那坡县百全镇清华村规问屯饮水工程.docx
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那坡县百全镇清华村规问屯饮水工程
那坡县
百合乡清华村规问屯饮水安全工程
初步设计报告
广西钱江水利水电有限公司
百色2011年02月
设计单位:
广西钱江水利水电有限公司
项目名称:
那坡县百合乡清华村规问屯饮水安全工程
设计证号:
A245002995丙级
核定:
黄永全
审查:
黄浩初
校核:
兰春
设计:
罗丹丹
附图:
附图1:
拦水坝、集水粗滤池设计图
附图2:
管网水力计算图
附图3:
高位水池设计图
第一章工程概述
1.1基本情况
1.1.1社会经济
百合乡清华村规问屯饮水工程主要解决百合乡清华村辖区内的规问屯、共170人的饮水不安全问题。
区域内民族以壮族为主,其次为汉族。
清华村规问屯位于那坡县百合乡东部,距百合乡19km,距离那坡县40km。
规问屯的地形以土山为主,屯沿着山冲分布。
除屯所在地附近较为平缓外,其他多为山地。
工程范围内交通顺畅,村级道路贯穿项目区,百合乡已实现屯屯通公路,屯屯通电话。
清华村规问屯主要以壮族为主.资源丰富,以种植水稻、玉米为主,经济作物有茶、养蚕,经济林木有八角、杉木等,种桑养蚕是促进袍亭村农民增收的一个短、平、快项目,为了引导群众种桑养蚕致富,乡党委、政府领导发动群众种桑养蚕,预计今年蚕农户人均增收1000多元.
1.1.2水资源
本工程项目区百合乡位于那坡县之南,海拨325米,距县城47公里。
全乡共10个村116个自然屯。
共3264户13995人。
境内居住有壮、汉、瑶三个民族,区域内有条小河经过,但因河流经过之处地势较低,不能满足供水要求,因此,该项目区的农业灌溉用水主要依靠山间溪水解决。
群众生活饮用水多以分散式饮水为主,各家各户通过收集雨水或到就近小溪里挑水饮用。
1.1.3项目区饮水情况
供水区内地势起伏较大,周围多以坡地和山地为主。
项目区目前无统一供水工程,村民的日常饮用水完全是靠群众自己集资买管引水入户。
现在使用的饮水管已经老化,漏水严重,饮水量不达标。
致使群众不能的卫生、安全用水,无法保当地群众的身心健康。
致使出现了饮水不安全、不健康的问题出现。
按照2004年11月24日水利部和卫生部联合下发的《关于印发农村饮用水安全卫生评价指标体系的通知》(水农[2004]547号)的有关内容要求,项目区内170人均为饮水不安全人口,用水方便程度不达标,各屯饮水情况详见下表。
表1-1
清华村规问屯饮水工程受益人数表
序号
供水片
总受益人口
解决饮水不安全人数
改善
备注
合计
铁锰超标
严重污染
局部缺水
其他
合计
170
170
170
0
41户
规问屯
1-2
28
28
28
0
7户
1-3
17
17
17
0
4户
4-5
25
25
25
0
6户
6-7
31
31
31
0
8户
8-9
22
22
22
0
5户
8-10
47
47
47
0
11户
1.2工程建设的必要性
百合乡清华村规问屯现有人口170人,原有饮水设施为村民自己集资建设,随着居民生活水平不断的提高,原有饮水系统已无法满足群众现在的供水需求,加上无规范管理、维修,运行年代久远等因素,致使饮水工程存在以下问题:
1、现有管道均为普通塑料管,质量较差,耐用性差,整个管网经过多年运行已大部分腐蚀,管道漏水情况非常严重,利用率极低;
2、该供水工程建设时由于缺少专业技术支持,同时出于建设资金有限,所使用引水、配水管管径较小,引配水能力有限,不能全部解决饮水问题;
3、原有为节省管材费用,选用较近处水源,但是该水源来水量小,目前已经无法满足群众生活用水。
且水源经过多年运行,水质也大不如从前,水源直接饮用存在较大的安全隐患,不符合农村人口饮用标准。
近年来,农村饮水问题引起政府及那坡水利局的高度重视。
由于管网破损,原供水工程已无法满足需求,饮水困难成了群众想解决又无法解决的问题,这不仅影响了村民的生产和生活,更将制约了农村的经济发展。
因此,解决百合乡清华村规问屯饮水困难是一项非常迫切且非常必要的工作,那坡水利局相关技术人员经过现场调查和实地勘测,将百合乡清华村规问屯农村人饮安全项目之一申报实施。
