XX镇东水源给水工程初步设计说明书.docx
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XX镇东水源给水工程初步设计说明书
XX县XX镇东水源
给水工程初步设计
工程编号:
第一卷说明书
XX月
附件:
1.XX镇近期给水管网平差计算表(最不利点校核)
2.XX镇近期给水管网平差计算表(消防校核)
3.XX镇远期给水管网平差计算表(最不利点校核)
4.XX镇远期给水管网平差计算表(消防校核)
5.关于XX县XX镇东水源给水工程可行性研究报告的批复
6.地下水源水质报告
附图:
1.XX镇远期最高时平差图
2.XX镇远期消防时平差图
3.XX镇近期最高时平差图
4.XX镇近期消防时平差图
前言
XX县位于XX省中部松花江北岸,南与宾县隔江相望,北与庆安县接壤,东与通河相连,西与巴彦毗邻,地理坐标:
东经128°00´05"~128°05´08";北纬45°05´05"~45°08´08"。
XX镇位于XX县东南部,是XX县政府所在地。
目前,XX镇总人口5.8万人,住户14463户;建成区面积566.71万平方米。
拥有工业企业129家,主要工业有轻化工、造船、建材、食品加工等。
依据XX县2010年发展目标、XX县城镇体系规划及XX镇城市总体规划确定XX镇是XX镇是XX县政治、经济、文化中心,是以农副产品加工、轻化工业为主的城镇。
随着今年来城镇的发展和城镇人口的增加,XX镇自来水供水问题日益突出,目前XX镇自来水供水能力只有6000m3/d,平均每个市民用水标准只能保证80L/d左右,工业用水由于水量不足,自备井乱开采现象严重,水资源受到破坏,形成了供水严重缺乏的紧张局面。
对此,XX县委、县政府非常重视,把供水问题作为极待解决的首要问题。
为了确保城镇的发展和居民生活的安定,自来水供水工程的建设是当务之急,迫在眉睫。
在此前提下,XX县自来水公司委托哈尔滨工业大学建筑设计研究院进行XX县XX镇东水源给水工程初步设计文件的编制工作,接到任务后,我院工程技术人员收集了基础资料,并与建设单位的领导和技术人员就有关问题进行了研究讨论和磋商,取得了一致性意见,在此基础上,我们提出了此报告。
工程内容包括新建六眼水源取水井,净水厂一座(规模1万m3/d)以及相应的输配水管线,总投资概算为3957.98万元。
第1章概述
1.1设计依据及主要设计资料
1.设计委托书;
2.《XX镇城市总体规划》(2005年~2020年)——XX县人民政府(2006年4月);
3.《XX县XX镇东水源给水工程可行性研究报告》及批复;
4.《XX省XX县XX镇供水水文地质勘查报告书》——XX省水利水电勘测设计研究院;
5.XX县XX镇给水管网现状图;
6.XX县XX镇水源水质化验报告(XX县疾病预防控制中心);
7.建设单位提供的有关资料;
8.采用的标准及规范:
《室外给水设计规范》(GB50013-2006)
《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006);
《工业企业总平面设计规范》(GB50187-93);
《建筑模数协调统一标准》(GBJ2-86);
《厂房建筑模数协调标准》(GBJ6-86);
《建筑楼梯模数协调标准》(GBJ101-87);
《建筑地面设计规范》(GB50037-96);
《屋面工程技术规范》(GB50345-2004);
《工业企业采光设计标准》(GB50033-91);
《工业建筑防腐设计规范》(GB50046-95);
《厂矿道路设计规范》(GB50187—93);
《城市道路设计规范》(CJJ37—90);
《建筑设计防火规范》(GB50016-2006);
《建筑内部装修设计防火规范》(GB50222-95);
《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB50067-97);
《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005);
