（环境工程专业论文）山东省夏津县自来水厂bot项目可行性研究.pdf

摘要 随着夏津县经济发展以及县城规模的不断扩大，目前供水现状已经不能满足 县城社会经济发展的需要，为加快夏津县经济建设步伐，保证区域经济可持续发 展，拟定在县城：l l 6 k m 处的夏津水库旁修建净水厂一座，占地面积9 9 9 7 亩。夏津 水库水源为黄河水，是本工程比较理想的供水水源。 夏津县自来水厂b o t 项目主要包括取水工程、净水工程、输水工程、配水工 程四个部分。根据夏津县一二期供水服务范围供水量预测及核算，夏津县拟建净 水厂规模一期为5 万m 3 d ，二期为1 0 万m 3 d 。 当地唯一满足工程规模的水源为夏津水库，其水源为黄河水。通过分析水库 水质特性，确定取水工程改造方式，原水尽量取自水库表层以下约1 5 m 水层。净 水厂在充分论证原水水质的前提下，对投药、混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒、 污泥处理工艺进行充分比选，提出水质安全性高、适合当地生产管理水平的工艺， 即管式静态混合器+ 折板反应+ 平流沉淀+ v 型滤池+ 污泥处理的工艺路线，并通过 化学处理的方法有效地保证出水的水质。 综合考虑工程沿线地质、施工条件等因素以及工程对安全性、经济性的要求， 本工程设计采用玻璃钢夹砂管、球墨铸铁管和p e 管。参考输配水管线定线原则， 根据输配水管线方案的比选，选定输配水管线的走向并根据各段管线的流量配置 管径。 本工程建成后，夏津县自来水厂b o t 项目的一期供水规模为5 万m 3 d ，供水 的水质得到保证，并提高了城市供水的安全性。一期工程总投资1 2 3 0 9 万元，年 制水量1 8 2 5 万m 3 ，平均单位制水成本0 5 9 6 元m 3 。 关键词：需水量；取水；净水工艺选择：输水；配水；净水厂 a b s t r a c t a l o n gw i t ht h ee c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dt h eu n c e a s i n ge x p a n s i o ns c a l eo f x i a j i nc o u n t y ，t h ec u r r e n ts t a t u so fw a t e rs u p p l yc a n tm e e tt h er e q u i r e m e n to ft h e s o c i a la n de c o n o m i cd e v e l o p m e n t i no r d e rt oa c c e l e r a t et h ee c o n o m i cc o n s t r u c t i o n s p e e do fx i a j i nc o u n t y ，a n de n s u r et h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fr e g i o n a le c o n o m y ， w ed e c i d et od r a wu pap l a no fc o n s t r u c t i n gw a t e rp u r i f i c a t i o np l a n tw h i c hi sl o c a t e d i nn o r t hx i a j i nr e s e r v o i r ，c o v e r sa na r e ao f9 9 9 7m u t h es o u r c eo fx i a j i nr e s e r v o i ri s t h ey e l l o wr i v e r w a t e rw h i c hi st h ei d e a lw a t e rs o u r c e t h ew a t e rs u p p l yb o tp r o j e c ti nx i a j i nc o u n t ym a i n l yi n c l u d e sf o u rp a r t s ：t h e w a t e ri n t a k ee n g i n e e r i n g ，t h ew a t e rp u r i f i c a t i o ne n g i n e e r i n g ，t h ew a t e rc o n v e y a n c e e n g i n e e r i n g ，t h e w a t e rd i s t r i b u t i o ne n g i n e e r i n g a c c o r d i n gt ot h ew a t e rs u p p l y p r e d i c t i o na n dc a l c u l a t i o no ft h ef i r s ta n ds e c o n dp h a s ew a t e rp l a n ts c a l e ，x i a j i n c o u