康平县海州乡新发村饮水安全.docx
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康平县海州乡新发村饮水安全
康平县海州乡新发村饮水安全工程设计说明书
1目的任务及建设的必要性
该项工程拟建于康平县海州乡新发村,主要用于解决新发﹑太平堡﹑三益号3个自然屯,1166人的生活用水问题。
由于长期饮用浅层地下水,水质不符合饮用水卫生标准,为保证村民过上安居乐业的生活,提高生存质量,保证饮用水安全,建成真正的社会主义新农村,故打深井饮用深层地下水,兴建饮水安全工程,实现供水到户是十分必要的。
2自然地理概况
2.1地理位置、地貌特征、区域面积
康平县海州乡新发村地处康平县东北部,隶属海州乡政府管辖,距康平县县城35公里左右。
该村地势开阔平坦,区域内西高东低,北高南低。
三个自然屯内街路整齐顺直,房屋沿屯内道路两侧分布成行,南北长2100米左右,东西长3800米左右。
2.2社会经济情况
新发村有新发﹑太平堡﹑三益号3个自然屯,共有358户,人口1166人,均为饮水不安全人口。
该屯主要以种植业为主,主要作物有玉米、花生、大豆等。
“村村通”油路南北向通过该村,流动人口较少,人均年收入4900元,生活水平位于全县的中等水平。
目前村民主要通过压水井提取浅层地下水进行饮用,基本每户一井。
饮用浅层地下水存在许多不安全因素,必然给村民身体健康带来一定影响,同时易引发各种疾病。
2.3水文地质
气候属于冬冷夏热,四季分明,春季多西南风,秋冬季多西北风,年平均气温7°C,最高气温36.5°C,最低气温-30.3°C,年平均降水量513.4mm,最大冻深1.45m,平均无霜期151天,属半干旱半湿润大陆性季风气候。
地处康平北部平原区,基岩基本以冲积、湖积、风积物为主,岩性以沙土夹亚沙土薄层,厚度40~70米,地下水主要赋存于砂层的孔隙中,地下水补给主要是降雨入渗和地下径流补给,地下水埋深在2.0米左右,随季节变化不大,单井日涌水量在300吨以上,属富水区。
地下水的化学性质主要成分是碳酸钙,总硬度300~450之间,矿化度小于1g/L,PH值在7.0~7.7之间,铁含量在0.5~1.0mg/L之间,锰含量0.3~0.5mg/L之间。
3设计规模及标准
3.1执行标准、依据
(1)村镇供水工程技术规范(SL310-2004)
(2)农村给水设计规范(CECS82:
96)
(3)饮用水防氟设计规程(CECS46:
93)
(4)农村生活饮用水卫生标准(GB11730-89)
(5)机井技术规范(SL256-2000)
(6)供水管井技术规范(GB50298-99)
(7)泵站设计规范(GB/T50265)
(8)饮用水除氟设计规范(CECS46:
93)
(9)给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268—97)
3.2供水形式:
三屯一井
3.3设计标准:
供水系统设计标准采用15年,设计人口:
按自然增长率10‰计算。
3.4饮用标准:
成井后,按《农村生活饮用水量卫生标准(GB11730-89)》的要求由卫生防疫等部门进行水质检验,若检测结果不符合标准规定,应根据检测结果设计相应的净化措施或除铁锰设备,确保村民饮用符合标准的饮用水。
3.5供水水源保护:
取水构筑物周围要设置围墙等卫生防护措施,水厂生产区外围50米范围内不准设计生活居住区、禽畜饲养场,水源周围在井的影响半径范围内,不得使用工业废水或生活污水灌溉和施用剧毒性农药,不得修建渗水厕所、渗水坑、堆放废渣或铺设污水管道,不得从事破坏深层土壤的活动,防护带、区应设置固定标志。
4设计用水量
4.1用水定额
①用水定额:
生活用水:
60L/d•人
②不可预见管网渗失量:
最高日用水量的15%
③系数选择:
K时=3.2
④人口增长率按10‰计
4.2设计流量计算
①设计人口
P1=P0(1+R)n=1166(1+10‰)15=1354人
②居民生活用水量:
Q1=q1P1×10-3=1354×60×10-3=81.24m3/d
③最高日设计给水量
Qmax=Q1(1+15%)=1.15Q1=1.15×81.24=93.43m3/d
④设计流量QT
