白田镇上扶集中供水工程设计

2017-03-25

湖南水利水电 2017年1期

关键词：清水池占地面积滤池

（湘潭市水利水电勘测设计院湘潭市411100）

白田镇上扶集中供水工程设计

彭敏

（湘潭市水利水电勘测设计院湘潭市411100）

文章简述了白田镇上扶集中供水工程的概况，针对白田镇11个村13 905人口饮水不安全问题，提出新建集中供水工程设计方案，论述了该供水工程的规模、水源选择、工程布置等几部分内容。

集中供水上扶水库设计方案

1 工程概况

白田镇上扶集中供水工程位于湖南省湘乡市白田镇上扶村与薰峰村交界处，地理坐标为东经112° 20′30″，北纬27°55′30″，距离湘乡城区37 km，离湘灰公路2 km，项目区总面积30.76 km2，境内有X043公路、X044公路等主干道路，交通方便。

本工程供水范围为白田镇的石江村、仁厚村、东茅村、中兴村、桃峰村、三迁村、三新村、版塘村、长江村、新苗村、薰峰村共11个村，供水区现状总人口13 905人，全为不安全人口，各村居民的生活用水与服务业用水靠从井、塘中肩挑手提，用水极为不方便。为解决白田镇这11个村的居民饮水不安全问题，故提出新建集中供水工程设计方案。

2 工程规模

2.1 居民生活用水量

设计用水居民人数P按下式计算：

式中

P——设计用水居民人数；

P0——各村供水范围内的现状常住人口数，

其中包括无当地户籍的常住人口，为13 905人；

γ——设计年限内各村人口的自然增长率，可根据当地近年来的人口自然增长率确定，取4‰；

P1——设计年限内人口的机械增长总数，人口规划以及近年来流动人口和户籍迁移人口的变化情况，按平均增长法确定，（人）；

n——工程设计年限，取15年。

居民生活用水量W按下式计算：

式中

W——居民生活用水量（m3/d）；

q——最高日居民生活用水定额，取80.0 L/（人·d）。

居民生活用水量为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，为118.11 m3/d。

2.3 其他用水量

根据当地实际情况，不考虑饲养畜禽用水量、企业用水量、消防用水量、浇洒道路和绿地用水量。

2.4 管网漏失水量与其它未预见用水量

管网漏失水量和未预见水量之和按上述用水量之和的10%取值，计算结果为129.92 m3/d。

2.5 供水规模

供水规模（即最高日供水量）=居民生活用水量+公共建筑用水量+饲养畜禽用水量+企业用水量+消防用水量+浇洒道路和绿地用水量+管网漏失水量及其它未预见用水量=1 429.15 m3/d。确定本工程供水规模取值为1 500 m3/d，水厂自用水量取最高日用水量的5%，故本工程设计取水量为1 575 m3/d。

3 水源选择

根据项目区内水资源特点，水厂的地表水水源选择方案为从上扶水库取水。上扶水库正常库容为320万m3，有较好的调蓄能力，按供水保证率95%的年净来水总量为281.03万m3，考虑水库蒸发、渗流损失24.31万m3，该供水工程取水总量仅占到上扶水库净来水总量的20.45%，灌溉需水量占到上扶水库净来水总量的43.98%，可见上扶水库水量是完全可保证拟建水厂的用水。

4 工程总体布置及工程设计

4.1 取水建筑物

本工程取水口为上扶水库低涵出水口，底板高程为152.40 m。设计在低涵出口处设一低坝，坝顶高程为153.90 m，取水建筑物进水孔的下缘高程为153.00 m。通过输水管从水库低涵出口送水至水厂取水泵房，采用离心清水泵从取水泵房抽至水厂配水井，设置2台离心泵取水，互为备用。设计取水量为1 575 m3/d，取水水泵选用单级离心清水泵，型号为：L100/100－5.5×2。

4.2 输水线路选择及管材选择

取水口至水厂取水泵房距离为95 m，输水管管材选用钢管，工作压力为0.3 MPa，DN=200 mm，钢管内外防腐采用3层PE防腐。

4.3 水厂厂址

拟建水厂厂址位于上扶水库大坝下游溢洪道东北侧。该位置靠近水库，输水管道较短，厂址到取水口的距离不足100 m，且拟选厂址地势较高，现状地面高程约为（152.00～160.00）m，基本上能实行自流供水，且地势成台阶式，可节省能耗和投资。厂址处现为水田及旱地，工程地质条件较好，交通方便，施工用电可从水厂附近薰峰村的供电线路接入。