n t yd e c i d et oc o n s t r u c tw a t e rt r e a t m e n tp l a n t , t h ef i r s tp e r i o do f t h ep r o p o s e dp l a n t s c a l ei s5 0 0 0 0 m 3 d ，t h es e c o n dp e r i o di s10 0 0 0 0 m 3 d t h eo n l ys o u r c em e e t i n gt h ee n g i n e e r i n gs c a l ei sx i 萄i nr e s e r v o i r ，w h i c hs o u r c e i st h ey e l l o wr i v e rw a t e r t h r o u g ha n a l y z i n gt h ew a t e rc h a r a c t e r i s t i c so fr e s e r v o i r s ， w ec a ni d e n t i f yt h et r a n s f o r m a t i o nw a y so f t h e w a t e ri n t a k ee n g i n e e r i n g ，a n dt r yt og e t t h er a ww a t e rf r o mt h er e s e r v o i rb e l o wt h es u r f a c et oa b o u t1 5 ml a y e r u n d e rt h e p r e m i s eo fs u f f i c i e n ta r g u m e n t a t i o no f t h er a ww a t e rq u a l i t y ，t h et r e a t m e n tp r o c e s s e s i n c l u d ed o s i n g ，m i x i n g ，s e d i m e n t a t i o n ，f l o c c u l a t i o n ，d i s i n f e c t i o n ，s l u d g et r e a t m e n ta r e c o m p a r s i o na n ds e l e c t i o nf u l l y t h e n ，t h e w a t e rt r e a t m e n tp l a n tp r o p o s e dt h e t r e a t m e n tp r o c e s so fh i g h e rs a f e t ya n dm o r es u i t a b l ef o rl o c a lp r o d u c t i o nm a n a g e m e n t ， w h i c hi n c l u d e st h et u b u l a rs t a t i cm i x e r ，f o l d i n gr e a c t i o no fa d v e c t i o np r e c i p i t a t i n g ，v t y p ef i l t e ra n ds l u d g et r e a t m e n tp r o c e s s ，a n de n s u r e dt h ee f f l u e n tq u a l i t ye f f e c t i v e l y b yc h e m i c a lt r e a t m e n tm e t h o d a f t e rc o n s i d e r i n gt h ee n g i n e e r i n gg e o l o g ya l o n gt h el i n e ，c o n s t r u c t i o nc o n d i t i o n s a n dp r o j e c to ns e c u r i t ya n de c o n o m y ，t h ep r o j e c td e s i g na d o p tg r ps a n dp i p e ，d u c t i l e i r o np i p ea n dp ep i p e a f t e rr e f e r e n c et ow a t e rc o n v e y a n c ea n dd i s t r i b u t i o np i p e l i n e a l i g n m e n tp r i n c i p l e ，a c c o r d i n gt o t h ew a t e rc o n v e y a n c ea n dd i s t r i b u t i o np i p e l i n e s c h e m es e l e c t i o n ，w es e l e c tt h ew a t e rc o n v e y a n c ea n dd