名雅供水站设计方案

1．综合说明    

1.1基本情况

名雅供水站们于蒙顶山镇名雅村，主要涉及名雅村共8个社1109人的饮水安全水问题。

名雅村地处蒙顶山腰，水源较缺乏，地方经济落后。此前，靠溪沟边的村民多为在沿村内邓家沟、蚂蝗沟及丁家坝一线溪沟用塑料管直接引水饮用，少数离溪沟较远的村民靠单户打井取水饮用。由于缺乏必要的净化设施，由于直接饮用溪沟水，水质极不安全，尤其是春季至秋季期间，沿溪两侧农田的化肥农药等随生产弃水、农户生活污水等直接排放至山溪被村民饮用，给当地村民的饮水健康造成了直接危害。农民饮水十分困难，解决名雅村的饮水安全问题是当地村民需求十分迫切的民心事，很有必要。

1.2工程条件

项目区属深丘山区，境内属中纬度内陆亚热湿润气候区，气候温和，四季分明，降雨集中，时空分配不均。雨热同季，干旱频繁。多年平均气温15.4℃，最高温度38℃，最低温度零下5.4℃。多年平均降雨量为1299.4 mm，其中6～9月份1234.4mm，占多年平均降雨量的95%。

拟修建的输水管路沿线穿过的地层由新至老分别为第四系崩坡积、残积块石、碎石混合土，二叠系、三叠系灰岩、白云质灰岩、白云岩、砂岩，局部见薄层页岩等地层，管路沿线大部份被块石、碎石混合土覆盖，覆盖层大部分厚约0.5m～3m。输水管路线可沿山坡坡角或简易公路边下挖埋设，工程地质条件良好。沿线未见输水管线通过大型不良物理地质现象地段，局部见小型滑坡、坍塌等，方量不大，可进行人工清挖处理，对输水管线影响不大。

1.3工程范围、对象、供水规模

本次设计新建名雅供水站1 处，解决名雅村1109人的饮水安全问题。

表   4-15   供水范围及人口分布见下表

2．设计依据、原则

2.1设计依据文件及资料

本工程实施方案编制主要依据如下:

①、《名山县“十二五”农村饮水安全规划》；

②、雅发改农经[2011]27号《关于转发省发展改革委、省水利厅〈关于抓紧做好“十二五”第一批农村饮水安全工程实施方案编制工作的通知〉的通知》；

③、川水函[2009]1165号《四川省村镇集中供水工程初步设计报告编制提纲》的通知；

④、国家、水利部《农村饮水安全工程项目建设管理办法》；

⑤、四川省《关于加强农村饮水安全工作的通知》（川府函[2005]188号文件）、《四川省农村饮水安全工程建设管理实施办法》；

⑥、水利部、卫生部联合下发的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）；

⑦、水利部《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）；

⑧、水利部《村镇供水工程管理的意见》、《村镇供水站定岗标准》。

2.2设计原则

（1）统筹安排，突出重点，经济合理。首先解决集中成片、地理位置优越的地区，地势偏僻、高程较高的地区考虑二期管网延伸实施或者进行分散工程供水。

（2）因地制宜，注重实效。能够通过泵房加压直接供水的地区，考虑直供；不能通过直供解决的，则通过调节池配水。

（3）开发与保护水资源相结合的原则。在兴建供水工程的同时，建立水源保护区，制定水源保护措施。

（4）科学合理，效益优先，持续利用的原则。满足缺水区群众用水量、水质要求，技术先进，建立符合市场经济的管理机制，长期利用。

3．工程任务和规模

3.1受益范围人口及设计年限

3.1.1受益范围人口

表4-16    人口分布表

水利部《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004），结合本工程实际，设计年限取15年。

3.2需水量计算

常住人口用水量标准：根据《村镇供水工程技术规范》（SL310—2004），我县属用水定额第四区，按“水龙头入户，有洗涤池，其他卫生设施较少”，并适当考虑农民经济承受能力，最高日居民生活用水定额取为q1=60L/d·人。

消防用水量属非正常情况用水，所占比例小，本次不单独考虑消防水，只在配水管网设计时，在适当位置设置消火栓。根据川农水[2006]供水字94号文的规定：不考虑牲畜用水量和企业用水量，每处工程的综合人均用水量不超过80L/人.天。

1）设计人口

名雅供水站仅解决名雅村1109人的饮水安全问题。设计年限为15年，农村居民年平均人口增长率取a=3.94‰。

设计人口计算，P=P0（1+Υ）n + P1

式中：P=设计用水居民人数：

P0 — 供水范围内的现状常住人口数   P0=1109人；

Υ— 设计年限内人口的自然增长率，名山县2010年年鉴统计人口自然增长率为3.94‰；

n— 工程设计年限    取n=15年

P1—设计年限内人口的机械增长总数，P1=0

P=1109（1+3.94‰）15=1176人

2）居民生活用水量

参考《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）确定，名雅供水站最高日居民生活用水定额q=60L/d·人。

