供水工程初步设计.docx
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供水工程初步设计.docx
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供水工程初步设计
XX县XXX镇XXX村
供水工程初步设计
XXXXXXXXXXXXX
二〇一X年X月
批准:
核定:
校核:
报告编写:
参加人:
1综合说明
1.1工程概述
XXX村供水工程包括XX村1个行政村。
距离XX53公里,老君殿镇位于XX县南川边陲,属典型的黄土高原丘陵沟壑区。
淮宁河、子南油路穿境而过,境内交通便利,通讯方便,系子洲南川经济、文化交流的中心。
XXX村没有供水工程,多数居民以自备浅土井抽取浅层地下水做为生活用水并且地下水为苦咸水,标准低,水质、水量不能满足农户用水需求,需要新建人饮供水工程,改善当地人民的生活质量和水平。
XXX村供水工程主要涉及贺家渠村1个行政村,供水受益人口770人。
项目设计基准年为2015年,设计水平年为2025年,设计供水规模为87m3/d。
1.2设计参数
(1)设计范围、供水对象
设计供水范围涉及贺家渠村1个行政村,居民供水人口770人,规划人口为817人,羊2000只,猪220只,大牲畜150头。
(2)设计年限
供水工程设计年限为10年。
(3)居民生活用水量
根据中华人民共和国水利行业标准《村镇供水工程技术规范》(SL687-2014),因本项目区属于陕西省,确定为一区。
最高日居民生活用水定额为40~60L/(日·人)(供水条件为水龙头入户,有洗涤池,少量卫生设施),本设计将最高日居民生活用水定额确定为50L/(日·人)。
(4)其主要参数及其他指标计算结果见表1。
(5)工程类型和设计标准
①工程类型
工程类型按Ⅴ类设计。
②工程设计标准
《1》水质
水池出来的水质完全符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的要求。
《2》取水方便程度
本项目区在陕西属经济欠发达地区,村民居住较分散,供水工程设计采用布置主要干支管及入户管网的方案。
《3》服务水压
根据《村镇供水工程技术规范》第3.2.2条,配水管网中用户接管点的最小服务水头,单层建筑物可为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;当用户高于接管点时,尚应加上用户与接管点的地形高差。
最小服务水头取值为6m。
1.3总体布置
XXX供水工程为新建工程,一次设计,一次实施。
根据XX村供水工程供水范围和水源情况,本次设计在榆林山新打水源井1眼,在榆林山顶新建高位水池1座,铺设管网9830m,利用地形高差自压供水。
潜水泵抽取地下水进入高位水池,水池将水压输水管网向供水区供水。
主要建筑物包括:
水源井,高位水池,输水管网及附属建筑物(阀门井、检修井等)。
详细布置见管网布置图。
1.4输配水线路及管材选择
输配水管线村内道路布设,一则不动用农户耕地,避免农业耕作或挖土平地可能对管线的危害;二则维护和管理,有利于工程安全运行。
1.5主要工程量
新打30m水源井1眼,修建100m3高位水池1座,铺设Ф75PE塑料管500m,Ф63PE塑料管1400m,Ф50PE塑料管1930m,入户Ф25PE塑料管6000m,修建闸阀井7眼。
本工程设计总工期计划为6个月。
1.6工程概算
工程总概算为53.91万元,其中:
建筑工程费42.19元,机电设备费及安装费1.97万元,金属设备费及安装费1.09万元,费用为6.10万元,预备费2.57万元。
本工程设计总工期计划为3个月。
水价分析表明,达到设计年供水量时的经营成本水价为1.38元,制水成本水价为2.61元,不考虑折旧费的制水成本水价为1.81元。
建议工程正常运行期水价1.81元/m3。
按水价为1.81元/m3,采用不考虑折旧费的制水成本计算供水盈亏平衡点,则当年供水量达到设计年供水量的68.8%,即达到14566m3/a时,达到供水盈亏平衡点。
表1工程特性表
序号
项目名称
单位
指标值
备注
一
设计参数
1
设计水平年
2025
2
设计年限
10
3
人口自然增长率
‰
6
4
居民生活用水定额
L/人·d
50
5
大家畜用水定额
L/头.d
45
6
羊用水定额
L/头.d
10
7
猪用水定额
L/只.d
35
8
管网漏失水量和未预见水量
%
15
9
时变化系数
2.5
10
设计人口
人
817
11
饮水不安全人
人
770
