茅畲乡农村饮用水安全分析及系统方案探讨

2012-06-30戴淑君

水利建设与管理 2012年8期

戴淑君

(台州市黄岩区水利局 318020)

1 概况

茅畲乡位于浙江省台州市黄岩区西南部，东接沙埠镇，南与乐清智仁乡相邻，西倚平田乡，北连澄江街道、北洋两镇。全乡总面积29.61km2。茅畲乡现辖14个行政村，共4369户，户籍总人口13652人。该乡地处半山区，属亚热带海洋性季风气候，温暖湿润，雨水充足，光照适宜，四季分明。

2 当地农民饮用水现状及存在的主要问题

茅畲乡现无净水厂，因地处山区，大部分村直接抽浅层地下水，部分村自行从溪流直接引水至用户，也并未经过净化处理，用水安全得不到保证。近几年来乡镇各项企事业迅速发展，生活水平不断提高，用水量急剧增加，局部地表水及浅层地下水已受到生活污水和工业的严重污染，且水量受天气等因素影响较大，供水保证率很低。由于储水点分布不均匀，引起上游用水过剩，而下游缺水或无水，时常发生水事纠纷，饮用水问题已成为茅畲乡村民生活的主要难题，水质、水量等根本不能满足日益增长的需求，严重制约了当地社会和经济的发展，因此解决饮用水问题已迫在眉捷。

3 供水规模分析

3.1 供水规模确定方法

确定方法有人均综合用水量指标法、工业用地面积计算法和根据用水定额项计算法。根据乡镇供水工程受益人口及工业等情况，采用人均日生活用水量和其他综合用水量计算。

3.2 供水规模的计算和预测

a.设计用水规模根据供水范围内的最高水量、供水范围、设计年限、用水人口确定。供水范围内的用户给水设备类型使用比较混乱，给水龙头、卫生设备、淋浴设备情况不一，根据现状的调查了解及对未来的预测，近期定最高日用水量为160L/人，生活用水时变化系数为1.5，日变化系数为1.2。供水范围全乡涉及12个行政村，余两个山头村未计入，供水范围涉及现状人口13379人。

b.其他综合用水量取最高生活用水量的50%计算。

c.设计年限以近期为主，设计年限10年。

d.用水人口增长近期取自然增长率为6‰，机械增长率为10‰。

设计供水人口A采用以下公式计算

式中 B——固定人口;

R——人口增长率，值为自然增长率加机械增长率;

n——规划设计年限。

依上式求得近期设计人口为15681人。

e.最高日设计用水量

最高日用水量包括:最高日生活用水量和其他综合用水量。据此求得近期最高日用水总量为3763m3。考虑人口增长、工业发展、公共建筑用水、绿化用水、消防用水、及水厂自身用水等因素，供水设施作为该区域的基础设施之一，应适度超前，近期供水规模确定为最高日用水量4000m3。

4 供水水源分析

4.1 供水水源的选择原则

选择水源的原则一般有以下几个方面:

a.所选水源应当水质良好，水量充沛，便于防护。

b.优先选择地表水源，若选择地下水源时，应优先开发浅层水，合理开发深层水，浅深层开发相结合。

c.地表水源与地下水源相结合，集中与分散相结合，建立多水源给水系统。

d.选择水源时，必须配合经济计划部门制定水资源开发利用规划，全面考虑，统筹安排，正确处理给水工程与各有关部门的关系，以求合理地综合利用和开发水资源。

e.选择水源时应考虑与取水工程有关的其他各种条件。

4.2 现状水资源分析

全乡现有一座小(1)型水库——鸟山水库，水库位于九溪流域主流里平坑，集雨面积2.47km2，设计洪水标准50年一遇，校核洪水标准500年一遇，总库容160.76万 m3，正常库容153.5万 m3，自流灌溉面积226.7hm2，建有一座引水式电站，装机两台，每台250kW。1～10万m3水库4座，分别为新丘塘水库集雨面积0.2km2，库容1.2万 m3，灌溉面积15.3hm2;芭蕉坑水库集雨面积0.4km2，库容2万 m3，灌溉面积12.7hm2;红领巾水库集雨面积0.5km2，库容2.16万m3，灌溉面积26.7hm2;山后湾水库集雨面积0.08km2，库容2万m3，灌溉面积40hm2。500～1000m3山塘33座;堰坝5处。

