石狗供水工程初步规划.docx
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石狗供水工程初步规划
湘设乙证第181107-SY
湖南省涟源市
农村饮水安全项目石狗供水工程
初步设计报告
湖南省娄底市水利水电勘测设计院
二○○六年八月
设计单位:
湖南省娄底市水利水电勘测设计院
工程设计证书编号:
181107-SY
院长:
谭礼文
总工程师:
罗晓良
审查:
赵志彪
项目负责人:
邹双七
主要设计人员:
谭礼文王恒源赵志彪
罗晓良梁建军李遐
刘艳灵龙军刘海军
邹双七王希凡程希毛
李清晏易继业邱志朋
1.工程概况
1.1.概述
工程名称:
湖南省涟源市农村饮水安全石狗供水工程
工程地点:
湖南省涟源市桥头河镇石狗管理区
工程规模:
供水规模700m3/d
工程设计年限:
基准年2005年,近期规划水平年2015年,远期规划水平年2025年
工程技术方案:
井积冲井水源(地下水)提水泵站
净化水厂(净化器过滤、消毒处理)高位水池配水管网用户
供水受益人口:
包括桥头河镇石狗管理区木家村、群建村、青龙村、丰余村、龙建村、丰树村等6个村合计1669户,总计7666人和大、小牲口1815条。
1.2.设计依据与设计资料
工程设计委托书
《涟源市农村饮水现状调查评估报告》(涟源水务局2005.03)
《村镇供水工程技术规范》(SL310-2004)
《乡镇供水工程》(国防科技大学出版社1995.5)
《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ338-89)
《桥头河日产5000吨自来水厂初步设计》(涟源规划勘察设计室)
《给水排水国家标准图集钢筋混凝土蓄水池》(04S803)
涟源市卫生防疫站提供的水源地(井积冲井)水质分析检验报告
现行的国家生活饮用水水质标准及给排水设计规程规范
建设单位提供的水源地、管道沿线带状地形图及供水区总平面图
有关生产厂家提供的供水净化设备、管材、提水机械等产品目录
其他有关文件与项目建设规划报告书等
1.3.社会经济基本情况
桥头河镇位于涟源市东北部,1994年撤区并乡建镇后,全镇辖桥头河、石狗、桂花、株木4个管理区,84个行政村,3个居委会,2005年末总人口11.0486万人,总面积140km2。
境内盛产煤炭、水泥、铁矿石、锰矿石、石灰石、白云石、锑矿石等二十多种丰富的矿产资源和能源建材产品,构成了该镇工业发展的支柱产业。
另有花生、黄豆、茶叶、柑桔等农副产品,还有丰富的森林竹木资源和地下水资源,电力资源供应宽松,境内交通便利,乡镇企业快速发展。
通讯方面,村村架起了程控电话,人民生活水平不断提高,2003年列为全省百强镇之一,全省小城镇重点镇。
2005年全镇工农业生产总值达4.88亿元,农业粮食总产量为22.8万吨,人平纯收入2213元。
1.4.水文气象条件
涟源属中亚热带季风湿润气候区,并属湘中涟邵干旱走廊区域。
其旱涝自然灾害频频繁交替发生。
据涟源气象台历年资料统计结果可知。
多年平均雨量1365mm,雨量主要集中在4-6月,占全年的44.2%,7-9月降雨量较少。
常年主导风为东风,平均风速1.6m/s。
多年平均气温17.3oC,极端最高气温40.1oC,七月最高月平均28.3oC,最低-9oC。
1.5.工程水文地质条件
1.5.1.地质构造与地质岩性
桥头河镇地处涟源市北部的涟水二级支流湄水河段。
水厂位于桥头河镇龙建茶场,地面平缓,土地肥沃,属丘陵小平原地区。
因受桥头河向斜褶皱影响,岩层产状一般为单斜构造,倾向北东35°,倾角平缓,一般为25°~30°。
特别是受一系列张性断层的影响,山体错动,构造挤压破碎强烈,碳酸岩夹碎屑岩,节理裂隙比较发育,表层岩石溶蚀较为强烈,溶沟溶脊地下河中等发育,地下水蕴藏量较为丰富。
该区域地段地层自新到老为新生界第四系冲积、洪积、坡积层,上覆亚砂土、粘土、亚粘土夹碎石等,下部为砂砾石层。
其次为中生界三迭系大冶组下段薄层白云质灰岩,夹泥质灰岩。
再为古生界上二迭系大隆组和龙潭组硅质岩,泥页岩等,下二迭系茅口组灰岩和栖霞组上段灰岩,以及梓门桥灰岩等。
按十二组岩石划分为VIII-IX级之间。
岩石容重在2.2~2.8g/cm3,极限抗压强度达600Kpa以上。
岩石的磨擦系数f=0.65。
1.5.2.水文地质分析