总之项目实施后,必将有力于提高当地人民群众的生活质量,促进当地经济的发展,有利于促进社会主义精神文明建设和安定团结,构建和谐社会;有利于水资源的可持续利用,改善生态环境,创造良好的居住环境,才能适应全面建设和谐的小康社会的总体要求。
1.3工程概况
根据《村镇供水工程技术规范》(SL310-2004),本工程设计年限为15年,设计供水人口为192人(现有人口170人,人口增长率取12‰),设计供水规模为21.07m3/d,建成后将解决百合乡清华村规问屯现有共170人的饮水不安全问题。
工程取水水源为距屯上4000km远的规过水源。
本饮水工程设计独立水源,独立水池。
在水源点筑坝拦水,经过滤集水池过滤自压到屯上的高位水池,然后通过输水管网向用水户供水。
工程特性表
序号
项目
单位
数量
备注
一
设计供水规模
m3/d
21.07
1
设计供水人口
人
192
二
建设内容
1
拦水坝
座
1
新建
2
集水粗滤池
座
1
新建
4
高位水池
座
1
新建
6
输、配水系统
6.1
输水管
50mmPE塑料管
m
4000
新安装
6.2
配水干管
50mmPE塑料管
m
158
新安装
40mmPE塑料管
m
68
新安装
32mmPE塑料管
m
475
新安装
25mmPE塑料管
m
35
新安装
三
主要工程量、主要材料
水泥
T
10.19
钢筋
T
0.44
砂
m3
31.23
碎石
m3
12.73
块石
m3
57.67
劳动工时
工时
5668
四
工程总投资
万元
14.70
建筑工程费
万元
4.29
设备费
万元
5.09
安装工程费
万元
4.12
临时工程费用
万元
0.25
独立费
万元
1.2
五
资金来源
中央专项资金
万元
自筹
万元
本工程日供水规模为21.07m3/d,本工程总投资为14.70万元,其中建筑工程费4.29万元,设备及安装工程费9.21万元,临时工程费0.25万元,独立费用1.2万元。
资金筹措:
主要资金来源为申请国家中央补助和当地配套以及受益项目区村民自筹。
第二章基本资料
2.1地形地貌
那坡县地处云贵高原余脉六韶山南麓,属中山地形。
西北地势较高,向东南倾斜,以德隆坡为南北分界线。
南部岩层向西南和东南倾斜,北部岩层向北倾斜。
境内,北部石山层峦迭嶂,中部、南部土山连绵起伏。
城厢镇北部及坡荷、龙合、定业等乡,以石灰岩构成的喀斯特岩溶为主。
南部包括德隆、百合、百南、平孟、下华、百省、百都、那隆等乡(镇),以土山为主,杂有山石。
项目区取水点、供水区域均在石山区,土壤为黄色残积壤土,植被多为常绿灌木林,常绿叶混交林,森林覆盖率为70%以上。
2.2气象及水源情况
2.2.1气象
那坡县属于亚热带季风气候。
一年四季受极地气团、热带气团和赤道气团的影响,天气变化无常。
有春、夏、秋、冬四季之分。
如按五天滑动平均气温低于10℃为冬天,10℃至22℃为春、秋天,22℃以上为夏天,则历年平均春天有89天,夏天95天,秋天118天,冬天63天。
境内有两个不同的气候类型:
南部的平孟、百合、百南等乡镇立春前后便可播种早稻和田玉米;北部的坡荷、龙合乡和城厢镇永靖、永平、合群、吞岭、弄力等则要等到惊蛰前后才能春种,农事时间相差两个节气。
按海拔高度不同,全县大致可分为三个气候区:
低山气候区包括南部及北部定业一带,海拔500米以下,年平均气温在20℃以上,日平均气温大于或等于10℃的积温为6737℃至7539℃,夏长冬短,光照充足,极少霜,为炎热河谷气候。
百南沿河一带,1965年7月极端最高气温达43.6℃,1974年1月极端最低气温为零下1.5℃。
中山气候区主要分布在城厢镇、德隆乡的一部分地区,海拔500米至1000米之间,年平均气温17℃至20℃,如平均气温等于或大于10℃的积温为5720℃至6737℃,四季较分明,时有霜雪。
1958年6月2日、1966年5月12日测得极端最高气温35.5℃,1975年12月30日,测得极端最低气温零下4.4℃。
高山气候区主要分布在北部的坡荷、龙合乡和城厢镇的一部分地区,海拔1000以上,年平均气温低于17℃,日平均气温等于或大雨10℃的积温为5065℃至5720℃,冬寒夏温,霜雪常见。
1979年7月测得极端最高气温31.6℃,1974年1月测得极端最低气温零下5.6℃。
那坡县属南亚热带季风气候,年均气温18摄氏度,年降雨量为1421.8毫米,气候温和湿润,素有"天然空调"的美誉
