瓦南村饮水安全工程初步设计报告

赤峰市宁城县大城子镇瓦南村饮水安全工程初步设计1、综合说明1.1基本情况宁城县大城子镇瓦南村位于宁城县北部，坤头河流域大城子河下流左岸。距天义镇50km。大城子镇瓦南村西与下五家接壤，北连瓦中村，南侧比邻三座店乡，东侧靠近宁营子村。中心地理座标为东经1185702，北纬414209，最高点海拔高程为688.8m，最低点海拔高程为582.5m，相对高差为106.3m。瓦南村隶属于大城子镇，位于大城子镇政府东南部，距镇政府4.5km。饮水安全工程共涉及瓦南村7个小组，共有845户，3456口人，另有村级小学1所，在校师生210人 。现有大畜650头，小畜存栏450只，生猪存栏4500口。该村历年来就有发展养殖业的传统，现在该村有奶牛养殖专业户178户，养殖奶牛631头；养猪专业户17户，户均100口；并有养鸡、鸭专业户67户，养殖家禽16.63万只。瓦南村是宁城县有名的土豆粉条加工基地，从事粉条加工已有20多年的历史，现有粉条加工企业41家，年加工土豆7.5万吨，生产优质粉条1.125万吨。国道平双公路及县及公路瓦（房）马（架子）公路由该村通过，沿公路两侧发展起了加工、收粮、饭店、商店、修理等多种工商户，其中饭店5家。从上世纪80年代初期，瓦南村的乡镇经济发展迅速。在发展地方经济的同时，忽视了对周围环境的保护。至使瓦南村下游地下浅层水受到污染，经水质检测，居民饮水井中的细菌总数超标，且口感极差，不能下咽。瓦南村北侧瓦马公路两侧居民和坤头河右岸的楼子庙屯（7组），由于地下水埋藏较深，地下水比较贫乏，再加上近年来的天然降水减少，居民吃水困难。瓦南村地下水的污染和缺水，严重危害着人民群众、学生身心健康，影响了群众生活水平的提高，阻碍了农村经济的持续发展。因此，解决瓦南村的饮用污水和缺水问题，是当务之急。当地居民强烈要求上级有关部门给予扶持解决饮水问题。当地群众常期饮水困难，对人民群众的生产和生活造成极大不便，严重影响了当地群众的生活质量，制约了当地各项事业的发展。为促进当地各项事业发展，提高人民群众生活水平，我们受宁城县水务局的委托，进行了大城子镇瓦南村饮水安全工程的初步设计。1.2工程规模工程设计以2008年为设计现状年，工程设计年限为15年，设计常住人口3849人，工程供水规模为300m3/d，年供水量为10.95万m3，该村供水工程为型工程。1.3工程布置与建筑物1.3.1工程总体布置供水工程在满足用户对水量、水质、水压要求的前提下，采用合理可靠的供水形式。水源地选择在平双公路与瓦马公路之间的西北侧。根据瓦南村的地形特点，结合居住现状，确定采用变频恒压供水方式。由水源井通过一级泵站提水到清水池，水经清水池消毒净化后通过二级加压泵站由配水管网送水到用水户。1.3.2主要构筑物工程主要构筑物为：1、水源井：新打水源井1眼，井深初步确定为50m。2、水厂：建水厂1处，占地3530m，面积为1050m2。3、清水池：调节构筑物为清水池，为矩形钢筋混凝土结构，水池有效容积为200m3。4、消毒间：消毒间为砖混结构，建筑面积为18 m2。5、水厂厂房：水厂厂房建筑面积127.4 m2，为砖砼结构。6、管网：采用树枝状布设，管材选用UPVC管和PE管，D90以上采用UPVC管，D63以下采用PE管。共辅设各种管材50.37km。7、提水设备：潜水泵1套、离心泵3台。8、防冲墙：建防冲墙1道，长140m。9、附属构筑物：建设检修井10座，排水井2座，排气阀井2座。10、配电：根据需要，安装30KVA变压器1台。1.4工程管理瓦南村饮水安全工程建成后，交付给瓦南村管理。工程应在村委会的指导下，成立“瓦南村供水管理协会”，下设“瓦南村供水管理站”。供水事务由协会协商处理。制定适合当地情况的管理型式，建立切实可行的管理办法和规章制度，合理制定水价。在管理上要遵循独立经营，单独核算，自负盈亏的基本原则。1.5施工管理工程建设管理单位为 “宁城县人畜饮水工程建设管理处”。为了保证工程建设的顺利进行，加强项目管理，全面推行基本建设招投标制，资金报账制，工程监理制，管理责任制，用水户全过程参与，保证资金安全、工程质量和群众满意。工程共动用总土石方量为10.85万m3，其中：土方开挖5.41万m3，土方回填5.40万m3，浆砌石168m3，浆砌砖138m3，混凝土158m3。工程建设期为1年。1.6工程投资概算工程投资概算依据水利部水总2002116号文件的有关规定和相应的定额进行概算。经概算，工程总投资216.47万元，其中：建安工程费107.52万元，设备购置费82.52万元，独立费用16.12万元，基本预备费10.31万元。