南甸镇小峪村北阳农村饮水工程设计综述

高美东

(本溪满族自治县水务和移民事务服务中心，辽宁 本溪 117000)

1 工程概况

1.1 农村饮水工程基本概况

南甸镇有悠久的历史文化。九顶铁刹山是东北道教发祥地1630年，东北道教始主郭守祯在铁刹山开创龙门派，并设上下两院。上院白云卷舒山的三清观，下院铁刹山。古堡——马城子史称一堵墙，修于1546年，是历代兵家必争之地。南甸镇位于本溪满族自治县的东部，其地理座标E124°21′，N41°17′，辖沟口、南阳、小峪、滴塔、南甸、才窑、马城子、二道河9个村。镇址距县城26km。总人口1.68万人。总面积132.59km2。本溪县南甸镇地处中纬度北温带湿润气候区，季风和大陆性气候特征明显。年平均气温6.5℃。最低气温零下33℃，最高气温为32℃，年平均降雨量926.3mm。降水集中在七、八月份，达500mm左右，占全年降水量的61%，多地形雨、对流雨，无久旱少雨之年。多年平均蒸发量1383mm，年最大蒸发量1488mm。多年平均日照时数为2411.1h，无霜期127d。多年平均风速2.7m/s，最大风速16m/s。最大冻土深度为1.49m。 南甸镇的山脉多为喀斯特地质结构，石灰石资源丰富碳酸钙含量高达96%。全镇5个石灰石矿，年开采量20万t。本溪电缆集团是南甸子镇的龙头企业。该集团拥有国内最先进的电缆制造设备和理化试验设备，生产电缆三大系列上百个品种，1998年被评选为省明星企业。农作物以玉米、大豆为主。1995年以来，养殖业发展较快每年向市场提供30万只的肉食鸡。供水范围是本溪县南甸镇小峪村北阳。解决小峪村北阳130户385人的日常生活及生产用水。

1.2 农村饮水工程建设的必要性

饮水工程是农村生产生活的重要基础设施，也是全面建设小康社会的重要标志。解决农村饮水安全问题与农民的身体健康、生产生活息息相关，关系到子孙后代的幸福和兴旺。它不仅是当地群众的迫切要求，更是各级政府义不容辞的责任和义务。保障农民群众饮水安全，是党中央、国务院向各级政府部门提出的一项重要任务，是建设社会主义新农村的重要内容。建设南甸镇小峪村北阳农村饮水工程是坚持以人为本，践行构建“和谐社会”，建设新农村的具体体现。

解决小峪村北阳饮水安全问题，有利于提高农民的生活质量，增强农民的身体素质，减少医药费的支出；有利于恢复和解放大量农村劳动力，使农民的剩余劳动力务工经商，实现人力资源的流动，增加人均收入；有利于改善生态环境，增强群众爱水节水意识；有利于密切党群关系，巩固党在农村基层的执政基础，提高党的执政能力，对改革开放、社会进步、促进经济繁荣起到积极的推动作用[1]。解决人畜饮水安全问题，可以改善生存环境，提高饮用水的卫生标准，预防传染病的传播，提高农牧民的健康水平，促进精神文明和物质文明的发展，对社会进步、提高全民健康水平具有不可替代的作用。

南甸镇小峪村北阳农村饮水工程实施后，可使小峪村北阳的居民喝上干净、卫生、安全可靠的农村饮水，可彻底消除饮水不安全给居民群众身体健康带来的危害，可减少疾病的流行，降低发病率，增强居民的身体健康。

1.3 水源选择

1.3.1 水源地的选择

通过对周围地区的勘察，初步确定的供水工程水源采用深层地下水。水源地选择为已建深水井，地面高程为286.10m。经现场抽水实验，已建深水井出水量能满足设计最高日用水量及最高时用水量要求。

经本溪满族自治县疾病预防控制中心提样化验，各项指标基本符合《生活饮用水卫生标准》(GB/T5749-2006)的要求。水源井的水质达到设计要求。

1.3.2 水源地水质评价

小峪村委托本溪满族自治县疾病预防控制中心对已有水源井提样化验并进行了水质检测。本溪满族自治县疾病预防控制中心做出检测结果，水源井水质各项指标基本符合《生活饮用水卫生标准》(GB/T5749-2006)的要求(详见附本溪满族自治县疾病预防控制中心检测报告)。

2 工程设计

2.1 工程任务和供水范围

本次工程建设的任务是：通过南甸镇小峪村北阳农村饮水工程的建设，解决南甸镇小峪村北阳饮水困难的问题，解除因饮水对南甸镇小峪村群众带来的生产和生活的不便，促进当地经济发展。

供水范围是本溪满族自治县南甸镇小峪村北阳。解决小峪村北阳130户385人的日常生活及生产用水。

2.2 供水量相关计算

2.2.1 计算用水量

根据地形原因本工程分为河北组93户215人、北阳1组9户36人及北阳2组28户134人，三个区域分别供水。根据《村镇供水技术规范》中用水量公式计算过程如下：

1)小峪村河北组93户215人生活用水量Q1

Q1=q1×p1(m3/d)

p1=p0(1+a)n(人)