2.2.2水源情况
工程选用的水源均为山溪水,水源名为规过水源,距规问屯4公里,根据实际观测,可满足自流引水的要求。
该水源属常流水,4月份~11月份为丰水期,来水流量在0.1m3/s~0.4m3/s;12月份~次年3月份为枯水期,来水流量为0.001m3/s~0.005m3/s之间,其中12月份到次年1月份为最枯时期,平均来水量仅为0.0045m3/s。
经实测,目前该水源来水量为28L/s,最小取水点以上集雨面积均大于3.73Km2。
本次设计的流量为0.732L/s,水源来水量大大满足该屯的供水需求。
该项目区水源点都是地处丘陵山地带,储水地质条件好,区内植被覆盖良好,环境保护条件较好,其水质符合生活用水水源水质要求。
2.3地质条件
工程输水管路线沿线地表层为冲洪积及残坡积黏土或风化砂页岩与泥岩交替,易于开挖敷设,沿线工程地质条件较为简单,无不良地质现象,满足管道埋设要求,部分跨山管道可使用热镀锌钢管。
2.4供电电源
该项目区有农村电网覆盖,项目实施所用电源可以从本村屯电网接入,用电可以满足建设要求。
引水管和过滤池由于距离村屯较远,施工用电无法取用村屯用电,只能通过发电来施工。
2.5环境交通条件
2.5.1环境现状
本工程项目区属小河谷地带,区域内自然植被较好,以丘陵草丛植被为主,土壤主要有水稻土、冲积土、红土。
水源区域深林覆盖面积好,水源区域无工业污染,为实施该工程,项目区群众自发的对饮水水源周边的环境进行保护造林。
2.5.2交通条件
项目区内交通较为便利,各供水屯均有屯级公路直通,只有部分管材和水池建材需人力二次运输至施工地点。
第三章总体规划
3.1规划的总体原则、依据
3.1.1规划的总体原则
本饮水工程结合当地的实际情况,以适应当地长远发展目标的要求,为未来十五年内饮用水提供充足的水量和一类的水质来规划。
改善当地群众的生活条件和提高人民生活饮用水的质量,增强民族团结和维护社会稳定,促进区域经济的发展。
工程规划设计的最终目标是让村民个个能喝上干净、卫生的自来水,近期供水人口达到170人,远期(15年后)供水人口192人。
3.1.2工程设计依据
1、项目区自然、社会、经济和饮水现状调查资料;
2、那坡县“十二五”农村饮水安全工程规划。
3、国家发改委、水利部、卫生部联合颁发的《关于加强农村饮水安全工程建设和运行管理工作的通知》。
4、广西壮族自治区人民政府下发的《关于加强农村饮水安全保障工作的通知》。
5、中华人民共和国国家标准《室外给水设计规范》(GBJ13-86,1997年版)。
6、中国建筑工业出版社出版的《给水排水设计手册》(1985年版)。
7、水利部2005年发布的《村镇供水工程技术规范》(水利行业标准)。
8、广西区水利厅2002年5月编制的《广西乡镇供水工程设计提纲》。
3.2供水规模
3.2.1设计水平年
根据工程所在地现状与日后发展,选定工程设计年限为15年。
3.2.2供水范围
本工程设计供水范围为清华村规问屯,解决饮水总人口为170人,设计取人口年增长率为12‰。
3.2.3设计供水量计算
1、设计参数:
设计最高日用水标准100升/人.日(包括牲畜),工程设计年限15年,人口自然增长率12‰计,时变化系数K时=3.0,不可预见水量和管网水量按损失系数为1.1,供水时间全天24小时。
供水区域现有人口170人。
根据以上数据,设计供水量计算成果见表3-2-1所示。
表3-2-1设计供水量计算表
表3-1
清华村规问屯饮水工程设计日供水量表
序号
供水点
现有人口
设计年限
设计人口
设计日用水量(m3)
年平均给水量Kd=1.5
配水管网设计流量(L/s)
合计
170
192
21.07
5128.04
0.732
规问屯
1-2
28
15
32
3.47
844.62
0.121
1-3
17
15
19
2.11
512.80
0.073
4-5
25
15
28
3.10
754.12
0.108
6-7
31
15
35
3.84
935.11
0.133
8-9
22
15
25
2.73
663.63
0.095
8-10
47
15
53
5.83
1417.75
0.202
根据表3-2-1的计算结果,本工程按日供水能力21.07m3的规模进行设计,年平均供水量为0.51万m3。
