施秉县马号乡城镇供水工程设计综述

吴 健

(贵州省凯里市施秉水利局，贵州 施秉556200)

0 引 言

水资源对于城镇可持续发展有着重要的影响，同时，水资源也是一种特殊的资源，对城镇发展的意义重大。

在水的自然循环和社会循环中，水质水量因受多种因素的影响常常发生变化。为了促进城市发展，提高人民生活水平，保障人民生命财产安全，如何经济合理地开发、利用、保护水资源，如何选择用最低的基建技资和最少的经营管理费用，满足各用户用水要求，避免重复建设，是城市给水工程设计的主要任务［1］。

1 施秉县马号乡概述

1.1 施秉县马号乡自然条件

马号乡地处施秉县东南面，乡政府驻地距施秉县城53 km，距施秉火车站40 km。地处山区，西北方略高，南面较低，最高海拔1085 m，最低海拔498 m，平均海拔650 m，年平均气温16.4 ℃，最冷月(1月)平均气温5.5 ℃，最热月(7月)平均气温26.3 ℃。无霜期300 d左右，年降雨量1 080 mm。主要交通有施秉至马号公路经过该地附近，为沥青路面。

1.2 社会经济条件

全乡辖22个行政村，130个村民小组5 230户，22 250人，其中人口密度为72 人/km2。全镇国土面积119.0 4km2，有耕地面积495.67 hm2，其中田374.53 hm2，土121.13 hm2，是施秉县贫困乡镇之一。主要居住苗、侗、汉3 种民族，少数民族人口占总人口的95%。区内主要农作物为水稻、甘薯、马铃薯、小麦、玉米等。主要经济作物为油菜、烤烟、花生和中药材等。

2 施秉县马号乡集镇区供水现状及存在问题

2.1 施秉县马号乡供水现状

根据农村饮用水安全评价指标，施秉县马号乡乡政府及其周边人口饮水工程村寨2 处，总人口3430 人。但是也仅能解决人饮困难问题，其设计标准人为50 L/人，畜为30 L/头，标准极低，当时由于资金少，沙湾、屯上相当一部分群众的饮水问题得不到解决，再是建设规模小水量不足，难以适应当前城镇的安全饮水、卫生、消防和城镇企业发展的根本需要，普及程度为31%，饮用标准与国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)或《农村实施生活用水卫生标准准则》、《村镇供水工程技术规范》(SL310—2004)确定:按每人95 ～130 L/d的供水量，小牲畜按30 L/d供水，大牲畜按50 L/d供水，供水应当到户，供水压力要满足《村镇供水工程技术规范》(SL310—2004)及水源保证率≥95%的相关要求相差还很大。

2.2 施秉县马号乡供水中存在问题

集镇现状供水已经无法满足镇区饮用水水量、水质要求，随着城镇建设步伐的加大，用水量将继续增加，若不解决供水矛盾，将严重阻碍集镇的进一步发展。由于建设资金的缺乏，马号乡的城镇供水设施一直未得到相应的建设和完善，原水未经任何水处理设施进行处理，从水源引水至水池后就直接进行供水，供水水质水量无法满足执行规范《生活饮用水卫生标准》GB5749—2006 的要求，影响了对当地人民的身体健康和经济发展，供水无法保证群众饮水需求。集镇现状供水普及率低，乡区配水管网大部分为90年代初期修建，配水管网老化并漏失严重，无法正常供水，以前管网已不能使用，需铺设新管网［2］。

3 施秉县马号乡供水工程水源选择

3.1 巴团龙井水源

巴团龙井水源位于马号乡巴团水库上方，距马号乡集镇区约5 km。该水源取水点高程约690 m，可进行重力输水。巴团龙井水源为地表水源类型，水质优良，流量稳定，可满足马号乡集镇供水需要。2010年8月10日，委托贵州省水环境监测中心对水质采样检测(依据黔水质检黔东南［2010081］号检测报告:除总大肠菌和细菌总数超标外，其余指标均符合《生活饮用水水源水质标准》(附水质化验报告)。该水源的功能划分为农田灌溉水源和饮用水源，饮用供水水量不足，实测估计平均流量为0.05 m3/s(采用桶测)，同时满足农田灌溉和饮用水量;另外该水源落差大，水头损失小，水压力能控制整个供水区。本项目考虑选用巴团龙井水源，先将水引至马号乡中学后面的山坡上，高程595 m，在此进行净水处理后配水到户。

