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谭家场乡供水工程初步设计
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1 综合说明
1.1概述
谭家场乡位于辰溪县东北部,距县城37km,东与溆浦县均坪镇、舒溶溪乡接壤,南邻溆浦县大江口镇、小江口乡和柿溪乡,北靠沅陵县荔溪乡,西连伍家湾乡,为三县交界之地,已逐步发展成商贸中心,地理位置优越。全乡土地总面积89.89km2,辖15个行政村,共12830人。
随着当地经济的不断发展,配套设施的滞后;植被破坏加剧,生态环境逐渐恶化,水土流失和污染现象严重,一些地方饮用水细菌总数超标,导致各种疾病发生,饮水不安全问题日益突出。为了改善生产生活环境,提高农民生活水平,紧跟建设社会主义新农村的步伐,促进当地经济可持续发展,解决饮水不安全问题迫在眉睫。
1.2自然条件、水资源条件、水文及工程地质
谭家场乡地势东北高、西南低。自北东南西走向,山谷相间,条带状梯级下降。且山高、山多、谷深、坡陡、平地少。一般海拔300~800m,北部尖山主峰海拔984m。项目区主要是以低山为主体夹溪谷的溪谷平原地貌,地势稍低缓开阔,且向沅江河谷渐降。
金洞湾和腊山溪水源点是思螺溪的主要发源地,全长40km,流域面积31.6km2,溪面宽6m,该流域多年平均降雨量为1350mm,多年平均径流系数0.578,水源点控制集雨面积内多年平均产水量约150.46余万m3,多年平均蒸发量1051.29mm。由于该小流域没有任何降雨及蒸发资料,因此在水源论证中借用辰溪县气象局近20年(1989年-2008年)系列的有关水文统计资料,故谭家场集镇饮水安全工程供水保证率(95%)同频率的设计代表年份为2003年。计算得思螺溪小流域设计代表年取水点以上控制集雨面积内年径流深为578mm,年径流总量为150.46万m3
项目区为亚热带季风湿润气候,四季分明,常年平均气温为16.5℃,极端最高气温40.2℃,极端最低气温-12.1℃。多年平均降水量为1580mm。多年平均无霜期为285天,年平均风速为1.5~2.2m/s,最大月平均风速为14m/s,以偏北风为主。沅水二级支流思螺溪蜿蜒境内。
谭家场乡地势东北高、西南低。自北东南西走向,山谷相间,条带状梯级下降。地貌以低山夹溪谷的溪谷平原为主,地势稍低缓开阔,且向沅江河谷渐降。地质属震旦系,岩性为下统江口组,与下伏地层板溪群呈假整合至轻微角度不整合接触,厚10~160m。
1.3供水范围、对象、需水量预测及规模
谭家场集镇供水安全工程供水区域包括4个行政村,1个居委会和2所学校,现有人口2886人,设计供水人口3156人。
结合本地实际,按照需水量预测有关指标,谭家场集镇供水安全工程到设计水平年2025年总净需水量共计12.24万m3,平均每月净需水1.02万m3。
供水规模(即最高日供水量)= 居民生活用水量 +村镇企业和专业户饲养畜禽用水量+ 公共建筑用水量 +消防用水量+ 管网漏失水量和未预见用水量 = 331.84(m3/d).