12
集中饲养大牲畜
人
150
13
集中饲养猪
头
220
14
集中饲养羊
只
2000
15
生活用水量
m3/d
40.87
14
公共建筑用水量
m3/d
0
15
饲养用水量
m3/d
34.45
16
漏失未预见
m3/d
11.30
17
最高日用水量
m3/d
86.62
18
人均配水当量
m3/h
0.106
19
供水时间
h
24
20
综合用水定额
L/人·d
106
21
年供水量×104m3
2.12
22
日变化系数
1.5
22
学校人口用水定额
L/人·d
15
23
供水受益行政村数
个
1
24
供水受益人口
人
770
25
最小服务水头
m
6
26
人均投资
元/人
700
概算投资/供水受益人口
27
人均管网长度
m/人
12.8
输配水管长度/供水受益人口
二
主要工程及设备
1
水源井
眼
1
30m
2
高位水池
座
1
100方
3
PE管道
m
9830
4
闸阀井
座
7
三
工程概算
53.91
1
建筑工程费
万元
42.19
2
机电设备费及安装费
万元
1.97
3
金属设备费及安装费
万元
1.07
4
费用
万元
6.10
5
预备费
万元
2.57
四
水价分析
1
供水成本
元/m3
1.81
2
建议水价
元/m3
1.81
3
供水盈亏平衡点
m3/d
59.9
2项目区概况及项目建设的必要性
2.1项目区自然概况
2.1.1地理位置
XXX村供水工程包括贺家渠村1个行政村。
距离县城53公里,XX位于陕西省北部,黄土高原丘陵沟壑区腹地,XX市南缘。
于1944年建县,以著名革命烈士XXX的名字命名。
全县总土地面积2042平方公里,总耕地面积68万亩,人口28.95万,其中农业人口26.7万。
全县辖10镇12乡,550个行政村,9个居民委员会。
本县系地跨中温带与暖温带之间的亚干旱区,具有大陆性季风气候特点,年均气温9.2℃,降水量449.1mm,无霜期164天。
县内大理河、淮宁河从中部及南部穿境而过,两河沿岸形成地势低平、土壤肥沃的川道地区,两川素有“米粮川”之称。
为纪念革命烈士李子洲同志于1944年命名为子洲县。
XXX位于子洲县南川边陲,属典型的黄土高原丘陵沟壑区。
淮宁河、子南油路穿境而过,境内交通便利,通讯方便,系子洲南川经济、文化交流的中心。
2.1.2气候状况
项目区属暖温带和温带半干旱大陆性季风气候,四季分明,日差较大,无霜期短,年均气温9.2℃,降水量449.1mm,无霜期164天。
气象灾害较多,几乎每年都有不同程度的干旱、霜冻、暴雨、大风、冰雹等灾害发生,尤以干旱、冰雹和霜冻危害严重。
最大冻土深1.48m。
2.2项目区社会经济概况
XX县全县总土地面积2042平方公里,总耕地面积68万亩,人口28.95万,其中农业人口26.7万。
全县辖10镇12乡,550个行政村,9个居民委员会。
县内大理河、淮宁河从中部及南部穿境而过,两河沿岸形成地势低平、土壤肥沃的川道地区,两川素有“米粮川”之称。
XXX镇全镇总土地面积117平方公里,总耕地面积41355亩,其中坝地6263亩,水地550亩,历年共实施退耕还林15974亩。
全镇辖29个行政村(106个自然村),1个居民委员会,共3616户14320人(其中居民589人),其中男8025人,女6295人,劳力4872人,外出务工劳力2000余人。
供水村内有居民770人,羊2000只,猪220只,大牲畜150头。
2.3供水现状及存在的主要问题
XXX村没有供水工程,多数居民以自备浅土井抽取浅层地下水做为生活用水并且地下水为苦咸水,标准低,水质、水量不能满足农户用水需求,需要新建人饮供水工程,改善当地人民的生活质量和水平。
2.4项目建设的必要性
2.4.1水质、水量已严重制约了当地群众生活水平的提高
现有的人饮工程严重的不能满足现在社会、经济的发展需求,特别是水质和水量标准低下已成为制约当地人民群众提高生活水平和质量的瓶颈因素。
2.4.2是党的农村政策需要
陕西省人发政府【2006】第31号文件《陕西省人民政府关于“十一五”期间加快解决农村群众饮用水困难的意见》中明确强调“省政府要在“十一五”期间加大力度,加快农村饮水工程建设步伐下大力气解决全省农村群众饮水困难”。
因而,安全饮用水工程的建设,不仅能提高农村人口健康和生活质量,对缩小城乡差别、建设和谐社会、创造社会主义新农村具有深远的意义。
总之,通过供水工程的实施,从而彻底解决上述问题,给当地农民生活水平的提高和当地社会经济的发展起到巨大地促进作用。
2.5项目区供水规划及供水范围
