金塘村人畜饮水工程可行性研究报告.doc

金塘村人畜饮水工程可行性研究报告
金塘村人畜饮水工程可行性研究报告
1 综合说明
1.1 概述
金塘村位于西吉县平峰镇境内，距县城约50km。供水范围涉及平峰镇的金塘，王民乡的学阳、三岔、周康、小湾共5个行政村的27个自然组。根据《西吉县2010-2013年农村饮水安全工程规划人口调查复核报告》，2009年底项目区总人口874户5613人，其中饮水不安全人口4418人，包括饮用苦咸水842人，用水方便程度不达标2202人，水源保证率不达标308人，水量不足702人，氟超标364人。粮食总产量147.6万kg，人均有粮390kg，人均纯收入2220元，低于全区平均水平。
项目区为典型的大陆性季风气候，根据西吉县气象局提供资料，多年平均降水量402.6mm，降雨主要集中在7—9三个月，约占全年总降水量的60%。蒸发强烈，多年平均蒸发量890mm。年平均气温为6.1℃，年日照时数为2327h，旱灾是项目区的主要灾害性天气之一。
1.2 农村饮水工程现状
项目区先后建成小型泉水改造工程2处，其中金塘村四行湾组2001年建成1处，金塘川组2004年建成1处，解决了金塘村四行湾和金塘川组120人饮水困难。现有的水利工程设施已不能满足当地经济发展的需要。
近年来，西吉县持续干旱，自2003年9月至2006年4月，出现了连续近960天无有效降水，在2005年五十年一遇的特大干旱的基础上，2006年旱情进一步加重。持续干旱致使浅层地下水水位下降，一些常流水沟道断流，致使靠沟道泉水生活的大部分群众发生饮水困难。加之项目区属黄土丘陵区，山大沟深。群众居住在沟道两侧或沟垴山坡上，生活用水仅仅依靠土园井水和沟道泉水。干旱季节地下水位下降，井水出水量严重不足，部分土园井甚至干涸。居住在沟垴山坡上的群众只能饮用沟道泉水，垂直取水高差大于100m，一遇到雨雪天气，坡陡路滑，群众吃水十分困难。为了维持最低的生活用水，群众特别是妇女儿童不得不到几公里之外的地方去拉水，浪费了大量的人力和财力，受尽了千辛万苦，饮水安全问题严重困扰着当地农村经济发展。
1.3 建设规模
工程设计年限15年，设计水平年人口5613人，农村人口生活用水标准为40L/人·d。项目区规划年最高日用水量为318.07m3，年需水量8.93万m3。设计供水保证率95﹪时，工程建设规模为309m3/d。
1.4 建设方案
工程规划在金塘村金塘川组打机井1眼，井深172m，配套200QJ20-148/11型潜水泵1台，扬水至水厂内50m3蓄水池中, 原水经处理后进入到水厂内地面高程为1817.80m的50m3清水池中，配套175QJ20-104/8型潜水泵扬水至西面山坡地面高程为1900.00m的100m3高位蓄水池中和配套200QJ10-210/12型潜水泵扬水至东面山坡地面高程为1970.00m的50m3高位蓄水池中，然后自压给各自然村组供水，供水全部采用入户自来水供水方式。工程共布设供水干管2条，总长9.49km。为便于施工、管理和检修，供水管道尽可能沿路布置成树枝状。
1.5 建设内容
工程新打机井1眼，井深172m，配套200QJ20-148/11型潜水泵1台，配套低压配电柜1台；西山泵站配套175QJ20-104/8型机泵1台，低压配电柜1台；东山泵站1座，配套200QJ10-210/12型潜水泵1台；铺设上水高压塑管Φ90管道1.395km，安装50KVA变压器1台，架设高压线路0.5km，低压线路0.6km；铺设供水UPVC管道65.73km，其中：Φ125管道0.973km，Φ110管道4.013km，Φ90管道1.55km，Φ75管道4.25km，Φ63管道6.76km，Φ50管道15.90km，Φ40管道16.56km，Φ32串巷管道长15.73km；建100m3蓄水池1座，建50m3蓄水池3座，各类阀井240座，跨沟建筑物10处；建砖混结构管理房260m2，其中机泵管理房2间40m2，水质处理设备管理房120m2，供水管理房100m2，并配套建设水、电、地坪硬化、围墙和大门等设施，安装水处理设备1套、自动化系统设备1套。
工程共需土方18.14万m3，其中土方开挖9.16万m3，土方回填8.98万m3；浆砌块石420m3；浇筑混凝土及钢筋混凝土302m3，完成劳动力工日数量为5.5万工日。工程共需钢筋8.5t，水泥137.9t，砂子362.6m3，石子223.8m3，块石462m3，塑料管材46.8t。
1.6 工程投资
工程概算依据宁水计发【2009】13号文《宁夏水利建筑工程预算定额（试行）》进行编制，工程概算总投资420.5万元，资金筹措方案为：申请中央和自治区配套336.4万元，群众自筹84.1万元。
通过对项目进行国民经济评价，经济净现值（ENPV）为132万元，经济内部收益率（EIRR）为21.1%，效益费用比（EBCR）为2.02。不计入折旧费时水费成本为1.41元/m3（规划年），计入折旧费时水费成本为2.89元/m3（规划年），群众能够承受，经济效益显著。
1.7 工程管理
