双鸭山市四方台、宝山区给水工程建设可行性研究报告.doc

双鸭山市四方台、宝山区给水工程可行性研究报告双鸭山市四方台、宝山区给水工程可行性研究报告第一章 概 述1.1 项目背景1.1.1 项目背景及建设的必要性双鸭山市位于黑龙江省东部，是以煤炭采选业为主的工业城市。其中四方台区、宝山区坐落于双鸭山市区东南部，距市区中心分别为14km、27km。两区自然资源及矿产资源丰富，是双鸭山市重要的煤炭生产基地，是以煤炭生产及精深加工、建材工业为主。四方台区目前日供水量约为3000m3/d，实施定时供水。宝山区目前日供水量约为3500m3/d，现自采水普及率为70%，尚有30%人口靠自备压井供水。近年来两区建设迅猛发展，但其给水设施的建设相对滞后，区内大部分管网及净水厂为70年代建设，由于年久失修，“跑、冒、滴、漏”现象十分严重，市政给水管网漏失率较高，达到了45%左右。致使净水厂的出水泵始终处于最大出水状态，给企业造成了一定的经济损失。本工程如果实施，必将降低管网的漏失率及能耗提高运行经济效益，必将改变双鸭山市两区居民生活质量，保障人民身体健康。1.1.2 项目概况1、建设规模：四方台区给水工程设计总规模最高日供水量为20000m3；宝山区给水工程设计总规模最高日供水量为15000m3。2、主要工程内容：工程设计内容包括：扩建地下水源、新建输水管道和加压泵站、新建净水厂以及配水管网进行改扩建。3、工程用地：双鸭山四方台区给水工程用地1.3ha；双鸭山宝山区给水工程用地1.2ha。4、工程投资：双鸭山四方台区给水工程：4201.49万元；双鸭山宝山区给水工程：4427.98万元；1.2 编制依据1、双鸭山市四方台、宝山区给水工程可行性研究报告编制委托书；2、双鸭山四方台区城市总体规划（20082020）；3、双鸭山市宝山区城镇总体规划（2001-2020）；4、双鸭山市四方台、宝山区给水工程环境影响评价报告5、双鸭山市四方台、宝山区给水工程勘察报告6、双鸭山市四方台区1：10000地形图；7、双鸭山市宝山区1：10000地形图；8、双鸭山市产品质量监督检验所提供的四方台区、宝山区水质检验报告；9、河漫滩水源井及馒头山水源井管井结构柱状图；10、采用的主要规范及标准室外给水设计规范（GB50013-2006）；室外排水设计规范（GB50014-2006）；生活饮用水卫生标准（GB5749-2005）；城市供水水质标准（CJT206-2005）建筑给水排水设计规范（GBJ50015-2003）；建筑防火设计规范（GBJ16-87，2001版）；城市排水工程规划规范（GB50318-2000）；建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；建筑抗震设计规范（GB50011-2001）；总图制图标准（GB/T50103-2001）；岩土工程勘察规范（GB50021-2001）；构筑物抗震设计规范（GB50191-31）；给排水构筑物施工及验收规范（GBJ141-90）；给水排水管道工程施工及验收规范（GBJ50268-97）；供配电系统设计规范（GB50052-95）；低压配电设计规范（GB50054-95）；建筑物防雷设计规范（GB50057-94，2000版）；电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-92）；通用用电设备配电设计规范（GB50054-95）电力工程电缆设计规范（GB50217-94，2000版）电力设备接地设计技术规范（sDJ8-79）；工业与民用电力装置的接地设计规范（GBJ65-83）；10KV以下变电气设计规范（GB50053-94）仪表系统接地设计规定（CD50A19）；仪表供电设计规定（CD50A-18）；泵站设计规范（GB/50265-97）；给水排水制图标准（GB/T50106-2001）；建筑项目环境保护设计规定（87国环字第002号）；城市工程管线综合规划规范（GB50289-98）；砌体结构设计规范（GB50003-2001）；建筑结构荷载规范（GB5009-2001）；混凝土结构设计规范（GB/T50010-2002）；建筑制图标准（GB/T50104-2001）；建筑结构制图标准（GB/T50105-2001）；工业建筑防腐设计规范（GB50046-95）；1.3 编制范围本次工程范围主要为双鸭山市四方台区城镇供水系统设计，包括水源工程、输水工程、净水厂及配水管网工程；双鸭山市宝山区净水厂及配水管网工程。