井积冲井位于龙建茶场,泉水露头显系大冶组下段白云质灰岩,岩石系浅灰——深灰色极薄层——薄层状灰岩,泥质灰岩夹中厚层状灰岩和少量同生砾状灰岩,底部为泥灰岩夹泥质灰岩。
因系盆地构造,二迭系,三迭系各层组在盆地内部都有出露,按露头处推测,属茅口组硅质灰岩与大冶组白云质灰岩不紧合接触,表层为第四系冲积、洪积、坡积、残积土层。
因茅口组灰岩富水,加上桥头河地下河溶洞溶沟较为发育,现井积冲井地下涌泉达20.83L/s。
2005年3月7日实测流量达22.01L/s,日产水量1902m3/d,2005年12月18日经涟源水文站实地测流,枯水期水量为22.02L/s,日产水量达1903m3/d。
1977年11月湖南省418地质勘测大队实测流量为25.78L/s,日产水量达2227m3/d,水质清澈,手触之有些冷感,泉水水温常年为16°~20°C,丰枯季节变化较大。
此泉水经涟源市卫生防疫站检验检测分析,水质完全符合国家生活饮用水卫生标准。
水量完全可以满足本工程需水量之要求。
1.6.城镇发展及供水现状
1.6.1.城镇发展
桥头河镇位于涟源市东部,是湘中地区一方重镇.1950年时为安化县第三区,1952年建立涟源县,划属涟源县第六区,1995年由株木、石狗、桂花、原桥头河等乡镇合并而成,经过近10多年的建设与发展,桥头河小城镇建设已初具规模,常住和流动人口达1.55万人。
镇内生产总值5.86亿元,其中第一产业为1.92亿元,第二产业为3.35亿元,第三产业为0.59亿元;工农业总产值4.88亿元,其中工业总产值3.37亿元。
桥头河镇历史悠久,手工艺较为发达,现已形成建材、煤炭、建筑、机械等工业支柱产业,商品茶、商品菜的生产更是远近闻名,1995年被定为湖南省”万亩无公害蔬菜基地”.桥头河镇又是涟源市东部地区的物质集散地和涟源市蔬菜等农副产品基地.
1.6.2.供水现状
石狗管理区一直以来人畜饮水没有固定的水源,没有一个统一的、完整的、高质量的供水设施,用水极不方便,依靠打井和小水土井饮用,还有一部分是直接用田坝凼水作饮用水。
这些水源无论是水量还是水质与水利部颁发的农村安全饮用水标准相差很远。
区内水质含氟及污染严重,给广大人民的身心健康带来了很大危害。
村民所打水井到枯水期为枯井,一遇干旱季节,村组居民饮水相当困难。
1.7.工程建设的必要性和可行性
1.7.1.工程建设的必要性
石狗供水工程解决石狗管理区、木家村、群建村、青龙村、丰余村、龙建村、丰树村等6个村总计7666人和大、小牲口1815条的饮水安全问题。
其中饮水不安全人口2351人,氟超标达1931人,主要原因是这几个村水中氟化物自然超标。
供水区饮水不安全人口统计表
表1.7.1-1
乡镇名称
行政村名称
饮水不安全人口
饮水不安全人口(人)
饮水水质不达标
水量不达标
用水不方便
水源不达标
氟超标
砷超标
苦咸水
未处理的Ⅳ类、超Ⅳ类地表水
细菌指标超标的地表水
污染严重的地下水
其他水质问题
桥
头
河
镇
石
狗
管
理
区
木家村
268
268
群建村
390
390
青龙村
445
445
丰余村
280
280
龙建村
420
420
丰树村
548
548
合计
2351
1931
420
饮水问题的根本都为水质性缺水,因此解决石狗管理区范围的供水问题,主要是解决水源问题,从现状饮水情况看,当地老百姓都饮用污染严重的地表水和地下水,要从根本上解决,必须寻找合适的水源新建集中式供水工程。
1.7.2.工程建设的可行性
石狗集中供水工程的建设主要考虑水源,本次设计在龙建茶场井积冲井取水,该水源为地下泉水,据湖南省地质局煤探418队1977年11月实地勘查记载,该地下泉水涌水量为25.78L/s,日产水量2227t/d,该水源水质经涟源市卫生防疫部门化验(见桥头河井积冲井水质化验报告),除细菌总数超标外,其余各项指标均符合《生活饮用水水源水质标准》(CJ3020—93)一级水源标准,是理想的生活饮用水源。
井积冲井距石狗管理区较近,便于取水和对水源进行管理。
因此,本工程水源是可靠的。
建设石狗供水工程在1996年就被桥头河镇党委政府作为一项民心工程纳入每年的政府工作中,做了不少前期工作。
涟源市水务局曾于2002年做了规模2000m3/d自来水厂的初步设计,但因投资规模大,党委政府和群众无法筹措到建设资金,一直搁浅下来。