i s t r i b u t i o np i p e l i n ed i r e c t i o n ， a n dd i s t r i b u t ep i p ed i a m e t e ra c c o r d i n gt ot h es e c t i o no fp i p e l i n ef l o w a f t e rt h ec o m p l e t i o no ft h ep r o j e c t ，t h ef i r s tp e r i o ds c a l eo ft h ew a t e rs u p p l y b o t p r o j e c ti nx i a j i nc o u n t yi s5 0 0 0 0 m 3 d ，t h ew a t e rq u a l i t yi se n s u r e d ，a n dt h ec i t y w a t e rs u p p l ys a f e t yi si m p r o v e d t h et o t a li n v e s t m e n to ft h ef i r s tp e r i o do fp r o j e c ti s 12 3 0 9m i l l i o n ，m a n u f a c t u r i n gc a p a c i t yi s o fw a t e rp r o d u c t i o ni s0 5 9 6y u a n m 3 18 2 5m i l l i o nm 3 y e a r ，t h ea v e r a g eu n i tc o s t k e yw o r d s ：w a t e r r e q u i r e m e n t ；w a t e ri n t a k e ；w a t e rp u r i f i c a t i o np r o c e s ss e l e c t i o n ； c o n v e y a n c ew a t e r ；d i s t r i b u t i o nw a t e r ；w a t e rp u r i f i c a t i o np l a n t 第一章前言 第一章前言 1 1 我国目前城市给水处理现状 1 1 1我国水资源现状 我国是一个水资源严重短缺的国家，居世界第8 8 位，仅为世界人均占有量 的1 4 。在我国，年平均降水量中约有5 6 消耗于陆地蒸发和植物蒸腾，即降雨 资源转化为地表径流( 二次水资源) 的水资源利用率仅为4 4 。目前全国城市水 源只有3 0 符合卫生标准，全国七大水系有一半以上被污染，流经4 2 个大中城 市的4 4 条河流中，大约有9 3 被污染。全国6 6 9 座城市中有4 0 0 座供水不足， 11 0 座严重缺水，大部分在我国北方及西北半干旱、干旱地区，其中华北地区水 资源紧缺己成为制约国民经济发展的重要障碍；在3 2 个百万人口以上的特大城 市中，有3 0 个长期受缺水困扰；在1 4 个沿海开放城市中，有9 个严重缺水。其 中，严重缺水城市占1 6 5 ，有3 亿多人存在饮水不安全。而且根据资料显示： 我国水资源最终利用量仅相当于一次水资源利用的7 5 ，二次水资源利用的 18 ，三次水资源利用的5 6 2 5 。 全国地表水污染依然较重。七大水系总体为轻度污染，浙闽区河流和西南诸 河水质良好，西北诸河水质为优，湖泊( 水库) 富营养化问题突出【1 l 。根据2 0 1 0 中国环境状况公报，七大水系中地表水的主要污染指标为五日生化需氧量 ( b o d ，) 、石油类和氨氮；湖泊( 水库) 的污染指标为总氮和总磷。这主要是 由于地表水体周边的地表径流、生活污水、工业废水等的排入造成了有机物、氮、 磷等营养元素的超标，促使水中生物旺盛生长，特别是蓝藻和红藻的个体数量迅 速增加，不断消耗水中的溶解氧，造成鱼类和其他水生生物大量死亡，导致湖泊 的“富营养化”。 1 1 2 给水处理工艺技术现状与发展 给水常规工艺的主要目标是去除原水中的悬浮物、胶体杂质和细菌。我国是 世界上发展给水技术最早的国家之一，利用明矾作为药剂在世界上也属于领先地 位2 1 。随着我国改革开放的进一步深入，城市化规模的不断扩大，使得城市供水 第一章前言 量大幅度增加，城市供水难以满足人民生活和经济发展水平的需要，从而促使净 水工艺技术的不断改进。 给水处理的方法应根据水源水质和用水对象对水质的要求而确定。人们在逐 渐认识到饮用水存在水质污染和危害的同时，也开始了长期不懈地对饮用水净化 技术的研究和应用。到2 0 世纪初，给水净化技术已基本形成了现在被人们普遍 称之为常规处理工艺的处理方法，即混凝、沉淀( 澄清) 、过滤和消毒。这种常 规处理工艺至今仍被世界上大多数国家所采用，成为目前给水处理的主要工艺。 六十、七十年代对于各种沉淀( 澄清) 池的形式曾有过广泛的应用。经过多年来 的实践总结，目前较多地倾向于平流沉淀池、机械搅拌澄清池和斜管沉淀池等几 种池型。对于较大规模的水厂，由于平流沉淀池对水量、水质的适应性强并且操 作管理方便，已为较多水厂所欢迎。