延安市宝塔区河庄坪镇污水管网接入工程可行性研究报告

延安市宝塔区河庄坪镇污水管网接入工程可行性研究报告陕西宇泰建筑设计有限公司二一三年十二月审 定：刘新宇 审 核：姚舜蓉 项目负责人：呼峰设 计：刘宏宇 编 写：康明明 刘宏宇 目 录1.项目名称与建设单位11.1.项目名称11.2.建设单位11.3.编制依据11.3.1技术标准、规范11.3.2相关规划及工程技术文件12.设计期限及主要内容22.1.设计期限22.2.主要内容23.城镇概况、排水工程现状及规划33.1.城镇概况33.1.1城镇特点、地理位置33.1.2自然条件53.1.3工程地质概况63.1.4水资源概况63.1.5地震及灾害状况63.1.5水污染状况73.2.城镇规划及排水情况83.2.1城镇规划情况83.2.2排水工程规划93.3.现状污水收集系统104.排水体制论证114.1.雨、污水排放体制论证（分流制或合流制）114.2.排水系统总体设计134.3.工程区排水系统论证145.工程建设的必要性和可行性145.1.管网敷设的必要性145.2.管网敷设方案的可行性166.主要建设内容166.1.排水系统污水量预测176.1.1.工程区系统服务人口176.1.2污水量预测176.2.城市污水处理率176.3.管网水力计算186.3.1.设计充满度186.3.2.最小管径196.3.3.最小设计坡度206.3.4污水管道埋设深度206.4.管道管材的比选及选用226.4.1管道管材的比选226.4.2管道管材的选用246.5.污水设施建设方案246.5.1.污水管道建设方案246.5.2.检查井建设方案256.5.3.支管建设方案267.环境保护268.安全卫生及消防279.节能2810.建设进度安排及导流措施2811.投资估算及资金筹措2911.1.工程概况2911.2.估算编制依据2911.3.投资估算3011.4.资金筹措3012.环境效益、社会效益和经济效益分析3113.结论及建议3213.1.结论3213.2.建议33附件： 1.工程投资估算书2.工程图纸1.项目名称与建设单位1.1.项目名称延安市宝塔区河庄坪镇污水管网接入工程主要建设位置：延安市宝塔区河庄坪镇1.2.建设单位延安市污水处理厂1.3.编制依据1.3.1技术标准、规范（1）给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50332-2002）（2）给水排水工程管道结构设计规范（GB503322002）（3）建筑结构荷载规范（GB50009-2002）（4）建筑抗震设计规范（GB50011-2002）（5）室外排水设计规范（GB50014-2006）（6）给水排水管道工程施工及验收规范（GB502682008）（7）砼结构设计规范（GB50010-2002）（8）城市污水处理工程项目建设标准（国家科委、建设部2001年）（9）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）（10）地表水环境质量标准（GB3838-2002）（11）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）1.3.2相关规划及工程技术文件（1）延安市城市总体规划（2013-2030）（2）延安市城市污水工程专项规划（3）延安市宝塔区河庄坪镇控制性详细规划延安市城市规划编制研究中心 延安市规划设计院 2011年（4）延安市统筹城乡发展空间布局规划（5）延安城市近期建设规划（做美延安总体方案）（6）延安城市山体沟道开发整治总体规划（7）延安市综合交通规划（8）延安市土地利用总体规划（9）2007版延安市河庄坪片区控制性详细规划（10）延安市城市风貌特色规划（2000.5，西北建筑工程学院城市规划设计研究院 延安市规划设计院编制）（11）西北川控制性详细规划西北建筑工程学院城市规划设计研究院（12）延安井家湾旅游村建设规划2.设计期限及主要内容2.1.设计期限现状基准年：2012年设计期限： 8年（与规划同步）设计水平年：2020年2.2.主要内容延安市宝塔区河庄坪镇污水管网接入工程建设位置为延安市宝塔区河庄坪镇。本次设计的主要目的是将镇区已铺设的污水管道连接至城市污水主干管后输送至城市污水处理厂统一集中处理。设计铺设污水管道四条，其中：镇政府井家湾过水桥DN600管道长1071.05m，延河河道城市主干管延伸DN600管道长 2024.00m，镇区新区检查井延河河道城市主干管DN400管道长120.66 m，井家湾村预留口井家湾过水桥DN500管道长88.20 m。设计内容主要包括：铺设污水管道3303.91米，新修检查井69座，拆除并恢复过水桥3座，穿越供水管线2次，导流渠开挖2.3km，挡水围堰400m。 