QT=K时Qmax/24=3.2×93.43/24=12.45m3/h=3.46L/S
5管井设计
5.1供水井出水量
由于该地区暂无抽水试验资料,根据周边附近地区成井资料,该村的单井涌水量在12.50m3/h左右。
5.2井孔和井管直径与深度的确定与结构设计
①井壁管直径的确定及结构设计:
考虑管径与出水量的关系、井泵的配套、安装方便,泵体最大外径为150mm,井壁管内径确定为30cm,井壁管采用SLSG双壁螺旋塑料管。
②封闭管:
采用内径30cm双壁螺旋塑料管,长10m。
SLSG双壁螺旋塑料管规格
型号
规格
尺寸
内径(d)
外径(d)
螺距(d)
管接头长度
300
300±3.0
340±3.0
30±1.0
320±10
SLSG双壁螺旋塑料管技术特性
名称
条件
指标
环钢度
径向变形5%
≥2KN/m2
爆破内压
MPa
≥0.3
拉伸变形
2500N
5%
扁平试验
压扁变形10%
恢复原形
扁平试验
压扁变形40%
不破裂、两壁不开裂
按缝接伸屈服强度
MPa
≥20
③过滤器结构设计:
过滤器采用内径为30cm双壁螺旋塑料管,打眼后包网,打眼孔径为圆形(Φ12mm)呈梅花形布置,包网要求尼龙沙网80目两层,并用12#镀锌线捆扎,间距不超过10cm,滤水管开孔率为10~20%,滤水管总长36m。
④沉淀管:
总长4m,材料同井壁管。
⑤滤料:
采用无风化的颗粒,直径主要取含水层的颗粒的4~5倍。
⑥井孔口径及深度确定:
根据井壁管和围填滤料的要求钻井开口孔径600mm,滤料厚度为13mm,根据无污染含水层深度确定井深为50m。
⑦管外封闭:
由于该地区浅层地下水中含有饮水不安全因素,应避免该层地下水进入井内。
上部10米采用粘土球封闭,球径为20-30mm,粘土球用优质粘土制成,其湿度要适宜,要求能够保持球形下沉至预定位置。
当填至井口时,进行夯实。
⑧洗井:
采用空气压缩机洗井。
当洗井达到破坏泥浆壁、出水变清、井水含沙量在1/50000-1/20000(体积比)以下时,结束洗井工作。
由于没有实测地质资料,本设计只能借鉴附近成井资料分析确定。
对于水源井的深度、结构,必须针对钻探过程中的实际地质情况进行补充设计、施工。
6管网设计及水力计算
6.1管网、管材及管件
①配水管网管材采用PE管。
②供水管道所采用的管材、管件及附属配件,为同一厂家的配套产品。
③管件、管材的卫生标准应符合《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准(GB/T17219)》的要求。
管件包括直通、弯管、管堵、三通、变径,地面以上管件采用铁质铸件。
④管材、管件及配件应具有出厂检验合格证、性能检测报告、并经监理工程师验收等有关证明材料,管件应采用与管材相同材质的材料铸塑成型,最小壁厚应大于同一压力等级的管材壁厚,管材连接采用管件连接。
低密度聚乙烯(LDPELLDPE)管材规格
公称外径及公差
公称压力Mpa
PN0.4
PN0.6
备注
管材系列
S—6.3
S—4
壁厚及
公差
米重
kg/m
壁厚及
公差
米重
kg/m
20+0.3
2.3+0.5
0.130
2.3+0.5
0.130
75以上用PN0.6,
以下用PN0.4
25+0.3
2.3+0.5
0.167
2.8+0.5
0.196
32+0.3
2.4+0.5
0.227
3.6+0.6
0.320
40+0.4
3.0+0.5
0.349
4.5+0.7
0.498
50+0.5
3.7+0.6
0.538
5.6+0.8
0.771
63+0.6
4.7+0.7
0.855
7.1+1.0
1.230
75+0.7
5.5+0.8
1.191
8.4+1.1
1.727
90+0.9
6.6+0.9
1.709
10.1+1.3
2.489
110+1.0
8.1+1.1
2.562
12.3+1.5
3.697
6.2各管段流量、管径、水头损失计算
由于该村地面平坦,单井涌水量能满足三个自然屯的需求,采用微机给水控制的供水方式,既由水泵提水至管网,中间配置二氧化氯发生器消毒后,供各户饮用。
经考察,井位选在该村东北部空地较为合适。
根据村屯的1/2000平面图,考虑村屯的发展规划,管网采用树状管网,按照管网的布置原则,干支管线尽量沿公路、村屯道路两侧布置,入户管路尽量采用双向供水布置,管线交角尽量布置成900。