《工业企业躁声控制设计规范》(GBJ87-85);
《工业企业卫生设计标准》(GBZ1-2002);
《给排水工程结构设计规范》(GB50069—2002);
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001);
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
《冻土地区建筑地基基础设计规范》(JGJ118-98);
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)。
《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002);
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001);
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
《冻土地区建筑地基基础设计规范》(JGJ118-98);
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002);
《砌体结构设计规范》(GB50003-2001);
《混凝土结构加固技术规范》(CECS25:
90);
《无粘结预应力混凝土结构技术规程》(JGJ92—2004);
《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2003);
《钢结构设计规范》(GB50017-2003);
《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》(GB50032-2003)
1.2编制原则
1.在城市总体规划的原则下,从实际出发,对XX镇城市需水量进行科学预测,合理确定工程规模及分期。
2.近远期结合,对城市供水系统进行合理规划。
通过多方案技术经济综合比较,合理确定供水系统布局。
3.考虑建设地区的工农业计划和城市发展计划,对人民生活的耗水量和工业用水都应贯彻节水精神,符合建设地区实际供水量的可能性。
4.根据原水水质特点,选择先进合理的净水工艺、设备、材料及建(构)筑物结构形式,实现先进性、合理性、可靠性的有机统一。
5.要保证安全供水,泵站设备备用率要足够,供电系统要可靠。
6.发展和推广给水净化的新工艺、新技术、新材料、新设备。
在检测和管理上推广应用微机技术,逐步实现科学管理。
7.贯彻节能方针,力求取得较好的社会效益。
1.3编制范围
本报告编制范围包括下列主要内容:
1.XX县XX镇水源井及输水管线工程;
2.XX县XX镇净水厂工程;
3.XX县XX镇配水管网工程;
1.4城市概况及自然条件
1.地理位置及地形情况
XX县地处东经128°00´05"~128°05´08";北纬45°05´05"~45°08´08"。
北、东、西三面被低山及丘陵围绕;中西部为地势较低的山间盆地,向西延伸到巴彦县境内;东北部盆地的低山区,是境内最高地势区,主要主峰为摩云顶子和元帽子,海拔高度分别为961.8m和876m。
南部的沿江地带地势最低,五站乡王家屯附近的松花江滩地,海拔高度只有107m。
2.水文情况
XX县境内水资源丰富,天然水资源储量和可利用水资源储量比较充足,为风水区。
XX镇内,松花江流经XX镇段有12个大小河流汇入,水量丰富,平均流量14m3/s。
白杨木河是XX县境内第二条大河,在XX镇西汇入松花江。
地下水流向为由东北向西南,系松花江冲击形成一级阶地,第四纪含水层,水量丰富,水质好。
含水层约30m左右,地下水埋藏深度为:
表层水6~12m;中层水30~60m;深层水150~200m。
3.地质状况
XX县地处小兴安岭南麓,为半山区。
境内地形复杂,古生界、中生界、新生界底层均有。
受小兴安岭褶皱山带及宋内凹隐带的东部边缘断裂作用影响,火成岩侵入活动有多次。