3.城镇概况、排水工程现状及规划3.1.城镇概况3.1.1城镇特点、地理位置河庄坪镇位于延安市城市中心区的北部，延河中上游地带，南距延安市中心8公里，北距安塞县30公里，是延安市宝塔区的一个城郊镇。镇域面积98.8平方公里，镇区内有包茂高速公路（延安-安塞段）、206省道通过，是河庄坪镇域和延安市中心城区北部的政治、经济、文化中心，重要的物流运输和商品配送基地。宝塔区河庄坪镇于2011年4月被确定为省级重点示范镇，按照省上“一镇一模块”建设要求，河庄坪镇收储河庄坪村和石窑村集体土地、划拨国有土地共498亩，做为重点镇新区建设用地。镇区公租房项目占地面积约10亩，总建筑面积1.4万平方米，于2012年5月开工建设，现已完成楼房17层主体建设及砖墙填充，正在进行内外粉工程。移民搬迁安置房项目占地面积约19.5亩，总建筑面积21546.22平方米，由4栋砖混结构多层及2栋11层剪力墙结构小高层构成，于2012年7月开工建设，目前4栋6层楼房主体已全部完成。正在进行二期2栋高层勘察设计等前期工作。大型综合超市项目占地面积约8亩，总建筑面积10000平方木，于2012年7月开工建设， 7层主体已封顶（地上5层，地下2层），目前正在进行砖墙填充工程。新区中心幼儿园项目占地面积约5.3亩，总建筑面积2495.63平方米，于2013年4月开工建设，三层主体已封顶，目前已基本完成。 新区五条道路及配套管网工程项目占地面积约64亩，于2012年7月开工建设，目前已基本完成。中心游园该项目占地面积约10亩，于2012年10月开工建设，目前已基本完成。河庄坪镇文化中心及广场项目占地面积约7.5亩，总建筑面积约6000平方米，于2012年7月开工建设，目前已基本完成。主街道延伸及配套管网工程项目改造道路全长833.27米，于2011年4月开工建设，2012年11月基本建设完成。河庄坪现有人口约2.9万人，主要由河庄坪的村镇居民和长庆油田基地居民组成。全镇已形成“果树、蔬菜、第三产业”三大主导产业，2010年农村经济总收入达7352万元，农民人均纯收入5380元。河庄坪片区内现状建筑主要有采油一厂河庄坪基地、镇政府、市苗圃、中小学、道班、西安政治学院基地、气象监测站及井家湾等四个村庄，其余用地都是林果用地、大棚基地、农田。长庆采油一厂河庄坪生活基地初具规模，基础设施和公共服务设施配套具备一定基础，井家湾农家乐也形成一定的气候，为进一步开发建设奠定了基础。镇区现状有给水管道DN200由王瑶水库引入，但只供给长庆油田小区，居民生活用水多依靠打井取水。3.1.2自然条件河庄坪与延安市区同属华北陆台鄂尔多斯地台的一部分以黄土高原、丘陵，地貌为主。延河呈“S”型由北向南流过，用地被分割为四大部分用地。整个地势西北高、东南低。由于地处内陆，属高原大陆性季风气候，又受西北利亚寒流侵袭影响，加上地形复杂，使得气候多变，温差较大，属于大陆性季风气候。春季干旱多风，常伴有寒流，气温升降快，变化多；夏季温热、干旱，雨涝相间，多雷阵雨天气；秋季凉爽多雨，气温下降快，霜雪早临；冬季寒冷干燥，雨雪稀少，持续时间长。一月最冷，七月最热，年平均气温9.35摄氏度，极端最高气温39.7摄氏度，极端最低气温-25.4摄氏度，昼夜温差大，气温升降快，季节变化明显。冬季偏北风，夏季偏南风，主导风向西南风，频率24%，年平均风速2.0米/秒，最大风速19米/秒；降水量年平均596.5毫米，日最大降水量98.1毫米，年平均蒸发量1601毫米，年平均日照2445.2小时，最大冻土深度75厘米，无霜期186天。3.1.3工程地质概况延安属陕北鄂尔多斯台向陕北拗陷区，构造简单。在这地层上，大部分为第四系黄土，广布于基岩之上，是构成黄土梁峁的主要物质。阶地主要由黄土状粉土、粉沙及卵砾石层组成，地基承载力二级阶地在10吨/平方米以上，一级阶地在14吨/平方米以上。河庄坪镇处于延安市宝塔区，全境南北狭长，属丘陵沟壑地形。境内以延河为骨干，支流支沟纵横交错。河庄坪镇境内地势西北高、东南低，由西南向东北呈倾斜状。塬川相间、沟谷发育，形成渭北典型的黄土高原沟壑地貌。由于长期流水冲刷，造成塬高沟深坡陡的地貌特征。3.1.4水资源概况地表水：延河是河庄坪最大的河流，常流量4.173立方米/秒，该河段污染较为严重，属四级水，不能作为水源。延安市王瑶水库引水工程可部分分量作为河庄坪的主要水源。地下水：本区属黄土高原丘陵沟壑区，沟谷切割较深，加之本区降水量少且集中，水土流失严重，降水多以地表径流泄于河道。本区日照蒸发量大，所以下渗量小，化学成分浓缩作用强，地下水水量有限，化学成分复杂，矿化度高，水质较差不宜直接饮用。3.1.5地震及灾害状况该片区地质构造单一，属地震基本烈度六度区。调查相关水文资料，河庄坪附近延河段30年一遇最高洪水位绝对标高值980.460，流量4443立方米/秒；50年一遇最高洪水位980.737米，流量5046立方米/秒。