工程建设中，西吉县实施农村饮水安全工程领导小组负责工程的建设管理工作，严格执行工程建设“三制”制度，加强资金管理，设立专用帐户、专户储存、专款专用，审计、财政等部门对建设资金进行定期审计。
工程建成并经验收合格后，成立平峰镇金塘农村饮水安全工程供水管理站，隶属兴平乡水利工作站。兴平乡水利工作站要重视机制创新，严格奖惩制度和竞争上岗制度，使职工的绩效工资直接与工作成绩挂钩，充分调动职工工作的积极性。工程水源机井、输变电设备、蓄水池和供水干管聘任业务能力强、工作认真负责的职工进行管理，供水支管及串巷管道聘任各受益村农民进行管理。
水费价格严格按照西吉县发展和改革局《关于西吉县农村饮水安全工程供水价格的批复》（西发改发[2008]284号）核定的水价标准执行：扬水供水工程3.5元/m3收缴水费。逐步建立一套责、权、利相统一的水利经营管理新制度。用水协会自主经营、自负盈亏，达到以水养水的目的，促进水利事业的可持续发展。
1.8 工程效益
工程建成后，可解决平峰镇金塘村，王民乡学阳村、三岔、周康、小湾共5个行政村27个自然组（包括5所学校）5613人（现状人口）的饮水困难，大大提高项目区群众的健康水平，并且每年可为群众节约医药费开支6.6万元，节约拉水劳动力2.62万工日，极大地减轻农民的经济负担，同时，对改善项目区群众的生产生活环境、促进农村经济发展、保持社会稳定、密切党群关系以及推动农村精神文明建设，都具有显著的经济效益、社会效益和生态效益。
2 基本情况
2.1 自然概况
2.1.1 地理位置
项目区位于西吉县城西南部，距离县城约50km，属葫芦河一级支流滥泥河流域，地理位置为东经105°37′30″-105°42′45″，北纬35°42′30″—35°47′30″，供水规划区涉及平峰镇的金塘、王民乡的学阳、三岔共3个行政村的16个自然组。
2.1.2 水文气象
项目区属大陆性气候带的边缘，为中温带半干旱地区，多年平均降水量为402.6mm，略低于全县平均水平，且时空分布极不均匀，主要集中在7—9三个月，约占全年总降水量的60%以上，并多以暴雨的形式出现。蒸发强烈，年平均蒸发量为890mm。全年气温偏低，年平均气温为6.1℃，最高温出现在夏季七月份，最低温出现在冬季一月份。全年日照充足，年平均日照时数2327h。无霜期为135d，最大冻土层深度为120cm。全年多风，平均风速2.3m/s。由于蒸发强烈，加之多风，造成旱灾频繁，不但春旱、夏旱经常发生，而且有时出现秋旱和春夏秋连旱，旱灾是项目区的主要灾害性天气之一。
2.1.3 河流水系
项目区水系为葫芦河一级支流滥泥河。滥泥河发源于甘肃省会宁县老君乡大山川，流域总面积874km2，其中西吉县境内流域面积727km2。滥泥河河床平均比降2.13‰，年径流模数为2.2万m3/km2，年径流量1930万m3，年侵蚀模数高达6880t/km2，年总输沙量396万t。近年来，由于连年干旱，河流已断流，项目区无客水可调节利用，地表、地下径流完全依靠降水补给。
2.2 社会经济概况
项目区共辖平峰镇的金塘，王民乡的学阳、三岔、周康、小湾共5个行政村的27个自然组，5所小学师生824人。2009年底项目区共有农户874户，总人口5613人；粮食总产量147.6万kg，人均有粮390kg，人均纯收入2220元，农户收入的主要来源是种植业，其次是养殖业、劳务输出等其它经营收入。项目区基本情况详见表2-1。
表2-1 项目区基本情况表
乡（镇）
行政村
自然组
户数
人口
　平峰镇
　金塘村
高山上
27
192
金塘川
81
478
阳坡川
29
187
陶家坑
28
171
阴坡
46
278
小计（5个）
211
1306
王民乡
学阳村
北山
18
120
南山
15
130
下扁坡
40
320
上扁坡
46
230
齐家埂
20
140
学杨
14
100
华岔
28
196
小计（7个）
181
1236
三岔村
塌山
60
490
上午家
31
240
西洼
26
203
新庄湾
54
430
小计（4个）
171
1363
周康村
李仓组
19
105
张虎成组
25
138
周康上组
29
162
南湾组
39
214
黄湾组
32
176
堡子湾组
38
209
小计（6个）
182
1004
小湾村
小湾组
30
163
下沿组
12
65
南湾组
18
97
张窝处组
25
135
杨掌组
44
244
小计（5个）
129
704
合计
5个
27个
874
5613
根据《西吉县2010-2013年农村饮水安全工程规划人口调查复核报告》，项目区饮水不安全人口4418人，其中饮用苦咸水842人，用水方便程度不达标2202人，水源保证率不达标308人，水量不足702人，氟超标364人。项目区不安全人口基本情况详见表2-2。
表2-2 项目区不安全人口基本情况表
受益村组
总人口 (人)
不安全人口(人)
乡(镇)
行政村
小计
苦咸水
用水方便 程度不达标
水源保证率 不达标
平峰镇
金塘村
1306
1306
842
156
308
王民乡
学阳村
1236
854