供水范围位于九溪流域，主流为里平坑，主要支流有地下坑、上横溪、西边溪、东边溪、白浦岙溪、大礼岙溪等。境内地下水资源曾经比较丰富，主要是孔隙潜水，是现状村民的主要饮用水来源，但随着乡镇各项企事业的迅速发展，水资源已受生活污水和工业废水的严重污染。茅畲乡地下水治理相对较难，水质水量均难以保证，很难达到饮用水水源的标准。

现地下水已无法作为水源，考虑采用地表水。九溪上游溪坑地表水水质较好，有一定集雨面积，水量较丰富，作为水厂主要供水水源，在溪坑水不足时，以鸟山水库水作为补充，提高供水保证率。溪水及水库水均作为水源，两处联合运行，以此解决全镇规划范围内的农民饮用水及工业用水问题无疑是目前较理想的选择。

4.3 水量分析

规划水源取水点集雨面积4.48km2，年径流深1300mm，由 CV=0.37，CS=3.5CV，查得 KP=95%=0.5535;则年径流量为322万m3;供水年用水量为:146万m3＜322万m3;供水50天抗旱需水量为20万m3。

取水点按95%保证率来水量为322万m3，而年需水量按最高日用水量4000 m3，全年需水146万m3，故来水量能满足需水要求。而50天抗旱需水量为20万m3，要求鸟山水库预留20万m3水作为抗旱时用。

5 系统方案

5.1 水源工程位置及坝型

规划以九溪溪水和鸟山电站发电尾水共同作为水源，鸟山电站发电尾水渠底高程为50.9m，则集水池顶高程应低于50.9m才能实现自流，九溪拦水堰位置应高于50.9m。经实地踏勘并考虑一定库容，在九溪上游高程52.0m处建拦水坝，坝型采用混凝土灌砌石重力坝，坝顶溢流。最大坝高4m，坝顶长30m，设计蓄水量4000m3，取水口高程52.8m。

5.2 取水方案

水源以九溪上游溪坑水作为主要水源，鸟山水库水作为补充水源。规划在九溪上游52.0m高程处建一条拦水坝，由引水渠道引溪坑水至水厂集水池，同时另一渠道引鸟山水库发电尾水至集水池，再从集水池提水到净化装置进行净化处理，再由水厂清水池接输配水管网至各村户。

5.3 净水厂工程方案

为减少管路损失，保证水压，净水厂厂址设于鸟山电站发电尾水出水口附近，该处位于九溪右岸，现地面高程47～48.3m，利用该地势大部分村能采取重力供水，而局部不能重力供水的位置则采用局部加压，避免因局部地方不足而使整个管网压力加大。

净水工艺的流程主要取决于原水水质情况和要求处理的程度。本着工艺流程适合、技术成熟、净化处理构筑物运行可靠和便于管理的原则，根据茅畲乡特殊的地形地貌特征，结合水源水质情况，提出处理工艺流程如下图所示:

处理工艺流程图

该方案工艺比较成熟，操作方便，维护工作量少，造价较低，比较适合实际情况。原水经输水管引水至净水厂集水池，再经过管道混合器加药之后进入过滤池过滤，过滤后出水经消毒后再进入清水池，由清水池向厂外管网直接供水。

5.4 供水管网布置方案

供水管网布置的合理与否关系到供水是否安全，以及工程投资和管网运行费用是否经济。供水管网布置时应遵循下列基本原则:

a.根据规划布置管网，并留有发展余地。

b.布置在整个供水区内，并满足用户对水量和水压的要求。

c.管网供水应安全可靠，当局部管线发生故障时，应尽量减少断水范围。

d.管线布置力求管短，尽量减少特殊工程，以降低管网工程投资和日常供水费用。

根据茅畲乡特殊的地形，若全部采用重力供水，成本大且管网安全性低，所以考虑采用大部分重力输水，局部加压的方式。根据供水范围内村庄的地理位置，确定输水管线高程，输水管线基本沿公路布设，能重力供水的区域，中途不设加压泵房等设置，直接自水厂由高至低重力供水，局部支管末端靠山脚地势相对较高、水压不足处需二次加压，增设加压管道泵增加供水压力，由水泵提水至高位水池再供水。