底层分为二选、朱罗、白垩系、第三、第四纪等结构。
4.气候和气象
XX县地处中温带,季风气候,夏季炎热多雨,春秋季凉爽,冬季寒冷干燥。
年平均气温2~3℃,极端最高气温36.6℃,最低气温-36.6℃。
年平均降雨量604.6mm,日最大降雨量137.6mm,年平均蒸发量1258.9mm。
常年主导风向为西南风,最大冻土深度1.9m,最大冻结期208天,无霜期年平均132天。
4.地震烈度
XX县地震烈度为6度。
1.5现有供水工程概况及存在问题
XX镇自来水公司现有水源地一处和净水厂两座。
现状水源地位于XX镇东岗一带,与净水厂无明显界限,现建有取水泵房4座,西水厂有两眼井,一用一备,单井取水量84m3/h,扬程H=42m。
西净水厂日供水量2000m3/d。
东净水厂边有两眼井,单井取水量Q=84m3/h,扬程H=45m。
东净水厂日供水量4000m3/d,两净水厂采用一级曝气过滤除铁除锰工艺,其供水量已经远远不满足城市目前用水量要求,目前城市供水问题主要表现为以下几点:
1.供水水量严重缺乏
XX县最早采用松花江水源供水,因取水口泥沙淤积严重,水质受污染逐年恶化,于1980报废。
XX镇分别于2001年及2006年建成日供水量2000m3/d和4000m3/d的地下水除铁除锰水厂,改善了城镇居民生活和工业用水水质,推动了城镇建设;但是目前,水厂供水量仅能维持城市居民低标准的生活用水,采取定时定量和限制工厂企业用水的方式。
据统计,目前自来水供水区域人口5.8万人,普及率90%;但实际每天能保证正常用水的居民不及城镇人口的70%。
2.供水水源和供水管网不完善
水源备用井数量少,现只有西水厂有一眼备用井,东水厂无备用井,公司现有3眼水源井常年工作。
水源备用井数量少,造成单井事故、检修时,XX镇供水不能保证。
同时因水源井年限较长,加上常年不间断开采,水源井取水能力下降。
供水管网覆盖面积小,除老市区外,XX镇镇边地区目前尚未形成自来水供水系统,该地居民依靠自建“小井”或就近取江水维持生活;建成管网的旧市区也由于年代较久,不能满足当前XX镇城市发展和总体规划的要求。
主要表现为局部旧管道存在严重“阻塞”现象,很多管道过水能力不足原来的1/3;新敷设的一些管道因没有经过“平差”计算,造成配置不合理现象,使供水和用水量不能协调统一,较多地段形成“卡脖”现象。
3.自备水源井问题严重
城市自来水供水不足限制了一些工厂企业的用水,这些单位只好自备水井;由于自备水井大都未设置水处理装置,造成生活饮水、锅炉用水的危害以及食品加工、酿酒业产品质量的下降,影响经济效益。
城市自来水供水不足,尚未供水的地区和城区边缘居民只有打“小井”或就近取江水维持生活,受浅层地下水和江水细菌污染严重,给居民生活造成危害。
城市自来水供水不足,各单位在建成区内盲目打井,不仅相邻水井间争水,造成投资浪费。
而且主管部门难以形成对地下水资源的统一管理和水资源合理开采利用。
根据XX镇“地下水资源评价”报告,位于XX镇东北角的规划水源地,其可开采量为15000m3/d。
1.6初步设计对可研报告及批复的执行情况
本初步设计水源及输水管线、净水厂工艺、配水管网工程量等基本与可研报告及批复的情况相符合。
可研报告中,新建净水厂厂址确定在XX镇东水厂南侧,现初步设计中,将厂址调整为东水厂北侧一中旁边的一片城市预留地,原因如下:
东水厂南侧属居民用地拆迁困难,而且面积较小;而北侧城市预留地地块面积较大,而且征地容易。
因此,考虑新建水厂设于东水厂北侧的城市预留地。
第2章工程总体方案论证
2.1需水量预测
2.1.1规划期
本工程规划期限为13年,其中近期工程规划期限为2010年,远期工程规划年限为2020年。
城区需水量按以上规划年限进行预测,以近期规划为主,远期为辅的原则进行。
本报告依据XX镇规划人口、工业发展及其结构调整、供水现状及发展趋势、以及XX镇自来水公司意见,进行了分项用水量详细预测。
2.1.2规划供水区域