1.7经济评价经计算，瓦南村饮水安全工程的经济内部收益率为13.63%，经济净现值79.71万元，效益费用比1.25，项目经济可行。工程建设对改善群众生产、生活条件，保护和合理利用地下水，促进经济发展和社会进步，都将起到显著的作用。附件：表11 瓦南村饮水安全工程特性表表111 瓦南村饮水安全工程特性表序号项目名称单位数量备注一效益1户数户845 2人口人3456 另有小学1所，师生210名3大小畜头（只）5610 二工程设计1机电井眼1 井深m50 井内径m0.3 出水量m3/h50 2管网铺设管路m50368 主管路m5531 U-PVC管DN90-125分支管路m15262 PE管DN32-63入户管路m29575 PE管DN25附属构筑物眼14 3水厂占地面积m21050 管理房及加压泵房m2127.4 砖混结构清水池m3/d150砖混结构消毒间m218 砖混结构设计供水规模m3/d300三工程量、投工1主要工程量m3 土方m3 浆砌砖（石）m3306 砼方m3158 表112 瓦南村饮水安全工程特性表项目名称单位数量备注2主要材料水泥t58 钢材t 6.50 碎石m3164.00 红砖万块10.5 水泵套4 3所需劳力及机机械投工万工日0.85 机械台班951 四经济指标1静态总投资元216.47 建安工程费元107.52 设备购置费元82.52 其它费用元16.12 预备费元10.31 2资金筹措万元216.47 国家投资万元自治区万元地方及群众自筹万元3人均投资元626 五经济评价1经济净现值ENPV万元79.712效益费用比EBCR1.253内部收益率EIRR %13.634投资回收年T年10.12、工程概况2.1设计依据2.1.1文件及规范1、赤峰市宁城县“十一五”农村牧区饮水安全工程规划报告（）修订稿）。2、内蒙古自治区饮水安全领导小组办公室关于宁城县大子镇瓦南村供水工程可行性研究报告的批复。3、内蒙古自治区饮水安全领导小组办公室下发饮水安全工程建设部分指导性文件的通知（内饮水20082号文件）。4、宁城县大子镇瓦南村供水工程可行性研究报告及初步设计报告编制委托书。5、关于大城子镇瓦南村供水工程项目取水许可证（取水蒙宁字2009第号）。6、村镇供水工程技术规范（SL310-2004）；7、室外给水设计规范（GB50013-2006）；8、水利水电工程设计概（估）算编制规程（水总2002116号文件）；9、生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）；10、供水管井技术规范（GB50296-99）；11、机电井技术规范（SL/T256-2000）；12、内蒙古自治区饮水安全工程初步设计编制提纲;13、内蒙古自治区饮水安全工程初步设计概算编制说明;14、给水、排水管道工程施工及验收规范（GB50268-97）；15、国家建筑标准设计（96S823-96S833）；16、供水工程施工及设安装（水利部农村水利司）；1.2.2 设计参考资料1、新编农村供水工程规划设计手册（鲁刚主编 中国水利水电出版社）；2、实用给水排水工程施工手册（孙连溪主编，中国建筑工业出版社出版）；3、内蒙古自治区农村牧区饮水安全工程建设管理手册;4、宁城县综合水文地质图；2.2项目区概况2.2.1社会经济现状该村座落在平双公路旁，是宁城县路边经济发展最好最快的地区。该村交通便利，地理位置优越，不少商家都在此投资发展，给当地带来较大的发展空间和较高收入，如粉条加工、养殖业等优势产业发展较快，带动了其他产业的迅猛发展，随着经济不断发展，将会有更多的外来企业、外来人口落户本村。瓦南行政村是大城子镇较富裕的村之一，2008年人均收入3860元。该村常住居民总户数为845户，总人口3456人。该村现有小学一所，有在校师生210。现有大小牲畜5600头（只），其中：大畜650头，小畜450只，生猪4500口。现在该村有奶牛养殖专业户178户，养殖奶牛631头；养猪大户17户，户均100口；另有养鸡、鸭专业户67家，养殖家畜16.63万只。瓦南村是宁城县有名的土豆粉条加工基地，从事粉条加工已有20多年的历史，现有粉条加工企业41家，年加工土豆7.5万吨，生产优质粉条1.125万吨。国道平双公路及县及公路瓦（房）马（架子）公路由该村通过，沿公路两侧发展起了加工、收粮、饭店、商店、修理等多种工商户，其中饭店5家。