1.4工程总体布置及方案比较情况
工程总体布置按照节约土地资源、节约投资、运行方便可靠的原则进行,总体布置、输配水管道布置选定线路在1:10000地形图测量定线,水厂平面在1:250的地形图上布置。
取水方式采用金洞湾和腊山溪水源点自流取水方案。
水厂位置按照工程地质条件稳定、交通方便、供水安全可靠等原则确定。
净水工艺流程:原水→絮凝→沉淀→过滤→消毒→清水池→用户。
配水管网采用树枝状布置,按照供水区域的分布情况,管线走向尽量沿桥、公路、沟渠、机耕路等布设,以最短的管线提供最大的供水范围。
主要建筑物设计清水池容积有:100 m3一个,使用水厂综合办公室为一层砖混结构,办公室占地面积47m2,建筑面积为45m2。
1.5施工组织设计
施工条件,本工程所需砂石料从修溪乡料场购买成品料,公路运距11km;水泥从县水泥一厂购买,公路运距39km;块石就近开采,运距1km;红砖从谭家场乡砖厂购买,公路运距3km;钢筋、炸药从县城购买,运距40km;木材、油料、生活物资等均从当地采购,运距2km;管材招标选定,并由供货商送到工地。
施工方案遵循因地制宜,有利生产、方便生活、易于管理、安全经济的原则进行。该工程施工所需主要建材为水泥、钢筋、块石、砖、砂砾石等。
工期60天,其中施工准备期3天,主体工程施工期50天,扫尾期7天。
1.6工程占地、环境评价、水土保持及水源保护
谭家场集镇供水工程永久占地面积0.41亩,参照怀化市土地补偿标准估算投资为0.84万元。
环境综合评价由于该工程采用全封闭地下输水结构,具有水源有保证、无污染、土地占用少、能优化环境等优点。而且工程建成运行后,能改善4个行政村和谭家场集镇共2886人饮水现状,避免当地居民因饮用水不安全所产生疾病带来的危害。在施工过程中会造成水土流失、废水、废气、废渣的产生,对环境造成一定的危害。但通过采取一定的工程与管理措施可得到有效减免与降低,其不利影响均只是局部的、暂时的,从环境保护角度评价,工程是可行的。
水土保持要结合项目区水土保持现状和工程设计、施工特点,根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》及谁开发、谁保护、谁造成水土流失、谁治理的原则,合理确定防治责任范围,根据新增水土流失的特点和工程施工特性进行防治。对引水坝、水厂等工程和施工弃料场在施工完成后要求进行场地平整及种草植树、恢复绿化。
水源保护按照《饮用水水源保护区污染防治管理规定》的要求在取水头部周围划定防护区。谭家场集镇供水安全工程水源保护区分为一级保护区和二级保护区:即水源点周围 100m以内的区域为一级保护区,一级保护区外周围1000m的区域为二级保护区。
1.7工程管理
工程建设管理由县水利局为项目实施法人,按照“项目管理法人、招投标制、监理制、合同制”要求进行,分为施工质量管理、财务管理、竣工验收管理和技术档案管理四部分。
建后运营管理由县水利局牵头,组建谭家场集镇供水公司,并采取所有权与经营权分离的形式,实行公司化运作管理,定编2人,负责供水工程的运行管理和维护。
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2 项目区概况及项目建设的必要性
2.1项目区自然概况
1.地理位置
谭家场乡位于辰溪县东北部,距县城37km,东与溆浦县均坪镇、舒溶溪乡接壤,南邻溆浦县大江口镇、小江口乡和柿溪乡,北靠沅陵县荔溪乡,西连伍家湾乡,为三县交界之地,已逐步发展成商贸中心,地理位置优越。全乡土地总面积89.89km2,辖15个行政村,共12830人。
2.地形地貌
谭家场乡地势东北高、西南低。自北东南西走向,山谷相间,条带状梯级下降。且山高、山多、谷深、坡陡、平地少。一般海拔300~800m,北部尖山主峰海拔984m。项目区主要是以低山为主体夹溪谷的溪谷平原地貌,地势稍低缓开阔,且向沅江河谷渐降。
3.气象水文
谭家场乡属亚热带季风湿润气候,四季分明,常年平均气温为16.5℃,极端最高气温40.2℃,极端最低气温-12.1℃。多年平均降水量为1580mm。多年平均无霜期为285天,年平均风速为1.5~2.2m/s,最大月平均风速为14m/s,以偏北风为主。
沅水二级支流思螺溪蜿蜒境内。