1.4 城市概况1.4.1 地理位置双鸭山市位于黑龙江省东北部，距省会哈尔滨市430km。东隔乌苏里江与俄罗斯比金市相望，南与虎林市、密山市、桦南县毗邻，西与佳木斯市、七台河市相连，北与富锦市、同江市、扶远县、桦川县接壤，北临辽阔的三江平原，南面是连绵的群山，在市区的东北部有两座形似卧鸭的山峰，市名便由此可得。同时，双鸭山因矿设市，因煤而兴。四方台区坐落于双鸭山市区东南部，距市区14km，东与三江平原腹地集贤县接壤，西与尖山区相连，南与宝山区交界，北与红兴隆管局毗邻。本区属完达山余脉，低山丘陵地形，山势平绥，四方台区因 “四方台山”而得名，全区辖一区一镇两矿区，区域总面积610km2。 宝山区位于双鸭山市东南部，距市中心区27km，东邻友谊县、宝清县，西与四方台区接壤，西南与岭东区隔山相望，北与集贤县毗邻。宝山区因煤而兴，依煤而立，是一个资源型城区，七星河和扁石河及其支流纵横分布境内，全区总面积724km2。1.4.2 自然资源四方台区自然资源丰富，中南部覆盖着茂密的针、阔叶林木，天然林、人工林纵横交错；周围山区盛产蘑菇、葡萄、榛子、木耳等山产品，鹿、狍、獾、狐狸、野兔、山鸡等鸟兽出没林间；北部是三江平原，地势平缓，土地肥沃，适宜种植大豆、小麦、玉米、水稻等粮食作物和甜菜、烤烟、西瓜、向日葵等经济作物。四方台区矿产资源种类繁多，尤以煤炭资源最为丰富，主要矿区原煤总储量达12亿吨，所产原煤和洗精煤远销韩国、朝鲜等国家。宝山区有两个大型的国营农场，耕地面积50万亩，主要盛产大豆、玉米、水稻等粮食作物和白瓜子、红云豆等经济作物。10个国营林场，森林面积9.8万亩。活立木储量591万m3。林木品种丰富，主要有桦木、松木、椴木、杨木等木材。山产品丰富，其中，有黑木耳、猴头、蘑菇、松籽、刺老芽、黄花菜、老蕨菜等山野菜，有五味子、刺五加、黄芪、串地龙、龙胆草等中草药材。宝山区畜牧业依托北大荒肉业和完达山乳业等龙头企业大力发展畜牧业，辖区内现有现代化千头猪场2个，野猪繁育养殖基地2个。辖区有9个中型水库，水域面积7500亩。全区森林面积9.8万hm2，活木蓄积量591万m3，有桦、松、杨、椴等树种。各种山野菜产品年聚集量达1000吨，有黑木耳、猴头、蘑菇、松籽、刺老芽、黄花菜、广东菜、蕨菜等。各类中草药材极为丰富。宝山区已探明原煤储量8亿吨，占全市总储量的32%，其中可采储量5.3亿吨。已探明的其它矿藏还有石墨、大理石、黄金、红绿宝石等。1.4.3 气象条件双鸭山地区地处中高纬度，属温带大陆性季风气候。冬季漫长而寒冷，常受西伯利亚寒流影响，夏季短促而温暖，春秋两季气候多变，春季多大风，降雨量小，干旱，秋季时有暴雨，降温急剧，带有霜冻。平均气温4.5，最冷1月份平均气温-16，极端最低气温-36.8；最热7月份平均气温22.4，极端最高气温33.8。年无霜期在135天左右，最大冻土深度2.2m。双鸭山地区居我国东部季风区，冬季盛行西北风，夏季盛行偏南风，春秋两季则呈中间过渡型，季风特征明显。降水量在时间分配上表现为：冬季降水稀少，夏季降水集中。1.4.4 水文情况1、地表水资源扁石河位于双鸭山南侧，由西向东流经四方台、宝山矿区，在李津围子与七星河汇合，全长40km，汇水面积130km2。河床宽度为68m，水深12m，流量0.50.6m3/s，每年12月到次年4月为结冰期，7、8、9月为丰水期。宝山、四方台区的现状水源井位于扁石河北岸双鸭山农场，井深30m，日供水量为6500m3。2、地下水资源第四系冲积含水层：分布于扁石河两侧，宽1000m，厚130m，一般厚约20m，含水量丰富，一般K值为0.3824.04m/d，其下部砂层厚350mm1500mm，灰白色，主要有石英长石，含花岗岩砾石，分选较好，透水性强，砂层中夹有0.5m粘土和砂质粘土。煤系裂隙含水带：煤系浅部裂隙发育，裂隙宽且连通性好，深部裂隙少而窄。