根据《XX镇城市总体规划》,XX镇城市规划区由吉兴乡的大炮台屯、王祥屯,建国乡的姜大桥屯、黄家屯,及XX镇的行政辖区三部分组成,城市规划区总面积为163.91km2。
同时受道路交通、经济流向、工程地质、人居环境综合影响,规划城市用地发展方向为北向和东向。
预测2010年镇政府辖区人口7.0万人,城市建设用地为773.05ha,至2020年镇政府辖区人口10万人,总规划用地将达到1144.86ha,根据XX镇总体规划及用水发展趋势综合考虑,至2010年供水范围将达到773.05ha,至2020年供水范围将达到1144.86ha。
2.1.3供水区域内人口预测
根据XX镇总体规划,经适当调整确定规划近期为2010年,规划人口7.0万人,远期为2020年,规划人口10万人。
2.1.4用水普及率及用水人口
用水普及率和用水人口是根据XX镇的供水现状并结合城市的发展规划确定的。
根据XX镇的实际情况,确定近期至2010年,XX镇用水普及率为90%,远期至2020年,XX镇用水普及率为99.8%。
2.1.5居民综合生活用水量现状及预测
规划居民生活用水定额应根据当地国民经济和社会发展、城市总体规划和水资源充沛程度,在现状用水定额基础上综合确定,按《室外给水设计规范》(GB50013-2006)中规定:
本地区中小城市最高日居民生活用水定额为150~240升/人.日。
考虑到XX镇可利用饮用水资源比较缺乏,本次预测居民人均日用水量采用低值,至2010年XX镇最高日人均用水定额采用160升/人.日,至2020年XX镇最高日人均用水定额采用180升/人.日,详见下表。
综合生活用水量预测表
年度
城镇人口
(万人)
供水普及率(%)
供水人口
(万人)
综合生活用水定额(L/cap.d)
日用水量
(m3/d)
2010
7
90
6.3
160
10080
2020
10
99.8
10
180
18000
2.1.6工业需水量预测
根据XX县提供的现状工业产值和城市总体规划,2005年XX县工业总产值为1.66亿元,复用水利用率为40%,在本次工业需水量预测中工业用水重复利用率由目前的40%,进一步提高到2010年60%、2020年75%;工业用水量定额2010年采用60m3/万元,2020年采用50m3/万元。
由于企业自备井可以供应一部分水量,因此确定市政供水量如下表:
工业用水量预测表
年度
项目
2010
2020
工业年产值(亿元/年)
8.0
15.2
用水定额(m3/万元)
60
50
重复利用率(%)
60
75
日用水量(m3/d)
5260
5205
自备水量(m3/d)
3034
2193
市政供水(m3/d)
2226
3012
2.1.7浇洒道路和绿地用水
浇洒道路用水量只按一类道路面积的50%计算,用水量定额一般为2.0-3.0L/(m2.d),取2.0L/(m2.d)。
绿化用水量按绿地总面积的30%计算,用水量定额一般为1.0-3.0L/(m2.d),取1.0L/(m2.d)。
XX镇一类道路面积2010年为40.5ha,2020年50.5ha;绿地面积2010年118.5ha,2020年278.47得Q2010为760.5m3/d。
Q2020为1340m3/d。
2.1.8未预见用水量及管网漏失水量
由于历史原因,XX镇配水管网的发展比较落后,市区内配水管线因年久失修,严重破损,影响正常供水,同时部分管道的施工质量也有一定的问题,再加上由于管网中二次水箱的溢流等问题,均导致延XX镇的配水管网的漏失率较大,占无收入水量的绝大部分。
近几年来,XX镇对配水管网进行了局部改造,使得部分地区的管网漏失率有所下降,随着对配水管网改造面的进一步扩大,严格控制管网的施工质量,同时加强管网中二次水箱的管理,这些措施的实施都将对控制管网漏失水量起一定的作用,但需要有一个过程。
按照《室外给水设计规范》规定,管网漏失水量可按前3项用水量之和的10~12%计算,未预见水量可取前3项用水量之和再加上漏失水量的8%~12%。