4.工程地质
项目区地质属震旦系,岩性为上统陡山沱组,与下伏地层南沱组呈整合接触,厚21~180m。下部是黄铁矿、铅锌矿化白云岩、环带状白云岩;中部灰黑色白云岩、炭质板岩和条带状板岩,中夹磷块岩;上部是灰白色白云质板岩、白云岩及炭质板岩、白云质板岩。
5.水文地质
项目区内地下水为变质岩裂隙水,岩性以炭质板岩、纹层状白云质灰岩为主,构造裂隙发育,含水性相对较强。根据泉流量和地下径流模数差异,富水性分为二级。富水性弱的,泉流量一般0.22~0.8L/s,地下径流模数0.08~0.75L/s·km2。富水性极弱的,泉流量小于0.1L/s,地下径流模数小于0.5L/s·km2。区内为中山、低山,地形切割强烈,水系发育,一般与河流或溪沟流方向垂直,水力坡度大,流速快,途径短,水位埋深0~20m。在山坡上沿风化层与基岩接触处,在山坡脚沿残坡积层与基岩接触处,在溪河两岸与沟谷以下降泉的型式呈股流、片流或渗流状态排至地表。
6.地震
项目区域内地震裂度小于6度,设计时可不考虑地震荷载。
2.2项目区社会经济概况
1、行政区划
谭家场乡土地总面积89.89km2,总人口12830人,其中农业人口11828人,非农业人口1002人。现辖有大板林村、小板林村、谭家场村、狮头坡村、白岩冲村、上荆溪村、下荆溪村、高坪村、道光屯村、柘木屯村、草子坳村、盐井村、铁炉冲村、李家坳村、王羊屯村共15个行政村和1个居委会。
2、社会经济
2009年全乡工农业总产值达到1361.5万元,同比增长了9.1%,其中农业总产值达到949.2万元,同比增长了4.3%;农民人均纯收入达到987元,同比增长了6%。
谭家场乡土地总面积89.89km2,有耕地1.3万亩,森林覆盖率达74%,木材蓄积量32.18m3,是辰溪县的主要林区之一。全乡有18个林场,乡属林场2个,村属林场16个,拥有广阔的林地,开发前景良好。境内有丰富的矿产资源,品位高,工业价值大,主要有磷、锰、铅锌、矾、硫铁、铀、石煤等,以磷矿为主,磷主要分布在大板林、小板林、上荆溪、下荆溪、高坪等村;矾分布在高坪、柘木屯、草子坳、盐井、铁炉冲等村;硫铁分布在高坪、李家坳、下荆溪等村;铀分布在王羊屯等村。
2.3供水现状及存在的主要问题
项目区居民多沿溪傍山而倚,一部分居民居住在山脚处通过管道引用山谷之间的溪水,但供水能力低、规模小,只能满足少数人的用水,且给水塑管质量不符合饮水要求,在干旱季节水源不足。一部分居民通过水井取水,一遇枯水季节或枯水年水量明显变小甚至干涸,用水无保障,给居民生活带来严重不便。绝大部分居民住在沿溪两岸,通过潜水泵或直接从溪中取水,由于化肥、农药、牲畜粪便和生活污水等影响,导致水长期受污染,饮用极不卫生,严重影响居民身体健康。
经实地调查,谭家场集镇及附近的4个行政村共2886人存在饮水不安全问题。见表2-1
表2-1 供水区域内现状饮水情况统计表
村组
名称
总人
数
(人)
饮水
安全
人口
(人)
饮水不
安全人
口(人)
饮水不安全人口(人)
饮水水质不达标
水量不达 标
用水
方便
程度
不达
标
水源保证率不达标
氟
砷
超
标
苦
咸
水
未经处理
的Ⅳ类及
超Ⅳ类
地下水
细菌学
指标超
标严重
﹑未经
处理的
地表水
污染严
重﹑未经
处理的
地下水
其他
饮水
水质
超标
问题
盐井村
492
492
492
1组
108
108
108
2组
108
108
108
3组
108
108
108
4组
89
89
89
5组
78
78
78
狮头坡村
450
450
450
1组
135
135
135
2组
110
110
110
3组
85
85
85
4组
130
130
130
谭家场村
1068
1068
1068
1组
117
117
117
2组
121
121
121
3组
102
102
102
4组
129
129
129
5组
114
114
114
表2-1 供水区域内现状饮水情况统计表
3.1区域水资源概况