项目区经济现状指标见表2-1表2-1 项目区现状指标名称单位数量名称单位数量户 数户845专业户养殖奶牛头631人 口人3456专业户养鸡、鸭万只16.63大 小 畜头（只）5600瓦南村小学人210其中：大畜头650个体工商户家56小畜头450其中：饭店处5生猪口4500粉条加工家412.2.2发展规划根据宁城县大城子镇总体规划的要求，2008年起，镇政府将加快三瓦（瓦南村、瓦中村、瓦北村）的城镇化建设，治理污染，加快基础设施建设，特别是饮水安全工程建设。瓦南村也计划硬化村级公路，治理脏乱差，规划建设污水处理设施。瓦南村供水工程是大城子镇总体规划中的主要内容之一，该工程以2008年为设计现状年，现状常住居民人口3456人，工程设计年限为15年，设计常住居民人口3849人。2.2.3地理位置宁城县大城子镇瓦南村位于宁城县北部，坤头河流域大城子河下流左岸。距天义镇50km。大城子镇瓦南村西与下五家接壤，北连瓦中村，南侧比邻三座店乡，东侧靠近宁营子村。2.2.4地形、地貌及工程地质瓦南村属山前冲积平原区，地面坡度缓，坡面长，区内沟壑密度不大，地势西北高东南低，地面坡角不大。村庄座落在山前冲积台地之上，地面比较平坦，高差不大，北高南低。2.2.5水文、气象宁城县大城子镇瓦南村属温带半干旱大陆性季风气候，冬季寒冷，春季干旱。该地区多年平均气温7.4，最高气温37.5，最低气温-32；无霜期130-140天，冻层厚120-160cm，极值166cm；根椐天义气象站分析，多年平均降水量400mm，降水70%集中在6-8月份，历年最大降水586mm，最小降水210mm；年蒸发量1832mm；平均风速3m/s，最大风速达32.7m/s。项目区农业气候灾害主要有干旱、洪涝、暴雨、冰雹、霜冻、虫害等，干旱发生频率最高。2.2.6径流瓦南境内西侧有坤头河一级支流大城子河流过，南侧为老哈河一级支流坤头河。大城子河属于季节性河流，流域面积229km2，河流长度32.8km公里。坤头河由于降水的减少，断流现象发生严重，已成季节性河流，瓦南以上流域面积458.3km2，河流长度40.6km。2.2.7工程地质由于项目区建设主要工程是管路埋设、水厂厂房、清水池和井房，工程项目建设内容简单，拟建工程地质条件较好，所以项目区内未进行专门的地质勘察。拟建工程场地属山前冲积平原区，地势坡度较缓，据调查，未发生过滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象。场地内地基岩土体水平沉积整体性好，厚度大，地基稳定。本工程属型工程，主要建筑物可按本地区抗震设防烈度采取抗震措施，地震设防为8度。2.3现有供水工程概况2.3.1供水现状瓦南村始终没有建立供水管网系统，人畜饮水主要靠自家打的小土井提水。大多数小土井井深在1525m左右，全部取用浅层孔隙水。由于土豆加工的废水无序排放，造成瓦南下游地下水属浅层孔隙水受到污染，经水质检测，居民饮水井细菌总数超标，而且口感不好。瓦南村西北侧及坤头河南岸楼子庙屯（7组）居民，地下水埋藏较深，地下水比较贫乏，再加上近年来的天然降水减少，瓦大公路两侧及坤头河南岸山坡下居民吃水困难。根据赤峰市宁城县“十一五”农村牧区饮水安全工程规划报告，该村饮水不安全类型属于水质、水量不达标。其中，水质不达标人口为2023人，水量不达标人口为1433人。2.3.2工程建设的必要性饮水工程是农村生产生活的重要基础设施，也是全面建设小康社会的重要标志。解决农村饮水安全问题与农民的身体健康、生产生活息息相关，关系到子孙后代的幸福和兴旺。它不仅是当地群众的迫切要求，更是各级政府义不容辞的责任和义务。保障农民群众饮水安全，是党中央、国务院向各级政府部门提出的一项重要任务，是建设社会主义新农村的重要内容。建设大城子镇瓦南村饮水安全工程是坚持以人为本，践行构建“和谐社会”，建设新农村的具体体现。解决瓦南村饮水安全问题，有利于提高农民的生活质量，增强农民的身体素质，减少医药费的支出；有利于恢复和解放大量农村劳动力，使农民的乘余劳动力务工经商，实现人力资源的流动，增加人均收入；有利于改善生态环境，增强群众爱水节水意识；有利于密切党群干群关系，巩固党在农村基层的执政基础，提高党的执政能力，对改革开放、社会进步、促进经济繁荣起到积极的推动作用。解决人畜饮水安全问题，可以改善生存环境，提高饮用水的卫生标准，预防传染病的传播，提高农牧民的健康水平，促进精神文明和物质文明的发展，对社会进步、提高全民健康水平具有不可替代的作用。大城子镇瓦南村饮水安全工程实施后，可使全村的居民群众和在校师生喝上干净、卫生、安全可靠的自来水，可彻底消除饮水不安全给居民群众身体健康带来的危害，可减少疾病的流行，降低发病率，增强居民群众和学校师生的身体健康。