3.3供水水源分析与选择
供水水源分析:
规问屯附近为土山地区,森林覆盖面积较好,山溪水源充沛。
因此该工程我们选用了来水量比较好的山溪水做为水源。
山溪水水质清澈,受污染影响小,但受季节影响,丰水期时水量充沛,枯水期水量较小,但根据多年的饮水经验,本工程选用的水源在枯水期时仍能保证人畜饮水问题。
供水水源选择:
从水源水质看山溪水的水质比较好,更易于保护。
从水量上山溪水属常流水,来水量稳定。
从技术上分析我们只需在山上溪水处通过建个简易拦水坝和粗滤池即可通过输水管自流引入屯内蓄水池,而且水池建在屯上附近也便于清理和管理。
3.4供水工程方案选择
根据选择的供水水源情况,本工程设计从山溪取水,经滤池过滤沉淀后,通过输水管自流至新建在屯内的蓄水池,再从蓄水池流入供水管网输送至屯内的用水户。
饮水工程工艺流程见下图:
管网用户
蓄水池
水源
输水管
过滤池集水池
第四章供水工程设计
4.1供水工程设计
本工程设计主要内容:
1、新建拦水坝、粗滤集水池;2、新建高位水池一座,容积100m3;3、新铺设输配水管路4736m4、安装阀门、水表等附属设备。
4.2取水构造物设计
本工程设计新建拦水坝、粗滤池各一座,拦水坝为浆砌石结构,坝长、最大坝高按实际情况而定,粗滤集水池采用M7.5浆砌石结构,为矩形,内放置由细沙、中砂及砾石组成的过滤层,拟定粗滤池尺寸长x宽x高=1.0x1.0x1米,容量为1.0立方米,各层厚度均为0.25米。
集水池尺寸长x宽x高=1.0x1.0x1米,容量为1.0立方米。
4.3水处理系统设计
4.3.1水净化系统设计
水源来水通过坝前的滤池和集水池后进入输水管引到高位水池,再由高位水池向各个用水户供水
4.3.2消毒设施设计
根据相关规定,消毒措施采用人工投加消毒剂的方式对饮用水进行消毒处理。
投加份量要严格按照有关规定执行。
4.3.3蓄水池设计
(1)高位水池设计
本工程项目水源为长流水,设计供水量较小,设计由高位水池调节供水。
根据有关规范,高位水池的调节容量一般为最高日供水量的40%~50%。
但考虑到本工程为针对农村的饮水工程,结合当地实际情况,同时保证在检修期间断水2天村民有水喝,水池容量按偏大设计,容量取100m3。
高位水池设计为圆形浆砌石结构,钢筋混凝土盖板,水池底板高程按满足最不利供水点预留8米自由水头确定。
4.4输水管设计
输水管网按最高日用水量计算,主管管径按设计流量和经济流速确定。
管网布置见管网水力计算图。
工程设计取水方案从水源取水至高位水池,根据管路实际地形选用PE管,经过实地丈量需要管长4000m。
A、引水管设计管流量计算:
公式:
Qh=Qd/h
式中:
Qh------输水管最高日设计给水量流量,m3/s;
Qd-------最高日设计给水量,m3/h;
h-------输水管供水时间,取h=24;
本工程设计日需水量上Qh=0.244L/s。
B、管径选择:
经济管径计算公式:
D=[(4Qh)/(3.142Vj)]-0.5
式中:
D------输水管径,m;
Qh-----——输水管最高日设计给水量流量,m3/s;
Vj--------—输水管内经济流速,取V=0.6m/s;
管径计算得:
D=40.6mm,所以选用内径40mm,公称直径DN50的PE塑料管。
C、水头损失计算
总水头损失hf=h1+h2,局部水头损失h2,按沿程水头损失的10%。
PE水头损失计算公式:
hf=h1+hh1=L×ih2=h1×10%
i=
式中:
Q设-管段计算流量,m3/s;
dj-计算内径,m;
h1--------沿程水头损失,m;
h2--------局部水头损失,m;
根据已知条件及计算公式,计算成果见表4-2。
4.5配水管网设计
配水管由于供水点较分散,设计采用树枝状网。
配水按设计最高日最高时和水头损失确定管径,以管网最不利点自由水头8m进行控制。
根据实地测量,科冬配水管长245m,管网布置见管网水力计算图。
(1)配水管网设计
a、配水管网最日最高时用水量计算其计算公式为:
Qmax=Qd×Kh/24
各配水管设计流量按该管的设计供水人口确定供水流量Q,时变化系数取Kh=3.0。
各管管段流量见表4-1。
b、配水管网各管段管径计算:
D=[(4Q)/(3.142*VJ)]-0.5