(1)

式中：q1村镇居民最高用水定额(L/人·d)，取85L/人·d；p1为设计人口，人；n为设计年限，取15a；p0为现状人口，人，取215人；a为人口增长率，根据建设单位提供数据，取a=12‰。

则依据公式计算：

Q1=85/1000×p1

p1=215×(1+0.012)15=257(人)

(2)

代入上式：Q1=85/1000×257=21.86(m3/d)。

管网漏失水量和未预见水量Q7：

Q7=Q1×10%=21.86×10%=2.186(m3/d)。

最高日供水量Qd：

根据《村镇供水技术规范》(SL310-2004)要求，定时供水工程时Kh取2.3-3.0。本工程取Kh=2.5。日变化系数可在1.3-1.6之间。本工程取Kh=1.5。

Qd=Q1+Q7=21.85+2.186=24.04(m3/d)；

Qd=Q1Kh=24.04×1.5=36.06(m3/d)。

最高时供水量Qh：

Qh=KhQd/6

(3)

式中：Kh为时变化系数(每天供水6h)。

依据公式计算：Qh=KhQd/6=2.5×36.06/6=15.03(m3/h)。

2)小峪村北阳1组山上9户36人生活用水量Q1：

Q1=q1×p1(m3/d)

p1=p0(1+a)n(人)

(4)

式中：q1为村镇居民最高用水定额(L/人·d)，取85L/人·d；p1为设计人口，人；n为设计年限，取15a；p0为现状人口，人，取36人；a为人口增长率，根据建设单位提供数据，取a=12‰。

则依据公式计算：

Q1=85/1000×p1；

p1=36×(1+0.012)15=43(人)；

代入上式：Q1=85/1000×43=3.66(m3/d)。

管网漏失水量和未预见水量Q7：

Q7=Q1×10%=3.66×10%=0.37(m3/d)。

最高日供水量Qd：

根据《村镇供水技术规范》(SL310-2004)要求，定时供水工程时Kh取2.3-3.0。本工程取Kh=2.5。日变化系数可在1.3-1.6之间。本工程取Kh=1.5。

Qd=Q1+Q7=3.66+0.37=4.03(m3/d)；

Qd=Q1Kh=4.03×1.5=6.04(m3/d)。

最高时供水量Qh

Qh=KhQd/6

(5)

式中：Kh为时变化系数(每天供水6h)

依据公式计算：Qh=KhQd/6=2.5×6.04/6=2.52(m3/h)。

3)小峪村北阳2组28户134人生活用水量Q1

Q1=q1×p1(m3/d)

p1=p0(1+a)n(人)

(6)

式中：q1为村镇居民最高用水定额，L/人·d，取85L/人·d；p1为设计人口，人；n为设计年限，取15a；p0为现状人口，人，取134人；a为人口增长率，根据建设单位提供数据，取a=12‰。

则依据公式计算：

Q1=85/1000×p1；

p1=134×(1+0.012)15=160(人)。

代入上式：Q1=85/1000×160=13.62(m3/d)。

管网漏失水量和未预见水量Q7：

Q7=Q1×10%=13.62×10%=1.362(m3/d)。

最高日供水量Qd：

根据《村镇供水技术规范》(SL310-2004)要求，定时供水工程时Kh取2.3-3.0。本工程取Kh=2.5。日变化系数可在1.3-1.6之间。本工程取Kh=1.5。

Qd=Q1+Q7=13.62+1.362=14.98(m3/d)；

Qd=Q1Kh=14.98×1.5=22.48(m3/d)。

最高时供水量Qh：

Qh=KhQd/6

(7)

式中：Kh为时变化系数(每天供水6h)。

依据公式计算：Qh=KhQd/6=2.5×22.48/6=9.37(m3/h)。

南甸镇小峪村北阳农村饮水工程设计规模最高日供水量为河北、北阳1组、北阳2组之和。即36.06+6.04+22.48=64.58m3/d，

2.3 工程规模

南甸镇小峪村北阳农村饮水工程设计规模最高日供水量64.58m3/d，最高时供水量26.91m3/d，工程规模为Ⅴ型。确定工程主要建筑物等级为Ⅴ级。年供水总量为2.36万m3。根据《中国地震动参数区划图》GB18306-2001，工程区地震烈度为Ⅵ度。

3 水源工程设计与管理

3.1 水源井

南甸镇小峪村北阳水源地为已建深水井。

3.2 蓄水池设计

本工程供水方式为自压式供水。水泵将深井水提升至工程区域山坡上新建蓄水池，利用蓄水池与住户高差自流为各户供水。蓄水池为钢筋混凝土方型结构，尺寸(内径)：4×3.5×3(m)。蓄水池有效容积为42m3。

3.3 管道开挖设计

管道开挖时应保证边坡稳定，并留有足够的施工空间，根据当地的地层情况土方开挖管道底宽0.6m，边坡设计为1:0.67。在土基上埋设管道不作地基处理，将天然地基整平，管道铺设在未经扰动的原状土上。如遇岩石，应在岩基上埋设管道应铺设200mm厚的细土垫层。管道周围200mm范围内要用细土回填，回填土的压实系数应≥90%。根据本溪县气象资料，工程区最大冻土层深度为1.49m，确定输水管埋深为1.6m。