过滤工艺的改进主要着重于滤料级配和冲洗 方式的优化。滤料级配通过对双层滤料、多层滤料、单层均粒滤料以及传统级配 滤料的比较，目前较多的倾向于采用单层石英砂均粒滤料。与级配滤料相比，它 具有较高的截污能力，出水水质好，运行周期长。冲洗方式也由原来的单水反冲 倾向采用气、水反冲，以保持滤料的清洁。对于级配滤料的反冲，采用增加表面 冲洗( 旋转式或固定式) 措施也有所应用。液氯仍是目前广泛采用的消毒剂和氧 化剂。1 9 7 4 年美国发现氯化造成t h m s 问题以来，也引起了国内对加氯的关注。 不少水厂取消或较大幅度降低前加氯的投量。 然而，到了二十世纪八十和九十年代，水体中有机物、氮、磷等污染指标的 提高，不但影响水厂传统工艺运行效果，而且也影响管网水质，水处理过程中引 入的一些副产物，也会对饮用水水质产生不良影响【3 】。为确保处理后水质达到国 家制定的水质标准，一些新技术强化常规处理工艺和深度处理技术已在试验或工 程中应用，并取得了较好的效果。 传统的预氧化方式为预氯化，但由于其所带来的消毒副产物难以被后续的常 规处理工艺去除，近年来的粉末活性炭、臭氧、高锰酸钾和活化硅酸等药剂得到 了深入研究。臭氧预氧化可使水中的有机物电荷密度降至最低，有氧化助凝作用， 但是设备投资及运行费用都很大；粉末活性炭对去除色度和臭味有明显效果，并 且使化学耗氧量c o d m 。大大降低【4 】；高锰酸钾在处理含有机物的地面水时具有 显著的助凝作用，沉淀后的水质等级明显提高，而且具有较好的经济效益【5 j ，并 在生产中得到推广和应用【6 】；活化硅酸作为助凝剂，在提高沉降性能、降低出水 浊度等方面具有良好的辅助作用，不仅可以节省混凝剂的用量，并且在处理低温 水时效果更突出。与p a m 相比，活化硅酸在助凝效果上略有不如【| 7 】；壳聚糖助 凝效果显著，浊度和有机物的去除能力均明显提高，但经济性不明显1 8 】。 第一章前言 强化混凝是为提高常规混凝效果，通过增加混凝剂的投药量、改变混凝剂的 匹配或调整p h 值，保证浊度去除率的同时提高水中有机物去除率，是达到饮用 水消毒消毒副产物( d d b p ) 条件的第一实施阶段，也是控制饮用水中天然有 机物( n o m ) 的最佳方法之一【9 1 ，并且可以通过增加混凝剂投加量、调整p h 值、 投加高锰酸钾复合药剂、投加粉末活性炭等手段提高微污染水源的处理效果 1 1 0 - 1 4 1 。 深度处理通常指在常规处理以后采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能 有效去除的水溶性有毒有害物质，特别是“三致物质 或“三致”前体物加以去 除，提高和保证饮用水水质。近年来对粒状活性炭吸附法、臭氧粒状活性炭联 用法、化学氧化法、光化学氧化以及超声与紫外联合幅照等深度处理方法开始了 研究，其中活性炭吸附和臭氧活性炭联用法已用于生产。活性炭吸附是完善常 规处理工艺以去除水中有机污染物最成熟有效的方法之一，其对有机物去除的机 理主要是靠微孔吸附作用；臭氧活性炭联用法中首先由臭氧同有机化合物反应 形成较小分子量的中间产物，使出水中小分子化合物增多。这样既提供了有机物 进入较小空隙的可能性，也改善了其可生化降解性，减轻了活性炭的负担【l 孓1 7 】。 研究表明，臭氧活性炭联用技术在杀藻、除臭、除色、控制氯化消毒副产物等方 面有一定的优势，但由于投资较高以及运行费用的增加，目前在国内还未被广泛 应用。 1 2 本文的研究内容 本论文的研究内容主要包括： ( 1 ) 收集资料，了解山东省夏津县城地区的基本情况，包括：地理位置、经 济状况、城市规划、给水现状等。 ( 2 ) 通过调研，确定净水厂的进水水质、出水水质标准，并对其发展趋势作 出合理预测，确定净水厂处理规模。 ( 3 ) 根据本厂进出水水质和水量，结合目前运行成熟的净水处理工艺综合分 析，确定经济合理的处理工艺；根据服务对象的用水量和位置，确定输配水管线 布置原则。 ( 4 ) 针对确定的净水处理工艺进行工艺设计，并配置外部输配水管网，根据 效益分析得出结论。 第二章项目背景 第二章项目背景 2 1编制依据、编制范围和编制原则 2 1 1 编制依据及规范标准 ( 1 ) 编制依据 规划红线图 山东省夏津县城市总体规划( 修编) 一武汉华中科大城市规划设计研 究院夏津县人民政府( 以下简称规划) 夏津县夏津水库可行性研究报告一夏津县水利勘查设计室2 0 0 4 山东省夏津县夏津水库工程初步设计一夏津县水利勘查设计室2 0 0 5 8 山东省夏津县夏津水厂供水工程设计( 可行性研究报告) ，夏津县水利 勘察设计室2 0 0 7 6 凯发新泉自来水( 德州) 有限公司夏津县5 万吨天净化水厂项目环境影 响报告表2 0 0 7 6 关于凯发新泉自来水( 德州) 有限公司夏津县5 万吨天净化水厂项目环 境影响报告表的审批意见，德环报告表 2 0 0 7 】9 1 号2 0 0 7 8 地表水检测报告，山东省水环境监测中心聊城中心2 0 0 6 1 2 夏津县常李干渠检测报告，山东省水环境监测中心德州中心2 0 0 7 0 4 ( 2 ) 执行的相关标准规范 城市供水水质标准 ( c j t 2 0 6 