依据其埋藏深度划分以下几个含水带：1）强裂隙含水量，地表以下垂深80m裂隙很发育，连通性好，含水丰富，K值为0.9213.05m/d；2）弱裂隙含水带，地面以下80180m裂隙发育，富水程度不及上带，K值为0.453.28m/d；3）孔隙裂隙含水带，深度180300m，仅限于岩层微弱的原生裂隙，构造裂隙及砂岩的空隙充水，含水微弱，透水性差，K值为0.080.66m/d。矿井涌水量：矿区矿井水源是大气降水、风化裂隙水及构造裂隙水所导通的层间水。矿井正常涌水量600m3/h，最大涌水量1000 m3/h。馒头山裂隙水：馒头山裂隙水水源是大气降水、风化裂隙水及构造裂隙水所导通的层间水。表层为粘土层厚20m左右，夹薄层砂子，塑性强；其下粉砂岩层，灰色，具植干化石，致密完整；再下花岗岩层，红褐色，石英长石云母组成。1.4.5 地震烈度根据中国地震烈度区划图(1990)的黑龙江省地震烈度区划，双鸭山市为地震烈度小于六度区。历史上没有发生过有生命财产损失的地震。1.4.6 城镇性质及规模双鸭山市四方台区、宝山区为重要的煤炭生产基地，是以煤炭生产及精深加工、煤化工产业配套为主的双鸭山市副中心城镇。双鸭山市四方台区给水工程供水区域为四方台中心区域，现有人口4.2万人，根据双鸭山市四方台区城市总体规划（2001-2020），为进一步加强其城镇化程度和辐射影响力，应加强周边地区煤矿开发力度，促进中心区域煤矿人口流向周边地区。四方台中心区域内2010年规划人口4.0万人；2020年规划人口3.7万人，中心区域面积为1205hm2。据调查宝山区现状人口为4.0万人，根据双鸭山市宝山区城镇总体规划（2001-2020），2010年规划人口4.0万人，2020年规划人口4.5万；规划用地：450ha。1.5 给水系统现状及存在的问题1.5.1 给水系统现状1、双鸭山四方台区四方台区给水工程于1975年由四方台区矿务局建设，原有供水系统流程如下：原有水源深井7眼，其中：河漫滩水源井4眼，南1井（1998年重新打井）、南2井、南3井（2003年重新打井）和南4井（井壁塌陷，设备报废）；馒头山水源井3眼，北1井（2003重新打井）、北2井和北3井，目前可用水源深井6眼。原有加压泵站位于城区东南侧，煤矿采空区上，占地1500m2，站内设有500m3清水池一座，泵房一座，泵房内设有多级式离心泵两台。原有净水厂位于城区东侧，占地3000m2，厂内设500m3清水池两座，综合净水间一座（包括净水间及送水泵房），综合净水间内设有多级离心泵两台，锰砂过滤罐四个，供水系统规模为3000m3/d。现有配水管网总长约25km，DN150以上的干线约13km。管网为分片供水，有水塔1座。定时供水，自来水普及率不及60%。2、双鸭山宝山区宝山区现有供水水井3口，位于宝山区扁石河下游7km北岸双鸭山农场，净水厂一座，位于宝山区东南约3km处，供水规模为3500m3/d，水源水直接输送至净水厂，无需中途加压。现有净水厂建设于70年代，现设备老化，出水水质达不到饮用水标准，严重威胁居民身体健康。配水管网漏失严重，高峰用水时用户的水压得不到保证，满足不了供水要求。1.5.2 存在的问题1、供水水量不足双鸭山四方台、宝山区现状工业主要以煤炭、建材和化工为主，工业状况良好，工业用水需求量较大，四方台区2020年预测需水量20000m3/d，原有供水系统规模为3000m3/d；宝山区2020年预测需水量15000m3/d，原有供水系统规模为3500m3/d，均不能满足目前及今后发展要求。2、供水设备严重老化，难以保证供水水质原有净水厂采用一级锰砂过滤方式进行除铁处理，过滤罐服务年限较长，维护工作较差，锈蚀严重已经无法重新利用，锰砂因服务年限较长，基本丧失除锰能力。原有净水工艺已无法满足净水要求。四方台区馒头山水源区原水水质较好，但河漫滩水源区原水中铁超标，原水经净水厂现有设施处理后不能达到生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）。宝山区现状净水厂的设备老化严重，用水水质安全得不到保证。3、配水设施不足现状配水管网普及率四方台区不足60%、宝山区不足70%，大部分镇区配水设施不足，许多居民吃不上自来水。