主要自然灾害有干旱、霜冻、冰雹、暴雨、连阴雨、干热风等。3.1.5水污染状况延安市中心市区沿三河（延河、南川河、杜甫川河）轴带发展，其中延河为主干流。通过对延安市区地面水环境的调查并采用综合污染指数法进行评价可知，由于污水不断向延河及其支流排放，延河各河段已受到不同程度的污染；上游杨家湾断面的延河水质属轻污染级：下游四联队断面水质属重污染级。其中主要污染因子为有机耗氧物质和亚硝酸盐，属于有机型污染。造成市区延河段地面水受到污染的原因，一是由于工业废水和生活污水直接排放，二是由于枯水期长，河水自净能力差。据工业污染源调查统计，市区工业废水排放量149万吨年，其中仅少量经过处理。相应于经济效益和工厂的规模而言，市区并无排污大户，但由于管理不善，废水污染问题得不到解决。且全市居民所产生的生活污水未经任何处理，直接通过延河河堤分布的排水口排入河道。这些都是造成地面水有机型污染的主要污染源。由于沿岸地区属于干旱少雨的大陆性气候，年平均降雨量仅为550mm，且60%集中在7、8、9月，头年1 0月至次年6月延河水系枯水期，从现有统计资料推算、流经市区的延河及其支流南川、西川、杜甫川枯水期流量很小，而且实际上还经常发生断流现象。由上表可以看出，延河水系枯水期流量很小，而且实际上还经常发生断流现象。近年来，随着城市的发展用水量逐年增加，排入河道的生活、生产污废水总量已达0.18m3/s以上，在河流稀释自净能力很差的情况下,水污染日趋严重，个别支流河段多处形成不流动的成片集水洼地，春夏发臭，蚊蝇滋生，对延安市区环境卫生构成严重的威胁，市区其他河段亦有类似现象。3.2.城镇规划及排水情况3.2.1城镇规划情况2007年曾编制过延安市河庄坪片区控制性详细规划，07总规纲要中指出河庄坪依托快速交通走廊，发展现代物流业，为周边地区产业发展和商贸发展提供服务。2007版河庄坪片区控制性详细规划中对该片区的定位：长庆油田服务基地；城市的物流中心之一（大型建材家具批发市场）；环境优美、具有地方特色的城郊型生活服务休闲区。该定位中指出河庄坪片区依托快速交通走廊发展现代物流业，提供以批发市场货运、存储、配载、公路联运为主要方式的物流服务，最终形成融物流、人流、交通流于一体，集现代仓储中心、多式联运中心、配送加工中心、商品批发中心于一体的现代化、综合性、多功能的大型物流基地，为周边地区产业和商贸发展服务。经过四年的发展，河庄坪镇在物流基地的定位下发展缓慢，城镇面貌、产业经济没有明显变化，因此，对2007版控规中的定位应进行反思，重新思索河庄坪的性质定位。2011年延安市城市规划编制研究中心 延安市规划设计院修订编制了延安市河庄坪片区控制性详细规划，将河庄坪镇性质定位为以服务旅游为主的，重点发展餐饮、酒店、商贸业的城市副中心。该片区的三大职能为：（1）旅游服务基地；（2）河庄坪镇域政治、经济、文化中心；（3）长庆油田服务基地。2011版规划区范围南接西北川控制性详细规划北界，即延安市延运驾校，北至河庄坪大桥，东西至自然山体，南北长约4.6公里，东西宽约1.5公里，总规划用地面积3.35平方公里。规划人口情况：至2015年，河庄坪镇城镇化率达到60%，镇域人口规模将达到3.6万人。至2020年，河庄坪镇城镇化率达到65%，镇域人口规模将达到4.7万人。本次控制性详细规划人口规模为3.0万人。3.2.2排水工程规划（1）、排水体制依据延安市城市总体规划和延安市宝塔区河庄坪镇控制性详细规划，河庄坪镇排水采用雨污分流制。雨水充分利用地形就近排入排洪渠及延河，污水排入城市污水管道，最后进入延安市污水处理厂进行处理排放。（2）、污水系统规划延安市宝塔区河庄坪镇控制性详细规划（2011年）的污水规划内容：区内污水排放按照用水量的80%计算，则规划区日污水量为1.15万m/d。污水量总变化系数K=1.201.50。根据镇区地形以及污水量情况，规划扩建原有长庆油田污水处理厂（长庆中学体育场以南），总面积0.9公顷。污水处理规模为1万吨/日。3、管网规划延安市宝塔区河庄坪镇控制性详细规划（2011年）的污水规划内容：规划区内污水经过污水支管汇集后，排入自北向南的城市污水干管，最后经延安市污水处理厂进行处理排放。区内污水管道采用d400毫米排水管道，污水管道布置在道路的西侧和北侧车行道下面。3.3.现状污水收集系统近年来随着城市经济建设的高速发展，人口急剧增加、人民生活水平逐年提高，延安城市自来水供水规模已达到5万m3/d。由此产生了大量的城市污水。2002年底建成了污水收集系统主干管网26.3公里；20042006年完成城区污水收集系统工程铺设污水管道26.4公里、截流闸31处。20072010年完成“三山两河”城区污水收集工程。2009年完成延大李家洼污水管网收集工程。