4.4 工艺流程

根据湘乡市疾病预防控制中心两次检验，结果表明：上扶水库水所检指标符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749－2006）之《地表水环境质量标准》（GB 3838－2002）之Ⅱ类标准，可作为生活饮用水水源，但其长期浑浊度为8.51 NTU，瞬间浑浊度为116.5 NTU，含有少量大肠杆菌群，因此要保证饮用水安全，必须进行絮凝沉淀、过滤、消毒等一系列处理后方可饮用。

本次初步确定净水工艺方案如附图。

附图净水工艺方案

根据其他水厂经验，采用硫酸铝为混凝剂，次氯酸钠为消毒剂。硫酸铝采用计量泵投至配水井与絮凝池之间的扩散型管式混凝器中；消毒剂（次氯酸钠）投加点设在过清水池进口前，采用水射器投加。参考《湖南省村镇供水工程设计参考图集》，水厂制水工艺流程沉淀采用穿孔旋流絮凝斜管沉淀池，其处理规模为125 m3/h；过滤采用重力式无阀滤池，其处理规模为125 m3/h；蓄水采用矩形钢筋混凝土清水池，其规模取为600 m3。

4.5 平面及竖向布置

厂区内主要建筑物有取水泵房、配水井、穿孔旋流絮凝斜管沉淀池、重力式无阀滤池、清水池、加药消毒间、门卫室、办公楼和综合楼。按净水工艺流程顺流布置的原则，将取水泵房、配水井、穿孔旋流絮凝斜管沉淀池、无阀滤池、清水池布置成直线，位于水厂的东面，加药消毒间布置在水厂西南面，办公楼布置在水厂西面中间，紧邻上扶水库上坝道路，综合楼布置在水厂北面，门卫室布置在水厂西南面，位于下厂区道路旁。厂区道路布置在水厂中间，将生产区和生活区分开，道路宽度为2.0 m，采用透水砖铺设。利用厂区空地做绿化设计。

取水泵房占地面积21.5 m2、配水井占地面积11.84 m2、穿孔旋流絮凝斜管沉淀池占地面积99.44 m2、重力式无阀滤池占地面积30.78 m2、清水池占地面积179.56 m2、加药消毒间占地面积70.38 m2、自用水泵房占地面积4 m2、门卫室占地面积12 m2、办公楼占地面积106.86 m2，综合楼占地面积76.17 m2，厂区总占地面积3 016 m2。

利用现状台阶式的地形布置各净水流程建筑物，将取水泵房、配水井、穿孔旋流絮凝斜管沉淀池、加药消毒间、门卫室地面高程定为158.00 m，无阀滤池、清水池、办公楼、综合楼地面高程定为156.00 m，从沉淀池地面到滤池地面设计坡比为1∶2。

4.6 厂区管线布置

（1）给水管线。本工程从上扶水库低涵出口新建矮坝拦水取水，取水管为1根DN200钢管，长95 m，随地形埋深1.0 m；水输送至取水泵房后，由清水离心泵将水提升输送至配水井，取水泵房至配水井之间采用DN100钢管，长15 m；配水井至絮凝沉淀池之间采用DN250钢管连接，长8.7 m；絮凝沉淀池至滤池之间采用DN250钢管连接，长16.2 m；滤池出水管为2根DN200钢管，汇合后接DN300钢管至清水池；清水池出水管为DN400钢管，直接连接给水管网。

（2）排水管线。厂区内各净水构筑物污水直接就近排入自然水体，雨水直接渗入地下，其他污水由DN200污水管道收集后，集中排入厂区西北的化粪池，最后接入生态污水处理池。污水管采用HDPE管。

（3）水厂自用水。水厂自用水管直接接送水泵房出水管，由离心泵抽至办公楼顶层的水塔，厂区各处用水从水塔取水，自用水管管径为DN25钢管。

4.7 配水管网布置

配水管网采用树枝状布置，管线大体沿修建的X043公路、X044公路及乡村道路一侧布置，从上扶水库溢洪道泄洪渠往北经薰峰村、石江村至仁厚村分成两条，一条往东到三新村、从三新村折向北到版塘村、从三新村折向南到长江村、新苗村地段，另一条往西北到三迁村、桃峰村、从三迁村折向东北到东茅村、中兴村地段。管材采用给水塑料管。

本工程项目区用户分布和人口数量均小于《湖南省村镇供水工程设计参考图集》第三册表1～表5临界人数，故本工程管网管段设计流量应采用秒流量计算。根据管段流量和平均经济流速确定各管段的管径，并计算水头损失。根据地形图和实测高程标高资料确定各节点地面高程，以距离水厂相对较远的最高点（版塘村）为最不利点，推算各点水压线标高及自由水头。经计算，本工程各节点均能满足供水压力的要求，并能满足自流供水，不需设置加压泵。

为保证输配水管道正常工作，在管道上安装必要的附件，主要有检修阀门、减压阀、排气阀、排空阀、水表、消火栓、水锤保护装置等。