配水管道布置形式为树状网，配水干管管径小，管道承压高，管网供水安全性差；现有老配水管道存在结垢腐蚀现象，跑、冒、漏现象严重，管网渗漏严重，现已发现停水时，其地表水渗入到管网中，使水中的氨氮含量明显增高，严重危及人民的身心健康；另外，在饮用水中，发现动物毛、蚯蚓及黑色沉淀物等。4、给水系统建设滞后，缺少统一规划原有给水系统主要考虑对煤矿矿区居民进行供水，随着城镇建设规模不断扩大，现有系统整体规模已落后于城区发展。原有给水系统建设较早，建设布局没有统一规划，部分设施位于煤矿采空区上，系统安全性较差；部分设施选取不合理，提升设备采用矿区常用的多级泵，造成泵站扬程高，给水管道承压大，管道寿命短，耗能严重等后果，系统经济性差。1.6 工程建设的必要性近年来，随着城市化建设进程的加快、人们生活水平和生活质量的不断提高，人们对供水水质的要求也越来越高，尽快新建给水系统，建设完善原有净水设施，改造配水管网，提高供水水质，保证供水水量和供水安全性是十分迫切和必要的，是保证双鸭山四方台、宝山区经济和社会可持续发展的重要基础。第二章 设计方案论证2.1 用水量论证2.1.1 综合生活用水量根据新的城镇总体规划，四方台供水区域内在2010年共有人口4.0万人，在2020年共有人口3.7万人；宝山区2010年规划人口4.0万人，2020年规划人口4.5万；根据四方台区规模、城镇性质，按室外给水设计规范（GB500132006）相关规定，2010年城市综合生活用水量定额以二区小城市选取为180L/capd，供水普及率为95；2020年城市综合生活用水量定额以二区小城市选取为200L/capd，供水普及率为100，综合生活用水量计算详见下表。综合生活用水量详表人口总数（万人）综合生活用水定额（L/capd）用水量（m3/d）2010年四方台区4.01806840宝山区4.068402020年四方台区3.72007400宝山区4.590002.1.2 工业生产用水量根据双鸭山四方台、宝山区2008年统计，城镇工业产值分别为8.50亿元、3.32亿元，参照县“十一五”经济发展计划，工业产值增长率约5，预测2010年及2020年工业产值，根据万元产值需水量、重复利用率，确定工业企业用水量。工业企业用水量统计表 年限项目 四方台区宝山区2010年2020年2010年2020年工业总产值（亿元）9.3715.263.665.96万元产值需水量（吨/万元）50405040重复利用率（%）40504050工业企业需水量（m3/d）7701836230083266双鸭山四方台、宝山区工业主要为煤炭生产、建材行业和化工行业，其中煤炭生产行业自备部分水源，建材行业和化工行业用水为市政系统提供，则四方台区2010年市政系统工业生产供水量为7000m3/d ，2020年市政系统工业生产供水量为7500m3/d；宝山区2010年市政系统工业生产供水量为2500m3/d ，2020年市政系统工业生产供水量为2800m3/d。2.1.3 其他用水量其他用水量包括管网漏失量、浇洒道路和绿地用水量、不可预见水量，按前二项用水量之和的25%计取，则四方台区2010年其他用水量为3460m3/d，2020年其他用水量为3725m3/d；宝山区2010年其他用水量为3460m3/d，2020年其他用水量为3000m3/d2.1.4 总用水量经上述计算，双鸭山四方台、宝山区新建市政总供水规如下表所示。市政系统供水量统计表四方台区（m3/d）宝山区（m3/d）最高日用水量2010年2020年2010年2020年综合生活用水量6840740068409000工业用水7000750025002800其他用水量3460372523352950合计17300186251167514750考虑到项目建设，城区发展等因素，四方台区新建市政总供水规模为20000m3/d；宝山区新建市政总供水规模为15000m3/d。2.2 水源选择方案论证2.2.1 地表水资源论证本工程可考虑的地表水源仅有扁石河一处，扁石河自西向东穿越双鸭山四方台、宝山区。在李津围子与七星河汇合，全长40km，汇水面积130km2，是本区内主要河流。