为了检修和抢修管网方便并结合村屯消防安全,布置检修和消防阀门井,为保护管网安全,在管网最高处布置排气阀门井。
管网的架设方式采用地埋式,深度1.60米。
力求管线短,少穿油漆路、砂石路以及障碍物,便于施工和维护且保证供水安全。
共布置管网干支管总长为17613米,进户管14320米,设计使用年限为15年。
设闸阀井3处,排气阀门井3处。
具体详见《康平县海州乡新发村饮水安全工程管网平面布置图》。
本工程采用定时给水方式,供水时间为24小时。
①管段计算长度:
管段计算长度扣除无配水管段长度,单侧配水管段长按一半计算。
该工程计算管段总长为12874米。
②计算比流量:
qs=QT/∑L计=3.46/12874=2.6876×10-4L/S•m
③计算各管段沿线流量ql:
ql=qsL计计算结果列表如下:
沿线流量计算表
管段名称
计算长度(m)
沿线流量(L/S)
0—1
无配水管段
1—2
18
0.01
2—3
280
0.08
3—4
20
0.01
4—5
100
0.03
5—6
100
0.03
6—7
360(扣除单侧配水)
0.05
5—8
280(扣除单侧配水)
0.04
4—9
220(扣除单侧配水)
0.03
3—10
100(扣除单侧配水)
0.01
2—11
120(扣除单侧配水)
0.02
1—12
70
0.02
12—13
240
0.06
13—14
96
0.03
14—15
225
0.06
14—16
80(扣除单侧配水)
0.01
13—17
72
0.02
12—18
90(扣除单侧配水)
0.01
0—19
无配水管段
19—20
340(扣除单侧配水)
0.05
19—21
760
0.20
19—22
400(扣除单侧配水)
0.05
19—23
1770
0.47
23—24
130
0.03
24—25
330
0.09
25—26
980
0.26
25—27
900(扣除单侧配水)
0.12
24—28
430(扣除单侧配水)
0.06
23—29
620
0.17
0—30
无配水管段
30—31
170
0.05
31—32
120
0.03
32—33
1940
0.52
33—34
220
0.06
34—35
60
0.02
35—36
130
0.03
36—37
100
0.02
37—38
910(扣除单侧配水)
0.12
37—39
790(扣除单侧配水)
0.10
36—40
700(扣除单侧配水)
0.09
36—41
56(扣除单侧配水)
0.01
35—42
120(扣除单侧配水)
0.02
34—43
145
0.04
33—44
120(扣除单侧配水)
0.02
32—45
550
0.15
31—46
530
0.14
30—47
180(扣除单侧配水)
0.02
合计
3.46
④分配节点流量:
采用公式:
qi=1/2∑ql,计算结果列下表如下:
节点流量计算表
节点号
计算公式
节点流量(l/s)
0
为输入流量
3.46
1
1/2(0.01+0.02)
0.015
2
1/2(0.08+0.02+0.01)
0.055
3
1/2(0.08+0.01+0.01)
0.05
4
1/2(0.01+0.03+0.03)
0.035
5
1/2(0.03+0.03+0.04)
0.05
6
1/2(0.03+0.05)
0.04
7
1/2(0.05)
0.025
8
1/2(0.04)
0.02
9
1/2(0.03)
0.015
10
1/2(0.01)
0.005
11
1/2(0.02)
0.01
12
1/2(0.02+0.06+0.01)
0.045
13
1/2(0.06+0.03+0.02)
0.055
14
1/2(0.03+0.06+0.01)
0.05
15
1/2(0.06)
0.03
16
1/2(0.01)
0.005
17
1/2(0.02)
0.01
18
1/2(0.01)
0.005
19
1/2(0.05+0.2+0.05+0.47)
0.385
20
1/2(0.05)
0.025
21
1/2(0.2)
0.1
22
1/2(0.05)
