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        白田鎮(zhèn)上扶集中供水工程設計

        2017-03-25 05:13:09
        湖南水利水電 2017年1期
        關鍵詞:清水池占地面積沉淀池

        (湘潭市水利水電勘測設計院湘潭市411100)

        白田鎮(zhèn)上扶集中供水工程設計

        彭 敏

        (湘潭市水利水電勘測設計院湘潭市411100)

        文章簡述了白田鎮(zhèn)上扶集中供水工程的概況,針對白田鎮(zhèn)11個村13 905人口飲水不安全問題,提出新建集中供水工程設計方案,論述了該供水工程的規(guī)模、水源選擇、工程布置等幾部分內(nèi)容。

        集中供水上扶水庫設計方案

        1 工程概況

        白田鎮(zhèn)上扶集中供水工程位于湖南省湘鄉(xiāng)市白田鎮(zhèn)上扶村與薰峰村交界處,地理坐標為東經(jīng)112° 20′30″,北緯27°55′30″,距離湘鄉(xiāng)城區(qū)37 km,離湘灰公路2 km,項目區(qū)總面積30.76 km2,境內(nèi)有X043公路、X044公路等主干道路,交通方便。

        本工程供水范圍為白田鎮(zhèn)的石江村、仁厚村、東茅村、中興村、桃峰村、三遷村、三新村、版塘村、長江村、新苗村、薰峰村共11個村,供水區(qū)現(xiàn)狀總人口13 905人,全為不安全人口,各村居民的生活用水與服務業(yè)用水靠從井、塘中肩挑手提,用水極為不方便。為解決白田鎮(zhèn)這11個村的居民飲水不安全問題,故提出新建集中供水工程設計方案。

        2 工程規(guī)模

        2.1 居民生活用水量

        設計用水居民人數(shù)P按下式計算:

        式中

        P——設計用水居民人數(shù);

        P0——各村供水范圍內(nèi)的現(xiàn)狀常住人口數(shù),

        其中包括無當?shù)貞艏某W∪丝冢瑸?3 905人;

        γ——設計年限內(nèi)各村人口的自然增長率,可根據(jù)當?shù)亟陙淼娜丝谧匀辉鲩L率確定,取4‰;

        P1——設計年限內(nèi)人口的機械增長總數(shù),人口規(guī)劃以及近年來流動人口和戶籍遷移人口的變化情況,按平均增長法確定,(人);

        n——工程設計年限,取15年。

        居民生活用水量W按下式計算:

        式中

        W——居民生活用水量(m3/d);

        q——最高日居民生活用水定額,取80.0 L/(人·d)。

        居民生活用水量為1 181.12 m3/d。

        2.2 公共建筑用水量

        公共建筑用水量按居民生活用水量的10%估算,為118.11 m3/d。

        2.3 其他用水量

        根據(jù)當?shù)貙嶋H情況,不考慮飼養(yǎng)畜禽用水量、企業(yè)用水量、消防用水量、澆灑道路和綠地用水量。

        2.4 管網(wǎng)漏失水量與其它未預見用水量

        管網(wǎng)漏失水量和未預見水量之和按上述用水量之和的10%取值,計算結果為129.92 m3/d。

        2.5 供水規(guī)模

        供水規(guī)模(即最高日供水量)=居民生活用水量+公共建筑用水量+飼養(yǎng)畜禽用水量+企業(yè)用水量+消防用水量+澆灑道路和綠地用水量+管網(wǎng)漏失水量及其它未預見用水量=1 429.15 m3/d。確定本工程供水規(guī)模取值為1 500 m3/d,水廠自用水量取最高日用水量的5%,故本工程設計取水量為1 575 m3/d。

        3 水源選擇

        根據(jù)項目區(qū)內(nèi)水資源特點,水廠的地表水水源選擇方案為從上扶水庫取水。上扶水庫正常庫容為320萬m3,有較好的調(diào)蓄能力,按供水保證率95%的年凈來水總量為281.03萬m3,考慮水庫蒸發(fā)、滲流損失24.31萬m3,該供水工程取水總量僅占到上扶水庫凈來水總量的20.45%,灌溉需水量占到上扶水庫凈來水總量的43.98%,可見上扶水庫水量是完全可保證擬建水廠的用水。