根据已有水文资料，扁石河流量随季节变化较大，经常出现季节性断流，该河历史上曾多次改变河道，而且是双鸭山市区的污水排放通道，不适合作为城市供水水源。2.2.2 地下水资源论证本工程可考虑的地下水源有扁石河河漫滩、双鸭山农场浅层地下水、馒头山裂隙水水和矿区疏干水三处。（一）扁石河河漫滩扁石河位于四方台、宝山区南侧，由西向东流经两区区，历史上曾由北向南数次改变河道，其河漫滩位于四方台区南侧，距离四方台区边界约2km，范围较大，地下含水层较厚，地下水资源较为丰富，但河漫滩地区地下水铁含量及浊度普遍超标。扁石河河漫滩地区可用水源深井3眼，分别为南1井、南2井和南3井。其中南1井于1998年在原有水源井附近重新打井，南3井于2003年在原有水源井附近重新打井，现有3眼深井运转情况良好，单井出水量为105m3/h。扁石河河漫滩地区水资源储备丰富，一直作为四方台区主要供水源地，进行扩建改造条件便利。其地下水中铁含量和浊度超标，需建设除铁除浊度处理设施。（二）双鸭山农场浅层地下水双鸭山农场浅层地下水取水区位于宝山区扁石河下游约7km处，该处地势较低，范围较大，地下含水层较厚，地下水资源较为丰富，地下水的铁、锰含量较高。双鸭山农场浅层地下水资源储备丰富，一直作为宝山区主要供水源地，现用水源深井3眼，其中两眼位于双鸭山农场5连，一眼位于双鸭山农场6连，单井出水量为90m3/h。（三）馒头山裂隙水馒头山位于四方台区西北侧，离煤矿矿区较远，处于地下水流向的上游位置，其水源是大气降水、风化裂隙水及构造裂隙水所导通的层间水，周边地区没有大规模的污染源，水质较好。但限于山区裂隙水的因素，水源深井的出水量较低。馒头山现有水源深井3眼，分别为北1井、北2井和北3井。其中北1井于2003年在原有水源井附近重新打井，现有3眼深井运转情况良好，单井出水量为25m3/h。其地下水水质较好，可满足生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）。（三）矿区疏干水四方台、宝山区矿井分布较为分散，主要分布于南侧。疏干水补充水源是大气降水、风化裂隙水及构造裂隙水所导通的层间水。四方台矿井现有4台深井泵排矿井涌水，两用两备，现有排水量为700m3/h，涌水直接排入附近的排水沟；宝山七井现有2台深井泵排矿井涌水，一用一备，排水量为150m3/h，涌水直接排入附近的排水沟，两个排水沟均汇入扁石河。根据生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）现行规定，矿区疏干水水质较差，多项指标超过国家现行标准，其中浊度超标60倍、铁超标3倍、耗氧量超标2倍，水中含有肉眼可见悬浮物，含量达35mg/L。综合而论，矿区疏干水中含有大量悬浮物及各种颗粒物、有机物及还原类物质和铁原类物质，需经过多级工艺进行除颗粒物，除铁及除有机物处理。2.2.3 水源选择由前两节论述可见，地表水资源扁石河流量随季节变化较大，经常出现季节性断流，该河历史上曾多次改变河道，且水质较差，不适合作为城市供水水源。地下水资源一直作为双鸭山四方台、宝山区供水水源，水量充足，运行管理成熟，适合作为城市供水水源。其中：l 扁石河河漫滩地区水资源储备丰富，一直作为四方台区主要供水源地，进行扩建改造条件便利。其水中铁超标，进行除铁除浊度处理后，可达到生活饮用水卫生标准；l 双鸭山农场浅层地下水取水区水资源储备丰富，一直作为宝山区主要供水源地，进行扩建改造条件便利。其水中铁、锰超标，进行除铁、除锰以及除浊度处理后，可达到生活饮用水卫生标准；l 馒头山地区水资源有限，现有水源深井出水量较低，难以满足市政用水要求。但其水质较好，不需建设处理设施即可达到饮用水卫生标准，可考虑作为城市备用水源或作为山矿泉资源进行开发；l 矿区疏干水深井分布分散，收集输送能量消耗大，且水质较差，净水厂处理工艺复杂，基建投资高且难于管理，故不适合作为城市市政供水水源。因此，本设计选择扁石河河漫滩地下水作为四方台区城市供水水源；双鸭山农场浅层地下水取水区作为宝山区城市供水水源。2.3 水源位置选择1、四方台区水源位置选择作为四方台区供水水源，扁石河河漫滩地下水取水区北侧距离煤矿采空区较近。