居民生活用水量W1=Pq/1000=1176×60/1000=71m3

3）公共建筑用水及牲畜用水量

由于该村无学校，也无其他公共用水设施及专业饲养场，本项不取公共建筑用水及牲畜用水量。

4）管网漏失水量与其他未预见用水量 

管网漏失水量与其他未预见用水量W3根据《村镇供水技术规范》3.1.，按以上水量的10%计，则

W2=71×10%=7.1m3

5）用水变化系数及供水时间

名雅供水站采用全日制供水，时变化系数按水利部《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）表3.1.9确定:该供水站日供水规模小于200m3,且无企业用水,时变化系数在2.3～3.0范围内，该供水工程取时变化系数2.5。

该供水站的供水时间为24小时。

3.3供、取水规模的确定

1）供水规模W供

W供=W1+W2 =78.1（m3/d），取80（m3/d）.

2）人均综合用水量W

人均综合用水量= 供水规模/设计人口 

                  W综=80/1176=0.068（m3/d.人）

3）取水规模

在供水规模的基础上，考虑水厂自用水量即得取水规模。

水厂自用水量W3根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004)3.1.11条，按供水规模的5%计，则

W3=81.7×5%=4.1m3/d。

水厂日取水规模W取

W取= W供+ W3=78.1+4.1=82.9（m3/d），按90（m3/d）进行取用。

4．水源选择

（1）水源论证

项目区地处蒙顶山区，无大的蓄水工程可以利用，也不属于玉溪河灌区，境内仅有由西向东的一条溪沟，由于其集雨面积较大而长年溪水不断且水量充足（工程取水点水源来源于名雅村上游雨城区，积雨面积17.5km2），经估算及当地村民回忆其枯水年最枯月流量一般在2-3L/S左右，而项目区设计年内所需饮水最大取水量为1.04L/S。事实上沿溪附近的村民们已多年在溪沟内自牵管道引水取用且反映水量充足。

积雨区内沿途无厂矿，企业，植被较好，且人烟稀少，无污染，水质清澈，水质较好。水源水经名山县疾病预防控制中心抽水样化验，符合生活饮用水水源水质要求。根据名山县类似工程水源条件分析，其水质经常规处理后，供可达到国家规定的生活卫生饮用水标准。

（2）水源的确定

通过水源的选择和水源论证，要解决本次供区内饮水不安全人口，选择在名雅村一社境内邓家沟取水，水源水量、水质是有保障的。

5．工程总体布置

5.1工程类型、等级及设计标准

1）工程类型及等级

①工程类型

工程类型根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）1.0.3，按照日供水规模W（W＜200m3/d）划分，该集中式供水工程类型属于Ⅴ型。

②建筑物级别

依据工程类型属于Ⅴ型，主要建筑物（过滤池、清水池）的等级为Ⅴ级。

2） 工程设计标准

①供水水质

根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004），其生活饮用水水质必须符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）要求。

②供水水压

按配水管网中最不利用户接管点的最小服务水头为单层5m～10m，两层建筑物为10～12m，两层以上每增加一层，增加3.5～4.0m。

用户水龙头的最大静水头不宜超过40m，超过时应采取减压措施。

3） 工程防洪标准

根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004），集中式供水工程的防洪设计应符合《防洪标准》（GB50201－94）以及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的有关规定。

Ⅴ型供水工程的主要建（构）筑物，按10年一遇洪水设计， 30年一遇洪水校核。

4） 工程抗震标准

根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004），集中式供水工程的抗震设计应符合《建筑抗震设计规范》（GB50011）以及《构筑物抗震设计规范》（GB50191）的有关规定。

工程区未来50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.10g，动反应谱特征周期为0.45s，地震基本烈度为Ⅶ度。本工程地震设防烈度为Ⅶ度。

5.2总体布置

供水站布置的总原则是：先生活，后生产，再生态的原则。工程总体布局为：在蒙顶山镇名雅村一社境内的邓家沟上游溪沟截流取水。通过用150m De90PE管引水到厂区，经净化处理后进入清水池，自压配水至用户。名雅供水站计划总解决1109人的饮水安全问题。主要工程措施是：建截流坝、引水管道、清水池及净水设施、铺设输水管道等。流程图为：

6．工程设计

6.1供水站厂址的选择和布置

1）取水工程

为确保水源能稳定进入净水厂，需在取水点处修筑浆砌石重力坝将溪水截流。由于溪水最小流量均大于水厂最高取水流量要求，本截流坝根据地形及地质情况，其总体尺寸为，坝长15m ，坝高1.7m(有效高1.4m )。为防止洪水期高浊度水进入水厂增加净水负荷，在进水口处采取了铺填带级配的砂卵石粗滤料措施，并在截流坝侧增设了集水井，由引水管自集水井取水。

