内的地面雨水的排除；二是水厂内生产废水的排除，包括沉淀池的污泥排除、滤池冲洗水的排除、清水池放空的排除、加药间废渣的排除等。本次设计厂区排水采用雨污分流制。厂区雨水由道路雨水口收集后汇入厂区现有雨水管道，集中排放。生活污水、生产污水、清洗水池污水、构筑物放空水等经厂内污水管道收集后排往厂外市政污水管道。厂区供电本次扩建建、构筑物的设备用电量较少，敷设采用管线直埋方式至用电设备。在配电间内设置电缆沟，同时将沟底作成底坡，排除积水。 加药管线加矾、加氯管线作成浅沟敷设，上作盖板。加药管线管材采用ABS工程塑料管，以防腐蚀。 自用水管线厂内自用水包括消防用水、加药间等冲洗溶解用水以及清洗水池用水，本次设计考虑从厂内现有加压泵房的出水管道上接入。消防系统按消防要求，在适当处设置消火栓。6.6 建筑设计6.6.1 设计内容净水厂部分：加氯、加矾间(含配电间)。6.6.2 建筑标准建筑物的建筑等级为三级，耐久年限为二级(50年)，耐火等级为二级，屋面防水等级为级，抗震类别为丙类。6.6.3设计概况净水厂建筑属工业建筑范畴，建筑物形式按现代化工业建筑形式考虑，在满足工艺要求的前提下，力求在建筑体量、造型、建筑空间上求变化，充分利用工艺构筑物本身体量进行造型。造型力求和主体相协调。同时充分利用周围环境做好净水厂的整体绿化，使净水厂建筑形式丰富多彩，又与自然景观协调，成为一座名副其实的环境绿化工厂。加氯、加矾间为单层钢筋混凝土框架结构，功能包含氯库、加氯间、矾库及配电间，建筑层高为5.7米，室内外高差0.3m，总高度7.2m，建筑面积225m2。6.6.4装修标准(1) 建筑物部分(加氯、加矾间)：地面为防腐地面砖；内墙面及顶棚面为白色防污耐腐硅树脂内墙涂料；外墙面为白色防污耐腐硅树脂外墙涂料及彩色瓷砖；门窗为彩钢夹芯板滑升大门、塑钢门、塑钢窗，窗玻为5mm厚净面玻璃。(2) 构筑物部分(取水井、配水井、反应沉淀池、虹吸滤池、清水池)池内壁及底板为防水水泥砂浆；池外壁及走道板为彩色瓷砖；走道板栏杆为不锈钢复合管。6.7 结构设计6.7.1设计水准建筑结构的安全等级：建(构)筑物的安全等级均为二级。设计使用年限：50年。地基基础设计等级：建(构)筑物的地基基础设计等级为丙级。6.7.2场地位置及地形地貌该扩建工程位于原水厂北侧，东面、西面、北面均为民房，拟建场地是该区域的至高点，相对高差为4.932m。场地地貌单元属沮河一阶地地貌单元。6.7.3场地地质概述(1) 杂填土(Q4ml)：杂色、松散、湿、厚度0.50.6米，普遍分布，含有植物根、粘土、砂粒、白灰渣等，局部有机质含量较高，该层成份复杂，均匀性差，强度低，不能作天然地基得持力层，该层承载力特征值fak=70Kpa。(2) 粘土、粉质粘土层(Q4al+pl)： 褐红色、硬塑态，稍密、稍湿、普遍分布，厚度在2.32.5米，含有铁锰质氧化物，氧化碳粒，砖粒结核，见虫蚀水隙。结合XX地区的经验，综合评定fak=170Kpa，Es=7.0 Mpa。(3) 卵石土层(Q4pl )：褐灰色，厚度分布较均匀，2.53.0米，卵石含量50%以上，粒径一般为28cm，少量大于15cm，填充物为粘土，卵石主要成分为石英砂岩，灰岩、砂岩、长石，燧石等，磨圆一般，亚圆形，棱角形均有。综合评定fak=280Kpa，Es=18 Mpa。(4) 粉细砂岩(K)：系白垩系，红花套组的沉积岩，紫红色，主要矿物为长石，石英及粘土矿物，碎屑结构，薄厚层构造。该层承载能力特征值fak=350Kpa，Es=17 Mpa。6.7.4 场地水文地质条件对本场地而言，杂填土层为含水层，赋上层滞水，水量较少，主要靠雨水和生活用水补给。其下粉质粘土层和碎石土层透水性较差，均属相对隔水层。地下水在10米内无水，因地势较高，不可能有地下水渗漏到本工程的地基下面。可不考虑基础抗浮问题。但在施工期间应采取排水措施，防止基坑积水。根据场地周边环境可以判定，本场地地下水对混凝土不具侵蚀性。6.7.5场地地层的地震效应 场地地震烈度根据国家标准建筑抗震设计规范(GB50011-2001)的规定，XX区域境内抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.35s(GB18306-2001)，设计地震分组均为第一组。 场地土类型及场地类别根据本次钻探的结果，本场地土类型为中软场地土，建筑场地类别属类，属对建筑抗震有利场地。6.7.6岩土工程分析与评价(1). 