3.2 水源选择

马号乡城镇供水工程设计规模为1 650 m3/d，通过提水净化，水源能满足本供水工程的取水量需求，水质优良，同时水量和水压力都能得到充分保证。

4 施秉县马号乡供水工程厂址选择

4.1 厂址选择原则

给水系统布局合理、不受洪水威胁、有较好和废水排放条件、有良好的工程地质条件、有便于远期发展控制用地的条件、有良好的卫生环境，并便于设立防护地带、少拆迁，不占或少占农田、施工、运行和维护管理方便［3］。

4.2 厂址比选

遵循上述选址原则，经实地踏勘和马号乡有关部门提供的资料，本工程拟建处理厂厂址位于:马号乡中学后面的山坡上595 m高程处，地势平缓，便于平整场地。该厂址在马号乡集镇西北面，属于集镇规划区外，紧邻集镇规划区域。厂址地面高程约595 m，地势平缓开阔，可用面积约0.17 hm2，地质条件良好，不占良田，只占土，补偿低。附近配电设施齐全，施工方便，但需要新建进厂行车道路。该水厂厂址高程较高，对所规划供水服务区域可实现重力供水，节约制水成本。

5 施秉县马号乡供水工程设计

5.1 取水工程

取水点选择在地形开阔，地势平坦而稳固地段，取水点高程为690.00 m。取水点需要过滤池，便于取水。过滤池长×宽×高=3 m×2 m×1.5 m，侧墙设计厚度为0.3 m，底板设计厚度为0.2 m，盖板设计厚度为0.1 m，均为钢筋混凝土结构，在水池底部安装排砂、清淤管。取水头部布置在水池中间，采用长×宽×高=2 m×1 m×1 m的喇叭口，端面焊接第一层Φ6.5 间距5 cm的竖向钢筋网，以拦截石块及大型漂浮物，间隔0.5 m再焊接间距10 mm和5 mm的双层钢格网，以拦截小型漂浮物。喇叭口取水头部有盖板密封，设可移动盖板作为检查孔。并对水源进行整治维护。

5.2 输水工程

输水管的设计流量，按最高日工作时用水量计算，则设计流量为Q =0.019 m3/s。水源取水口(取水高程690 m)至水处理厂(设计地面高程为595 m)的高差H =95 m，长度l =5 000 m，由公式可推导出给水管测量模数k 值如下式:

由流量模数k =138 L/s查表得正常给水管管径d =150 mm。本项目输水管采用承压性高的(d =150 mm)的HDPE 管，v =0.27 m/s ＜1.2 m/s，输水管输水处于正常工作状态，总水头损失h =39.2 m。

5.3 净水厂设计

5.3.1 厂区土地平整

厂址选择在马号乡集镇西北面中学背坡上，属于集镇规划区外，紧邻集镇规划区域。厂址地面高程约595 m，地势平缓开阔，用地面积0.17 hm2，地质条件良好，不占良田，只占土，补偿低。附近配电设施齐全，施工方便，但需要新建进厂行车道路。厂区布置投药消毒化验室楼、综合楼、净水装置和清水池，另外进行空地绿化。厂区道路为混凝土道路，道路宽4.0 m，道路采用单坡排水，雨水沿地面自然排放至厂区大门外，厂内废水由地下排水沟排出，排水沟土槽开挖断面为宽×高=1.2 m ×0.5 m，总长度60 m，厂内自用水管及投药加氯管均用PE 管。厂区占地面积1 666.75 m2，构、建筑物占地面积300 m2，道路占地面积224 m2。