2 0 0 5 ) 生活饮用水卫生标准 ( g b 5 7 4 9 2 0 0 6 ) 地表水环境质量标准 ( g b 3 8 3 8 2 0 0 2 ) 城市给水工程规划规范 ( g b 5 0 2 8 2 9 8 ) 室外给水设计规范 ( g b 5 0 0 1 3 2 0 0 6 ) 城镇给水处理厂附属建筑和附属设备设计标准( c j j 3 1 8 9 ) 室外排水设计规范 ( g b 5 0 0 1 4 2 0 0 6 ) 泵站设计规范 ( g b t5 0 2 6 5 9 7 ) 恶臭污染物排放标准 ( g b l 4 5 5 4 9 3 ) 建筑抗震设计规范 ( g b 5 0 0 1 1 - 2 0 1 0 ) 第二章项目背景 建筑设计防火规范 建筑结构荷载规范 建筑地基基础设计规范 混凝土结构设计规范 构筑物抗震设计规范 给水排水工程构筑物结构设计规范 水工混凝土结构设计规范 水工建筑物抗震设计规范 供配电系统设计规范 建筑物防雷设计规范 采暖通风与空气调节设计规范 环境空气质量标准 工业企业厂界噪音标准 工业企业设计卫生标准 其他相关规范 2 1 2 编制范围 ( g b 5 0 0 1 6 2 0 0 6 ) ( g b 5 0 0 0 9 2 0 01 ) ( g b 5 0 0 0 7 2 0 0 2 ) ( g b 5 0 0 1 0 2 0 1 0 ) ( g b 5 0 1 9 1 9 3 ) ( g b5 0 0 6 9 2 0 0 2 ) ( s l t 1 9 1 2 0 0 8 ) ( s l 2 0 3 9 7 ) ( g b 5 0 0 5 2 2 0 0 9 ) ( g b 5 0 0 5 7 2 0 10 ) ( g b5 0 0 1 9 2 0 0 3 ) ( g b 3 0 9 5 1 9 9 6 ) ( g b l 2 3 4 8 2 0 0 8 ) ( g b z1 2 0 1 0 ) ( 1 ) 取水工程：改造夏滓水库取水1 ：3 工程，工程规模1 0 万m 3 d ； ( 2 ) 净水厂工程：新建净水厂一座，一期工程规模为5 0 万m 3 d ，二期工程 规模10 万m 3 d ： ( 3 ) 输水工程：新建由水厂至夏津县城的输水主干管，一期工程规模为5 0 万m 3 d ，二期工程规模1 0 万m 3 d ； ( 4 ) 配水工程：新建夏津县城内配水管网( 管径按一、二期结合确定) 。 2 1 3 编制原则 ( 1 ) 从夏津县实际情况出发，全面考虑城市发展和水源条件，合理确定工程 规模和实施计划，力求尽快解决现有城市供水所存在的问题。 ( 2 ) 充分利用现有的资料，根据当地地形、地貌、地质、气候等特点选择经 济合理、供水安全、利于施工的方案。 ( 3 ) 遵循城市规划，结合城市水源、自然条件和供水现状，选择总体布局合 理，便于工程实施的工程总体方案。做到技术可行、经济合理。 ( 4 ) 为确保净水厂出水水质，结合当地的技术管理水平，选择技术先进、稳 妥、可靠、管理方便的净水工艺流程。结合当地的气候条件，选择适合工程特点 的排泥水、污泥处理措施。 第二章项目背景 ( 5 ) 输配水工程依据现有的资料，选择经济合理的管道走向、管径和管材， 兼顾工程投资因素，尽量考虑供水的安全性和可靠性。 ( 6 ) 考虑本工程的特性，所选材料、设备以及控制仪表等要根据实用、优质 和先进的原则，区别不同情况进行合理的选择。在质量可靠、性能良好、技术先 进的同等条件下，优先考虑采用价格低廉、运行管理方便、维修简便、便于运输 的材料、设备以及控制仪表，以提高工程的效率和水平，节省投资。 ( 7 ) 工程的结构设计要考虑当地地质特点，在保证安全可靠的基础上，进行 优化设计，尽量降低工程投资。 ( 8 ) 工程自动化水平以提高管理水平、改善劳动环境、减少制水成本为目的， 体现现代化的管理模式。 ( 9 ) 充分考虑本工程的特点进行工程的投资概算和成本核算，做到合理、准 确。 2 2 城市概况及自然条件 2 2 1城市概况 夏津县地处山东省西北部，东经1 1 5 0 4 5 11 6 0 1 6 ，北纬3 6 0 5 5 3 7 。1 0 。东 隔马颊河与高唐县为邻，西临卫运河与河北清河县想望，南与临清市相依，北与 武城县、平原县毗连。县境东西横距3 9 公里，南北纵距3 2 公里，总面积8 7 1 9 7 方公里。全县辖6 镇1 3 乡，总人口4 7 5 万人。 2 0 0 4 年夏津县完成国内生产总值3 7 1 亿元，增长2 4 ；财政总收入2 8 8 亿元， 其中地方财政收入2 2 6 亿元，分别增长2 9 和3 8 2 ；全社会固定资产投资3 5 1 亿元，增长6 9 ；规模以上工业增加值9 2 7 亿元，增长4 5 1 ；工业用电量2 2 7 亿千瓦时，增长3 1 2 ；农民人均纯收入3 2 3 3 元，增长1 3 3 ，主要经济指标增 幅均列德州市前三位。 夏津县现有3 0 8 国道，0 0 8 省道( 永馆公路) ，1 0 0 省道( 夏武公路) 穿过， 对外交通便捷，随着公路等级的提高，新夏武公路的修建，交通条件更为完善。 