通过加强用水管理、管网逐年改造,管网漏失水量会逐步降低,本次水量预测中未预见用水量取8%,管网漏失水量取10%。
2.1.9城市消防用水量
根据XX镇总体规划,至2010年市区人口将达到7.0万人,至2020年人口将达到10万人,按《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)有关说明,至2010城市消防用水量按同一时间内2次火灾计算,一次一处灭火用水流量35L/s,火灾延续时间为2h,消防用水量504m3,贮存在净水厂清水池中,消防用水的补水时间按24小时计算,则每日补水量为504m3。
至2020城市消防用水量按同一时间内2次火灾计算,一次一处灭火用水流量35L/s,火灾延续时间为2h,消防用水量504m3,贮存在净水厂清水池中,消防用水的补水时间按24小时计算,则每日补水量为504m3。
2.1.10时变化系数
经XX县自来水公司对镇内供水情况的统计调查,居民用水的变化系数较大,而工业及机关用水的变化系数较小,所以全镇总的最高时变化系数不是很大。
综合考虑XX镇的经济发展现状及趋势,确定XX镇供水最高时变化系数为1.6。
2.1.11水厂自用水量
根据本工程规划,工程建成后,滤池反冲洗水全部进行回用,使水厂自用水系数有所降低。
因此,确定新建净水厂综合自用水系数为6%。
2.1.12总需水量预测
根据上述分项详细预测,经汇总后得出:
XX镇近期最高日总需水量为15522m3/d;
XX镇远期最高日总需水量为26554m3/d。
总需水量预测详见下表
总需水量预测表
年度
项目
2010
2020
综合生活用水量(m3/d)
10080
18000
工业用水量(m3/d)
市政供水(m3/d)
2226
3012
浇洒道路绿地用水量(m3/d)
760
1340
不可预见及管网漏失水量(m3/d)
2457
4202
城镇总用水量(m3/d)
市政供水(m3/d)
15522
26554
合计
15522
26554
2.1.13项目内容
本次设计水源输水管线及净水厂均按近期规模设计,配水管网按远期规模设计。
工程项目内容为:
水源及输水管线、1.0万m3/d净水厂(包括净化间、清水池、综合泵房及变配电间、回收水池等)、城镇配水管网。
2.2水源论证及选择
2.2.1地表水水源论证
XX镇境内地表水有紧靠城市南部的松花江和西部的白杨木河。
松花江流经XX镇段有12个大小河流汇入,水量丰富,江面平均宽度为762m,最大流量12200m3/s,最小流量104m3/s。
历史最高水位110.49m,最低水位92.97m,平均水位104.82m。
松花江水受季节的影响水质变化很大,汛期原水浊度较高,最高达上千mg/L,冬季水体冰封后,原水浊度在20~80mg/L左右。
由于多年来,我国国民经济的不断发展和工业规模的扩大,污水排放量也逐年增加。
受上游城市污水和工业废水排放的影响,松花江XX镇段江水也受到了污染,据统计该段江水丰水期为三级水体,枯水期为四级水体。
主要污染物有氨氮、铅,悬浮物等。
白杨木河是XX县境内第二条大河,在XX镇西汇入松花江,平均水面宽度为30m,流速为0.6m/s,受季节影响,冬季水量不大。
根据XX镇城市排水规划和城市防洪规划:
城市北部区和西部区的污染水体分别通过1号排水口和2号排水口排入白杨木河;城市防洪在城市北部设一条2.2×1.2m的截洪沟,将山洪引入白杨木河。
因此XX镇地表水无论在水量和水质方面均不适合作为XX镇的供水水源。
2.2.2地下水水源论证
XX县地下水流向为由东北向西南,系松花江冲击形成一级阶地,第四纪含水层,面积为30.22km2,水量丰富,水质好。
含水层约30m左右,地下水埋藏深度为:
表层水6~12m;中层水30~60m;深层水150~200m。
XX镇自来水公司规划水源地,坐落于XX镇规划区外东北角,距自来水公司2700m左右。
取水层主要受台地侧向径流和大气降水的入渗补给,水力坡度0.135~0.143%;含水层上段为褐黄色中粗砂,下段灰白色含砾中粗砂,砂砾直径0.2~1mm;地下水化学类型为HCO3-Ca型,矿化度小于0.5g/L。