式中:
D------配水管径,m;
Qmax------配水管最高日设计给水量流量,m3/s;
VJ--------配水管内经济流速,取V=0.6m/s;
各管段管径计算结果见表管网水力计算表,表4-2。
管网中所有管段的沿线出流量之和应等于最高日最高时用水量。
村镇供水管网可采用人均用水当量法计算其沿线出流量。
计算公式:
q=1000×Q设/P
式中:
q—人均用水当量,L/h·人;
P—设计用水人口。
(2)管段直径和水头损失计算
根据主管沿程地形选定控制点,设计节点2作为整个配水管网的最不利点,以水池出水节点0到各控制点水头来确定配水管所需水压,根据流量和经济流速确定管径,并计算损失。
局部损失按沿程损失的10%计;总水头损失
hi=1.10×i×L(m)。
各管管段流量见表4-1。
表4-1
清华村规问屯饮水工程管段流量表
序号
管段
长度(m)
流量(L/s)
备注
1
0~1
158
0.732
2
1~2
86
0.121
3
1~3
135
0.073
4
1~4
32
0.538
5
4~5
51
0.108
6
4~6
36
0.430
7
6~7
49
0.133
8
6~8
25
0.297
9
8~9
35
0.095
10
8~10
129
0.202
各管段水力计算结果见管网水力计算表,表4-2
清华村规问屯饮水工程输配水管水力计算表
表4-2
编号
管段
长度L(m)
管材
流量(L/s)
标准管径(mm)
计算内径(mm)
流速(m/s)
i水力坡度(PE管)
沿程水头损失iL(m)
总水头损失hi(m)
1
水源~水池
4000
PE管
0.244
50
40.6
0.12
0.0016
6.27
6.90
1'
0~1
158
PE管
0.732
50
40
0.58
0.0118
1.87
2.05
2
1~2
86
PE管
0.121
32
25
0.25
0.0045
0.39
0.43
3
1~3
135
PE管
0.073
32
25
0.15
0.0019
0.25
0.28
4
1~4
32
PE管
0.538
40
32
0.67
0.0199
0.64
0.70
5
4~5
51
PE管
0.108
32
25
0.22
0.0037
0.19
0.21
6
4~6
36
PE管
0.430
40
32
0.54
0.0134
0.48
0.53
7
6~7
49
PE管
0.133
32
25
0.27
0.0054
0.27
0.29
8
6~8
25
PE管
0.297
32
25
0.61
0.0225
0.56
0.62
9
8~9
35
PE管
0.095
25
20
0.30
0.0086
0.30
0.33
10
8~10
129
PE管
0.202
32
25
0.41
0.0114
1.47
1.62
经过水力计算结果:
工程设计铺设管材总长4736m,管材采用PE塑料管其中:
PE50塑料管4158m,PE40塑料管68m,PE32塑料管安装475m,PE25塑料管35m。
配水管道均铺设到各屯各缺水户门前。
第五章施工组织设计
5.1施工条件
一、交通条件
项目区均有公路直达施工项目点,所以项目区的交通较为便利,可满足工程建设所需建材、管材运输的要求。
二、建筑材料
施工所需的砂石料可从附近石料场购买使用,水泥可从那坡县购买,所需的管材可到百色市或南宁市购买,所有材料数量、质量均符合施工要求。
三、施工用水用电
工程施工用电可由当地居民供给,施工用水从附近山溪河流取用。
5.2施工组织
工程建设质量关键在于施工,而施工质量好坏关键则在施工队伍的选择,因此,为了保证本工程建设质量,施工队伍应经过招标产生。
考虑到地方财政资金和地方配套资金不能一次性足额到位,以及工程全面实施管理难度较大,本工程计划施工期一个月。
施工队伍进场前必须做好各项施工准备工作,即成立项目经理部,落实施工组织机构人员,报验施工机械设备以及检测仪器设备,做好施工计划及材料准备等。
工程施工必须按照有关规范、规程、技术标准、技术设计文件和施工合同要求施工。
工程施工应统一布置,分组多点进行施工,以保证按时完成施工任务。
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