按照有关规划，德、聊将由快速公路联系，夏津处在德州和聊城两座西部中心城 市之间，高速公路或一级汽车专用路的修建，将对夏津经济发展起到巨大促进作 用。夏津处在山东省公路网规划的“三横三纵一环”之“一横”上，交通地位较为优 越。夏津县城已形成以县城为中心的“放射状”路网，县乡之间联系便捷，部分乡 镇达到了村村通柏油路，交通条件良好。随着夏津工农业生产迅猛发展，全县农 业产业结构调整和工业化进程加快，一大批大中型企业相继建成投产，带动了区 第二章项目背景 域经济的快速发展和国民生产总值的大幅度提高，近几年来，县城规模也在不断 扩大，逐步向西北部和北部发展。夏津县城北开发区的建设和高效农业的发展， 带动了全县经济以更快的速度发展，城区的各项用水量也将随之大幅度提高，致 使供水负担日益加重，对水量水质的要求逐年上升。 2 2 2 自然条件 ( 1 ) 地形地貌 夏津地处山东省西北边缘的黄泛冲积平原，地势自西南向东北缓慢倾斜，坡 降为1 4 5 0 0 - - 1 5 0 0 0 。中部有一条西南、东北走向的古堤，将全县分堤上和堤下 两部分。堤上海拔3 4 - - 2 6 米，堤下海拔2 9 1 - 2 3 5 米。堤上面积4 4 9 7 平方公里， 堤下面积4 2 2 2 平方公里。堤上多为河滩高地、沙丘地、冲积扇形地、沙质河槽 地；堤下由平坡地、洼坡地、沙质河槽地、河滩高地组成。 ( 2 ) 气象概况 夏津县属北温带季风大陆性气候，春季少雨多西南风，夏季炎热多雨，冬季 严寒干燥，一般年份秋旱少雨。形成春旱夏涝，晚秋又旱的特点。 气温：夏津县多年平均气温为1 2 8 ，月平均气温1 月份最低，平均气温 为3 4 。c ，极端最高气温4 1 5 。c ，极端最低气温2 1 6 。c 。 气温资料： 历年平均气温：1 2 8 最高月份七月份，平均气温：2 6 6 最低月份一月份，平均气温：3 4 历年极端最高气温：4 1 5 历年极端最低气温：2 1 6 降水量：夏津县多年平均降水量为5 8 0 9 毫米，年际变化大；1 9 6 4 年降雨 1 1 0 0 5 m m ，为多年平均降雨量的1 8 9 倍，1 9 6 9 年最小，为2 6 2 7 m m ，是多年平均 降雨量的4 5 2 ，最大最小相差4 2 倍。因受季风影响，降水有季节性，年内降水 分配极不均匀；6 9 月份占全年降水量的6 8 6 ，而农作物生长最需水的3 5 月 份降水仅占1 0 8 ，1 0 月末至2 月份占1 0 ，所以经常出现春旱。 风向、风速 历年平均风速3 4 m s 全年以四月份平均风速最大，为4 8 m s 全年以八月份平均风速最小，为2 5 m s 历年来全县出现过最高风速为2 8 m s ，相当于1 0 级风，风向为东北，其次是 1 9 7 8 年6 月2 9 日2 2 m s 的西北大风。 第二章项目背景 历年来各风向频率最大的为南风，平均为1 6 ，其次为东南风、频率为1 3 ， 东北风居第三，频率为8 ，最少的是偏西风，频率为2 。 按最大风速的风向来说，偏北风多，以北风为最多，其次为西北风。 ( 3 ) 河流 境内河流属海河水系。卫运河境内河段长2 1 2 公里，马颊河境内河段2 5 3 公 里，大沙河境内河段2 9 公里。大沙河系黄河故道支流遗迹，除运河水灌注和夏秋 雨水汇集外，平时为无水河。六五河贯穿全境，青年河、六马河、城东干沟等1 4 条主要支流纵横交错，大小相通，各河互济，形成了抗旱灌概和行洪排涝的骨干 水利系统。 ( 4 ) 工程地质 夏津县为缓坡平原区，地面高度在1 0 5 至2 0 3 米( 海拔高度) 之间。形成了 地势由西南向东部倾斜，自然比降约计1 6 0 0 0 0 ，全县主要有三种微地貌形态： 一是河滩高地，二是坡地，三是洼地。 根据地质资料，该区位于黄河平原，地形平坦，场地以软土层为主，建筑场 地类别为i i 类，勘探结果表明，场区内无不良土地质现象存在，地面稳定性良好。 夏津区内有供水价值的淡水含水层，主要有四层。一层为第三系明化镇组的 中佃砂含水层，含水砂层为河湖相沉积物，分布普遍，单层厚度3 5 米左右，厚 者不足1 0 米。埋藏深度在3 5 0 - 5 0 0 米左右，属深层淡水。目前已被夏津县自来水 公司及有关工厂作为城区生产及生活用水所利用。存在的主要问题是：水的含氟 量高，超出国家饮用水卫生标准3 倍，长期饮用，会造成地方性的氟斑牙、氟骨 病，危害人民群众的身体健康；另一层是第四系更新流，全新流冲击相，河湖相 沉积中的粉砂，粉细砂及中砂含水层，单层厚度一般在3 6 米左右，局部可达到 1 0 米以上，属浅层淡水，埋藏深度一般在0 - - 4 0 米左右，深者可达1 0 0 米以上，为 矿化度小于每升2 克的淡水，在夏津县的东部、东南部和西部分布，夏津县的北 部和其他地区均为咸水或苦咸水层。这层含水层单井出水量的大小，主要受砂层 厚度和颗粒粗细所控制，在古河道带发育的部位，砂层厚度大、颗粒粗，单井出 水量大，在古河道间带部位，因砂层不发育，出水量则较小。经调查和对现有资 料的对比分析，夏津县的城北开发区一带为古河道带发育部位，是鲁西北地区不 多见的全淡水区之一，也是夏津县浅层淡水水质相对最好的地区。 ( 5 ) 地震 根据中国地震动参数区划图及其说明书可知，夏津县城区地震动峰值加速度 为0 1 9 并1 o 0 5 9 交界处，地震设防烈度为度，地震分组为第一组。 ( 6 ) 冻土深度 夏津的冻土深度按0 4 8 m 考虑。 第二章项目背景 2 3 城市供水现状 2 3 1现状供水水源和设施概况 根据2 0 0 3 年调查数据显示，夏津县城区需水量为1 0 4 万m 3 d ，县自来水公司 供水能力为1 8 7 y m 3 d ，但由于城区供水管网管径过小、服务范围较小，管道老 化等原因，难以满足目前城区的供水要求，只能达n o 8 万m 3 d ，尚有0 2 4 万m 3 d 的缺口。 根据夏津县自来水公司2 0 0 7 年的统计资料显示，县城区主要靠5 个水厂( 地 下井) 供水，水厂情况见表2 1 。 表2 1 夏津县水厂调查表 工业用水全部为地下打井，调查结果见表2 2 。 表2 2 工业用水调查表 第二章项目背景 城区供水管网从7 8 年开始兴建，随着城区经济的发展和人口增加，城区占地 面积越来越大，城区供水管网逐步延伸，形成了以枝状管网为主的混合布局，随 着用水范围的扩大和用水量的增加，现管网已不适应供水要求。 城区现有供水管道中使用年限2 0 年以内的管道总长1 3 2 9 公里，其中d n 3 0 0 的管道长为1 1 公里，d n 2 5 0 的管道长为2 5 4 公里，d n 2 0 0 的管道长为4 5 6 公里， d n l 5 0 的管道长为1 5 9 公里，d n l l 0 的管道长为3 5 l 公里，城区现有供水管道情 况见表2 3 。 管线所在街道管径长度( m )管材建成年代使用年限 ( m i l l ) 第二章项目背景 考虑到现状管道中使用年限在2 0 年以上的管道材质大多为灰口铸铁，漏损严 重，且耐压等级很低，因此，此次设计不利用该部分老龄管道。 2 3 2 现状供水问题 根据现有供水水源和设施概况，县城供水存在的问题主要表现为： ( 1 ) 水质较差 自来水公司现有水原水质较差，深层地下水含氟高，超出国家标准数倍；浅 层地下水的硬度、氯化物、大肠杆菌等超国标较多。 ( 2 ) 供水管网覆盖范围小 现管网铺设范围仅占城区规划面积的4 0 ，城区现状的6 0 ，己成为城市建 设的重要制约因素。 ( 3 ) 管网管径普遍偏小 管径偏小难以提高供水量，使各水厂不能满负荷生产，造成了浪费。 ( 4 ) 城区供水管网形不成环状 城区供水管网以枝状为主，枝状管网占管网总长度的3 0 以上，使整个城区 供水安全性降低。 ( 5 ) 供水压力低 由于城区供水管网设计管径偏小和建设时间较长，管道老化严重，承受压力 低造成水量不足，给人民群众生活带来了困难。 2 4 工程建设的必要性 第二章项目背景 本项目实施后，对改变夏津县城区当前水质较差、供水量不足，供水管网所 存在的供水管网覆盖面积小且老管网大面积不良运行状况，不仅能满足夏津县城 区2 0 0 7 - - 2 0 1 0 年经济和社会发展用水需要，从根本上解决夏滓县供水上存在的问 题将起到至关重要的作用。其必要性主要体现在以下几个方面。 ( 1 ) 本项目的建设符合经济发展和提高居民生活水平的需要 随着我国改革开放的进一步深入，夏津县经济将快速稳步发展，经济的发展 必将增加水资源的耗用量，现有供水规模难以满足经济发展要求，并且现状水厂 水源为地下水，含氟量超标，严重威胁人民身体健康。 随着城区规模的扩大，要求使用自来水的范围越来越大，随着供水量的增加， 必须延长管道长度扩大管网覆盖面积。 在城区许多居民由于距管网较远，城区管道均系单面管道，管径小，无法使 用自来水，只能靠手压井提取浅层劣质地下水维持生活，旱情严重时，手压井无 法使用，造成4 0 的居民吃水困难。管网的瓶颈作用已成为制约经济发展和居民 生活水平提高的重要因素，对此，群众反映十分强烈。 另外，有些企业无法使用自来水，只有自建供水系统来满足生产与生活的需 要，无计划过量开采，同时供水设施的重复建设，造成许多不必要的资金浪费。 本项目的建设就是提高人民生活饮用水质量，提高城区总供水量，从而满足 经济发展和城区居民生活水平提高的需要。 ( 2 ) 本项目的建设是提高城区供水保障率的保证 夏津县城区供水管网现主要为枝状管网，枝状管网供水效率及可靠性较差， 且管网末端水的流动性差，流速慢，在管道内存留时间长，易滋生细菌，造成水 质下降，严重影响居民身体健康。 枝状管网故障影响半径大，若管网某一管段发生故障，就会引起管网下游大 面积停水，有时候甚至整个管网停水。不仅如此，由于枝状管网是从- 个方向来 水，致使主管网的传输流量大，流速快，使水的沿程阻力增大，水压下降快，原 本很高的管网压力却不能满足用户要求，影响了供水的保障率。本项目中配水管 网的建设使城区供水管网形成环状，从而增大了供水半径，提高了供水保障率。 ( 3 ) 本项目的建设有利于节约能源 现有的供水管网由于管径过小，不能发挥应有的效益，已不能满足管网现有 用户对水量、水压的要求，并造成能源的浪费。配水干管管径太小，造成压力过 大，使管网压力不平衡，离水厂近的地方，水压过大，供水事故频繁发生，水龙 头出现水锤现象，而离水厂较远的地方，水压不足，在用水高峰期经常停水，严 重影响了生产、生活。