0.025
23
1/2(0.47+0.03+0.17)
0.335
24
1/2(0.03+0.09+0.06)
0.09
25
1/2(0.09+0.26+0.12)
0.235
26
1/2(0.26)
0.13
27
1/2(0.12)
0.06
28
1/2(0.06)
0.03
29
1/2(0.17)
0.085
30
1/2(0.05+0.02)
0.035
31
1/2(0.05+0.03+0.14)
0.11
32
1/2(0.03+0.52+0.15)
0.35
33
1/2(0.52+0.06+0.02)
0.3
34
1/2(0.06+0.02+0.04)
0.06
35
1/2(0.02+0.03+0.02)
0.035
36
1/2(0.03+0.02+0.09+0.01)
0.075
37
1/2(0.02+0.12+0.10)
0.12
38
1/2(0.12)
0.06
39
1/2(0.10)
0.05
40
1/2(0.09)
0.045
41
1/2(0.01)
0.005
42
1/2(0.02)
0.01
43
1/2(0.04)
0.02
44
1/2(0.02)
0.01
45
1/2(0.15)
0.075
46
1/2(0.14)
0.07
47
1/2(0.02)
0.01
⑤确定各管段管径和水头损失
配水干管计算:
选择地形较高,管线较长的管线为设计干管,本设计选择四条配水干管,最后以水压标高较高的0—26配水干管确定水泵型号。
干管管径计算公式采用
式中d——管径,m;
Q——流量,m3/s
v——流速,m/s。
按经济流速取0.60m/s。
沿程水头损失系数计算公式采用
式中i——沿程水头损失系数
Q——流量,m3/s
d——管径,m
iL——沿程水头损失,m;局部水头损失按沿程水头损失的1%计算。
Hi——总水头损失,m
干管水力计算成果见下表:
0—7配水干管水力计算表
管段
管长(m)
流量
(L/s)
流速
(m/s)
管径
(外径)
(mm)
i
il
(m)
Hi(m)
0—1
40
0.52
0.60
63
0.0007
0.03
0.03
1—2
18
0.305
0.60
50
0.0008
0.02
0.02
2—3
280
0.24
0.60
50
0.0005
0.16
0.17
3—4
20
0.185
0.60
50
0.0004
0.01
0.01
4—5
100
0.135
0.60
50
0.0002
0.02
0.02
5—6
100
0.065
0.60
32
0.0005
0.05
0.05
6—7
360
0.025
0.60
32
0.0001
0.03
0.03
0—15配水干管水力计算表
管段
管长(m)
流量
(L/s)
流速
(m/s)
管径
(外径)
(mm)
i
il
(m)
Hi(m)
0—1
40
0.52
0.60
63
0.0007
0.03
0.03
1—12
70
0.2
0.60
50
0.0004
0.03
0.03
12—13
240
0.15
0.60
50
0.0002
0.06
0.06
13—14
96
0.085
0.60
32
0.0007
0.07
0.08
14—15
225
0.03
0.60
32
0.0001
0.03
0.03
0—26配水干管水力计算表
管段
管长(m)
流量
(L/s)
流速
(m/s)
管径
(外径)
(mm)
i
il
(m)
Hi(m)
0—19
66
1.5
0.60
90
0.0009
0.06
0.06
19—23
1770
0.965
0.60
90
0.0004
0.71
0.78
23—24
130
0.545
0.60
75
0.0003
0.05
0.05
24—25
330
0.425
0.60
63
0.0005
0.17
0.19
25—26
980
0.13
0.60
40
0.0005
0.54
0.59
0—38配水干管水力计算表
管段
管长(m)
流量
(L/s)
流速
(m/s)
管径
(外径)
(mm)
i
il
(m)
Hi(m)
0—30
60
1.44
0.60
75
0.0019
0.12
0.13
30—31
170
1.395
