凤县费家庄供水工程取水及调节构筑物设计分析

王 毅

（陕西省宝鸡市凤县水利工作管理站，陕西 凤县 721700）

0 前言

费家庄村位于留凤关镇西南部，距镇政府驻地20 km，地处陕甘两省交界处。全村共辖10个村民小组，251户901人，耕地2100亩，属省级贫困村。目前，因原有供水工程设计标准低，建设规模小，设施老化，且水质浑浊，管网跑、冒、滴漏现象严重[1]。加之，近年来气候持续干旱，有时数月不能正常供水，导致本村84户335人生活用水不能保证，村民通过担挑、车拉沟水，用水不便。若遇连阴雨天气，河水浑浊，水质不达标。为彻底解决留凤关镇费家庄村五、八组群众饮水问题，决定建设供水工程。

根据对费家庄村水资源的初步调查分析，确定工程供水水源选用五组祖寺庙沟、八组娃凤湾沟沟水，水源水质干净，保证率高，新修截水墙、集水井、蓄水池、部分输配水管网，解决当地群众用水问题。

1 工程区概况

1.1 自然条件

费家庄村位于留凤关镇西南部，距镇政府驻地20 km，地处陕甘两省交界处。海拔高度990 m～2400 m之间，地处村镇公路沿线，交通便利，森林覆盖率高，地表水资源丰富，径流随季节变化，水体无污染源，水质良好。经当地村民长期饮用证实无任何异味和病害，是理想的生活饮用水源。

费家庄村村民居住相对分散，基本沿沟坡居住，交通便利，有利于工程建设。

1.2 水资源条件

项目区内水系充分发育，最大的河流为野羊河，常年径流量较大且流量稳定，水量充沛。经过实际调查测算，祖寺庙沟、八组娃凤湾沟两处自流水源，枯水季节出水量分别在110 m3/d～90 m3/d、32 m3/d～34 m3/d 之间，常年不会断流，可分别满足两处供水工程生活用水要求。

2 设计水平年需水量预测

2.1 供水范围和设计水平年

该工程供水范围为留凤关镇费家庄村2个村民小组84户335人，供水工程现状水平年为2018年，设计水平年为2028年。近期规划供水人口按6‰增长率计，到2028年人口达到355人。

2.2 村民用水量标准确定

根据《村镇供水工程设计规范》（SL 687-2014）规定的供水标准，并结合项目区人畜饮水实际，按照气候和地域分区，项目区所在地为一区，以水龙头入户，基本全日供水，有洗涤池，卫生设施较齐全等标准，确定最高日居民生活用水定额为100 L/（人·d）。根据规范要求，结合工程实际，管网漏失水量和未预见水量之和，取总水量的15%，时变化系数K=3.0，其余公共建筑用水量不予考虑。

2.3 日最大用水量

式中：P0为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230人；γ为设计年限内人口的自然增长率，取6‰；n为工程设计年限，为10年；P1为设计年限内人口的机械增长总数，考虑本地区实际情况，取0；q为最高日居民生活用水定额，取100 L/（人·d）。

经计算，5组祖寺庙沟：P=244人，W＝24.4 m3/d，管网漏失水量和未预见水量之和WL＝28 m3/d；8组娃凤湾沟P=55人，则W＝5.5 m3/d，管网漏失水量和未预见水量之和WL＝6.3 m3/d。

主管网设计流量：

式中：K为时变化系数，取3.0。

经计算，5 组：Q＝0.97 L/s；八组：Q＝0.22 L/s。

2.4 供水规模

根据以上计算结果，新建的5组、8组日最大用水量分别为28 m3、6.3 m3，根据该村发展规划与运行实际情况，从合理利用，经济适用原则出发，确定5组，8组供水规模分别为28 m3/d、7 m3/d。

根据需水预测，最高日用水量为:34.3 m3/d=0.40 L/s。

确定该供水工程供水规模为35 m3/d。

3 取水构筑物设计

3.1 集水井

五组祖寺庙沟水源处修建集水井2座，集水井内径1.0 m，井深2.4 m，井盖、井壁及井底均为C20钢筋砼结构，受力筋为Ф10@150，结构筋为Ф6.5@250，井盖厚0.15 m，井身深1.7 m，壁厚0.20 m，井壁布设孔径3 cm～5 cm的渗水孔，渗水孔间隔0.15 m，梅花状分布，井壁周围回填砂砾石滤料；井底壁厚0.25 m，底厚0.2 m，井底净深0.5 m，以便河水入渗到井内汇集，井底预埋排污管和出水管，出水管高度距离井底0.3 m[2]。

3.2 截水墙

八组娃凤湾沟水源处新建C20砼浇筑截水墙1座，坝顶宽0.5 m，底宽1.54 m，基础深0.5 m，墙高1.3 m，坝长8 m。墙前修建干砌石半圆集水井1座，半径1.5 m，深1.6 m，并加盖板，集水井应高出坝0.3 m，并预埋出水管，留进水孔，集水井周围用分级砂砾石滤层充填。进水管口必须设置过水滤网，以免杂物堵塞管道。

4 调节构筑物设计

4.1 沉淀池

八组娃凤湾沟修建蓄水池前，新建沉淀池1座，为钢筋砼矩形结构，净尺寸为长×宽×高×厚=2 m×1 m×1 m×0.2 m，采用C20混凝土现浇，盖板亦采用C20钢筋混凝土现浇，厚0.12 m，并预埋进进水管、出水管、溢流管和排污管。

4.2 容积24 m3蓄水池

依据五组祖寺庙沟设计水平年日最高用水和实际调蓄需求，确定蓄水池容积为24 m3。

在五组祖寺庙沟水源附近半山坡平地上新修半埋式高位水池1座，为钢筋砼矩形结构，净尺寸为长×宽×高=4.0 m×3.0 m×2.0 m，壁厚0.25 m，容积V=24 m3，采用C20钢筋混凝土现浇。盖板采用C20钢筋混凝土现浇，厚0.12 m，池盖加锁，用于消除安全隐患，池高出地面0.5 m，以防雨水灌入池中，污染水源。并预留通气孔、检修孔、进出水管、溢流管、排污管。

4.3 容积6 m3蓄水池

依据八组娃凤湾沟设计水平年日最高用水和实际调蓄需求，确定蓄水池容积均为6 m3。

在八组娃凤湾沟水源附近半山坡平地上分别新修半埋式高位水池各1座，为钢筋砼矩形结构，净尺寸为长×宽×高=2.0 m×2.0 m×1.5 m，壁厚 0.2 m，容积 V=6 m3，采用 C20钢筋混凝土现浇。

蓄水池盖板采用C20钢筋混凝土现浇，厚0.12 m，池盖加锁，用于消除安全隐患，池高出地面0.5 m，以防雨水灌入池中，污染水源。并预留通气孔、检修孔、进出水管、溢流管、排污管，见图1。

图1 蓄水池6 m3设计图

5 结语

调节构筑物的选择应根据本地区的水源条件、地理环境、经济状况、人口密度、供水规模等因素，因地制宜，科学合理地进行规划设计，选择适宜本地区的供水调节方式，实现投资省、质量高、效益高的目的，管理、操作方便。

费家庄供水工程调节构筑物设计时间短，任务重，特别是由于地质资料较少，应及时进行现场实际勘测，不断调整设计方案，以使工程建设更安全可靠，经济合理，使工程发挥更大的效益，真正为群众饮水安全发挥作用，为保护生态环境、合理利用水资源提供有力保障。