谭家场乡大部属中山、变质岩地层,植被较好,水土流失轻微,气候温凉,雨量适中,是县降水偏多区之一。土壤多为板岩、页岩及部分灰岩发育而成,松软、含蓄水份力强,土层深厚肥沃。本区水利设施有小(二)型水库二座,山塘、溪坝254处。沅水二级支流思螺溪蜿蜒境内。地下水为浅变质岩裂隙水,主要赋存于构造裂隙中,部分赋存于风化裂隙中。区内为中山、低山,地形切割强烈,水系发育,一般与河流或溪沟流方向垂直,水力坡度大,流速快,途径短,水位埋深0~20m。呈股流、片流或渗流状态排至地表。其流量虽受降水、溪水位影响,但变化频率小。
3.2工程地质
3.2.1区域地质
区域地质属震旦系,岩性为上统陡山沱组,与下伏地层南沱组呈整合接触,厚21~180m。下部是黄铁矿、铅锌矿化白云岩、环带状白云岩;中部灰黑色白云岩、炭质板岩和条带状板岩,中夹磷块岩;上部是灰白色白云质板岩、白云岩及炭质板岩、白云质板岩。区域内地震裂度小于Ⅵ度,工程设计时可不考虑地震荷载。
3.2.2主要建筑物地质
1.引水坝工程地质
引水坝位于两岸基岩裸露、山坡对称的“V型”溪谷处,出露的地层岩性以炭质板岩、纹层状白云质灰岩为主,岩石坚硬完整,为弱透水岩层。场地属剥蚀低山地貌,山体雄厚,植被发育,拟建引水坝场地地形较为理想。
2.输水管路工程地质
输水管路工程地质与引水坝地质岩层类似,岩石坚硬完整,承载力和抗剪性能均满足输水管路对地基的要求。
3.水厂工程地质
水厂在李家坳村对门坡半山腰的一片旱地里,地势较缓,厂址地层岩性为震旦系板岩、页岩分布区,岩石土层覆盖不深,稍微清理就能到基岩,基岩坚硬完整,承载力和抗剪性能均满足水厂对地基的要求,没有影响结构稳定的工程地质问题。
4 工程规模
4.1设计范围、供水对象及设计水平年
谭家场集镇供水安全工程供水区域包括4个行政村,2所学校,现有人口 2886人,设计供水人口3156人。结合当地发展情况确定该饮水安全工程设计水平年为2025年,工程设计年限为15年。
谭家场集镇供水安全工程设计人口及用水量表
乡镇名称
村 名
现状人口
(人)
设计人口(人)
人口机械增长总数
(人)
人口自然增长率 (‰)
居民生活用水定额(L/d.人)
居民生活用水量 (m3/d)
谭家场乡
盐井村
492
538
0
6
90
48.33
狮子坡村
450
493
0
6
90
44.28
谭家场村
1068
1168
0
6
90
105.03
李家坳村
876
957
0
6
90
86.13
合 计
2886
3156
284.04
4.2需水量预测
4.2.1居民生活用水量
设计用水居民人数 P=P0(1+γ)n+ P1
P=现有人口数(1+人口自然增长率)设计年限+ 机械增长总数=设计人口数
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。
P1—各村的设计年限内人口的机械增长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;
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6‰;
n —工程设计年限,该工程设计年限为15年。
W= P* q / 1000
W= 村设计人口数 × 该村生活用水定额 / 1000 = 村居民生活用水量(m3/d)
q最高日居民生活用水定额,本工程所在地为湖南省西部山区 ,设计用水条件为全日供水 ,用户有洗涤池和部分其他卫生设施,根据《村镇供水工程技术规范》(SL310—2004)3.1.2表的规定,我省一般最高日居民生活用水定额取值范围确定为 60-100L/d.人。该工程取90 L/d·人。
经计算项目区居民生活用水量为284.04m3/d)
4.2.2 村镇企业和专业户饲养畜禽用水量
谭家场镇集中饮水安全工程主要解决人饮用水安全为主,不考虑用水量较大的村镇企业和饲养业用水,因此在确定供水规模时不考虑该项用水量。
4.2.3公共建筑用水量
没有学校的村庄,不计此项,有学校的可按以下方法计算;
①联村集中供水,有学校的村庄按居民生活用水量的5-10%计算。
②谭家场集镇供水安全工程的公共建筑用水量按在校师生人数乘以用水定额(15-25L/人·日)计算。小学生用水定额取15L/人·日,经调查中小学总人数为880人,经计算公共建筑用水总量为 17(m3/d)
4.2.4消防用水量