2013年完成了延安城区污水管网延伸工程（李家洼河庄坪）设计，管网设计至河庄坪井家湾过水桥，管径DN600，管材为HDPE增强中空壁缠绕管。目前镇区有一座长庆污水处理厂，但只收集处理长庆油田基地的污水。设计处理能力仅1800m3/d,镇上无污水收集设施，多依靠路面排水，雨水分散就近排入延河，雨季时居民出行极为不便。河庄坪镇主街道延伸及配套管网工程改造道路全长833.27米，于2011年4月开工建设，2012年11月基本建设完成，污水管网铺设至镇政府处，污水管道位于路西，镇政府处污水管道管径为DN600，管材为双壁波纹缠绕管。河庄坪镇新区五条道路及配套管网工程，于2012年7月开工建设，目前已基本完成。河庄坪镇新区全部污水管网已埋设至新区东南角检查井，只需接入城市污水干管即可。4.排水体制论证4.1.雨、污水排放体制论证（分流制或合流制）在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水，这些废水是采用一个管渠系统来排除、或是采用两个或两个以上各自独立的管渠系统来排除，废水的这种不同排除方式所形成的排水系统，称做排水系统的体制（简称排水体制）。排水系统的体制，一般分为合流制和分流制两种类型。合流制排水系统：是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统。分流制排水系统：是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排水的系统。合理地选择排水系统的体制，是城市和工业企业排水系统规划和优化设计的重要问题。它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远，同时也影响排水系统工程的总投资和初期投资费用以及维护管理费用。通常，排水体制的选择应满足环境保护的需要，根据当地条件、通过技术经济比较确定。而环境保护应是选择排水体制所考虑的主要问题。下面从不同角度来进一步分析各种体制的使用情况。从环境保护方面来看，如果采用合流制将城市生活污水、工业废水和雨水金部截流送往污水厂进行处理，然后再排放，从控制和防止水体的污染来看是较好的，但这使截流主干管尺寸很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应地增加。采用截流式合流制时，雨天有部分混合污水通过溢流井直接排入水体。实践证明，采用截流式合流制的城市，随着建设的发展，河流的污染日益严重。为改善截流式合流制这一严重缺点，今后探讨的方向是应将雨天时溢流出的混合污水预以贮存，待晴天时再将贮存的混合污水全部送至污水厂进行处理，或者把初降雨水直接送往污水处理厂处理，或者改建成为分流制排水系统等等。雨水、污水贮存也可设在溢流出水口附近，或者设在污水厂附近，分流制是将城市污水全部送至污水厂进行处理，但初降雨水径流未加处理直接排入水体，这是它的缺点。近年来，国外对雨水径流的水质调查发现，雨水径流特别是初降雨水径流对水体的污染相当严重。分流制具有这一缺点，它们比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，一般又能符合城市卫生的要求，所以在国内外获得广泛采用，而且也是城市排水系统体制发展的方向。总之，排水系统体制的选择是一项很复杂很重要的工作，应根据城镇及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、水质、水量、地形、气候和水体等条什，从全局出发，在满足环境保护的前提下，通过技术经济比较，综合考虑确定。由于合流制对水体污染严重，危害环境，所以新建的排水系统一般应采用分流制。污水收集工程考虑延安的实际情况采取逐步实施雨污分流排水系统。为改变延安城区污水收集现状，使污水收集率达到60%以上，采取了切实可行的雨污分流措施，将规划区域内的单位、居民污水管道直接接入污水管道系统对于无法分流的可采用截流方式，如枣园路、南滨路、嘉岭路通过入口闸门控制接入主干管；对于七里铺、中心街、北关街可在城市建设及道路改造时分批敷设，逐步实现雨、污分流。4.2.排水系统总体设计延安市现有的雨污合流管道直接改造为雨水管道，其管径可以满足雨水排放要求，这样城区的管道（渠道）可充分利用，不做大的变动，正在建设的新区应实施分流制。按照陕西省1998年批准的延安市城市污水处理工程可行性研究报告，近期实行截流式合流制远期逐步实行分流制排水体制。延安市市区污水收集系统工程收集工程污水收集坚持新区、老区区别对待的原则，对无法实施分流的老区采用合流制，新区则采用分流制。延安市城区污水收集处理项目是将生活污水和工业污水统一收集起来，以进行统一处理，统一排放，排水体制应采用分流制。但考虑延安市实际情况应当遵循的原则：1.