3工程设计3.1工程任务和供水规模3.1.1工程任务和供水范围本次工程建设的任务是：通过饮水安全工程建设，解决该村长期饮水水质和水量不达标的问题，解除因饮水对该村群众带来的生产和生活的不便，促进该村经济发展。供水范围是瓦南村的7个村民小组的845户，解决3456人，5600头（只）大小牲畜及各种养殖专业户的畜禽饮水问题。3.1.2供水量1、用水量标准根据村镇供水工程技术规范（SL310-2004）和内蒙古自治区饮水安全工程设计要点的有关规定和当地饮用水具体情况，再结合附近已建并使用多年的供水工程用水量的实际，确定用水量标准。瓦南地区是宁城县农村较发达地区，居民生活条件较高，考滤经济发展水平和发展潜力，最高日居民生活用水定额取45l/d；公共建筑用水按居民生活用水量的10%计算；奶牛养殖根据需要计入设计规模，取100 l/d头，散养户养殖的畜禽和其它养殖专业户用水不计入设计规模，由自备水源解决；消防用水量不考虑；管网漏失水量和不可预见水量按上述之和的15%计算，人口自然增长率取近三年平均增长率7.2。工程设计以2008年为设计现状年，工程设计年限为15年。2022年为设计水平年进行水量分析计算。2、用水量计算设计年限内发展人口为：3456（1+7.2）15=3849人（1）最高日居民生活用水量W1W1384945103173.2m3/d（2）学校师生日常用水量W2W2173.21010317.3 m3/d（3） 专业户养殖奶牛用水量W3W363110010363.10m3/d（4）5家饭店用水量W4。按每位顾客用水量25 l/d计算。W4250256.3 m3/d（5）消防用水量W5根据建筑设计防火规范(GBJ16)，确定消防用水量为10l/s，同一时间灭火次数为1次，灭火延续时间为1小时，W510360010336136 m3/d依据村镇供水工程技术规范(SL310-2004)第3.1.6条允许短时间间断供水的村镇，当上述用水量之和高于消防用水量时，确定供水规模可不单列消防用水量。故W5不计入供水规模。（6）管网漏失水量和未预见水量W6。按前14项之和的15%计算W6（W1+ W2 +W3+ W4）15%（173.2+17.3+63.1+6.3）15%39.0m3/d（7）最高日用水量WWW 1+ W 2 + W 3+ W 4+ W 6298.9 m3/d根据以上计算，供水规模确定为300 m3/d（8） 最高日最高时用水量Q供水时间为24小时，时变化系数取2.5，则Q=31.14 m3/h配水管网起端的设计水量为31.14 m3/h。3.1.3工程规模瓦南村饮水安全工程设计规模为最高日供水量300m3/d，工程规模为型。确定工程主要建筑物等级为级。年供水总量为10.95万m3，设计供水保证率为90%。工程防洪标准为20年一遇设计。地震设防为8度。3.2节能设计1、工程设计方面，在确保工程安全、可靠的情况下，防止设备选型裕度过大。一级提水泵站选用效率较高的潜水泵，电机功率为9.2KW；二级加压泵选用立式离心泵，最高时一大一小两台泵工作，低谷时一台小泵工作，避免了大功率空转耗能现象。2、在施工过程中，选择效率高、能耗指标低的施工设备；选择能耗低的用能机电设备；合理安排施工组织设计，合理选用施工方案，减小不必要的能耗。打井设备选用SPC300型钻机，管道沟开挖选用小型胶轮挖掘机，适合街道作业。3、在工程管理运行方面制定切实可行的节能管理制度，确定能耗指标，建立节能目标、责任制和评价考核体系。加强节能宣传，提高人员节能意识；加强机电设备的养护与维修，提高机电设备效率。3.3水源选择3.3.1供水水源的基本要求根据村镇供水工程技术规范（SL310-2004），对水源的基本要求是；1、地下水指标均符合生活饮用水水源水质标准（CJ3020）的要求。2、干旱年枯水期设计取水量的保证率不低于90%，并按照优质水源优先保证生活用水的原则，合理安排与其它用水之间的关系。3.3.2水源地的选择通过对周围地区的勘察，初步确定的供水工程水源采用地下水。水源地选择在平双公路和瓦马公路之间，瓦南村西北侧。该地据被污染地下水520m，并在地下水上游，超出单井影响半径。根据当地现有机电井及民用饮水井的水量判定，该地水量充足，因此此地作为瓦南村饮水安全工程项目区的水源地。水源地在村屯西北侧，地面海拔高程为607.5m。其含水层厚度为5.60-18.70m，水位埋深为28.5-46.2m，含水层底板埋深为51.07-53.70m。单井涌水量能够达到80t/h。