2.5.1项目区供水规划
XX县XXX村供水工程供水范围包括XX村1个行政村。
项目区水源水质根据榆林市疾病预防控制中心采样化验分析,结果表明,各项指标均符合人畜饮水要求。
2.5.2项目区供水范围
本次供水范围涉及贺家渠村1个行政村,供水人口770人(2015年),规划人口为817人。
羊2000只,猪220只,大牲畜150头。
3工程建设条件
3.1项目区自然条件
项目区属老君殿镇所管辖。
项目区属暖温带和温带半干旱大陆性季风气候,四季分明,日差较大,无霜期短,年均气温9.2℃,降水量449.1mm,无霜期164天。
气象灾害较多,几乎每年都有不同程度的干旱、霜冻、暴雨、大风、冰雹等灾害发生,尤以干旱、冰雹和霜冻危害严重。
最大冻土深1.48m。
3.2区域水资源概况
项目区没有可引用地表水资源,地下水水质水量均满足饮水要求。
3.3工程地质
项目区属典型的黄土高原丘陵沟壑区地貌。
地形破碎、沟壑密度大。
该区以梁峁状丘陵为主,沟壑密度2~7km/平方公里,沟道深度100~300m,多呈“U”型或“V”字型,沟壑面积大,沟间地与沟谷地的面积比为4:
6。
3.4建筑材料
项目区位于县城53公里处,附近有产砂砾石、水泥、设备、管材的工厂,均属买方市场,供应充足,送货上门。
4工程规模
4.1工程设计范围、供水对象
XXX村供水工程涉及贺家渠村1个行政村,居民总人口770人,设计人口817人,羊2000只,猪220只,大牲畜150头。
项目实施后可完全满足村民对水量、水质的需求,极大的提高了供水工程的保证率,方便了群众取用水,从而进一步促进当地经济的可持续发展。
4.2需水量预测
4.2.1设计年限
结合当地经济发展情况确定供水工程设计年限为10年。
4.2.2居民生活用水量
本项目区属于陕西省,根据中华人民共和国水利行业标准《村镇供水工程技术规范》(SL687-2014),确定为一区。
最高日居民生活用水定额为40~60(L/人·d)(供水条件为水龙头入户,有洗涤池,其他卫生设施较少),本次设计将最高日居民生活用水定额确定为50(L/人·d)。
据此,本项目的居民生活用水量可按以下两式计算:
W=P×q/1000
P=P0(1+γ)n+P1
式中:
W—居民生活用水量,m3/d;
P—设计用水居民人数,人;
P0—供水范围内的现状常住人口数,其中包括无当地户籍的常住人口,人;
γ—设计年限内人口的自然增长率;(按6‰计)
n—工程设计年限,a;(按10a计)
Pl—各村的设计年限内人口的机械增长总数,人;(未计)
q—为最高日居民生活用水定额,L/(人·d);(按50(L/人·d)计)
根据以上公式计算的设计人口和生活用水量见表4-1。
表4-1老君殿镇贺家渠村供水工程设计人口及生活用水量表
乡镇
行政村
现状人口
(人)
设计人口
(人)
人口自然
居民生活
居民生活
增长率
用水定额
(L/人·d)
用水量
(m3/d)
XXX镇
XXX村
770
817
0.006
50
40.87
4.2.3公共建筑用水量
根据“陕西省村镇供水工程初步设计要点”,联村集中供水,有学校的村庄可按居民生活用水量的5~10%计列。
本项目区没有公共建筑物,所以本次设计不计公共建筑用水量。
4.2.4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》GBJ23的有关规定确定。
允许短时间中断供水的村镇,当上述用水量之和高于消防用水量时,确定供水规模时可不单列消防用水量”。
因此,本次设计不单列消防用水量。
4.2.5畜禽饲养用水量
本项目区有羊2000只,猪220只,大牲畜150头。
羊的用水定额为10L/只•d,猪的用水定额为35L/只•d,大家畜的用水定额为45L/只•d,计算方法同居民生活用水量的计算方法,则得畜禽饲养用水量为34.45m3/d。
4.2.6管网漏失水量和未预见水量
根据前述规范,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,村庄取较低值,规模较大的城镇区取较高值。
本项目区管网漏失水量和未预见水量之和=上述用水量之和×15%=11.30(m3/d)。
4.2.7水厂自用水量
水厂自用水不计。
4.2.8人均综合用水量
人均综合用水量=供水规模/设计人口=86.62/817*1000=106(L/人·d)
4.2.9时变化系数及供水时间
各供水对象均采用全日供水,每日供水时间为24小时。
根据以上计算,本项目供水规模W<200m3/d,根据规范,全日供水时变化系数Kh=2.5~3.0。