3.4 管路附属建筑物

根据规范要求和运行维护管理需要，在输水管线干管和各级支管上设计阀门井。阀门井采用浆砌石结构，井径为1.2m，井深为1.7m，井盖为混凝土井盖。南甸镇小峪村北阳农村饮水工程共设阀门井7座。

3.5 水源地保护区的划分与管理

为保障人民身体健康和经济建设发展，必须保护好饮用水水源，严格执行《饮用水水源保护区污染防治管理规定》，明确划分水源保护区，把饮用水水源保护区的设置和污染防治纳入县经济和社会发展规划和水污染防治规划。根据《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338-2007)划分南甸镇小峪村北阳农村饮水工程以水源井为中心半径150m的范围内为一级保护区，以水源井为中心，半径150-300m范围内为二级保护区。水源处配备专人负责，对供水管网各项设备应进行定期的观测、维修和养护；每年对水质进行2次(枯、丰期)的采样，委托本溪满族自治县疾病预防控制中心负责检测[2]。

4 施工组织设计

4.1 施工条件及施工方案、施工方法

4.1.1 施工方案

南甸镇小峪村北阳农村饮水工程主要建筑物是：管道沟开挖、管道安装及管道沟回填。由于工程管线施工主要在小峪村内，为了减少施工对当地村民的影响，缩短工期，施工采取分段施工的总布置。

1)以管段为单元进行分区施工；

2)在村内空旷地临建仓库一座，专人看护；

3)根据需要，施工建临时道路500m；

4)在水质、水量符合要求后再进行其他工程建设。

4.2 施工方法

4.2.1 土方开挖工程

本工程土方开挖主要集中在输水管道。采用0.4 m3翻铲挖掘机后退开挖的施工方法。

开工前必须向施工单位进行技术交底，并同施工班组长到现场实地勘察，对地面上的障碍物作出具体处理措施，然后放线开挖。管道开挖与管路安装紧密结合，既不能影响耕种，又不能长时间堵塞交通。开挖前根据管道沟口径、土质情况确定边坡系数。开挖中要经常检查沟槽是否达到规定的宽度和边坡。开挖深度1.6m，挖出土方必须弃于沟两岸0.5m以外。开挖好的管道沟，沟底要求底面要平整、坡度变化要渐进，并严格按照设计开挖深度和沟底纵坡施工。凡沟内发现电缆等其它重要物体，要立即报告建设单位，采取保护措施。

4.2.2 管道施工

1)管道热熔承插连接：

压力管道安装必须对管道接口、阀门、配件以及其它附属构筑物仔细进行外观检查；复侧管道的纵断面；并按要求检查管道的放气和排水条件。管道采用热熔承插连接，管材的连接端应切割垂直，并应用洁净布擦净管材和管件连接面上的污物，标出插入深度，刮除其表皮；承插连接前，应校直两对应的待连接处，使其在同一轴线上；插口外表面和承口内表面应用热熔承插连接工具加热；加热完毕，待连接件应迅速脱离承插连接加热工具，并应用均匀外力插至标记深度，在焊接时间内保持该位置不变，在至少10min的附加冷却时间内，不能让接头承受过大的应力。

2)冬季施工措施：

根据PE管的特性，要求焊接时气温不低于0℃，最好在10℃左右，在0℃以下施工时要设置移动保暖棚，保暖棚的温度应在0℃以上，加热板温度应控制在230-235℃之间，但不能超过235℃，以保证PE管在焊接时的热交换能够正常进行；保暖棚宜采用帐篷，并且应有简易火炉，可在帐篷内连续连接不超过6个接口，但是管材最大连接长度不超过50m；为保证热交换能够正常进行，要求焊接时风力不能超过4级，否则需要设置挡风装置。

3)压水试验：

根据《给排水管道工程施工及验收规范》规定，供水管道应用水进行压力试验。供水管道压水试验应将管道灌满水后，在不大于工作压力条件下浸泡24h。实验压力应不低于1.5P的设计内水压力，当水压升到实验压力时，保持恒压10min，检查接口、管身无破损及渗漏现象后，供水管道方可运行使用。地下管道必须在管基检查合格，管身两侧及其上部回填不少于0.5m后进行压力试验。此外，铺设后须立即全部回填土的工程段，在回填前应认真对接口作外观检查，回填后进行压力试验。

5 结 论

工程建成后，每年可为南甸镇小峪村北阳供水2.36万m3，彻底解决当地居民生活用水困难的问题，也促使广大人民群众自觉爱护环境，珍惜环境。本工程的建设对生态环境带来的影响利大于弊，能够促进周边各村的经济发展和人民生活水平的提高和生活环境的改善。不利影响是施工期环保问题，但通过制订和实施科学、完善的环境保护措施，加强施工管理，规范、文明施工，做好工程范围的生态环境保护，其不利影响可以避免或大大降低。因此从环境保护和水土保持角度看，南甸镇小峪村北阳农村饮水工程的建设是必要的和切实可行的。