854

三岔村
1363
1192

1192

周康村
1004
702
水量不足702人
小湾村
704
364
氟超标364人
合计
5613
4418

2.3 项目区水利工程现状
2.3.1 项目区水利工程现状
项目区先后建成小型泉水改造工程2处，其中金塘村四行湾组2001年建成1处，金塘川组2004年建成1处，解决了金塘村四行湾和金塘川组120人饮水困难。现有的水利工程设施已不能满足当地经济发展的需要。
2.3.2 项目区农村饮水现状
项目区群众大多居住在沟道两侧台地及沟垴山坡上，生活用水仅依靠沟道泉水，由于垂直取水高差大于100m，遇到雨雪天气，坡陡路滑，群众吃水十分困难。当地饮用土园井水的金塘村高山、阳坡等组农户，在干旱季节，地下水位下降，井水出水量严重不足，部分井水甚至干涸。为了维持最低的生活用水，当地群众尤其是妇女儿童不得不到几公里甚至十几公里之外的地方去拉水、驮水吃，浪费了大量的人力和财力，受尽了千辛万苦。
2.3.3 项目区饮水困难成因
（1）项目区水资源短缺是导致人畜饮水困难的根本原因。项目区无客水可调节利用，地表和地下径流完全依靠降水补给。项目区人均占有水资源量155m3，且大部分水质较差，为苦咸水，人均可利用水资源量仅为75m3，约为全国平均水平的8％，这是导致项目区人畜饮水困难的根本原因。
（2）干旱程度加剧是造成人畜饮水困难的主要原因。近年来西吉县持续干旱，自2003年9月至2006年4月，出现了连续近960天无有效降水，在2005年五十年一遇的特大干旱的基础上，2006年旱情进一步加重。持续干旱致使浅层地下水水位下降，一些常流水沟道断流，部分靠泉水吃水的群众发生饮水困难。
（3）群众居住条件是造成人畜饮水困难的重要原因。项目区属黄土丘陵区，山大沟深。部分群众居住在沟道两侧台地上，饮用土园井水，井水埋藏深度一般在15—25m，且水质差，达不到人畜饮用水标准，在干旱季节，地下水位下降，井水出水量严重不足，部分井水甚至干涸。大部分群众居住在沟垴山坡上，饮用沟道泉水，垂直取水高差大于100m，遇到雨雪天气，坡陡路滑，群众吃水十分困难。
（4）人口增长和农村经济的发展，也造成项目区人畜饮水困难的原因之一。近年来，由于项目区人口的增长，经济的发展，多种经营项目的开展，致使用水量大量增加。加之干旱频繁发生，干旱程度加剧，造成当地浅层地下水位下降，土泉干涸，致使群众发生饮水困难。
3 项目建设的必要性及建设目标
3.1 项目建设的必要性
（1）实施金塘农村饮水安全工程，是密切党群关系、维护社会稳定的需要。
近年来，党和国家十分重视农村人口饮水安全问题，通过各种渠道和途径，增加对农村饮水安全工程的投资力度，但由于受自然条件的制约，项目区群众自筹资金建设饮水工程的能力低下，同时，由于近年来的连续干旱，造成浅层地下水位下降，致使项目区依靠土园井、土泉饮水的群众发生饮水困难，他们时常为饮水而发生矛盾，严重影响了当地的社会稳定。目前，全国各地都在为奔小康而努力，但项目区群众的饮水安全问题尚未解决，严重影响了当地经济的发展，挫伤了群众生活的积极性。实施金塘农村饮水安全工程，尽快解决当地群众的饮水安全问题，是项目区经济发展和社会稳定的需要。
（2）实施金塘农村饮水安全工程，是带动当地经济发展的需要。
由于长期饮用劣质水，导致当地农民健康水平低下，困绕着农业生产和人民生活水平的提高，也阻碍了该地区农村经济的发展，项目区人均产粮390kg，人均纯收入2220元，低于全区平均水平。该工程实施后，将有效地改善项目区群众饮水及生产条件，提高人民群众的健康水平，节约群众医药费开支，发展庭院经济，对减轻农民负担，促进农村经济发展，调整产业结构，增加农民收入等起着重要的作用。