引水管线长150m，采用P100级PN1.6Pma，De125mm管道埋设，在管道线角度大处设置镇墩，管道埋设在地表面以下0.7m。

2）制水厂区的选择

名雅供水站厂址的选择，经实地察勘及分析比较，选定在名雅村一社距取水口左侧的居民房后建供水站的制水厂区，该厂区占地263m2。厂区距离取水点距离约150m，自流引水高差1.7m，且地势较高，视野开阔，地质为紧密砂砾石层，整体性好，厂区距机耕道最近点80m ，距220V可靠电源点仅110m。因此，在此处建供水厂房，地形、高程都满足供水厂的要求。 

3）制水厂区的布置

名雅供水站的制水厂区要满足制水生产和供水管理要求，制水厂区内布置加药、预沉、滤池、清水池及管理房等设施。厂区总占地面积263m2。详细布置如《名雅供水站水厂平面布置图》。

6.2构筑物设计

根据县卫生防疫站的测定指标，水源可作为生活饮用水水源，为达到国家颁布的《生活饮用水标准》（GB5749-2006），拟定对原水采用预沉、过滤、消毒等工艺流程进行处理。工艺流程为：原水—预沉池—过滤池—消毒设施—清水池—管网。

①预沉池

由于本工程为引水工程，净水构筑物规模按每天工作24小时计算，则每小时净水量为3.75m3。由于该工程规模较小，根据施工经验，若建穿孔反应及斜管沉淀池构筑物，其施工难度较大，工程质量难以保证。当用反应沉淀器时，其引水高差难以满足工作水头之需求，需要增加扬水泵使运行经济性变差。为此，除通过在取水口铺填粗滤料进行粗滤外，在滤池前加设了预沉池以达到澄清效果。除山洪期外，在绝大多数情况下其水质浊度均小于20NTU，根据已成工程的运行经验，进入滤池前的水质浊度是能够满足慢滤池进水浊度要求的。

本工程预沉池容积按50m3设计，其预沉时间大于13小时。为保证有效的预沉时间避免水流死角，在池中设置了两道隔墙。预沉池的详细设计见预沉池设计图。

②  过滤池

过滤池通常分为慢滤及快滤池，由于本工程规模较小对工程占地及工程投资影响不大，而慢滤池具有较好的滤水效果等因素，本工程设计砂滤慢滤池，

（1）滤池面积及尺寸

F=Q/vt=90/(0.2*24)=18.8m2

式中：Q—设计水量，Q=90m3/d；

      v—设计滤速,v=0.2m/h；

t—滤池每日工作时间，t=24h；

滤池为顺向流型式。过滤池设为1个正方形，过滤池尺寸；滤池长3.5m，宽6m，过滤池实际面积f=21m2，实际流速v=0.179 m/h。为使进水在滤池中均匀分布，在滤池前设置了配水池，配水池与滤池之间设置了配水花墙，水流通过花墙进入滤池上部。

（2）滤池深度

H=H1+H2+H3+H4+H5=0.3+0.3+1.0+1.5+0.3=3.4m

式中：

      H1—集水区高度，H1=0.3m

      H2—承托层厚度，H2=0.3m

H3—滤料层厚度，H3= 1. 0m

H4—沙面上水深， H4= 1.5m

H5—超高，    H5= 0.30m

（3）过滤池的结构

过滤池池底部采用C15卵石砼处理基础，0.20m厚，上C25钢筋砼0.20m厚；外池墙采用C25钢筋现浇而成,墙体上部1.5m高， 0.30m厚，以下采用0.4m与池底C25钢筋砼连成整体。过滤池内部隔墙为C25钢筋砼现浇，墙厚20cm。滤池与清水池连建，在两池间隔墙旁建一小型排污井，尺寸0.6×1.2×2.6m，井底用Ф300砼预制排污管，便于排污。排污井采用24cm墙砌砖。（滤池结构见附图）

滤池池中滤层滤料采用石英砂厚为1.0m，石英砂粒径为0.5-1.2mm,不均匀系数K80不小于2.0；底部设置层托层，高0.4m。承托层自上而下共分四层：粒径为2-4mm、4-8mm、8-16mm的卵石或碎石分别为100mm、100mm、150mm、150mm。

（4）配水系统

经计算干管采用管径为50mm;

中心间距采用200mm; 支管数为20根；经计算支管采用管径为25mm；

支管孔眼直径采用为10mm; 孔眼总数为60个；每根支管孔眼数3个，长0.45m。支管孔眼布置；设两排，与垂线呈45度向下交错排列。干管和支管均采用冷轧钢管制作。