        4 工程總體布置及工程設計

        4.1 取水建筑物

        本工程取水口為上扶水庫低涵出水口,底板高程為152.40 m。設計在低涵出口處設一低壩,壩頂高程為153.90 m,取水建筑物進水孔的下緣高程為153.00 m。通過輸水管從水庫低涵出口送水至水廠取水泵房,采用離心清水泵從取水泵房抽至水廠配水井,設置2臺離心泵取水,互為備用。設計取水量為1 575 m3/d,取水水泵選用單級離心清水泵,型號為:L100/100-5.5×2。

        4.2 輸水線路選擇及管材選擇

        取水口至水廠取水泵房距離為95 m,輸水管管材選用鋼管,工作壓力為0.3 MPa,DN=200 mm,鋼管內(nèi)外防腐采用3層PE防腐。

        4.3 水廠廠址

        擬建水廠廠址位于上扶水庫大壩下游溢洪道東北側。該位置靠近水庫,輸水管道較短,廠址到取水口的距離不足100 m,且擬選廠址地勢較高,現(xiàn)狀地面高程約為(152.00~160.00)m,基本上能實行自流供水,且地勢成臺階式,可節(jié)省能耗和投資。廠址處現(xiàn)為水田及旱地,工程地質(zhì)條件較好,交通方便,施工用電可從水廠附近薰峰村的供電線路接入。

        4.4 工藝流程

        根據(jù)湘鄉(xiāng)市疾病預防控制中心兩次檢驗,結果表明:上扶水庫水所檢指標符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749-2006)之《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838-2002)之Ⅱ類標準,可作為生活飲用水水源,但其長期渾濁度為8.51 NTU,瞬間渾濁度為116.5 NTU,含有少量大腸桿菌群,因此要保證飲用水安全,必須進行絮凝沉淀、過濾、消毒等一系列處理后方可飲用。

        本次初步確定凈水工藝方案如附圖。

        附圖凈水工藝方案

        根據(jù)其他水廠經(jīng)驗,采用硫酸鋁為混凝劑,次氯酸鈉為消毒劑。硫酸鋁采用計量泵投至配水井與絮凝池之間的擴散型管式混凝器中;消毒劑(次氯酸鈉)投加點設在過清水池進口前,采用水射器投加。參考《湖南省村鎮(zhèn)供水工程設計參考圖集》,水廠制水工藝流程沉淀采用穿孔旋流絮凝斜管沉淀池,其處理規(guī)模為125 m3/h;過濾采用重力式無閥濾池,其處理規(guī)模為125 m3/h;蓄水采用矩形鋼筋混凝土清水池,其規(guī)模取為600 m3。

        4.5 平面及豎向布置

        廠區(qū)內(nèi)主要建筑物有取水泵房、配水井、穿孔旋流絮凝斜管沉淀池、重力式無閥濾池、清水池、加藥消毒間、門衛(wèi)室、辦公樓和綜合樓。按凈水工藝流程順流布置的原則,將取水泵房、配水井、穿孔旋流絮凝斜管沉淀池、無閥濾池、清水池布置成直線,位于水廠的東面,加藥消毒間布置在水廠西南面,辦公樓布置在水廠西面中間,緊鄰上扶水庫上壩道路,綜合樓布置在水廠北面,門衛(wèi)室布置在水廠西南面,位于下廠區(qū)道路旁。廠區(qū)道路布置在水廠中間,將生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開,道路寬度為2.0 m,采用透水磚鋪設。利用廠區(qū)空地做綠化設計。

        取水泵房占地面積21.5 m2、配水井占地面積11.84 m2、穿孔旋流絮凝斜管沉淀池占地面積99.44 m2、重力式無閥濾池占地面積30.78 m2、清水池占地面積179.56 m2、加藥消毒間占地面積70.38 m2、自用水泵房占地面積4 m2、門衛(wèi)室占地面積12 m2、辦公樓占地面積106.86 m2,綜合樓占地面積76.17 m2,廠區(qū)總占地面積3 016 m2。