现在国家投入资金解决农村饮水安全,石狗供水工程争取中央资金扶持,加上地方财政配套、企业单位支持定能实施此项工程。
党委政府将集中力量保证工程顺利实施,当地群众也表态给工程创造一个良好的外部环境。
水厂建成后,由镇水利站负责管理,他们有水厂的运行管理经验和技术,并有良好的管理体制,此项目完全可行。
附表1-1石狗集中供水工程特性表:
石狗饮水安全集中供水工程特性表
表1-1
类别
项目名称
特性指标
备注
项目概况
工程名称
涟源市农村安全饮水项目
石狗集中供水工程
工程地点
涟源市桥头河镇石狗管理区
所属水系
涟支湄水河
地理条件
丘陵山区
距市区22公里
供水范围
木家村、群建村、青龙村、丰余村、龙建村、丰树村等6个村
供水人数
7666人
供水规模
700m3/d(近期2015年)
1050m3/d(远期)
年供水总量
17.03万m3/年
日变化系数1.5
管网漏损水量10%
未预见用水量5%
供水保证率
95%
水源工程
取水地点
井积冲井(地下水)
桥头河镇龙建茶场
水源水量
22.01~25.78L/s,日产水量1902~2227t/d
水源水质
一级
地下水
集水池型式
浆砌石砼防渗矩形池
集水池容积
500m3
集水池净空体积
12m×10m×4m
集水池进水标高
138.00m
集水池出水标高
139.44m
集水池底板高程
136.44m
取水泵站工程
水泵型号及数量
125D25×6
一备一用
电动机型号及数量
Y250M-2-55kw
一备一用
水泵扬程
105m—153.6m
水泵流量
72m3/h—119m3/h
一台工作
设备日工作小时
10小时
泵房结构型式及尺寸
砖混框架结构12m×3.9m×3.2m
占地面积
60m2
净水厂工程
净水装置型号
LJD-50型净水器
净水装置每小时产水量
50m3/h
台数
2台
并联运行
LJD-500型加药设备
500L×2
LJD-150管式静态混合器
DN150
高位清水池型式及尺寸
圆形钢筋混凝土D=9.0mh=4.0m
清水池容积
250m3
综合办公楼结构型式及面积
砖混结构270m2
续表1-1桥头河饮水安全集中供水工程特性表
类别
项目名称
特性指标
备注
输配变电工程
变压器型号及数量
S11-100KVA/10kv
提水泵站工程
低压线路
LJ—50/500m
净水厂工程
高压线路
LGJ—35/500m
提水泵站工程
低压配电屏
GGD1-10改2块
提水泵站工程
自耦减压起动屏
XJZ1-75kw2块
提水泵站工程
电容补偿屏
PCK-100kvar1块
提水泵站工程
输配给水管网
主要管材管径(mm)
11930m
PVC-U管φ160×7.01.0MPa
4030m
PVC-U管φ110×4.81.0MPa
7250m
PVC-U管φ50×2.41.0MPa
650m
工施
总工日
10393.97个
总施工期
6个月
工程造价
总造价
189.6万元
水源工程
9.56万元
泵站工程
15.39万元
净水厂工程
29.32万元
原水管工程兼配水管网工程
83.77万元
高位水池工程
8.38万元
配变电工程
7.56万元
水土保持及环境保护工程
7万元
临时工程
2.26万元
其他费用
17.3万元
基本预备费
9.03万元
经济指标
总投资
189.6万元
供水水价
1.8元/m3
年收入
27.59万元
内部收益率
15.78%
经济净现值
20.86
效益费用比
1.15
2.供水规模与用水量
2.1供水范围和供水方式
根据《湖南省涟源市城镇体系规划》和《涟源市桥头河镇总体规划》,其规划近期为2015年,规划远期2025年,本次桥头河镇石狗供水工程供水以近期规划为主。
设计基准年2005年,规划水平年2015年。
根据《村镇供水工程技术规范》SL310-2004,供水范围应根据区域的水资源条件、用水需求、地形条件、村(居)民点分布等进行技术经济比较,结合石狗供水工程实际情况,本次供水工程计划解决木家村、群建村、青龙村、丰余村、龙建村、丰树村等6个村总计1669户,7666人,大、小牲口1815条的饮水问题。
供水方式采用联片集中供水。
2.2用水量标准
根据湖南省涟源市农村饮水安全桥头河镇石狗供水工程,对供水范围的实地考察,根据村民生活习惯与用水现状、用水条件、供水方式、经济条件、用水习惯、发展潜力等情况,查《村镇供水工程技术规范》SL310-2004“最高日居民生活用水定额表”,桥头河镇属于第五区,城镇居民适用于:
“全日供水,户内有洗涤池和部分其他卫生设施”标准90~140L/人•d,农村村民适用于:
“水龙头入户,有洗涤池,其他卫生设施较少”标准60~100L/人•d,综合考虑后,用水量标准如下:
2.农村村民:
60L/人•d(近期)80L/人•d(远期)
2.3供水规模
2.3.1居(村)民用水量
本工程设计基准年2005年,近期规划水平年2015年,远期规划水平年2025年。
现状人口及规划年人口见表2-1:
村(居)民生活用水量计算见表2-2:
石狗供水水工程需水量计算见表2-3
表2-1桥头河镇石狗供水工程现状基本情况及规划人口统计表
序号
项目
总面积
(km2)
组数
(个)
户数(户)
现状
人口
(人)
其中饮水不安全人口(人)
(2005)
基准年
饮水人口(人)
(2015)
近期规划
人口(人)
(2025)远期规划人口(人)
三
村民人口
10.34
67
1669
7666
2351
7616
8135
8637
1
木家村
1.558
8
225
1165
268
1154
1233
1309
2
群建村
2.155
18
238
930
390
925
988
1049
3
青龙村
1.662
9
263
1344
445
1336
1427
1515
4
丰余村
1.211
10
248
947
280
941
1005
1067
5
龙建村
2.169
12
482
2210
420
2200
2350
2495
6
丰树村
1.585
10
213
1068
548
1060
1132
1202
合计
10.34
67
1669
7666
2351
7616
8135
8637
注:
规划饮水人口统计:
村民人口根据饮水不安全人口现状情况和目前饮水要求,按人口自然增长率6‰进行近期和远期规划计算。
表2-2桥头河石狗镇供水工程村(居)民生活用水量计算表
序号
项目
(2015)近期(m3/d)
(2025)远期(m3/d)
备注
三
村民
488.1
774.88
1
木家村
W=1233×60/1000=73.98
W=1309×80/1000=104.72
2
群建村
W=988×60/1000=59.28
W=1049×80/1000=83.92
3
青龙村
W=1427×60/1000=85.62
W=1515×80/1000=205.12
4
丰余村
W=1005×60/1000=60.3
W=1067×80/1000=85.36
5
龙建村
W=2350×60/1000=141
W=2495×80/1000=199.6
6
丰树村
W=1132×60/1000=67.92
W=1202×80/1000=96.16
五
合计
488.1
774.88
2.3.2供水规模
2.3.2.1公共建筑用水量
公共建筑用水量应根据公共建筑性质、规模及其用水定额确定。
由于缺乏资料,根据规范建议的范围,可按居民生活用水量的5%~25%估算,其中村庄为5%~10%,集镇为10%~15%,建制镇为10%~25%;无学校的村庄不计此项。
考虑当地发展情况,公共建筑用水量为居民生活用水量的10%。
2.3.2.2
饲养畜禽用水量=各畜禽用水量之和
计算方法如下:
某类型畜禽用水量=该类型畜禽用水定额×数量×放养折算比列;饲养畜禽用水量=各类型畜禽用水量之和。
根据当地实际情况取定额,计算结果如表:
桥头河镇石狗供水工程饲养畜禽用水量计算表
畜禽类别
头数
定额L/(头或只·d)
设计用水量m3/d
养成牛
450
55
24.75
母猪
85
75
6.40
养肥猪
680
35
23.8
羊
600
8
4.8
合计
1815
59.75
2.3.2.2消防用水量
根据规范要求,消防用水量应按照《建筑设计防火规范》(GBJ16)和《村镇建筑设计防火规范》(GBJ39)的有关规定确定。
允许短时间间断供水的村镇,当居民用水量和公共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。
2.3.2.3管网漏水水量与未预见水量
根据规范要求:
管网漏失水量和未预见水量之和,宜按上述用水量之和的10%~25%取值,村庄取低值、规模较大的镇区取较高值。
结合当地发展情况,由于资料有限,管网漏失水量取上述用水量之和的10%,未预见水量取上述用水量之和的5%。