原有水源井位于扁石河北侧，根据原有水源井位置，新建水源地具体位置选择有两个方案：第一方案：新建水源地位于现有水源井北侧，其优点如下：（1）与原有水源深井相距较近，便于统一管理；（2）不需要穿越扁石河，减少施工难度，降低工程造价。第二方案：新建水源地分列于扁石河两侧，其优点如下：（1）水源距离采空区相对较远，水源区安全性较高；（2）水源深井布置空间充足，有利于水源深井集水；比较两方案，水源区的安全是水源选择的首要因素。四方台区内煤矿众多，水源区的西北侧存在较大范围的煤矿采空区，考虑到水源区的安全性，新建水源深井应尽量向南侧布置。因此，本设计从水源区的安全方面考虑，四方台区水源位置选择第二方案。2、宝山区水源位置选择双鸭山农场浅层地下水取水区面积较大，且不存在煤矿采空区，因此新建水源地选择现有水源井附近，便于统一管理，且不需要穿越扁石河，减少施工难度，降低工程造价。2.4 取水方式论证2.4.1 取水设施选择两取水区含水层厚度35-50m，覆盖层厚度1.3-5m，根据这些条件，选择管井取水是明显合理的，本设计不再作其它方案比较。2.4.2 水源井布置1、四方台区水源井布置根据煤田水文地质资料，现有水源井运行情况和设计水量要求，水源地需布设深井10眼（9用1备），单井设计出水量为105m3/h。水源地现有3眼深井，新建7眼深井。新建水源井位于原有水源井和扁石河两侧，自西向东布置两排，井间距500m，与原有井排间距大于500m。原有水源井北侧布置水源井3眼，扁石河南侧布置水源井4眼。2、宝山区水源井布置根据煤田水文地质资料，现有水源井运行情况和设计水量要求，水源地需布设深井8眼（7用1备），单井设计出水量为90m3/h。现用水源深井3眼，新建5眼深井。2.5 输水工程设计方案论证2.5.1 输水方式论证1、四方台区输水方式净水厂位于水源地北侧，地势由南向北逐渐升高，各水源井地面标高均低于净水厂地面标高，其中水源井不利点标高148m，净水厂地面标高207m，地形高差近60m，故水源深井至净水厂的输水管道应采用压力输水方式。水源地至净水厂输水距离约为8km，输水方式可采用的一级加压输送和二级加压输送两种方式。（1）一级加压输送如采用一级加压输送方式，则深井泵设计扬程达90m。其缺点如下：各深井泵运行精度要求较高，运行管理难度增大；管道承压过高，供水安全性低；部分管道管件需采用高压力规格管件，增加工程投资。故此种情况不考虑一级加压输送方式。（2）二级加压输送如采用二级加压输送方式，则增设加压泵站一座，深井泵及加压泵设计扬程约为50m。尽管工程基建投资较高，但各深井泵运行易于管理；管道承压较低，供水安全性较高。本工程采用二级加压输送方式。原有输水工程采用二次加压方式进行输水，水源水经深井泵提升至加压泵站，经二次加压后提升至净水厂。但由于给水系统建设时间较早，系统设计没有统一规划等原因，原有输水工程存在以下缺点：l 原有输水工程深井泵和加压泵扬程高，输水管道基建投资费用较低，但设备耗能严重，管道承压高，供水安全性差。此种设计方案未考虑经济管径，造成能量的大量浪费，且由于管道承压过高，输水管道维修频繁，管道寿命缩短。l 原有输水管道和加压泵站位于煤矿采空区，供水安全性差。本次设计由水源地沿煤矿采空区外缘地带铺设输水管道，中途设加压泵站一座，在保证供水安全性的前提下，考虑经济建设方案，使其基建费用和运行管理费用达到最优值。2、宝山区输水方式净水厂位于水源地西北侧，地势沿扁石河由东南相西北逐渐升高，各水源井地面标高均低于净水厂地面标高，其中水源井不利点标高123m，净水厂地面标高132m，地形高差约9m，故水源深井至净水厂的输水管道应采用压力输水方式。采用一级加压输送方式，则深井泵设计扬程约50m。各深井泵运行易于管理；管道承压较低，供水安全性较高，因此无需设二次加压泵站。2.5.2 输水管道设计论证1、四方台区输水管道设计水源地至净水厂之间现有8km输水管道，管道线路位于煤矿采空区上，安全隐患较大。为保证供水安全性，新建输水管道沿煤矿采空区东侧未开采区至净水厂，水源地与净水厂之间新建加压泵站一座。管道线路详见给水系统平面，其线路如下：沿煤矿采空区东侧未开采区至新建加压泵站，由新建加压泵站向北铺设至双北公路，沿双北公路向西至净水厂。