官厅村供水工程设计方法与技术

孟增磊

(陕西省蓝田县河道管理处，陕西 蓝田 710500)

1 引言

近年来，虽然农村经济得到发展，温饱问题已基本解决，居住、电力、交通等条件已得到很大改善，生活水平普遍提高。但农村饮水设施建设基本停留在较低水平，群众长期饮用不符合卫生条件的地下水[4，5]，对群众的健康造成了不良影响[6]，如果这种状况持续下去，将影响一代甚至几代人的健康。在建设社会主义新农村的进程中，饮用水的安全已成为制约当地经济发展的一个重要因素[1，2]。建设安全饮水工程，提高群众生活质量[3]，对于解放当地劳动力资源，促进当地经济发展，是十分有必要的。党中央和政府对农村饮水问题高度重视，新农村建设、小康社会为农村供水提出了更高要求。解决供水问题是关注民生，以人为本的重要体现[7]。因此，建设官厅村2组供水工程对促进该村政治、经济和社会的发展具有重要的现实意义，构建和谐灞桥，保障饮水安全势在必行。

2 项目区概况

项目区属灞河河谷区，灞河河谷区河谷一般开阔为4～6 km，海拔430～780 m。区内起伏平缓，高差30～60 m。村民集中居住在灞河左岸。区域内地表层为亚砂土，上部为灞河洪积砂质黏土，粉砂，细中砂含泥，砂砾卵石含泥，下部基岩。

项目区地下水资源有浅层水和承压地下水，地下水潜水补给来源有降水入渗、地表水的渗漏，丰水期河流补给，其主要补给来源为灞河的侧向补给，水质较好，水量丰富。项目区目前以利用浅层地表水为主，深度10～20 m。

该区属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季冷暖分明。根据灞桥区气象站多年统计资料；多年平均气温13.1 ℃，多年极端最低气温-17.4 ℃，极端最高气温43.3 ℃，冻土最大深度45 cm。多年平均降雨量833.3 mm,地区差异明显，年内分布不均。

3 供水工程设计

本供水工程涉及灞桥区席王街道办官厅村人口4700人，其中饮水不安全人口4700人。供水对象主要考虑项目区人饮水，不考虑工业企业和养殖场饲养用水。

3.1 工程规模

新建一眼180 m的深井一眼，25 m高50 m3容积水塔一座。

3.2 水源选择

根据《西安市实用水文手册》，项目区位于灞河阶地，阶面较平坦，含水性为上更新统下部冰水堆积层，砂卵层厚度为5 m左右，水位埋深30～50 m。地下水属第三系碎屑岩类孔隙承压水，由于受地质构造的控制，项目区单位最大涌水量15～40 m3/h，水质较好，作为此次供水工程水源。

3.3 用水量预测

2014年官厅村2组总人口4600人。人口自然增长率控制在4.35%，人口机械增长综合考虑为150人，则至2024年项目区人口计算如下：

P=p0(1+γ)n+p1

(1)

式中：p0为项目区常住人口数，其中包括无当地户籍的常住人口，人；γ为设计年限内人口的自然增长率；n为工程设计年限，10年；p1为设计年限内人口的机械增长总数。

(1)生活日用水量Q1:Q1=P×80L/d÷1000=396.33 m3/d。

(2)管网漏失水量和未预见用水量Q3：管网漏失水量和未预见用水量取Q1的20%计算。Q2=Q1×20%=79.27 m3/d。

(3)日用水量Q：Q=Q1+Q2=475.60(m3/d)。

(4)日最高时用水量Q时：Q时=Ks×Q÷24=49.54(m3/h)。

根据项目区需水量预测可知：到2024年项目区日用水量为475.59 m3/d，根据《村镇供水工程设计规范》(SL687-2014)集中式供水工程划分，确定工程类型为Ⅳ型。

3.4 机井设计

3.4.1 水泵选配

扬程计算：根据地面高程、水头损失、水源动水位埋深等计算扬水高度。实测水源井与水塔高差40 m，结合附近成井资料，水源井动水位埋深160 m，水头损失11.36 m，总水头：(40+160+11.36)×1.1=232.50 m。故选择水泵扬程不小于232.5 m。

水泵的设计流量为最高日工作时用水量，可按下列公式计算：Q=W/T=479.54÷20=28.03 m3/h。

式中：Q为水泵设计流量，m3/h；W为日用水量，m3；T为日工作时间，应根据调节建筑物的设计调节能力确定，20 h。故水泵选型见表1。

表1 为水泵选型

3.4.2 井深确定

参考项目区地下水的水文地质资料，确定设计井深为180 m。

3.4.3 井孔直径确定

动水位为160 m。井型选定为管井，井径(内径)选定为Φ600 mm。

3.4.4 井管结构尺寸确定

井管选用采用φ300 mm砼管，滤水结构为条式过滤器缠丝滤水管外填优质滤料，考虑地层的透水性，滤料规格为3～5 mm左右(采用泾河碎石)，下管时应安装扶正器。全孔采用泥浆护壁回转钻进，应分段捞取砂样并描述记录。钻进中应进行简易水文地质观测，完整记录水位、冲洗液消耗等数据。

3.4.5 井房设计

井房为砖混结构，尺寸为：3.3 m×5.4 m×3.2 m(开间-进深-层高)。室内地坪比室外高0.30 m。采用M7.5砖砌墙结构，墙厚25 cm，采用C20砼现浇房顶，房顶留0.4 m×0.4 m吊装孔，屋地面采用C20砼，屋面保温层采用白灰炉渣，最薄处厚度不低于250 mm，用水泥砂浆找平，上铺三粘四油防水。墙体采用黏土实心砖。内墙采用石灰砂浆抹面，乳胶漆喷涂，外墙均采用水泥砂浆抹面，刷外墙涂料，房屋照明接通，每间一个，采用节能灯管。设计门为防盗门2个，尺寸为0.9 m×2.5 m，窗为铝合金，尺寸为1.3 m×1.5 m，后窗为高窗，尺寸为1.0 m×1.3 m，窗均设不锈钢防护网。

3.4.6 水塔设计

本次工程利用水塔的调蓄作用，水塔容积按照最高日用水量的10%确定，并结合村民饮水习惯，取水塔容积为50 m3，水塔采用钢筋砼工艺,由水塔自压供水到用户。钢筋砼水塔，参照标准图04S803施工。

3.4.7 输变电工程设计

本供水站共装设深井水源泵1台，配套电动机功率为18.5 kW；室内照明、检修、试验及其他生产、生活用电负荷为4 kW，所以，统计总用电负荷约为22.5 kW。

3.4.8 配水工程设计

入户管道采用PE管道，热熔连接，进户管按每户10 m计算，管径φ20 mm，安装水表、龙头、立杆，洗漱池，设龙头保护墩并刷涂料。

4 结论

本文针对灞桥区席王街道办官厅村饮水问题，开展供水工程设计，确定设计日最高时用水量49.54 m3/h，取水井深180 m，井径(内径)Φ600 mm，水泵选用200QJ32-243-18.5，满足了当人饮对水资源的需求，为后续的相关工程提供借鉴与参考。