根据规范要求:消防用水量应按照《建筑设计防火规范》(GBJ16)和《村镇建筑设计防火规范》GBJ39的有关规定确定。允许短时间供水的村镇,当上述用水量之和高于消防用水量时,确定供水规模可不单列消防用水量。
根据现场调查,谭家场集镇供水工程单栋最大建筑的体积小于1500m3,火灾延续时间按2h,建筑物的室外消防用水量按10L/s计算,消防用水量为72m3,而居民日用水量为284.04m3,因此在确定供水规模时也不需要考虑消防用水量。
4.2.5管网漏失水量和未预见水量
管网漏失水量和未预见水量一般按居民用水量、公共建筑用水量、集体或专业户饲养畜禽用水量之和的10%~25%计列。
结合当地发展情况,管网漏失水量和未预见水量按上述用水量之和的10%取值,经计算得 30.08(m3/d)
4.2.6水厂自用水量
根据原水水质、净水工艺和净水构筑物(设备)类型确定。采用常规净水工艺的水厂,可按最高日供水量的5%-10%计算。
该水厂自用水量确定为最高日供水量的5%计列,经计算得14.17m3/d)
4.2.7农村用水变化系数及供水时间
①时变化系数Kh,建议按下表采用:
供水规模(W)(m3/d)
W>5000
5000≥W>1000
1000≥W≥200
W<200
全日供水
时变化系数Kh
1.6—2.0
1.8--2.2
2.0—2.5
2.3—3.0
②日变化系数Kd可在2.0-2.5范围内取值,建议采用Kd=1.3;采用全日制供水,每天供水时间为24小时。如采用定时供水,要按照《村镇供水工程技术规范》执行。
经计算谭家场集镇供水安全工程的日供水规模为330.85m3,分散供到每个村子,日供水规模不大于200m3/d,固对照建议时变化系数取Kh=2.4。因谭家场集镇供水安全工程的供水规模为Ⅲ型,采用全日制供水,日变化系数Kd=1.3。
4.3供水规模的确定
供水规模(即最高日供水量)=居民生活用水量 +村镇企业和专业户饲养畜禽用水量+公共建筑用水量+消防用水量+管网漏失水量和未预见用水量= 330.85m3/d).
谭家场集镇供水安全工程供水规模计算表
项目名称
计算说明
用水定额
用水量小计
备注
1.居民生活用水量
设计人口3156
90 L/d.人
284.04m3/d
2.村镇工副业用水量
不考虑
3.公共建筑用水量
小学500
15 L/d.人
7.5m3/d
中学380
25 L/d.人
9.5 m3/d
4.消防用水量
不考虑
5.管网漏失及未预见用水量
(1+2+3+4)*10%
30.08m3/d
合 计
331.84m3/d
5 水源选择
5.1水源选择的原则和要求
根据规范,供水水源应符合以下基本要求:
1.水源水量应充沛。用地表水作水源时,枯水期流量的保证率应不低于95%;以地下水作水源时,其取水量应小于可开采量。
2.水源水质:地下水水源水质符合《地下水质量标准》(GB/T14848)的要求,地表水水源水质符合《地表水环境质量标准》(GB3838)的要求,或符合国家饮用水水源水质标准。
3.利用现有水源工程作为工程水源时,如改变工程原设计任务,应取得原工程主管部门书面同意,并作为初设报告附件。
4.水源选择应考虑安全、经济以及便于水源保护等因素。
5.有多处水源可供选择时,应对其水量、水质、投资、运行成本、施工和管理条件等进行全面的技术经济比较后择优确定。
6.当现有城镇和村镇集中供水工程水源水量充沛、设施可靠、技术可行时,周边村镇供水宜采用现有工程管网的延伸供水。
7.当地下水、地表水均可满足要求时,宜优先采用地表水和泉水水源。
8.采用地表水源时,应优先采用有一定调节能力的水库供水。
9.供水区周边没有可供利用的水库,且地下水无法利用,若有水质较好的地表径流时,可在适当位置修建引水工程供水。设计时应对小河、溪流的枯水流量、洪水情况等进行调查分析,论证水源可靠性。
5.2水源
5.2.1 水源概况
金洞湾和腊山溪水源点是思螺溪的主要发源地,全长40km,流域面积31.6km2,溪面宽6m,该流域多年平均降雨量为1350mm,多年平均径流系数0.578,水源点控制集雨面积内多年平均产水量约150.46余m3,多年平均蒸发量1051.29mm。由于该小流域没有任何降雨及蒸发资料,因此在水源论证中借用辰溪县气象局近20年(1989年-2008年)系列的有关水文统计资料,故谭家场集镇饮水安全工程供水保证率(95%)同频率的设计代表年份为2003年。计算得思螺溪小流域设计代表年取水点以上控制集雨面积内年径流深为578mm,年径流总量为150.46万m3。