2.3.2.4供水规模
供水规模(即最高日供水量)=居民生活用水量+公共建筑用水量+饲养畜禽用水量+管网漏失水量与未预见水量
具体计算见表:
表2-3桥头河镇石狗供水工程供水需水量计算表
序号
项目
计算公式
(2015)近期
(m3/d)
(2025)远期
(m3/d)
备注
一
居民生活用水量
488.1
774.88
二
公共建筑用水量
按居民生活用水量的10%
48.81
77.49
三
饲养畜禽用水量
59.75
59.75
六
小计
596.66
912.12
七
管网漏失水量和未预见用水量
上述用水量之和的15%
89.50
136.82
八
合计
686.16
1048.94
根据上表,确定桥头河镇石狗供水工程供水规模近期为700m3/d,远期为1050m3/d。
因远期供水规模没有考虑企业用水量和浇洒道路和绿地用水量,规模是否增加,根据桥头河镇的整体规划和发展速度日后时机成熟后再作更为详细全面的论证。
2.3.2.5人均综合用水量
近期,人均综合用水量=供水规模/设计人口=0.086(m3/d)
远期,人均综合用水量=供水规模/设计人口=0.122(m3/d)
2.4时变化系数和日变化系数
根据供水工程规模近期700m3/d,远期为1050m3/d。
结合当地实际情况和相似供水工程的最高日供水情况综合分析后,,对于供水规模1000m3/d>W>200m3/d查村镇供水工程技术规范表3.1.9中可知全日供水工程的时变化系数取2.0~2.5,本供水工程取2.2。
日变化系数应根据供水规模、用水量组成、生活水平、气候条件,结合当地相似供水工程的年内供水变化情况综合分析确定。
对于本地区内规模相当的小型水厂,年内供水变化比较大,综合考虑后,日变化系数取1.5。
水厂自用水量取最高日用水量的5%。
2.5.供水水质与水压
2.5.1供水水质
根据《村镇供水工程技术规范》(SL310-2004),石狗集中供水工程规模为700m3/d(近期),远期供水规模为1050m3/d,属Ⅲ型供水工程,其生活饮用水水质应符合国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749)的要求。
经初步勘查检验,井积冲井地下泉水完全符合国家《生活饮用水卫生标准》要求,详见涟源市卫生防疫站水质检验分析报告单(见附件)。
2.5.2供水水压
供水水压除对地形位置很高或很远的个别用户所需的水压不宜为控制条件外,基本上能满足配水管网中用水户接管点的最小服务水头,即单层建筑物为5-10m,两层建筑物为10-12m,二层以上每增高一层增加3.5-4.0m,本供水工程考虑水压24m。
当用户高于接管点时,尚应加上用户与接点的地形高差值。
如需设置配水管网消火栓装置,则其消火栓设置处的最小服务水头也不应低于10m,用户水龙头的最大静水头压力一般不宜超过40m,如超过压力时采取减压措施或设置分压供水池。
供水水压最低不低于20m,如低于则需用户自行加压。
经配水管网水力计算,本工程完全满足供水水压要求。
2.6.防洪与抗震
本工程所取水源为龙建茶场的井积冲井地下泉水,故未考虑防洪要求。
桥头河镇集中供水工程属Ⅲ型供水工程,抗震设防烈度在本地区抗震设防烈度6度的基础上提高1度,为7度。
3.水源选择与防护
3.1.水源选择
水源是供水工程成败关键。
要想取得高品质饮用水,首先应选择“水质良好,水量充沛可靠,供水保证率高,水压足,成本低,地理位置好,维护管理方便卫生防护条件好、技术经济合理”的供水水源。
石狗集中供水工程所在石狗管理区周围共有二处地下水源可供比较选择。
(一)东海大塘水井(石狗管理区内)
该处地下泉水经勘测,水量中等,日产水量500-1000m3/d,但此泉水丰枯变化较大,如取用此泉水,不能满足本供水工程需水量之要求,作为水厂远期规模枯水期水量不够时临时性应急备用水源。
(二)井积冲井地下泉水(石狗管理区内)
该处地下水出露于石狗管理区龙建茶场五队,泉水露头显系大冶组灰岩与茅口灰岩富水结合区,出露标高136.44m。
通过实地勘测和调查,并经历年观测资料统计分析,泉水出水量达22.01~25.78L/s之间,日产水量1902-2227m3/d,不但水量丰沛
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