（3）实施金塘农村饮水安全工程，是当地群众祖祖辈辈期盼的民心工程。
项目区群众居住地距离西吉县城较远，近年来，当地群众依靠种植经济作物和劳务输出，经济发展较快，但长期以来，缺水问题一直困扰着他们，因此项目区群众对建设农村饮水安全工程的积极性很高，强烈要求工程立项建设。工程实施后，可大大解放农村劳动力，使他们身心健康地投入到经济建设之中，有利于当地经济的发展。
3.2 项目建设目标
通过该项目的实施，将解决项目区4418人的饮水不安全问题，群众的生活饮水条件将大大改善，饮用上清洁卫生的自来水，可极大的减少疾病的发生，促进当地经济发展，保持社会稳定，推动社会主义新农村建设。
4 工程地质及水质地质
4.1 地形地貌
项目区域内最大高程2028m，最小地面高程1765m，相对高差263m，属低山黄土丘陵沟壑区，总体地形西北高东南低，黄土覆盖较厚，绝大部分是第四系黄土和粉质黄土。沟谷呈不对称的“U”型，两侧沟壁较陡，沟底平坦。沟谷较长，河曲发育，沟底两侧洪水冲刷的痕迹明显。该冲沟Ⅰ、Ⅱ级阶地较发育，局部地段存在缺失的情况。
4.2 工程地质
工程水源在金塘村金塘川组，属滥泥河流域。根据《宁夏回族自治区西吉县人畜饮用农田灌溉供水水文地质勘察报告》，该地区位于西吉县葫芦河一级支流滥泥河流域，地貌以梁为主，梁峁并存的黄土丘陵地貌。以第三系红色胀缩性砂质泥岩、泥质砂岩为基础，上部沿古地形起伏，披盖着第四系黄土类土。沟谷中，常有淤泥质土堆积，一般具有常年性地表径流。潜水仅分布在掌心洼或沟侧台地部位，水位埋深一般小于30m。沟谷中下部是地下水的排泄带，常形成滑坡、泄流、湿地、沼泽等现象。该地区虽然地层软弱，但构造不甚发育，因而地壳稳定性较好。
土园井水主要为第四系黄土类土潜水，属松散岩类孔隙水，主要分布在黄土丘陵区的梁间洼地、沟垴掌型地、沟侧黄土坪、黄土缓坡及黄土梁的鞍部等地势比较低洼的地带。含水层主要是上更新统下部的黄灰、灰黑色黄土状粘砂土。由于上部黄土的孔隙率、孔隙比、最大分子吸水量、给水系数等指标均较下部的粘砂土大，因此当补给水源通过上部黄土孔隙、洞穴下渗至下部粘砂土层后，由于透水性变差，起相对隔水作用，在其孔隙中赋存形成潜水。因补给量有限，上部黄土层仅在赋水区后缘可能形成含水层，一般为透水不含水层。
机井开采主要为下第三系清水营寺口子组砂砾岩孔隙承压水，属碎屑岩类孔隙裂隙水，含水岩组以泥质砾岩及泥质角砾岩为主，以砖红色、紫红色为主，部分层位呈橙黄色、橙红色。含水岩组底板为前寒武系变质岩，埋藏深度300-500m。含水岩组顶板为第三系清水营组紫红色砂质泥岩、泥质砂岩及泥岩。含水层厚度较小，仅为10-30m，且变化较小，水位埋深100-200m。
4.3 水文地质
项目区地下水主要接受当地大气降水补给。第四系黄土类土孔隙潜水随季节变化大，地下水分水岭与地表分水岭一致，含水层基底为相对隔水的第三系泥质岩层，因而地下水主要的补给水源，应是当地大气降水的垂直入渗。因现代地形与古地形基本一致，故大气降水沿黄土类土孔隙或洞穴垂直入渗，至第三系泥质岩受阻，沿古地理面向地势低洼的沟垴掌型地、沟侧台地运移，并赋存之，形成潜水。地下水型一般为SO4-HCO3-Na-Mg、SO4-Cl-Na-Mg、Cl -SO4-Na-Mg型水。在地势较高的沟垴及洼地周边部位，由于地下水径流途径短，水质较好，矿化度一般在1-3g/L。随着径流途径的增长，至沟谷中下游及洼地中心部位，水质变差，矿化度升高至3-10g/L。