含水层分层均匀、稳定,为无压层间水。
根据XX省水利水电勘测设计研究院进行的《XX省XX县XX镇供水水文地质勘察报告书》对水资源评价开采结论:
拟建水源地可开采量为15668m3/d,设计新建深井6座(1眼备用),取白土山组~泰康组水系,设计井深40m,单井设计水量88.3m3/h。
按照城市总体规划,市规划水源地位于市东北部临城屯南部。
其含水层厚度大,埋藏较深,含水层组成岩性颗粒粗,导水功能强,水量丰富,且不易遭受污染,开发和利用的经济价值较高,是市工农业生产和居民生活用水的重要供水目的层。
可保证取水量10000m3/d。
而且,根据水源水质卫生检验报告检测结果(见附表),可以看出XX县地下水源水质较好,只有铁离子、锰离子、色度和浊度超标。
其他指标均满足生活饮用水卫生标准,铁离子含量4~7.8mg/L,锰离子含量1.1~1.7mg/L,色度30,浊度30。
2.2.3水源选择
根据上述两种水源的论证,确定采用地下水为水源。
水源位置为XX镇规划地下水源取水区域,新建6眼井(1眼备用)产水量为10000m3/d,由一条DN400输水管输送至新建净水厂。
2.3净水厂方案论证
2.3.1净水厂规模
根据用水量预测,XX镇近期2010年最高日用水量为15522m3/d,远期2020年最高日用水量为26554m3/d。
XX镇目前有净水能力为6000m3/d,与2010年最高日用水量相差近10000m3/d,确定本次工程净水厂最高日新增供水规模为10000m3/d。
2.3.2净水厂位置
XX镇东水厂南侧现有一片居民用地和东水厂北侧一中旁边的一片城市预留地均可考虑作为新建厂址,但是东水厂南侧居民用地拆迁困难,而且面积较小;而北侧城市预留地地块面积较大,而且征地容易。
因此,考虑新建水厂设于东水厂北侧的城市预留地。
如果水厂建于此处,水厂尚有远期预留地。
净水厂设置在此处的优点有:
1.净水厂位于城区标高较高区域,因此可降低配水管网压力,减少能量消耗。
2.净水厂位于开阔地带,不受占地、拆迁制约,有将来发展余地,为远期规划水厂提供方便。
3.位于城镇边沿地区,净水厂内泵站及其他设备的噪音对城市环境影响较小。
4.净水厂与现有水厂毗邻,可与现有水厂共用附属建筑物,同时便于水量调配。
2.3.3水处理工艺方案论证
在我国,除铁除锰的研究早在50年代就已开始。
从曝气-氧化-沉淀-过滤的自然氧化除铁除锰工艺,发展到曝气-过滤的接触氧化除铁除锰工艺。
如今接触氧化除铁除锰工艺在国内外被普遍采用,其投资省,处理效果好。
接触氧化除铁除锰工艺包括曝气和过滤两部分。
经过多年的科学试验和生产运行总结,处理构筑物形式多种多样,曝气工艺有:
气泡式曝气、压缩空气曝气、射流加气阀曝气、跌水曝气、机械表面曝气、喷淋式曝气、接触式曝气塔等;过滤工艺有:
无阀滤池、普通快滤池、虹吸滤池、移动罩滤池及压力过滤罐等。
2.3.3.1净水工艺方案比较
根据XX镇源水水质报告,源水含铁为4.3~7.8mg/l(规范为0.3mg/l),含锰为1.1~1.7mg/l(规范为0.1mg/l),色度30,浊度30,其余指标均符合生活饮用水水质卫生规范。
水处理工艺应采用除铁除锰工艺流程。
目前除铁除锰工艺均采用接触氧化法。
接触氧化法具有处理效果好、节约投资的特点,所以本工程采用接触氧化法。
对于源水中铁锰含量高的水质,根据实验和运行经验,一般采用曝气、二级过滤工艺来处理,才能达到良好的净化效果。
现有水厂采用曝气、一级过滤除铁除锰工艺,虽然出水铁离子浓度达标,但是锰离子浓度经常不达标。
因此,本次设计采用二级处理,一级曝气过滤主要除铁,二级曝气过滤主要除锰。
接触氧化除铁除锰工艺包括曝气、过滤两部分。
常用的曝气方法为跌水曝气,喷淋曝气,叶轮表面曝气和接触式曝气塔。
常用的除铁除锰滤池为普通快滤池,无阀滤池及压力滤罐。
经过多年科学
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