距谭家场拟建水厂300m处有一条思螺溪,海拔高程为250m,水量充足,但提水运行成本高, 不宜作为水源。
思螺溪小流域设计代表年月降雨量统计表
年 份
2003年
月 份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
合计
当月降雨量(mm)
69.5
85.7
63
161.2
227.7
135.1
102.7
32.1
39.8
33.6
20.1
30.4
1000.9
占全年比例(%)
6.94
8.56
6.29
16.11
22.75
13.5
10.26
3.21
3.98
3.36
2.0
3.03
100
5.2.2 工程水文
本流域属亚热带季风湿润气候,日照充足,无霜期长,冬天较冷,夏季炎热,流域内雨量充足,且多集中于春夏之间。
项目区多年平均降雨量为1000.9mm,多年平均径流系数0.578腊山冲和金洞湾水源多年平均产水量约150.46万m3,谭家场集镇供水安全工程只需12.24万m3,
5.3水源水质分析
根据2010年8月27日辰溪县疾控中心对谭家场乡腊山冲和金洞湾溪水的水质化验报告结论,原水经絮凝、沉淀、过滤、消毒处理后符合饮用水卫生标准要求,可作为该集镇生活饮用水水源。故辰溪县谭家场集镇饮水安全工程供水水源水质符合国家《生活饮用水卫生标准》GB5749-85。
5.4水源论证及水源确定
5.4.1水源论证
该思螺溪流域两处取水点以上控制集雨面积经地形图勾绘为2.6km2,根据年径流总量计算公式W=0.1FXa(单位:万方),
F为集雨面积,该取水点为2.6 km2。
X为设计代表年降雨量,该流域设计代表年降雨量为1000.9mm。
a为径流系数。该流域取0.578。
因自流引水是供水工程的首选取水方式,其次才是提水取水方式,故首先对腊山冲和金洞湾溪水水源点进行水源论证。
5.4.2需水量计算
5.4.2.1农业需水量
1.灌溉制度
思螺溪灌区均普及种植单季中稻,故采用思螺溪灌区设计代表年(2003年)水稻灌溉制度计算成果表。
思螺溪灌区设计代表年水稻灌溉定额计算成果表
作物类型
时 间
灌溉水深
(mm)
灌溉用水量
(m3/亩)
备 注
月
旬
中
稻
5月
中旬
135
90
泡田定额
下旬
6月
上旬
7.9
5.3
中旬
下旬
50
33.5
7月
上旬
46.8
31.22
中旬
53.0
35.35
下旬
78.9
52.63
8月
上旬
92.1
61.43
中旬
58.6
39.09
下旬
36.7
24.48
合计
559
373.03
2.农业净需水量
农业灌溉需水量随丰、枯年份的来水以及农作物生长的土质、气候、作物品种、地下水位等因素而变化。参照GB50288-99《灌溉与排水工程设计规范》,农业灌溉净用水量可用下式计算:
WP=(Aaimi)
式中:Wp-灌溉保证率为P时的净灌溉用水量(m3³);
p-设计灌溉保证率(95%);
A-灌溉面积(hm²);
n-作物种类数;
ai-i种作物的种植比例;
mi-i种作物的灌溉定额(m3/hm²);
思螺溪灌区设计灌溉面积55亩,根据采用的思螺溪灌区设计代表年(2003年)水稻灌溉制度计算成果,计算2025年设计水平年夹石溪灌区农业净需水为2.05万m³。
5. 5.1.2谭家场集镇供水安全工程需水量
通过前面计算分析,到设计水平年2025年谭家场集镇供水安全工程总净需水量共计 12.24万m3,平均每月净需水1.02万m3。
5.4.3水量平衡分析
1.供水利用系数
农田灌溉: n=0.65
谭家场集镇安全饮水:n=0.95
2.计算方法
采用水量平衡计算。
5.4.4水源确定结论
通过对谭家场乡腊山冲和金洞湾溪水水源流量进行水量平衡分析,计算得该年该处水源总产水量为150.46万m3,年农业净需水为2.05万m3,谭家场集镇供水安全工程年总净需水量共计12.24万m3,能满足饮水安全工程和农业灌溉的需要,故选定谭家场乡腊山冲和金洞湾两处水源作为谭家场集镇供水安全工程饮用水源能够满足要求。