5.3.2 一体化钢结构净水装置

该净水装置集反应、沉淀、过滤于一体，反应区装填B =100 mm的UPVC 人字栅条，沉淀区内装填Ф30PVC 卫生级透明无毒塑料斜管，采用石英砂、无烟煤双层滤料过滤，水力自动反冲洗。主要工艺参数见表1。

表1 主要工艺参数

5.3.3 清水池

清水池有效容积按最高日用水量的30%计算，则有效容积V =1650m3×30% =495m3≈500m3。厂区设清水池也是前置蓄水池，池容V =500 m3，清水池采用半径R =6 m，高为H =4.5 m的圆形蓄水池1 口，钢筋混凝土结构，有盖板。清水池占地面积153.86 m2，土方开挖207.2 m3，石方开挖696.93 m3，侧墙混凝土154.34 m3，底板墙混凝土33.91m3，顶盖板混凝土18.46m3，钢筋混凝土梁、柱7.51，钢筋制安5.71 t，预埋管件6 根，M10 砂浆抹面305.21 m2。

5.3.4 投药、消毒间及化验室

投药、消毒间及化验楼1 座，要与工作人员的生活起居室相隔一定距离。投药、消毒间及化验室综合使用，结构尺寸为L × B × H =10.8 m×8.78 m×6.4 m，砖混结构。

投药部分，经计算比较，采用计算泵投加方式，选用GM0050 的机械隔膜计量泵，溶解池、溶药池选用标准图集S346 的3#(高架式)。混凝剂采用聚合氯化铝，水射器投加，配制浓度5%，混凝剂最大投加量15 mg/L。消毒部分，二氧化氯(CLO2)消毒，配置二氧化氯发生器HLT—150 一台，有效产氯量为150 g/h。水射器投加，最大加氯量为2.0 mg/L。水射器所需压力水电厂区加压泵加压后供给。土石方开挖169.45 m3，混凝土浇筑68.94 m3，浆砌砖墙41.38m3，M10 砂 浆 室 内 抹 面529.34m2，钢 筋 制安0.874 t。

5.3.5 计量井

厂区内设置出水计量井一座，砖混结构，结构尺寸为L × B × H =2.9 m×2.0 m×1.5 m。井内设置DN150 的电磁流量计一个。

5.3.6 综合楼

综合楼建立在厂区大门左侧，内设值勤门卫室、生活起居室，砖混结构，L × B × H = 16.18 m ×9.18 m×3.6 m。

5.4 配水工程管网平差计算为保证供水的安全、可靠性

同时考虑马号乡规划及用水区域分布状况，集镇区、住户密集区管网采用枝状布置方式。管网平差采用比流量计算集镇区用水节点流量。集镇区用水节点共有 7个，24 条管段，用水管段总长58 000 m。

按照日用水量为1 650 m3/d计算，K 时=1.8，则最大时用水量为19.17 L/s，由流量q =最大时流量/用水管段总长=L/s·m。经平差计算，最高时用水时，节点水压≥16 m消防校核时各节点水压≥16 m，完全能够满足镇区用户对水压的要求。

6 结 语

综上所述，城镇供水工程设计时城镇总体规划中的重要内容之一，但是，很多城镇总体规划落后，导致供水工程建设困难重重并且难以发挥长远效益。根据现代规划理论，结合湘南某城镇供水工程规划的实例，对供水工程规划中存在的一些问题进行了分析，重点探讨了用水量计算、水源选择、水厂厂址选择和管网的布置。对类似小城镇的供水工程规划具有参考作用。

［1］刘圳. 关于我国城市化进程中水资源环境问题的探讨［J］. 黑龙江科学，2013(09):164.

［2］柏莲. 市政给排水规划深度的分析［J］. 科技创业家，2013(17):22.

［3］由长江. 谈关于城市市政给排水规划设计的几点思考［J］. 科技创业家，2013(17):236.