本项目按Kh=2.5取值。
日变化系数可在1.3~1.6范围内取值,本次取值为1.5。
4.3供水规模
工程供水规模为最高日供水能力,应为居民生活用水量、公共建筑用水量、村镇企业和专业户饲养畜禽用水量、消防用水量、管网漏失水量和未预见用水量之和。
即供水规模(最高日供水量)=居民生活用水量+公共建筑用水量+消防用水量+畜禽饲养用水量管+网漏失水量及未预见用水量+水厂自用水(见表4-3)。
最高日需水量为86.62m3/d,则供水规模为87m3/d。
表4-2供水规模计算表
居民生活用水量(m3/d)
牲畜饲养用水量(m3/d)
管网漏失和未预
见水量(m3/d)
最高日需水量(m3/d)
人均综合用水量
(L/人·d)
40.87
34.45
11.30
86.62
106
4.4最高日最高时需水量
本设计设定时变化系数Kh为2.5。
最大日需水量Qmax=Qd×Kh/24=86.62×2.5/24=9.02(m3/h)
4.5主要设计参数
本设计供水为全日供水。
根据规范贺家渠村供水工程类型为Ⅴ类,其主要参数及其他指标计算结果见表4-3。
表4-3设计主要参数
序号
设计参数名称
指标值
1
设计年限(n)
10
2
人口自然增长率
0.006
3
居民生活用水定额(L/人·d)
50
4
畜禽饲养用水水定额(L/只·d)
羊10L,猪35L,大家畜45L
5
管网漏失水量和未预见水量
15%
6
时变化系数
2.5
7
设计人口
817
8
生活用水量(m3/d)
40.87
9
公共建筑用水量(m3/d)
0.00
10
饲养用水量(m3/d)
34.45
11
漏失未预见(m3/d)
11.30
12
最高日用水量m3/d
86.62
13
人均配水当量(m3/d)
0.106
14
供水时间(小时)
24
15
综合用水定额(L/人·d)
106
16
年供水量×104m3
2.12
17
日变化系数
1.5
5水源选择
5.1地表水
项目区地表水水质不合格,故不可饮用。
5.2地下水
项目区地下水资源丰富,且该地下水水质符合国家《生活饮用水卫生标准》GB5749-85。
故本次设计采用地下水作为水源。
5.3水源评价
根据规范要求,供水水源要符合以下要求:
1.水质良好,变异卫生防护,水厂水源水质符合国家《生活饮用水卫生标准》GB5749-85。
2.水量充沛。
水源水量充沛。
3.符合当地水资源统一规划管理要求,并能按水质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。
结论:
该供水水源为地下水,符合以上标准,且符合水源水质标准要求,可作为生活饮用水源。
6工程总体布置
6.1设计依据
1.村镇供水工程技术规范(SL687-2014)
2.室外给水设计规范(GB50013-2006)
3.泵站设计规范(GB/T50260-97)
4.建筑物抗震设计规范(GB50011)
5.构筑物抗震设计规范(GB50191)
6.水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)
7.水利水电工程施工组织设计规范(SL303-2004)
8.水利建设项目经济评价规范(SL72-94)
9.生活饮用水水源水质标准(CJ3020)
10.地下水质量标准(GB/T14848)
11.生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)
12.水利工程供水价格管理办法(2004年1月1日实施)
13.农村给水设计规范(CECS82:
44);
14.中国农村给水工程规划设计手册(全国爱国卫生运动委员会办公室编,化学工业出版社,1998年6月);
15.陕西省村镇供水工程初步设计要点。
6.2设计原则
(1)结束项目区农民饮用水质不达标的历史,保护群众的身体健康,促进经济和社会各项事业的快速发展,实现农村致富奔小康为目标;
(2)根据当前国内、国外的水处理工程的经验,在设计中采用成熟的给水处理新工艺、新技术、保证净化后出厂水水质符合国家饮用水水质标准;
(3)充分利用当地地形、地貌条件实现重力供水,便于管理,降低供水成本;
(4)积极推广和使用新工艺、新技术、新材料、新设备以及应用微机检测和管理,逐步实现供水管理现代化;
结合XX县新农村建设要求和总体规划布局,结合当地经济和社会各项事业发展情况进行合理规划和设计,既考虑了当地社会经济发展实际需要又为今后发展留有一定余地。
6.3工程类型和设计标准
6.3.1工程类型
工程类型按Ⅴ类设计,其主要建筑物级别为5级。