思螺溪小流域设计代表年水量平衡计算表
年 份
2003
月 份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
合计
月降雨量(mm)
69.5
85.7
63
161.2
227.7
135.1
102.7
32.1
39.8
33.6
20.1
30.4
1000.9
旬 份
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
上旬
中旬
下旬
旬降雨量(mm)
25
15.5
29
16
37.7
32
18
23
22
45
33
83.2
86
92.7
49
17
95
23.1
25
15
62.7
11
5.1
16
32
5
2.8
4
4
25.9
3.5
5
11.6
2.3
5.8
22.3
1000.9
旬径流量(万方)
3.76
2.33
4.36
2.4
5.67
4.81
2.71
3.46
3.31
6.76
4.96
12.5
12.9
13.9
7.36
2.55
14.3
3.47
3.76
2.25
9.42
1.65
0.77
2.4
4.81
0.75
0.42
0.6
0.6
3.89
0.53
0.75
1.74
0.35
0.87
3.35
150.46
旬用水量(万方)
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
0.34
12.24
月径流量(万方)
10.44
12.88
9.47
24.23
34.22
20.30
15.43
4.82
5.98
5.09
3.02
4.57
150.46
月需水量(万方)
1.02
1.02
1.02
1.02
1.02
1.02
1.02
1.02
1.02
1.02
1.02
1.02
12.24
6 工程总体布置
6.1设计依据及原则
6.1.1设计依据
a)村镇供水工程辅助设计系统1.728版
b)《村镇供水工程技术规范》(SL310—2004)
c)《中国农村给水工程规划设计手册》
d)《村镇给水设计规范》
e)《给排水设计手册》
f)《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003
g)《湖南省村镇集中供水工程初步设计报告》编制提纲
h)船溪村、农科村、交溪村、向家村新农村建设规划
i)辰溪县农村饮水安全工程规划
6.1.2 设计原则
a) 坚持可持续发展原则,确保谭家场乡内4个行政村和2所学校共2880人的饮用水安全。保证该供水工程可持续发展。
b) 认真调研,科学论证,合理利用现有的水资源,提倡以自流为主提水为辅的设计理念。
c) 优化设计、科学管理、集中连片、供水入户、计量收费,有效降低工程建设投资和运行费用。
d) 以辰溪县水利局供水总站为依托建立健全县农村饮水安全监测体系,加强水源保护和水质监测。
6.2 工程等级、类型和设计标准
6.2.1 工程等级及类型
根据中华人民共和国《防洪标准》(GB50201-94)的规定:谭家场集镇供水安全工程的主要建筑物等级为Ⅲ级,次要建筑物等级为Ⅳ级。谭家场集镇供水工程日供水规模为331.84 m3/d,根据《村镇供水工程技术规范》按供水规模分类,工程类型为Ⅲ型。
6.2.2 工程设计标准
(1) 水质
供水水质符合国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)。
(2)取水方便程度
供水入户。
(3)服务水压
1)最高点的供水入户自来水龙头水压为10m。乡政府所在地供水压力为15-40m。
2)公用给水栓:最高点公用给水栓水压为18m。
6.2.3 工程防洪标准
谭家场集镇供水安全工程主要建筑物等级为Ⅲ级,次要建筑物等级为Ⅳ级,设计防洪标准为20年一遇,校核防洪标准为50年一遇。
6.2.4 工程抗震标准
项目区地震裂度小于6度,设计时可不考虑地震负载
6.3 总体布置原则
a)根据水源与供水区位置,利用自然地形条件,缩短供水线路,优化建筑物布置,节约土地资源。
b)节约投资。
c)运行经济。水源取水方式、线路及建筑物布置做好方案比较,实现自流供水、降低运行费用。水厂位置靠近公路,方便施工和运营管理。