根据四方台区现有情况，并从管理、能耗等方面考虑，本设计提出两个输水方案：（1）第一方案由水源地至净水厂新建两条DN400输水管道。该方案优点是供水安全性较高，当一条管道出现故障时，可以保证70的供水量；缺点是新建两条输水管道，基建投资较高。（2）第二方案由水源地至净水厂新建一条DN600输水管道。该方案优点是可节省部分基建投资；缺点是供水安全性较低，当新建管道出现事故或维修时，必须停止供水。综合比较两个方案，两者均能满足工程输水要求，但考虑到四方台区的现状，输水管道距离较长，为保证工程供水安全性，本设计推荐第一方案。2、宝山区输水管道设计水源地至净水厂之间现有4km DN400输水管道，管道线路沿扁石河铺设。现已不能满足新建净水厂设计水量要求，为保证供水安全性，在原有输水管道旁新建4km DN400输水管道，沿扁石河至净水厂，两条管道同时输水，能够满足供水要求，并且当一条管道出现故障时，可以保证70的供水量。2.6 加压泵站位置选择四方台区由于原有泵站位于煤矿采空区上，本工程新建加压泵站一座，位于煤矿采空区东侧未开采区，考虑到水源深井泵和加压泵的运行能耗等因素，加压泵站建于输水管道中间位置。2.7 净水厂位置选择四方台区原有净水厂一座，占地3500m2，位于四方台区东北角，城市供水方向上游位置。净水厂东侧现有闲置土地，该处地势平坦开阔，本次设计利用原有净水厂和其东侧部分土地，新建净水厂一座。宝山区在现状生产厂房北侧，利用闲置土地新建净水厂一座。2.8 净水厂工艺论证根据已有水质报告，双鸭山四方台、宝山区水源地主要指标值如下：四方台区：总铁：2.4mg/L；锰：未检出；PH=6.5；浊度：3.8度。宝山区：总铁：2.8mg/L；锰：1.05mg mg/L；PH=6.7；浊度：3.9度。原水中铁、锰和浊度超标需要处理，其它指标均符合生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），所以本工程按除铁要求选择净水工艺。根据我省多年地下水除铁的设计和运行经验，如果原水中铁、锰含量不高，曝气充分，增加水中溶解氧含量，提高PH值，降低滤速，采用一级处理工艺，能保证出水水质。因此本工程设计不把二级处理作为比较方案，提出曝气、一级除铁工艺方案进行比较。2.8.1 滤池类型常用的滤池有无阀滤池和普通快滤池。其中：无阀滤池：滤池不需设置阀门，自动冲洗，管理方便，而且具有高水位出水的特点，缺点是单池面积不易太大，滤池数量多，施工难度大。普通快滤池：滤池池体结构简单，便于施工，操作直观，管理方便，运行稳定可靠，阀门采用电动阀门，由滤池间及控制室统一操作，操作简单。本工程采用一级处理，无阀滤池出水水位高的特点没能充分利用，而且造价高，因此滤池采用普通快滤池。2.8.2 曝气设备曝气工艺中曝气方法很多，其中常用的有跌水曝气、板条式曝气塔、射流泵、跌水曝气以及叶轮表面曝气等曝气装置。本次设计曝气的目的增加溶氧效果，提高PH值，根据原水水质特点，提出溶氧效果好、二氧化碳去除率高、能提高PH值的二种曝气方法加以比较：跌水曝气：该方案优点：溶氧饱和度达60-80%，重力式运行，构造简单，管理方便，能耗小，缺点是溶氧效率相对较低，不能散出水中二氧化碳。板条式曝气塔：该方案优点：溶氧饱和度达60-80%，二氧化碳去除率40-60%，重力式运行，构造简单，管理方便，能耗小，缺点是一次投资稍高。2.8.3 方案比较第一方案：原水 跌水曝气 除铁滤池 出水本方案优点是技术成熟，重力式运行，设施简单，能量浪费少，管理方便，缺点是锰去除效率相对较低。第二方案：原水 曝气架曝气 除铁滤池 出水本方案优点是技术成熟，重力式运行，可以有效去除水中铁，缺点是增加了曝气间高度，总造价略高。综合比较两个方案，均能满足对本工程水源水质的处理要求，保证出水水质，但考虑到双鸭山市四方台、宝山区原水水质较好，现有水厂采用跌水曝气，一级处理工艺即可达到国家饮用水标准。第一方案设施简单，管理方便，所以本设计推荐第一方案。工艺流程：根据水源水质化验分析结果：水中除铁、浊度含量超标外，其它各项指标均符合生活饮用水卫生标准，净水工艺流程如下：原水跌水曝气普通快滤池清水池送水泵房配水管网 二氧化氯第三章 工程设计内容3.1 工程项目规模及内容1、四方台区本工程设计总规模最高日供水量为20000m3。