先规划后建设，规划一步到位，建设分年度实施；2.分流与截流，合流相结合；3.集中处理与分区治理相结合：4.谁开发、谁接入，谁污染、谁治理；且要达到污水排入城市水道水质标准（CJ3082-1999）；5.工程措施和非工程措施相结合；6、污水收集系统与沟道开发、小区开发和道路建设同时设计、同时实施。4.3.工程区排水系统论证按照2011版延安市河庄坪片区控制性详细规划的要求，本次设计采用雨污分流制。建议后期应将长庆污水处理厂收归延安市污水处理厂统一管理，便于节约能耗和污水分片处理，降低维修成本。5.工程建设的必要性和可行性5.1.管网敷设的必要性延安市为缺水地区，水资源极为有限，随着城区小区建设的发展，城市规模的不断扩大，需水量日益增大，同时工业废水和生活污水的排放量也不断增多，使本来就贫乏的水资源又受到严重的威胁。这必将阻碍经济的迅速发展。随着世界各国对环境保护的重视。保护环境已成为一种不可抗拒的时代潮流。要使环境污染和生态破坏加剧的趋势得到基本控制，实现城乡环境明显改善的目标，必须实行污染物集中控制。另外延河是陕西省十一五至十二五规划和省环保局的重点治理流域，此处河段的环境自净能力很小，水生态环境脆弱为了控制城区环境污染和生态环境破坏的加剧趋势，解决城区污水污染天然水体的现实，污水管网的延伸势在必行。如何节约用水，提高水的利用率,污水处理利用是解决此类问题的重要途径，也是大势所趋。城市污水具有水量大、来源可靠、水量稳定的特点。将城市污水收集处理后作为工业、景观、市政、和农业灌溉等,能适应可持续发展需要，具有巨大的经济、社会、环境效益。延河自净能力差，枯水期只有少量的河水径流，污水排入河道后，不能自净，从视觉上给人们形成“污染严重”的印象，即使收集率达到90%，少量的污水还会继续影响延河水体。河庄坪作为省级重点示范镇，已进行了公租房、移民搬迁安置房、大型综合超市、新区中心幼儿园、新区五条道路及配套管网工程、中心游园、河庄坪镇文化中心及广场、主街道延伸及配套管网工程等工程的建设，镇区街道及路面下污水管道已铺设完成，随着新区入住人口的增加，镇区污水排放量将明显增大，污水管网的接入已刻不容缓。河庄坪井家湾村正在打造“陕北饮食文化第一村”，现已初具规模，随着旅游人口的增加，污水的集中排放也应尽快解决长庆污水处理厂只作为厂区专用，且处理能力设计只有1800m3/d，对于镇区的污水无法处理。可见，无论从缓解严重缺水问题考虑，还是从国家保护环境的大形势出发，都必须建设该段污水管道工程，建设本工程可以解决下列问题：（1）提高污水管道的稳定性及安全性。（2）结合所片区规划，提高污水的收集效率。（3）提高城区橡胶坝水景观的水质。（4）积极响应了国家加强环保意识的方针政策。对改善地方区域环境，美化片区，起着非常重要的作用。 综上所述,建设本工程是城市基础设施建设的当务之急，是一项利在当代、功在千秋的工程。5.2.管网敷设方案的可行性（1）河庄坪镇区和镇区新区的污水管道已基本铺设完成，为污水的接入提供了可能。（2）2009年延安市污水厂已完成了延大李家洼污水管网收集工程。2013年已完成了延安城区污水管网延伸工程（李家洼河庄坪）设计，管网设计至河庄坪井家湾过水桥，初步设计也已通过评审。为该区域污水管道的接入提供了条件。以上两点为河庄坪污水管网接入提供了可行性。6.主要建设内容根据河庄坪总体规划，以满足城市可持续发展的要求为目的，从城市整体环境综合治理、保证城市排污安全的角度出发，结合河庄坪镇污水管网现状，对延安市宝塔区河庄坪镇进行污水管网接入工程。延安市宝塔区河庄坪镇污水管网接入工程，主要设计内容为：铺设污水管道3303.91米，其中DN600HDPE双壁波纹管3095.05米，DN500HDPE双壁波纹管预埋88.20米，DN400管道120.66米；新修检查井69座，拆除并恢复过水桥3座，穿越供水管线2次，导流渠开挖2.3km，挡水围堰400m。 6.1.排水系统污水量预测6.1.1.工程区系统服务人口依据延安市河庄坪片区控制性详细规划（2011年），河庄坪镇规划人口规模为3.0万人。6.1.2污水量预测根据城市给排水工程规划规范（GB50282-98），延安市属于二类地区中的中等城市类别，城市人均综合生活用水量指标在190-360L/（人d），取值300L/（人d）；城市污水量测算根据城市用水量乘以城市污水排放系数确定，城市综合污水排放系数为0.8-0.9，取值0.8，得出污水总量如下：30000300/10000.8=0.72104m3与2011版延安市河庄坪片区控制性详细规划，日污水量为1.15万m/d。污水量总变化系数K=1.201.50。计算差距较大。设计最高日综合污水量采用：8000 m/d。6.2.城市污水处理率根据延安市城市污水工程专项规划，2020年城市污水处理率达到95%，本次设计水处理率采用98%。