        利用現(xiàn)狀臺階式的地形布置各凈水流程建筑物,將取水泵房、配水井、穿孔旋流絮凝斜管沉淀池、加藥消毒間、門衛(wèi)室地面高程定為158.00 m,無閥濾池、清水池、辦公樓、綜合樓地面高程定為156.00 m,從沉淀池地面到濾池地面設計坡比為1∶2。

        4.6 廠區(qū)管線布置

        (1)給水管線。本工程從上扶水庫低涵出口新建矮壩攔水取水,取水管為1根DN200鋼管,長95 m,隨地形埋深1.0 m;水輸送至取水泵房后,由清水離心泵將水提升輸送至配水井,取水泵房至配水井之間采用DN100鋼管,長15 m;配水井至絮凝沉淀池之間采用DN250鋼管連接,長8.7 m;絮凝沉淀池至濾池之間采用DN250鋼管連接,長16.2 m;濾池出水管為2根DN200鋼管,匯合后接DN300鋼管至清水池;清水池出水管為DN400鋼管,直接連接給水管網(wǎng)。

        (2)排水管線。廠區(qū)內(nèi)各凈水構筑物污水直接就近排入自然水體,雨水直接滲入地下,其他污水由DN200污水管道收集后,集中排入廠區(qū)西北的化糞池,最后接入生態(tài)污水處理池。污水管采用HDPE管。

        (3)水廠自用水。水廠自用水管直接接送水泵房出水管,由離心泵抽至辦公樓頂層的水塔,廠區(qū)各處用水從水塔取水,自用水管管徑為DN25鋼管。

        4.7 配水管網(wǎng)布置

        配水管網(wǎng)采用樹枝狀布置,管線大體沿修建的X043公路、X044公路及鄉(xiāng)村道路一側布置,從上扶水庫溢洪道泄洪渠往北經(jīng)薰峰村、石江村至仁厚村分成兩條,一條往東到三新村、從三新村折向北到版塘村、從三新村折向南到長江村、新苗村地段,另一條往西北到三遷村、桃峰村、從三遷村折向東北到東茅村、中興村地段。管材采用給水塑料管。

        本工程項目區(qū)用戶分布和人口數(shù)量均小于《湖南省村鎮(zhèn)供水工程設計參考圖集》第三冊表1~表5臨界人數(shù),故本工程管網(wǎng)管段設計流量應采用秒流量計算。根據(jù)管段流量和平均經(jīng)濟流速確定各管段的管徑,并計算水頭損失。根據(jù)地形圖和實測高程標高資料確定各節(jié)點地面高程,以距離水廠相對較遠的最高點(版塘村)為最不利點,推算各點水壓線標高及自由水頭。經(jīng)計算,本工程各節(jié)點均能滿足供水壓力的要求,并能滿足自流供水,不需設置加壓泵。

        為保證輸配水管道正常工作,在管道上安裝必要的附件,主要有檢修閥門、減壓閥、排氣閥、排空閥、水表、消火栓、水錘保護裝置等。

        5 結論

        湘鄉(xiāng)市白田鎮(zhèn)上扶集中供水工程可解決白田鎮(zhèn)的石江村、仁厚村、東茅村、中興村、桃峰村、三遷村、三新村、版塘村、長江村、新苗村、薰峰村共11個村的人民群眾的用水問題,項目建設對促進白田鎮(zhèn)的小城鎮(zhèn)建設具有深遠意義。

        [1]中華人民共和國水利部.SL 310-2004.村鎮(zhèn)供水工程技術規(guī)范[S].2004.

        [2]CJJ 123-2008.鎮(zhèn)(鄉(xiāng))村給水工程技術規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.

        [3]湖南省水利水電勘測設計研究總院.湖南省村鎮(zhèn)供水工程設計參考圖集[R].2012.

        2016-10-26)

        彭敏(1984-),女,湖南湘潭人,工程碩士,工程師,目前從事水利工程設計工作,手機:13786258545。

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