经县疾控中心提样化验，各项指标均符合生活饮用水卫生标准(GB5749-85)的要求。故不必进行任何的水处理措施。水源井的水质达到设计要求。3.3.3水资源论证本次水资源评价依据参考内蒙古自治区宁城县井灌区规划报告（1989年5月内蒙古供水勘测开发总队作出，1990年6月内蒙古水利厅评审）。本次评价采用两种方法进行计算：1 水均衡法；2 开采试验法。（一）、水均衡法1、水资源评价范围的确定根据内蒙古自治区宁城县井灌区规划报告中按流域依其地质、水文地质特征进行的储量分区，瓦南地区为瓦南-东五家区，即区。西侧自大城子蒙中后山至上五家村1组大城子河中心，长2450m，南侧为大城子河中心线，长4280m，东侧为坤头河中心线，由大城子入河口至瓦中村山洪沟入河口。长3230m，北侧为瓦中村山洪沟。长4320m该区计算面积为12.21km2。2、各项补给量计算多年平均降水入渗补给量Q入=10-4PF 式中：Q入多年平均入渗补给量（万m3/a）； P多年平均降水量，400mm； F计算区面积，km2； 降水量入渗补给系数=0.13。 Q入=10-40.130.4012.21106 =63.49万m3/a侧向补给量由于项目区位于大城子河下游，其侧向补给量是影响项目区地下水储量的因素之一。计算区侧向补给为西侧和南侧，长6730m。Q侧=104KHBJT式中：Q侧侧向补给量（万m3/a）； K含水层渗透系数，K=21.72m/d； H含含水层厚度经查 H含=18.5m； B计算宽度（m）； J水力坡度0.006。经计算Q侧=10-4KHBJT =10-421.7218.567300.006365=592.23万m3/a 河流侧向补给量在项目区经过的坤头河已属季节性河流，水流以洪水为主，对地下水的补给时间短，补给量也很少，可忽略不计。 田间灌溉回归补给量田间灌溉回渗补给地下水量，包括灌区和井灌二种。Q回= （Q灌+ Q井）式中：Q回田间回渗量（万m3/a）； Q灌灌区灌溉用水总量，90.00万m3/a；Q井井灌溉用水总量，87.5万m3/田间灌溉回渗系数，灌区取灌=0.15，井灌取井=0.08。Q回= Q灌灌+ Q井井=900.15+87.50.08=20.50万m3总补给量Q总=Q降+Q侧+Q回 =63.49+592.23+20.50 =676.22万m3/a3、各项排泄量计算现状开采量现状开采量由居民生活用水量、牲畜用水量、企业用水量及灌溉用水量构成。瓦南-东五家现状开采量为201.37万m3/a。见表31潜水蒸发量项目区地下水位埋深超过该地区潜水位蒸发的极限埋深，因此该地区潜水蒸发量可忽略不计。表3-1 现状开采量表流域开采量(万m3/a)其中居民生活用水量圈养牲畜用水量企业用水量灌溉用水设计常住人口耗水量(l/d)大牲畜耗水量（l/d）企业（个）耗水量（万m3/年）面积（万亩）耗水量（m3/亩）瓦南-东五家193.13751645650060511.550.35250侧向排泄量计算区侧向排泄为东侧和北侧，长5450m。Q侧=104KHBJT式中：Q侧侧向排泄量（万m3/a）； K含水层渗透系数，K=21.72m/d； H含含水层厚度，经查H含=18.5m； B计算宽度（m）； J水力坡度0.006。经计算Q侧=10-4KHBJT =10-421.7218.554500.006365=479.59万m3/a排泄总量Q排= Q开+Q蒸+Q侧 =193.13+0+479.59 =672.72万m3/a（3）可开采量计算根据水资源评价导则（SL/T2381999）规定，地下水可开采量是指在经济合理、技术可能且不发生因开采地下水而造成水位持续下降、水质恶化、海水入侵、地面沉降等水环境问题和不对生态环境造成不良影响的情况下，允许从含水层中取出的最大水量，地下水可开采量应小于相应地区地下水总补给量。瓦南村水资源评价地下水可开采量按总补给量的70计算，则：Q开= Q总70675.7570473.03万m3/a（4）平衡分析根据上述计算分析，项目区年补水量为676.22万m3/a，排泄量为672.72万m3/a，补、排基本平衡，误差在5%以内。可开采量为473.03万m3/a，小于补给量，多年平均可开采量是有保证的。项目区地下水资源比较丰富，开发前景是可观的，远远能够满足瓦南供水工程项目用水量的需求。（二）、开采试验法该地区水文地质条件复杂，缺乏资料，而又急需作出评价，因此主要采用开采试验法进行计算。本次计算选用水厂水源井附近的农田灌溉井进行抽水试验，试验结果为本次计算的依据。