6.4供水系统
随着经济发展及人民生活水平的提高,群众对水质水量要求越来越高。但由于经济发展某些配套设施滞后,对地表水污染、破坏严重,导致地下水位降低,一到干旱季节,居民生活用水极不安全,要到1km以外的洞水去挑水,目前为全县饮水问题最突出的集镇。为了解决这一问题,规划了该工程。经反复调研,认定谭家场集镇供水安全工程从腊山冲和金洞湾溪水两处水源点取水方案可行。
6.5水源及取水工程
谭家场集镇供水安全工程的供水水源以腊山冲和金洞湾水源的取水点坝址分别距水厂1.83Km、1.3Km、采用低坝取水方式。坝顶高程分别为292m、290m,水厂地面高程为280 m,可以自流引水。为了降低造价节约资金,工程施工方便就地取材,低坝采用浆砌石。
6.6输水线路选择及管材选择
取水点至水厂距离分别为1.83Km、1.3Km,输水线路只能顺溪而下,选线时尽量选择石方开挖量小的地段,管沟挖深0.6m,挖宽0.5m。输水管设2根,采用PE管材。管线的走向布置在1:10000的地形图上。
6.7 净配水厂位置及工艺确定
谭家场集镇供水区高程在270m以下,根据配水管网水力计算,水厂的出水管中心高程应为282m。经现场踏勘,水厂位置布设在对门坡村后的半山坡上,距谭家场乡李家坳通村公路75m,可修公路至水厂,交通十分方便,地质条件很好。
原水水质都只存在浊度、细菌总数、大肠菌群超标,水质相对较好,只需进行絮凝、沉淀、过滤、消毒处理就能符合国家《生活饮用水卫生标准》。絮凝剂采用碱式氯化铝,用小泵加入反应池,沉淀采用斜管沉淀池,过滤采用重力式无阀过滤池,穿孔旋流反应斜管沉淀池和重力式无阀过滤池的水处理能力为15m3/h,消毒采用二氧化氯发生器消毒。根据《村镇供水工程技术规范》清水池的有效容积为日供水规模20%~60%。
净水工艺流程图
凝聚剂
消 毒
原水
输水管
清水池剂
过滤池
用 户
沉淀池
6.8 配水系统和管材选择
谭家场集镇供水安全工程的供水范围为谭家场乡4个行政村和2所学校(李家坳村、谭家场村、狮头坡村、盐井村、中小学)。供水范围的高程都在270m以下,相对水厂的位置可以采用自流供水,不必考虑分区、分压供水,配水管网采用树枝状布置,按照供水区域的分布情况,以最短的管线提供最大供水范围。管材采用PE给水管,管道压强采用1.0~2.0 MPa。
6.9 征地、拆迁范围和数量
该供水工程永久占地很少,在谭家场集镇供水安全工程规划的范围内没有涉及移民安置问题,只有水厂牵涉占地补偿。管路铺设后进行回填恢复后不影响耕种,所以管线占地不进行占地补偿,故谭家场集镇供水安全工程永久占地0.41亩,参照《湖南省人民政府关于公布湖南征地补偿标准的通知》湘政发[2009]43号,土地补偿标准估算投资为0.84万元。
7 工程设计
7.1 取水构筑物设计
谭家场集镇供水安全工程的水源是腊山冲和金洞湾水源,
7.1.1取水工程
7.1.1.1取水量
取水管设计流量除满足日供水量331.84m3/d的要求,还应考虑水厂的自用水量(水厂自用水量按日供水量5%计算),故该工程设计取水量为346.01m3/d。
7.1.1.2取水构筑物
取水流域为泥灰质页岩地区,溪床无渗漏现象,此段溪床宽5m,此处因跌水形成了一个小水塘,是建低坝取水的理想场所。根据低坝取水的原理和地形,在此地方修建浆砌石挡水坝两座,长5.0 m,高2.5 m,坝顶高程分别为292 m,290m,在挡水坝上游布置两座取水室,取水室长3.0m,宽2.0m ,高2.5m,容积15m3,为钢筋砼结构。在进水室的迎水面设40×40cm的进水孔3个,在进水孔上设4根ф14mm的钢支架,在钢支架上设网眼为5mm×5mm的镀锌格网。取水室内设出水管、冲砂管各一根,出水管管径为ф90mm,安装高程分别为290m、288m。冲砂管的管径为ф90mm,安装高程分别为289.5m、287.5m、在挡水坝的下游设置1.0×1.2 m的砖砌阀门井。
7.1.1.3 取水工程量
土方开挖(Ⅳ类土): 43.2m3
石方开挖(Ⅷ类土): 4.0m3
C10砼垫层:
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