其设计内容包括：（1）扩建地下水源，新建输水管道和加压泵站，日取水输水能力22000m3（含10%自用水）；（2）新建净水厂供水能力20000m3/d；（3）按供水能力20000m3/d (城区K时=1.6、城区K时=2.0)规模对2020年供水范围内的配水管网进行改扩建；（4）新建附属设施。2、宝山区本工程设计总规模最高日供水量为15000m3。其设计内容包括：（1）扩建地下水源，新建输水管道，日取水输水能力16500m3（含10%自用水）；（2）新建净水厂供水能力15000m3/d；（3）按供水能力15000m3/d (城区K时=1.6、城区K时=2.0)规模对2020年供水范围内的配水管网进行改扩建；（4）新建附属设施。3.2 水源工程及输水工程设计3.2.1 水源工程设计1、四方台区水源地位于四方台区东南部，取水规模22000m3/d，设深井10眼（9用1备），其中可用原水源深井3眼，另新建水源深井7眼。新建水源井位于原有水源井两侧，自东向西布置两排，井间距500m，与原有井排间距大于500m。原有水源井北侧布置水源井3眼，原有水源井南侧布置水源井4眼。新建水源井井径600，管径300，井深50m，单井出水量105m3/h。每眼深井建半地下式深井泵房一座，内设深井潜水泵1台，性能参数为：Q=110m3/h、H=50m、N=25kw。每座泵房征地900m2，占地400m2，设砖围墙80m，大门1座。井间联络管总长4895m，其中DN300 L=2185mm、DN250 L=660m、DN200 L=2050m。井间联络管均小于DN400，采用UPVC给水管。2、宝山区水源地位于宝山区东南部，取水规模16500m3/d，设深井8眼（7用1备），其中可用原水源深井3眼，另新建水源深井5眼。新建水源井位于原有水源井周围，自东向西沿扁石河布置两排，井间距500m，与原有井排间距大于500m。原有水源井北侧布置水源井3眼，原有水源井同侧布置水源井2眼。新建水源井井径500，管径250，井深50m，单井出水量90m3/h。每眼深井建半地下式深井泵房一座，内设深井潜水泵1台，性能参数为：Q=90m3/h、H=60m、N=25kw。每座泵房征地900m2，占地400m2，设砖围墙80m，大门1座。新建井间联络管总长2700m，其中DN300 L=700mm、DN200 L=2000m。采用UPVC给水管。3.2.2 输水工程设计输水工程包括加压泵站和输水管道两部分。1、加压泵站部分四方台区给水工程新建加压泵站位于水源地与净水厂之间，内设1000m3矩形清水池一座，半地下式泵房一座（泵房内包括配电室、锅炉房等）。加压泵站占地2000m2，平面尺寸50x40m，外设砖围墙180m，大门1座。泵房平面尺寸25x9m，内设共三台送水泵，两用一备，性能参数：Q440m3/h，H55m，N110kw。为保证水泵随时起动，泵站内设真空泵自动引水系统1套，包括真空泵2台（1用1备）、真空罐、电磁阀、水电接点及管路。为方便检修，泵房内设电动单梁悬挂式起重机1台。2、输水管道部分四方台区由水源地集水点至加压泵站并行铺设两条DN400输水管道，经加压泵站提升后，并行新建两条DN400输水管道至净水厂，中间设连通一处。新建输水管道总长为10460m。新建输水管道间距2m。宝山区由水源地集水点至净水厂、从净水厂至配水管网起端新建一条DN400输水管道，与原DN400输水管道并行铺设，中间设连通一处。新建输水管道总长为7500m。与原输水管道间距2m。输水管道管材采用球墨铸铁管道，承插胶圈接口，管道埋深2.4m。3.3 净水厂设计3.3.1 厂区平面布置净水厂内主要建构筑物除原有净水厂设施外，新建设施有综合处理间、清水池、吸水井、送水泵站、综合办公楼、锅炉房、门卫室、堆放场。新建设施根据工艺顺畅、管理方便、减少占地的原则。综合处理间、清水池、吸水井、送水泵房沿东西方向布置，办公楼位于厂区南侧，工艺流程顺畅，厂区功能明确。四方台区净水厂占地1.3ha，宝山区净水厂占地1.2ha。3.3.2 净水工艺设计1、四方台区（1）跌水曝气跌水曝气池设于表面