6.3.管网水力计算污水管道按重力非满流进行设计。 水力计算的基本公式给出了流量 Q、流速 v、粗糙系数 n、水力坡度 I、水力半径和过水断面面积等水力要素之间的关系。为使污水管渠正常运行，需对这些因素加以考虑和限制。作为污水管道设计的依据。管道设计最大充满度、检查井间距及其设计参数遵守室外给水设计规范(GB50013-2006)。具体如下：6.3.1.设计充满度a. 设计充满度h/D：在设计流量下，污水管道中的水深 h与管道直径 D的比值称为设计充满度（或水深比）。当 h/D时称为满流；当 h/D1时称为不满流。b. 污水管道的设计有按满流和非满流两种方法。在我国，按非满流进行设计。原因是： 污水的流量很难精确确定，而且雨水或地下水可能渗入污水管道增加流量，因此，选用的污水管道断面面积应留有余地，以防污水溢出； 污水管道内沉积的污泥可能分解析出一些有害气体，需留出适当的空间，以利管道内的通风，排除有害气体 便于管道的疏通和维护管理。c最大设计充满度的规定如下表最大设计充满度管径或渠高（mm）最大设计充满度3504500.655009000.70本次设计采用最大充满度为0.400.60。6.3.2.最小管径设置最小管径的原因：a养护方便：一般在污水管道的上游部分，设计流量很小，若根据流量计算，则管径会很小，根据养护经验表明，管径过小易堵塞，使养护管道的费用增加。而小口径管道直径相差一号在同样埋深下，施工费用相差不多。b减小管道的埋深：此外采用较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小。本次设计最小管径与设计坡度可见下表。水力计算表（河道段）位置水力坡降管道材料直径（D）水位高度（h）充满度（h/D）COSSin过水面积湿周水力半径水力坡降（）粗糙度n流量流速m/sm3/d河庄坪最小坡降HDPE管6002920.490.031.001.540.140.930.151.010.01380290.68最大坡降HDPE管6003600.600.200.981.370.181.060.171.920.013155961.02最小管径与相应最小设计坡度管道类 别 最小管径（mm） 相应最小设计坡度 污水管 600 1.0不计算管段：在污水管道的上游，由于设计管段服务的排水面积较小，所以流量较小，由此而计算出的管径也很小。如果某设计管段的设计流量小于在最小管径、最小设计坡度（最小流速）、充满度为0.5时管道通过的流量时，这个管段可以不必进行详细的水力计算，直接选用最小管径和最小设计坡度，该管段称为不计算管段。在有冲洗水源时，这些管段可考虑设置冲洗井定期冲洗以免堵塞。 6.3.3.最小设计坡度a最小设计坡度：相应于管内最小设计流速时的坡度叫做最小设计坡度，即保证管道内污物不淤积的坡度。bI min=f（v min，管道的水力半径R）。不同管径的污水管道应有不同的最小设计坡度，管径相同的管道，由于充满度不同，也可以有不同的最小设计坡度。在表中规定了最小管径管道的最小设计坡度。经过计算，本次设计方案中最小流速为0.68m/s，最大流速为1.02m/s。经过上述水利计算，原有污水主干管可基本满足规划期限内污水排放的流量要求。6.3.4污水管道埋设深度在污水管道工程中，管道的埋设深度愈大，工程造价愈高，施工期愈长。最小埋深 确定污水管道最小埋设深度时，必须考虑下列因素：（1）必须防止管内污水冰冻或土壤冰冻而损坏管道土壤的冰冻深度，不仅受当地气候的影响，而且与土壤本身的性质有关。所以，不同的地区，由于气候条件不同，土壤性质不同，土壤的冰冻深度也各不相同。在污水管道工程中，一般所采用的土壤冰冻深度值，是当地多年观测的平均值。由于生活污水水温较高，且保持一定的流量不断地流动，所以污水不易冰冻。由于污水水温的辐射作用，管道周围的土壤不会冰冻，所以，在污水管道的设计中，没有必要将整个管道都埋设在土壤的冰冻线以下。但如果将管道全部埋在冰冻线以上，则会因土壤冻涨而损坏管道基础。现行的室外排水设计规范规定：无保温措施的生活污水或水温与其接近的工业废水管道，管底可埋设在土壤冰冻线以上0.15m。有保温措施或水温较高或水流不断、流量较大的污水管道，其管底在冰冻线以上的距离可适当增大，其数值可根据经验确定。（2）必须保证管道不致因为地面荷载而破坏为保证污水管道不因受外部荷载而破坏，必须有一个覆土厚度的最小限值要求，这个最小限值，被称为最小覆土厚度。此值取决于管材的强度、地面荷载类型及其传递方式等因素。现行的室外排水设计规范规定：在车行道下的排水管道，其最小覆土厚度一般不得小于0.7 m。在对排水管道采取适当的加固措施后，其最小覆土厚度值可以酌减。（3）必须满足街坊污水管衔接的要求此值受建筑物污水出户管埋深的控制。