农村饮水安全工程典型设计研究

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摘要：本文以民乐县翟寨子村农村饮水安全工程为典型设计案例，通过对项目工程输配水方式、输水路线、输水管网计算和净水工艺、调节构筑物、净水厂房、管理房进行典型布置，以期为项目工程的顺利实施提供理论依据。

关键词：农村饮水工程；翟寨子村；典型设计；民乐县

1项目区概况

项目区位于民乐县东部地区，南起翟寨子水库、北至六坝镇新民村，长约33km；东起民联乡龙山村、西至六坝镇丰林村，宽约11km。覆盖民联镇、六坝镇等2个镇22个村，区域面积约363km2。属童子坝河流域的中下游，地势较平缓，自然纵坡1/35～1/60，海拔1826～2650m。地貌主要为河流沟谷、道路与耕地切割的地块状景观，居民区坐落整齐有序。当前饮水采用地下水供水工程，其中上翟寨村由上翟寨水厂供水；雷台村、贾西村、刘新村由雷台水厂供水；郭湾村、黄朱庄村、杨庄村、高寨村由郭湾水厂供水；龙山村由龙山水厂供水；顾寨村由顾寨水厂供水；张明村、屯粮村、河湾村由张明水厂供水；东寨村、西寨村、复兴村、东升村由西寨水厂供水；太和村由太和水厂供水；五庄村、金山村、锅底坑村、下翟寨村由五庄水厂供水；新民村、北滩村由北滩水厂供水。多年来，随着社会经济的快速发展，地下水开采量逐年加大，地下水位急剧下降。原人饮供水机井相应水位下降严重，供水量已不能满足设计要求。

2工程设计

翟寨子农村饮水安全工程计划巩固提升民联、六坝2个镇22个村30015人（集镇4000人）的饮用水安全。饮水问题为水量不达标。

2.1工艺流程

水库水—预沉池—净化消毒—清水池—管网—用户。

2.2建设内容

工程设计新建水库取水口1处，预沉池1座，砖混结构管理房336.8m2、锅炉房40m2、净化车间635.31m2；设絮凝池1座、斜管沉淀池1座、D型滤池1座；安装混合器1台（套）、二氧化氯发生器1台（套）、反冲洗水泵2台（套）、反冲洗风机2台（套）；建600m3圆形清水池2座，安装125KVA变压器1台（套），架设10kV高压输电线路1.3km；干管村级计量分水房屋20间、280m2，修建阀门井10座、减压井11座、排气井11座；安装全自动综合监控系统1套、消毒设施1套，埋设各类供水管道129.58km，其中，村头管道55.28km，村内管网74.3km。修建管道过渠过路76处。

2.3工程设计

工程以翟寨子水库为水源，具体从水库输水洞引水。设计架设φ400mm钢制排污栅及喇叭口的钢制进水口，埋设0.3km输水管道至预沉池，由预沉池埋设1.73km输水管，引水至水厂净化消毒。2.3.1输配水管道管线布设翟寨子农村饮水安全工程输水管从水库输水洞引水沿童子坝总干渠通往水厂；配水管出水厂后干线沿童子坝总干渠而下，途径太和村、五庄子村、北滩村、新民村。2.3.2配水管道流量设计配水管网中所有管段的沿线出流量之和等于工程最高日最高时用水量，各管段的沿线出流量根据人均用水当量和各管段用水人口确定。2.3.3配水管道内径确定管径按照公式D=（4Q/3.14V）1/2确定。按经济流速V取为0.5～1.0m/s计算。2.3.4管道水头损失计算管道水头损失为沿程水头损失和局部水头损失之和。供水管道沿程水头损失计算公式：hf=0.000915×L×Q1.774/D4.774式中，hf为沿程水头损失（m）；D为管道内径（mm）；Q为流量（m3/s）；L为管段长度（m）。供水管段局部水头损失按沿程水头损失的10%计算。2.3.5管材选择及管道压力管材选用使用寿命长、适应变形能力强、接头焊接的新型材料PE100级管，其压力等级：DN400-110mmPE管为0.63MPa，DN90mmPE管为0.8Mpa，75mmPE管为1.0MPa，DN63mmPE管为1.25MPa。经管道压力计算，所选管材可满足供水区用户压力要求。2.3.6输配水管道埋设按照农村饮水工程建设管理规定，管沟开挖和回填由受益区农户义务承担。工程干支管道主要依据乡村道路和田间道路布设。根据项目区经济条件、劳力情况、居民意愿，自主确定机械或人工开挖回填管沟。管道管沟开挖设计为梯形断面，底宽0.8m，顶宽1.0m，全线贯通。2.3.7净水工艺随着经济社会的发展，全民生活水平的不断提高，饮用水商品化是未来发展方向，只有全面改善水质、提高服务质量，才是农村供水事业持续发展的出路。通过考察学习民乐县城水公司尚家磨地表水厂已建15000t/d水库水常规净化消毒工艺，与海潮坝水厂现净水工艺就操作强度、运行管理及水质保证程度进行详细对比。常规净水工艺实用、经济、操作简单、净水彻底，各项指标均能达到设计指标。水厂修建后日供水量（即最高日供水量）为3029.08m3/d，水厂自用水量按5%计入，水厂设计最小净水能力为3029.08m3/d。考虑夏季农户浇灌房前屋后、温室大棚及各村环境建设用水，水厂水处理能力按4000m3/d设计，运行时间为24h/d。净水厂设计进水瞬间浊度不大于500NTU。2.3.8调节构筑物2.3.8.1检查井。工程管网布置为树枝状，考虑居民点分布情况及管道检查维修等因素，设计在管线上共设置10座检查井。检查井采用先进的钢纤维混凝土预制组合式结构，内径为1.24m，井深为2.3m，具有刚度强、安装方便、施工不受季节影响等特点。2.3.8.2排气井设计。由于项目区落差悬殊，管内流速较快，有时管内缺气，形成水锤，损坏管材。为提高效率，降低费用，确保正常供水，设计管网较高处布设排气井11座。排气井建设尺寸、结构、工艺同检查井。2.3.8.3减压井设计。由于项目区自然地理条件落差悬殊，水厂至受益村的压差均大于60m，直通重力流供水，供水管承压要求高，且不现实，更不经济。为降低水压，保护管材，延长工程使用寿命，确保管网及时安全供水，设计在供水管网布设减压井11座。减压井建设尺寸、结构、工艺同检查井。2.3.9净水厂房净水车间设计为砖混结构，平面尺寸为42.5m×13m，高9.0m，建筑面积635.31m2。墙体设计为M10水泥砂浆红砖砌体，长度方向柱距6m，宽度方向柱距5.8m，屋面采用轻型钢骨架彩色保温板结构，厚度150mm，外墙采用5cm聚苯板保温。基础采用C20钢筋砼现浇，底部为20cm厚C20砼垫层，地基承载力400kPa。窗户均为铝合金，门为钢塑防盗门。2.3.10管理房设计为改善水厂工作生活环境，稳定职工队伍，使农村人饮供水事业更好服务农村、农民，工程设计修建砖混结构的管理房及锅炉房，面积分别为336.8m2、40m2，墙面为瓷砖贴面，门窗为钢塑防盗门窗。屋面为C20钢筋砼现浇，炉渣保温，屋顶用SBS防水卷材处理后架设彩钢顶，确保屋面保暖防水，延长屋顶寿命，减少日后维修费用。水厂新建围墙385m，大门一副，绿化设计为园林式，厂区为主、外围为辅。

作者：孙斌 单位：甘肃省民乐县洪水河管理处