1、抽水试验方案选用现有水源地附近的两眼农田井做抽水试验，其中一眼农田井为抽水井，另一眼农田井为观测井，两井间距为210m ，两眼井均为潜水完整井，抽水井为2008年5月为农田灌溉新打的机电井，观测井为2007年6月完成的。抽水井井深46m，含水层厚18.5m，观测农田井井深43m。2、抽水井抽水试验成果本试验采用潜水稳定流抽水试验方法，抽水稳定时间为12小时。抽水试验井为水厂附近的农田井，抽水试验计量装置为长2，宽1的铁箱三角堰，水位量测装置为电测水位计。经过72小时抽水，出水量稳定在503/时，水位下降5.30（水量计算公式1.4H2.5），表3-2。表3-2 农田井抽水试验成果表项目成果农田灌溉井（水厂附近）抽水试验次序第一次第二次稳定时间（）1212水位恢复时间（）0.250.27降低水位（）5.35.4单井出水量（3/日）1228.41224.8单位涌水量（3/时）51.1850抽水延续时间（）7272抽水时水温（）5.55.4水化学类型重碳酸钙重碳酸钙PH值7.17.1氟含量（毫克/升）0.60.6矿化度（克/升）0.420.423、水文地质参数计算采用潜水含水层完整型稳定流进行计算，计算公式为：K =21.72 R=10式中：K 含水层渗透系数 (m/d)Sw主孔水位降深（m）R=105.3=247m经抽水试验分析计算，承压含水层的渗透系数为21.72m/d，影响半径247 m。见表3-3表3-3 水文地质参数及抽水试验布井方案说明表水文地质参数布井方案渗透系数21.72m/d设计井数2眼含水层厚度18.5m布井方式一抽水井、一观测井给水度0.25井距210m导水系数120.9m2/d井径0.40m潜水水位埋深17.5m抽水井井深46m稳定后抽水孔水位降深5.3m观测孔井深43m稳定后观测孔水位降深1.2m含水层类型潜水单井涌水量1228.4m3 /d稳定总出水量1228.4m3 /d3.3.4地下水水质评价1、现状水质评价2008年12月24日，瓦南村委托宁城县疾病预防控制中心对瓦南村现状居民饮用水（小土井）进行了水质检测，根据宁城县疾病预防控制中心检验报告（NCCD/DB-SZ-2008-249），现状水源井细菌总数不符合国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的要求，现状水质评价结果见表3-4（检验报告见附件）。2、设计水源地水质评价2008年12月24日，瓦南村委托宁城县疾病预防控制中心对瓦南村工程拟建水源地现有王秀芝家农用井进行了水质检测，根据宁城县疾病预防控制中心检验报告（NCCD/DB-SZ-2008-250），设计水源地水源井水质各项指标均符合国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的要求，可以作为生活饮用水和工业用水。主要指标分析成果见表3-5（检验报告见附件）。表3-4 现状饮水水源水质评价表项目国家标准水样结果感官性状和一般化学指标色色度不超过15度并不得呈现其它异色5合格浑浊度不超过1度，特殊情况不超过5度1合格异味不得有异臭、异味无异臭、异味合格肉眼可见不得含有无合格PH合格总硬度（以碳酸钙计）450mg/L326合格铁0.5 mg/L0.006合格锰0.3 mg/L0.003合格铜1 .0mg/L0.003合格锌1 .0mg/L0.05合格硫酸盐300mg/L5.7合格氯化物300 mg/L13.3合格溶解性总固体1500 mg/L245合格毒理学指标氟化物1.2 mg/L0.6合格汞0.001 mg/L0.001合格砷0.05 mg/L0.01合格镉0.005 mg/L0.004合格铬（六价）0.05 mg/L0.004合格铅0.01mg/L0.01合格硝酸盐（以氮计）20 mg/L4.5合格细菌学指标细菌总数100个/mL130不合格设计水源地水质评价表表3-5项目国家标准水样结果感官性状和一般化学指标色色度不超过15度并不得呈现其它异色5合格浑浊度不超过1度，特殊情况不超过5度1合格异味不得有异臭、异味无异臭、异味合格肉眼可见不得含有无合格PH合格总硬度（以碳酸钙计）450mg/L108合格铁0.5 mg/L0.006合格锰0.3 mg/L0.003合格铜1 .0mg/L0.003合格锌1 .0mg/L0.05合格硫酸盐300mg/L21.7合格氯化物300 mg/L58.1合格溶解性总固体1500 mg/L287合格毒理学指标氟化物1.2 mg/L0.6合格汞0.001 mg/L0.001合格砷0.05 mg/L0.01合格镉0.005 mg/L0.004合格铬（六价）0.05 mg/L0.004合格铅0.01mg/L0.01合格硝酸盐（以氮计）20 mg/L5.8合格细菌学指标细菌总数100个/mL26合格3.4方案比较3.4.1推荐方案饮水安全工程在满足用户对水量、水质、水压要求的前提下，根据瓦南村饮水安全工程水源条件、地形、地质、供水范围及供水规模，设计两个总体布置方案，采用合理可靠的适宜技术，通过两个方案进行设计比较，择优选出技术方案可行，工程布置合理并同该村远期规划相适应，制水成本低，运行管理方便等原则确定推荐方案。