从安装技术方面考虑，建筑物污水出户管的最小埋深一般在0.50.7 m之间，以保证底层建筑污水的排出。所以街坊污水管道的起端埋深最小也应有0.60.7 m。由此值可计算出街道污水管道的最小埋设深度。对每一管道来说，从上面三个不同的要求来看，可以得到三个不同的管道埋深。这三个值中，最大的一个即是管道的最小设计埋深。 最大埋深管道的最大埋深，应根据设计地区的土质、地下水等自然条件，再结合经济、技术、施工等方面的因素确定。一般在土壤干燥的地区，管道的最大埋深不超过78 ；在土质差、地下水位较高的地区，一般不超过5 。当管道的埋深超过了当地的最大限度值时，应考虑设置排水泵站提升，以提高下游管道的设计高程，使排水管道继续向前延伸。本次设计管道为镇区污水管道接入工程，所以埋深依据镇区已有管道的埋深确定，查询现有的两段道路设计资料，污水管道接入点路面下埋深分别为5.2m和3.8m。6.4.管道管材的比选及选用6.4.1管道管材的比选工程中，常用钢筋混凝土管、HDPE双壁波纹管及夹砂玻璃钢管作排水管道。接口密封性比较平口或承插口连接的砼污水管通常是采用水泥砂浆抹带或钢丝网水泥砂浆抹带接口，运行时间久了，接口处抹带材料易于剥脱而发生漏水，再者，其属刚性接口，若因土壤出现不均匀沉陷而使污水管产生位移时，接口处即可能遭到破坏而出现渗漏。但HDPE波纹管及夹砂玻璃钢管的接口均较为牢靠，接口密封性能好，不易产生渗漏。内壁粗糙率比较夹砂玻璃钢管、HDPE波纹管及砼管的管内壁粗糙度分别为0.008、0.009及0.014，当运行条件一致时，夹砂玻璃钢管和HDPE波纹管的过水能力将比砼管过水能力提高约2530%。亦即，当坡度一致时，满足相同的过水能力，夹砂玻璃钢管和HDPE波纹管比砼管可采用较小管径，节省管材费用。腐蚀性比较夹砂玻璃钢管和HDPE波纹管的抗腐蚀性显然强于砼管，故知，前两种管道的使用寿命均比砼管要长。管道安装比较夹砂玻璃钢管和HDPE波纹管的重量轻，与砼管质脆体笨的缺点形成鲜明对照；另外，这两种管道管节长、接头少，与砼管管节短、接头多相比，管道安装更加简便、迅捷。管材经济比较对于钢筋混凝土管、HDPE波纹管及夹砂玻璃钢管的管材单价和综合造价进行管材经济比较而言，钢筋混凝土管材料单价和综合造价均为最低；当DN500mm时，HDPE波纹管较夹砂玻璃钢管综合造价低；当DN600mm时，夹砂玻璃钢管较HDPE波纹管综合造价低。管材选比结论综合考虑，HDPE波纹管使用寿命长、过流量大，安装方便。6.4.2管道管材的选用本次设计的宝塔区河庄坪镇污水管网接入工程，管道全部为新铺污水管道。管材采用HDPE增强中空壁缠绕管，管材为GB/T，环刚度SN8。6.5.污水设施建设方案6.5.1.污水管道建设方案本次设计铺设城市污水管道3303.91米。设计铺设污水管道四条，其中：镇政府井家湾过水桥DN600管道长1071.05m，主要布置于河庄坪街道西侧道路下，埋置深度与已建成污水管道基本相同，平均深度5.2m，穿越道路两次采用顶管施工；延河河道城市主干管延伸DN600管道长 2024m，全部埋置于河道内，埋置深度4.8m7.4m；镇区新区检查井延河河道城市主干管DN400管道长120.66 m，起点埋置深度与已建成污水管道相同，末点接至新设计的河道主干管，其中穿越高速公路涵洞段采用顶管施工；井家湾村预留口井家湾过水桥DN500管道长88.20 m，横穿延河埋置于河道内。道路管沟设计方案：道路管道采用砂垫层基础，管道基础支撑角2为150。用于管道基础及回填的中砂、粗砂需过筛，不得掺杂大块杂物，具体见图纸。河道管道设计方案：河道管道应大部分埋置于基岩内，在管道外包30cm厚C25钢筋混凝土，考虑到混凝土的伸缩，管道外包的混凝土在检查井的两侧各留一道2cm的伸缩缝，内填聚氯乙烯泡沫板。钢筋砼管顶至基岩面采用M7.5水泥砂浆砌毛石回填至基岩面，最后采用原状河道开挖土回填，施工完成后应进行河道清淤。桩号C0+029-C0+082段、H0+009-H0+026段及H0+135-H0+163段（见平面布置图）为管道横穿街道马路或高速公路，这三段设计采用顶管施工工艺。6.5.2.检查井建设方案1）、在管道交汇处、转弯处、管径或管坡改变处、跌水处以及直线管段上每隔一定距离处（通常为40-60m）均应设置检查井。2）、支管与干管相交，在相交检查井处，支管与干管的夹角不得小于90，以保证干管有良好的水力条件。依据室外排水设计规范（GB50014-2006）设置检查井间距，如下表检查井最大间距检查井最大间距管径或暗渠净高 （mm）最大间距（m）污水管道雨水（合流）管道200400 40 50 500700 60 70 8001000 80 90 11001500 100 120 16002000 120 120 本次设计检查井69座钢筋砼污水检查井，直径为1.25m。检查井间距约50m。 