0.60
75
0.0018
0.31
0.35
31—32
120
1.215
0.60
75
0.0014
0.17
0.19
32—33
1940
0.79
0.60
63
0.0015
3.00
3.30
33—34
220
0.48
0.60
63
0.0063
0.14
0.15
34—35
60
0.4
0.60
50
0.0013
0.08
0.09
35—36
130
0.355
0.60
50
0.0011
0.15
0.16
36—37
100
0.23
0.60
50
0.0005
0.05
0.06
37—38
910
0.06
0.60
32
0.0004
0.37
0.41
⑥干管各点自由水压
考虑未来发展情况,设计用户水压线高度为二层楼住户用水标准,节点自由水头为8m,计算成果如下:
0—7配水干管节点水压标高表
节点号
水压标高(m)
节点号
水压标高(m)
0
105.84
4
105.61
1
105.81
5
105.59
2
105.79
6
105.53
3
105.62
7
105.50
0—15配水干管节点水压标高表
节点号
水压标高(m)
节点号
水压标高(m)
0
105.64
13
105.51
1
105.60
14
105.43
12
105.57
15
105.40
0—26配水干管节点水压标高表
节点号
水压标高(m)
节点号
水压标高(m)
0
112.68
24
111.78
19
112.61
25
111.59
23
111.83
26
111.00
0—38配水干管节点水压标高表
节点号
水压标高(m)
节点号
水压标高(m)
0
103.04
34
98.92
30
102.91
35
98.83
31
102.57
36
98.66
32
102.38
37
98.61
33
99.07
38
98.20
⑦配水支管计算
支管管径计算公式采用d=
式中d——管径,m;
Q——流量,m3/s
i——平均水力坡度
支管水力计算成果见下表:
配水支管水力计算表
管段
流量(L/S)
管长(m)
平均水力坡度
设计管径
(外径)
(mm)
水头损失(m)
2—11
0.01
120
105.79-(96.0+8)/120=0.0149
32
1.79
3—10
0.005
100
105.62-(96.3+8)/100=0.0132
32
1.32
4—9
0.015
220
105.61-(97.0+8)/220=0.0028
32
0.62
5—8
0.02
280
105.59-(97.4+8)/280=0.0007
32
0.20
12—18
0.005
90
105.57-(96.2+8)/90=0.0015
32
0.14
13—17
0.01
72
105.51-(97.4+8)/72=0.0015
32
0.11
14—16
0.005
80
105.43-(97.4+8)/80=0.0004
32
0.03
19—20
0.025
340
112.61-(96.2+8)/340=0.0247
32
8.40
19—21
0.1
760
112.61-(96.2+8)/760=0.0111
32
8.44
19—22
0.025
400
112.61-(97.2+8)/400=0.0185
32
7.40
23—29
0.085
620
111.83-(101.8+8)/620=0.0033
32
2.05
24—28
0.03
430
111.78-(103+8)/430=0.0018
32
0.77
25—27
0.06
900
111.59-(102.9+8)/900=0.0008
32
0.72
30—47
0.01
180
102.91-(94.8+8)/180=0.0006
32
0.11
31—46
0.07
530
102.57-(93.9+8)/530=0.0013
32
0.69
32—45
0.075
550
102.38-(92.6+8)/550=0.0032
32
1.76
33—44
0.01
120
99.07-(90.9+8)/1
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