方案一：采取一级泵站直接供水，水泵从水源井提水后，直接送入供水管网。供水范围为瓦南村，设计供水现状人口3849人，供水规模350 m3/d，采用微机变频全日供水形式。新打水源井1眼，建泵房1座，建筑面积15 m2；配套恒压变频供水设备1套，潜水电泵1台，铺设管路总长50368m，主管路总长5531m，分支管路总长15262m，入户管路总长29575m。开挖回填土方量10.81万m3。方案二：采用二级泵站供水。一级泵站提水至清水池，水经清水池消毒净化后通过二级加压泵站送水至各用水户。建矩形清水池一座，水厂一处，消毒间和水厂厂房各1座。清水池容积200 m3，为钢筋砼结构；消毒间建筑面积18 m2，为砖砼结构；水厂厂房建筑面积127.4m2，为砖砼结构；打水源井1眼，配套恒压变频供水设备1套，潜水电泵1台，单级离心泵3台，铺设管路总长50368m，主管路总长5531m，分支管路总长15262 m，入户管路总长29575m。开挖回填土方量10.84m3。经过计算得到两个方案的经济评价指标。方案一：工程总投资186.98万元；内部收益率（FIPR）=13.51%；净现值FNPV（i=7%）=85.51万元；投资回收年限Pt=8.8年（含建设期）；效益费用比（EBCR）=1.4制水成本1.21元。方案二：工程总投资216.47万元；内部收益率（FIPR）=13.24.0%；净现值FNPV（i=7%）=77.98万元；投资回收年限Pt=10.5年（含建设期）；效益费用比（EBCR）=1.25制水成本1.38元。3.4.2方案比选方案一所需管理人员少，投资低于方案二，但第一无法对水质安全提供有力保障，第二，由于一级提水，是必选取更高扬程的潜水泵进行提水加压，电机功率也响应加大，变频供水也在大功率下运行，因此不利于节能降耗。方案二所需管理人员多，投资略高于方案一，但该方案便于调节供水量和对水质进行消毒处理，有利于远期发展，水量水质的保障率优于方案一。结论：从以上分析计算知，方案二与方案一在经济分析期内效益相差不大，但从供水的安全程度（水量、水质、水压保证程度）、运行管理、村镇的远期发展等方面考虑，方案二优于方案一，故本设计选用方案二进行供水工程设计。用水户二级泵站 站 网消毒 网一级泵站清水池管 井地下水供 供水工艺流程图3.5水源工程设计3.5.1水源地及水源类型选定通过对周围地区的勘察，初步确定的供水工程水源采用地下水。水源地选择在平双公路和瓦马公路之间，瓦南村西北侧。3.5.2水源井设计1、基本参数确定根据工程所在地的水文地质条件、水资源论证结果和工程设计规模，工程需新打管井1眼。设计井深为50m，单井出水量为50m3/h，钻孔直径为600mm，水源井内径300mm。2、水源井结构设计（1）、水源井结构水源井结构采用采用内径300的钢管，钢管壁厚5。终孔孔径为600 mm，配套井管管径为300 mm，井深初步确定为50m，20m以上的浅水层进行红粘土封闭。（2）、过滤器设计过滤器选用穿孔过滤器，滤水孔纵距为25mm，横距为22.3mm，滤水孔直径20mm，孔隙率为28.18%见管井结构设计图。过滤器直径采用下式校核：计算结果表明：过滤器径按300mm 设计，符合要求。（3）、井孔直径计算井孔直径采用下式校核：式中：D1井孔直径（m）； Q管井的设计出水量(m3/s)；V1允许渗透流速（m/s）；L过滤器长度 (m)；计算表明：井孔按600mm设计，符合要求。（4）、单井涌水量复核井根据区域水文地质条件，本区为潜水含水层，因此井的涌水量可潜水完整井公式计算： 式中：Q管井的设计出水量(m3/s)；K含水层渗透系数（m/d）,K=21.72 m/d；H含水层厚度（m），H28.5m；S动水位降深（m），S5.3m；R井影响半径（m），R247m;r0井半径（m）,r0=0.15m;经计算，单井涌水量大于50m3/h，满足设计要求。（5）、填砾厚度与规格填砾材料选用优质浑圆水洗砂砾，砾石规格为D50=（6-8）d20，填砾用均匀的砾石（填砾的不均匀系数小于2），填砾厚度为150mm，填砾高度为管井29.5m以下，共20.5m。