结合延安实际情况，河道检查井的井壁过高，在汛期容易被洪水冲断，本次设计方案中，若管道未埋入基岩，则检查井的高度至管顶以上50cm；若管道埋进基岩，则检查井的高度至基岩以上50cm。检查井道路井盖采用700重型球墨铸铁井框盖，选用国标97S501-41.43；河道检查井采用钢筋砼井盖。考虑到污水管道运行期间锈蚀严重，检查井不设爬梯，检修采用外置爬梯。6.5.3.支管建设方案本次污水管网设计为井家湾村铺设预留支管1条，管道横穿延河长88.20 m，管材为DN500HDPE增强中空壁缠绕管。预留支管处设检查井一座。7.环境保护污水处理工程是一项治理环境污染的工程，建设目的在于改善、保护水体的环境质量,消除片区污水排放对水域环境造成的污染。厂内生产环节的环境、卫生与配套管网施工的环境、卫生，按照工业企业设施卫生标准及其他有关规定考虑,主要方面有： 1、加强日常的检查，在管网附近加注标识，防止因其它施工而造成管网损伤，发生污染事故。2、在运营期应注意排水管网的维护和检查，防止管网的爆裂与损坏造成污染。3、在施工招标时，对建筑垃圾等提出明确的要求，工艺倡导文明施工，建筑垃圾必须运到指定地点，必要时进行卫生填埋。4、在施工中，应尽量减少地面的开挖面积，采取相应的措施较少对地表植被层的破坏。另外管道施工完后，应进行河道清淤。 5、污水厂周围及厂内空地进行充分的绿化，对污水厂散发的异常气味进行了有效隔离,同时美化了环境。6、污水处理厂产生的固体废弃物在运行管理中注意控制漏洒和外运时间。7、污水处理厂内部的生活、生产污水，均进入污水厂的污水处理系统，经生化处理后排出，没有直接进入水体，故不会对环境造成影响。8、污水厂出水根据季节进行消毒处理，消毒选用二氧化氯消毒，可以有效防止疾病的传播。9、污水处理厂采用CAST工艺，出水水质达标排放。污泥泥龄较长，污泥的稳定性较好，污泥直接进行浓缩脱水，脱水后的泥饼外运做填埋处理。不仅节约了投资，而且不会对环境造成污染。污水处理厂废弃物的排放符合国家有关规定，恶臭污染物的控制可以满足恶臭污染物排放标准（GB14554-93）二级标准。8.安全卫生及消防为保证生产安全进行，设计采取以下措施：（1）各生产构筑物均设有便于操作行走的平台和走道板及安全护栏、扶梯。各种电器设备均按国家标准做好接地保护。施工区设置夜间照明灯具，确保夜间巡检人员安全。（2）采用污泥直接浓缩脱水，消除了沼气使用不当的隐患。（3）污水处理厂运行前应制定相应安全法规，运行中专人专职具体监督,建立防范管理制度，以确保处理厂的正常运转。（4）设计上严格执行建筑防火有关规定，有足够的防火间距。 （5）对产生有害气体的车间，将值班室与生产车间分隔，改善其工作环境。在生产车间设置有害气体排除及通风设施，并设置安全报警系统。（6）施工中尽量考虑工人的卫生条件，给工作人员创造一个清洁、卫生的工作环境。（7）管道施工应严格遵照给水排水管道工程施工及验收规范进行。（8）管道施工应遵守国家和地方有关安全、劳动保护、防火、防爆、环境和文物保护等方面的规定。9.节能我国能源紧张，高效、合理的利用能源十分重要。在本工程设计中采取了行之有效的节能措施主要有：（1）采用厂外污水管的水头重力自流，不设污水提升泵房，并采用渠道连接，节省电能。（2）在建筑设计中，采用国家推荐使用的节能建筑材料，如HDPE增强中空壁缠绕管。（3）施工区照明等设施，根据季节、气候的不同,合理使用，降低能耗。10.建设进度安排及导流措施本项目建设时间拟安排如下：1.2013年12月 可行性研究报告；2.2014年1月-2月 初步设计及施工图设计；3.2013年3月 进行管材、施工招标；4.2013年4月-5月 工程建设。具体实施计划，以政府最后审批意见为准。本工程段由于河道相对较宽，在河道左侧开挖导流渠，导流渠尺寸为2*3m全长2.3km，井家湾支管和污水管道与供水等管道交叉时，采用二次土围堰，围堰尺寸为2*3m。施工完成后应进行河道清淤。弃渣场位于镇区5km的山沟。河道施工应选择在非汛期。导流围堰按5年一遇洪水标准设置。河庄坪街道是镇区的唯一交通道路，行人及过往车辆较多。考虑路面较窄等实际情况，该段管道铺设采用全人工开挖，挖土50%外运至距镇区5km的山沟弃渣场，回填时运回。11.投资估算及资金筹措11.1.工程概况延安市宝塔区河庄坪镇污水管网接入工程，铺设污水管道3303.91米，新修检查井69座、拆除并恢复过水桥3座，穿越供水管线2次，导流渠开挖2.3km，挡水围堰400m。 11.2.估算编制依据（1）根据现场勘察及原有工程设计及地勘资料为依据；（2）2009陕西省工程量清单计价规则、陕西省2009市政工程消耗量定额、陕西省市政工程参考费率、陕西省建设工程参考价目表；（3）本工程量定额采用广联达工程软件进行编制11.3.投资估算延安市宝塔区河庄坪镇污水管网接入工