6.3.2工程设计标准
(1)水质
水池出来的水质完全符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的要求。
(2)取水方便程度
本项目区是陕西属经济欠发达地区,村民居住较分散,供水工程设计采用供水到户的方案。
(3)服务水压
根据《村镇供水工程技术规范》第3.2.2条,配水管网中用户接管点的最小服务水头,单层建筑物可为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;当用户高于接管点时,尚应加上用户与接管点的地形高差。
则最小服务水头取值为6m。
用户水龙头的最大静水水压不宜超过40m,超过时应采取减压措施。
6.4总体布置
6.4.1水源地布置原则
水源地布置要符合以下原则:
1.充分利用地形高程、靠近用水区域和可靠电源,整个供水系统布局合理;
2.与周围建设规划相协调;
3.满足水厂近期和远期布置要求;
4.不受洪水与内涝威胁;
5.有良好的工程地质条件;
6.有良好的卫生环境,并便于设立防护林带;
7.有较好的废水排放条件;
8.避免拆迁,不占或少占良田;
9.施工、运行管理方便。
6.4.2水源地位置和水处理工艺
根据以上原则和供水范围,采用工艺流程为:
6.4.3总体布置
XXX村供水工程为新建工程,一次设计,一次实施。
根据XX村供水工程供水范围和水源情况,本次设计在榆林山新打水源井1眼,在榆林山顶新建高位水池1座,铺设管网9830m,利用地形高差自压供水。
潜水泵抽取地下水进入高位水池,水池将水压输水管网向供水区供水。
主要建筑物包括:
水源井,高位水池,输水管网及附属建筑物(阀门井、检修井等)。
详细布置见管网布置图。
6.5输配水线路选择及管材选择
主干管沿项目区主干道,呈树枝状布置。
由于项目区道路是混凝土路面,为了降低施工难度,管道尽可能不从街道穿过,沿路边布置。
一则施工减少农户耕地开挖,避免农业耕作或挖土平地可能对管线的危害;二则可方便施工、维护和管理,有利于工程安全运行。
根据国家建设部的相关政策要求,各地也正在积极推广使用塑料给水管材,以替代材质差、强度低、腐蚀严重、影响水质的灰铸铁管和镀锌管等,以提高供水水质及安全可靠性,降低能耗,降低漏耗和药耗。
PE管材耐腐蚀,无结垢层,不滋生细菌、材质无毒,安全卫生,水质优异;具有良好的强度、刚度和韧性,能有效承受要求的内压力和外载荷,且管接头强度高与钢管相比,工作寿命长,可达50年(钢管一般为20年),而且维护费用低。
铺设在腐蚀性的土壤中、地震多发地区和经常结冰的地区、山地和沼泽地区,肯有更大的竞争力和技术经济效益。
因此,本设计管材统一采用PE塑料管,管道设计埋深1.5m。
6.6工程征地和拆迁范围和数量
本工程管网为带状分布,且埋深不影响群众耕作,无移民和房屋拆迁,因此,工程对当地居民影响不大。
其它用地为临时占地,不考虑临时占地费。
7工程设计
工程主要建设内容包括:
水源井、高位水池、井房、输配水管网工程及管网附属设施。
7.1水源井设计
水源井设计按照《大口井技术规范》进行,机电设备按照《泵站技术规范》和《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》设计。
参照项目区已有水源井可知,水源井设计井型为潜水完整井,井深30m,全为焦土。
开口直径为1.0m,由人工凿成,松散层井筒采用预制混凝土井圈,混凝土井圈断面尺寸为厚度10cm,高度50cm,内径100cm。
7.2机泵设计
根据项目区已成井资料和已有潜水泵可知,本次设计水泵出水量为5m3/h。
根据实测地形及成井深度可知,高位水池到水源井动水位的高差为150m,输水管水头损失为6.86m,则H=150+6.86=156.86m。
则潜水泵均选用150QJ5-170型,其技术参数为:
流量5m3/h,扬程170m,配套电机功率5.5KW。
7.3机房设计
机房为浆砌砖结构,采用M7.5水泥砂浆砌砖砌筑,钢筋砼楼板盖顶,内墙用M10水泥砂浆抹面,并刮胶腻两遍,平面尺寸为300×200cm,高度为250cm,机房门窗采用空腹钢门窗,玻璃厚度不小于3mm。
详见机房设计图。
7.4高位水池设计
由于在供水工程中,每小时的用水量变化幅度较大,故为了保证管网所需水压的稳定,根据地形条件和发展需要进行综合考虑,因而采用高位水池。
高位水池容积:
本次供水设计2天抽一次水,最大日供水量为
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