（6）、封井井滤水管以上有一层含水层，其埋深为1823m，在29.5m以上用粘土球止水封井，防止上层含水层水与目的含水层相混，造成饮用水污染。填至15m深处，以上用粘土封填井管柱状图详见附图。3.5.3水源井用潜水泵选型设计水源井井深为50m，井位地面高程为607.5m，静水位587.5m，动水位572.5m，出水量为50m3 /h，扬程管使用DN100铁管，井位距清水池18m，管路开挖深度170cm，输水管使用DN110PVC-U塑料管；清水池设计水位标高607.3m。H=（h池-h动）+h损+h余水头损失计算UPVC管路沿程损失h沿=10.3n2=10.30.0082=0.49mUPVC管路局部水头损失h局=h沿10%=3.110%=0.05mUPVC管路总的水头损失hV=h沿+h局=0.49+0.05=0.54m铁管的沿程损失ht沿=10.3n2=10.30.0122=2.20mht局=h铁沿10%=0.22mht= ht沿+ ht局=2.44m总管路损失h总=hv+ht=0.54+2.44=2.98m所以水泵扬程为：H扬=（607.3572.5）+2.98+1=38.78m潜水泵型号选为200QJ5039/3。水泵主要性能见表36表36 200QJ5039/3型潜水电泵主要性能表项目型号流量Q扬程H电机功率W额定电流I出水管直径mm配套电缆单位m3/hmKWA根mm2参数200QJ50-39/350399.221.780.034.03.5.4、水源井泵房水源井泵房分管理房和井室两部分，管理房位于水源井地面以上，井室位于水源井地面以下，为地下保温式，均为砖砼结构，水源井管理房建筑面积3.03.02，井室建筑面积1.42.362，计12.32。管理房采用现浇钢筋混凝土屋顶，屋顶防水。表37 管理泵房材料用量表名称预制砼板门窗砖水泥砂石石灰单位块扇、架块吨m3m3吨数量41、 1100003950.63.6水厂设计为保证供水水质及水量，本供水工程建设水厂一座。水厂位于水源井所在的平双公路和瓦马公路之间，瓦南村西北侧。水厂建管理房和加压泵房1座，建清水池1座，建消毒间1座。3.6.1管理房及加压泵房管理房及加压泵房总建筑面积127.4m2，其中加压泵房60.62，管理房66.82，管理房及加压泵房均为砖混结构，采用现浇钢筋混凝土屋顶。加压泵房为半地下式，地面以下深2.0m，地面以上高3.5m，地面以下为钢筋砼结构。 3.6.2清水池根据村镇供水工程技术规范（SL310-2004），清水池容积按最高日用水量（3003/日）50%计算，取为150m3。清水池为矩形钢筋混凝土结构，采用国家标准图集96S825。3.6.3消毒间消毒间采用砖砼结构，平面尺寸为3.652，消毒间内主要放置消毒设备，总建筑面积18m2。3.7净水设计3.7.1水处理设计经宁城县疫病预防控制中心对设计水源井附近农用井进行检测，水质符合国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的要求，无须进行特殊处理，可以直接作为生活饮用水和工业用水。3.7.2 消毒1、消毒方式采用二氧化氯发生器生产二氧化氯消毒液消毒，二氧化氯用于水处理，主要有以下优势：（1）杀生效果广谱、高效。 （2）消毒效果好而且具有持续消毒、杀菌作用。 （3）不会形成卤代烃等致癌物。 （4）在PH3-9条件下，杀菌效果不受影响。 （5）对与水体接触的固体表面的生物膜具有剥离效果。 （6）消毒效果不受氨的影响。 （7）具有脱色、助凝、除铁锰、除氰、除酚、除臭等多种功能。2、工作原理化学方程式：NaClO3+2HCl=NaCl+ClO2+1/2Cl2+H2O; 原料供应系统内的氯酸钠水溶液和盐酸（浓度30-31%）在计量调节系统、电控系统的作用下被定量输送到反应罐内，在一定温度下经过负压曝气发生反应生成二氧化氯和氯气的气液混合物，经吸收系统吸收制成一定浓度的二氧化氯混合消毒液，投加到待处理的水中，完成二氧化氯和氯气的协同消毒、氧化等作用。3、设备安装（1）、设备置于地面平整的消毒间内，并在设备安装位置处砌水泥平台。（2）、室内防晒防冻，四周有排水沟，有排风扇。（3）、室内有自来水水源，压力0.3Mpa，220V、5A电源。4、设备选型 按照现行国家饮用水卫生标准中规定，出厂水中余氯应不低于0.3mg/L，否则无法满足管网末端的杀菌效果。二氧化氯发生器型号的选择根据每小时的最大处理水量来确定，按有效氯计算，地下水投加有效氯1.25g/m3。则