天然地基持力层的选择对本程而言，采用天然浅基是最佳选择，粉质粘土层是较理想的基础持力层，该层埋深较浅，强度较高，分布均匀广泛，且无软弱下层，该层厚度较大，因此粘土层是该建筑良好的天然地基持力层。该工程基础以刚性条形基础为宜。(2). 施工中应注意的问题 若雨季施工，要注意排水。 施工时，基础开挖超过1.5米时，应注意放坡，或用模板支撑，防备边坡跨塌。6.7.7 基础设计及地基处理本工程储水构筑物基础均落在粉质粘土层，无须采用地基处理。储水构筑物均为钢筋混凝土整板基础。加氯、加矾间基础落在新近回填土上，回填土必须分层夯实，压实系数不小于0.96，基础为钢筋砼条形基础。6.7.8 结构主要材料(1) 混凝土所有储水构筑物混凝土强度等级均为C25，抗渗等级为S6，构筑物内混凝土填料为C15，垫层为C10。附属建筑上部结构及基础采用强度等级不低于C20的混凝土，垫层为C10。(2) 钢筋：HPB235钢筋 fy=210N/mm2HRB335钢筋 fy=300N/mm2HRB400钢筋 fy=360N/mm2预埋件为Q235B钢。(3) 砌体：地面以下采用M10水泥砂浆砌MU15蒸压粉煤灰砖，框架结构地面以上采用M5混合砂浆砌MU7.5加气混凝土砌块，混合结构地面以上采用M5混合砂浆砌MU10蒸压粉煤灰砖。(4) 混凝土外加剂：在清水池中，内掺2.5%(占水泥重量百分比)的JH-2型复合高效混凝土防水剂，以解决混凝土早期干缩而发生开裂。6.7.9主要建(构)筑物结构设计(1) 取水井平面尺寸4.5m3.0m，为地下式现浇钢筋混凝土结构，池深4.57m；底板厚度400mm，池壁厚度350mm，结构布置图详B01J01。(2) 配水井平面尺寸4.85m4.15m，为地上式现浇钢筋混凝土结构，池深3.8m；底板厚度300mm，池壁厚度300mm，结构布置图详B02J01。(3) 絮凝沉淀池平面尺寸12.30m16.45m，为半地下式现浇钢筋混凝土结构，池深5.0m，底板厚度300mm，壁板厚度250mm。其结构布置图详B02J02B02J03。(4) 虹吸滤池平面尺寸17.3012.54m，为半地下式现浇钢筋混凝土结构，池深4.15 m，底板厚度300mm，壁板厚度250mm。其结构布置图详B02J04B02J07。(5) 清水池平面尺寸23.60m23.60m，为地下式现浇钢筋混凝土无梁楼盖结构，池深3.8m，底板厚度300mm，壁板厚度300mm。其结构布置图详B02J08B02J11。(6) 加氯、加矾间为钢筋混凝土框架结构。5.7.10抗震设计(1) 本工程抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.05g。(2) 抗震设防类别为丙类。(3) 抗震设防标准：建(构)筑物不进行地震作用计算，但按相关抗震规范采用相应设防烈度的抗震构造。(4) 框架结构抗震等级为四级。6.8 电气设计XX县XX城区给水系统改扩建工程供配电系统拟按二级用电负荷考虑，其现状供电线路为专线供电(安鹿变电站10kV水厂专线)。鉴于本改扩建工程用电规模较小，故本次拟从老厂区主变配电设施引一路0.38/0.22kV(TN-S)电源至新建净水厂投矾加氯间配电室。本工程计算负荷约为15kVA/23A，其计量及功率因数补偿均由设于老厂区的主变配电装置实施。在新厂区投矾加氯间配电室布置一台0.38/0.22kV动力配电柜作为新建净水厂全部动力及照明配电之用。新厂区配电系统采用TN-S制式，所有用电设备及电控箱均要求采用PE线接地，对投矾加氯间建筑物采用设避雷带作为防雷保护措施；对所有室外净水构筑物则利用构筑物本体钢筋重复接地，而外露金属部分与设备外壳均要求构成等电位接地，且接地电阻不得大于4。本工程室内照明均按常规布置设计(加氯间及氯库则按防爆照明处理)，新厂区照明采用沿道路边绿化带间隔15m设置庭园灯(高压钠灯光源)方式照明。新厂区净水厂以手动操作为主，但投矾和加氯系统则利用自带控制设备自动投加方式。在各现场设备的电控箱(柜)上设有现场操作与自控操作转换开关。电控箱由厂家自带。所有在户外使用的配电箱(含工艺设备配套电控箱)均要求采用户外型，其防护等级为IP54。7.输水干管及管网设计7.1 配水干管走向设计本次配水管网设计原则如下：(1) 按供水总规模2.8x104m3/d一次布置。(2) 按经济流速结合事故流量经管网平差考虑管径，并考虑由于分期建设引起的近期建设管道流量、流向的不同因素。(3