由于管径小，管网的沿程水头损失增大，使现有水泵的工 作点偏离高效运行段，效率低，造成能源巨大浪费。 第二章项目背景 本项目配水管网的建设按整个供水管网各点水力计算要求选择管径，可有效 减少供水沿程水头损失，提高泵房工作效率，节约了能源。 ( 4 ) 本项目的建设有利于保护自然环境 目前夏津县自来水公司供水规模小，服务面积也小，城区内各企事业单位为 解决生产和职工生活用水纷纷采用自备水源井方式。由于各单位无计划的对地下 水进行开采，使城区内形成漏斗，严重影响了城区内的自然环境。本项目的建设 将提高自来水公司对城区的供水量，满足城区内各企业的生活、生产用水，达到 保护自然环境的目的。 ( 5 ) 本项目的建设有利于提高供水服务质量 项目实施后，为省政府提出的供水企业2 0 0 5 年底实现“一户一表”和“抄表 到户”工作的实施打下了坚实的基础，提高供水服务质量。 因此，实施县城供水工程建设项目，对于节约和利用有限的优质水资源，提 高城市居民生活水平，保证城市供水安全，保障城市的可持续发展都是非常有必 要的。 第三章需水量预测及水源水质分析 第三章需水量预测及水源水质分析 3 1 需水量的预测 由于近几年夏津县大力开展招商活动，很多工业企业纷纷落户。目前，大多 工厂以地下水为水源。地下水的无序开采，势必带来地面沉降等不良影响。人口 的聚集，工业企业的增加以及县城区建成区面积不断的扩大，无疑对用水提出了 新的要求。为实现夏津经济的快速健康发展，急需新建地表水净水厂。 3 1 1 供水服务面积 根据夏津县水务局关于夏津水厂一期供水范围的说明，本工程夏津县城 供水服务面积： 一期( 2 0 1 0 年) ：1 8 6 5 k m 2 ； 二期( 2 0 2 0 年) ：1 8 6 5 k i n 2 ，同时为供水服务范围外的锦花集团和飞天印染 两个工业用水大户( 共2 万m 3 d ) 供水。 供水服务范围详见“一期供水管网平面布置图”中夏津县城供水范围线所示。 3 1 2 供水量预测方法 根据室外给水设计规范，设计供水量由下列各项组成： ( 1 ) 综合生活用水量( 包括居民生活用水和公共建筑用水) ； ( 2 ) 工业企业用水： ( 3 ) 浇洒道路和绿地用水； ( 4 ) 管网漏损水量； ( 5 ) 未预见用水； ( 6 ) 消防用水。 对于本工程而言，综合生活用水量采用规划年限的用水人口和用水定额来计 算；经调查，已获得了夏津县城规划供水范围内现状工业企业用水量，所以一期 工业用水量按照现状供水范围内的工业企业用水量来统计，而二期的工业水量则 按照山东省夏津县城市总体规划( 修编) 中规划的工业地块面积和单位工业 用地用水量指标来计算；浇洒道路绿地用水量根据道路绿地面积和相应的用水量 定额来计算；消防用水量按照国家现行的建筑设计防火规范来确定；漏损及 第三章需水量预测及水源水质分析 未预见用水量用前几项的和乘以一个比例系数得到。这样计算出供水范围内的供 水水量后，再以城市单位人口综合用水量指标法、城市单位建设用地综合用水量 指标法校核。 ( 1 ) 标准定额法预测用水量 生活用水量 规划人口：根据附件三夏津县水务局关于夏津水厂一期供水范围的说明， 一期工程按夏津县城现状人口9 万人控制：二期工程按夏津县城人口1 5 万人控制。 用水量标准：根据室外给水设计规范，夏津县属于二区中、小城市，高 日综合生活用水定额为1 5 0 - 2 4 0 l & a p d ，根据山东省夏津县水务局提供资料，现 状平均生活用水量为1 l o l c a p d ，结合山东省夏津县城市总体规划( 修编) 公共建筑用水是居民用水量的3 0 ，所以取一期夏津县城人均高日综合生活用水 量定额1 5 0 l c a p d ，二期夏津县城人均高日综合生活用水量定额提高到 18 0 l c a p d 。 夏津县城人均综合生活用水量： 一期：9 0 0 0 0 x 1 5 0 1 0 0 0 = 1 3 5 0 0 m 3 d 二期：1 5 0 0 0 0 1 8 0 1 0 0 0 = 2 7 0 0 0 m 3 d 工业用水量 现状大型工业企业一般采用自备井水源满足企业用水，待本工程建设完成 后，根据凯发新泉自来水( 德州) 有限公司与夏津政府之间的协议，本工程供水 范围内的工业企业须关闭自备井，由新建的夏津水厂供水，所以，一期工程工业 用水量根据夏津县工业、企业实际用水量来计算，实际用水量见表3 1 。 表3 1 夏津县工业、企业自备井调查表 第三章需水量预测及水源水质分析 则一期工业用水量：2 5 8 0 0 m 3 d 二期工业用水量按照山东省夏津县城市总体规划( 修编) 规划的各类工 业用地面积和相应的单位工业用地用水量指标进行估算，根据夏津县水务局对夏 津县工业、企业用地用水量的调查，确定一、二、三类工业用地用水量指标分别 取0 8 万m 3 k m 2 d 、1 0 万m 3 k m 2 d 、1 2 万m 3 k m 2 d ( 计算所得工业用水量包括管网 漏损水量) 。另外二期工程在双鸿路与31 5 省道交口西北侧将建设锦花集团和飞 天印染两个工业企业，各用水量1 万m 3 d ( 此部分用水量不包括管网漏损水量) 。 则二期工业用水量为： 1 9 2