③清水池

根据规范要求，清水池容积应为最大日供水规模的20%~40%，但因本工程提水每天为1次，每次提水约13小时，所以为了确保不影响居民用水，设计采用一个75m³的清水池。清水池设计为方形，长5m，宽6m，池深2.5m。从地面下挖1.3m，池底基础用C15砼砌卵石，厚为0.2m，再上用C25钢筋砼现浇，厚0.2m，与墙连成整体，墙厚0.20m，用C25钢筋砼现浇。池底部设置Ф90排污孔。池顶用C20钢筋砼预制板封闭，埋土30cm，设70×70cm的进人孔1个和Ф100通气孔2个。详见附图 

④附属设施

厂区内布置净水设施外，建管理房及储药室各一间共30m2，需对路面进行硬化，厂区进行绿化，建围墙等。

6.3输配水管道的水力计算

6.3.1管线设计

线路确定:管网分布于整个用水区，尽量缩短线路长度，并符合村镇有关建设规划；管线沿现有道路或规划道路路边布置，少拆迁，少占农田；尽量满足管道地理要求，避免急转弯较大起伏、穿越不良地质地段；在高点处设置排气阀，在沟低处设排污阀，便于施工运行和维护。

6.3.2输水管道

输水管道长150m，日输水规模90m3/d，经计算选用De90mmPE管，计算流速0.22m/s,计算流量L/s，满足水厂供水要求。

6.3.3配水管网

名雅供水站整体管网计算人数为1109人。根据《村镇供水工程技术规范》表3.1.8，取时变化系数K时=2.5，管网起始端设计流量为：

 Q设=(QdK时)/24=(82×2.5)/24/3.6=2.36(L/s)

①管网设计

A、供水管网计算人数

∑人=1109人。

B、人数比流量的计算

q s=Q/∑人=2.36/1109=3(L/s·人)

C、管段沿线流量计算：计算公式q i= q s 人

式中：q s—人数比流量（L/s·人）

∑人—管段人数（人）， 

表4-17    管段沿线流量计算结果表

管径计算公式：d=

式中：Q—设计流量（m3 / s）

v—经济流速，根据规范取值

PE管材沿程水头损失按《四川省乡镇供水技术标准》4.6.11.1(4)公式：

i = 0.000915*Q1.774 / d 4.774计算

           表4-18     管径及沿程水头损失计算成果表

根据管网布置和地形特点，经计算，名雅供水站供水管网各节点水压标高完全能满足用户用水要求。详见下表：

表4-19   水头计算表

管道中的控制阀、检修阀、放气阀等设施，根据管线实际布设情况设置，并设置相应的阀门井。

经水务局工程技术人员现场测量和名雅供水站经整个管网布置总体计算(详见:节点水压标高线计算成果表)，供水站清水池水压标高753.69m，供水管网最不利点的水压标高为726.81m，地面标高705m，自由水头为21.81m。项目区内用户房屋，最高为两楼一底，服务水头为14m，水压能满足用水户要求。

6.3.4结论

综上所述，名雅供水站的水质、水量、水压都能满足用户用水要求。

6.4消防设计

该工程规模小,无集中的场镇,不考虑消防设计。

6.5供配电设计

水厂所需的照明线路，在附近乡村就近取用。

7．工程量及材料用量

完成上述工程需完成主要工程量：挖土方1348m3，回填土方1260m3，砼198m3，砌石215 m3，铺设管道11km，建筑房屋33m2。材料消耗量：水泥74.3t，钢筋5.6t，河砂65m3，卵石145m3，投工3455个工时。

8．投资概算及资金筹措

8.1投资概算

名山县名雅供水站实施，解决永兴镇名雅1个村320户1109人的饮水安全问题,设计日供水规模90m3。经概算，概算总投资73.05万元，其中：建筑工程：42.75万元,安装工程18.51万元,临时工程费0.61万元,费用4.84万元,基本预备费3.48万元,工程占地、青苗及地面附着物2.86万元。

8.2资金筹措

雅安市名山县名雅供水站概算，总投资73.05万元，其中:财政补助44.36万元，地方配套28.69万元。

9.工程建设及建后管理

名山县已按照农村饮水安全工程建设管理的相关规定，在县级设置了专门的机构与人员，并与项目所在乡、村层层签订了责任书。本工程由名雅村村委会作业主负责组织实施，落实配套资金与劳动力调配，确定施工队伍与材料供应商（通过招投标确定），协调解决施工过程中的具体问题。由县水务局负责技术指导和工程实施过程监督。由县财政局统一管理项目资金。由全县统一聘请工程监理单位执行该工程的监理工作。

工程建成后由名雅村组建管理站，选聘管理人员对该工程进行日常管理，县水务局负责对工程管理进行行业指导与监督。建立水源保护、工程管理、财务管理等相关制度，加强水费收缴与管理，使其可持续发展。