第三系清水营寺口子组砂砾岩孔隙承压水由黄土类土孔隙潜水垂向渗入补给，地下水向北东及正东流动。该地区含水岩组上覆着巨厚的第三系清水营组隔水岩层，因此地下水补给条件较差。含水岩组顶板埋藏较浅，一般在200m以内。上部为第四系黄土潜水，水质较好，水位高出该类地下水位100m以上。第三系清水营寺口子组砂砾岩孔隙承压水一般仅补给区水质尚好，矿化度小于1.0g/L，属HCO3-SO4-Na-Mg、SO4-HCO3-Na-Mg型水，其他地区水质较差，矿化度5-10g/L。
5 项目建设条件
5.1 水资源条件
5.1.1 水源机井
2009年8月,中国人民解放军六八六一二部队在平峰镇金塘村金塘川组打机井1眼，井深172m，出水量23m3/h（6.39L/s）。该机井表层为粘土，其下分别为砂砾石、粘质砂土、泥岩、泥质砂岩、砂质泥岩、细砂岩、砂质泥岩、泥岩、砂质泥岩等；含水层为粗沙岩、泥质沙岩、粗沙岩、泥岩，位于136-166m，含水层之间相隔泥岩层。该机井采用SPL-300钻机钻进，取芯直径127mm，三次扩孔，井孔直径600mm。井壁管采用直径为305mm钢管，下入长度120m，滤水管采用直径为305mm缠丝钢管，下入长度48m，沉淀管采用直径为305mm钢管，下入长度6m。回填滤料粒径2-3mm，深度167m。洗井采用双活塞注水洗井，洗至水清砂净。抽水试验前静止水位61.50m，水位降深38.20m，抽水持续时间16小时30分钟，稳定时间12小时15分钟，水位恢复时间2小时45分钟。该机井成井资料详见《钻井工程成果资料》。
5.1.2 需水量预测
人口自然增长率按14‰，以2008年底的统计数为基数，推算出设计年限人数，以此进行人口日需水量的计算，管网损失及不可预见水量按人口最高日用水量的15%计算。
5.1.2.1 设计年限及供水标准
根据《村镇供水工程技术规范》SL310-2004，工程设计年限为15年，日供水标准：农村人口人均生活用水40L/人·d。水质争取达到国家规定的生活饮用水标准。
5.1.2.2 人口发展预测
人口发展预测按下式计算：
N=r（1+i）n
式中：N—设计水平年2024年项目区人口数；
r—现状年2008年项目区人口数，为5613人；
i—人口自然增长率，按14‰计算；
n—计算期，为15年。
经计算，到2023年项目区总人口为6915人。
5.1.2.3 最高日需水量预测
项目区最高日人口用水量按下式计算：
Qd=mq/1000+Q损
式中：Qd—平均日用水量，t/d；
m—设计水平年人口数量，为6915人；
q—供水标准，为40L/人·d；
Q损—管网损失及不可预见水量，按人口日需水量的15%计算。
经计算，Qd=318.07m3/d。最高日用水量计算详见表5-1。
表5-1
最高日用水量计算表
项目
现有数
（2008年）
设计数
(2023年）
日供水标准
（l/d)
日需水量(m3)
备注
现状年
（2008年）
规划年
（2023年）
人口(人)
5613
6915
40
224.52
276.58

其它

33.68
41.49
按人口最高日用水量的15%计算
合计

258.20
318.07

现状年最高日需水量258.20m3，日变化系数取1.3，年需水量为7.25万m3。规划年最高日需水量318.07 m3，年需水量为8.93万m3。各供水点需水量计算见附表1。
5.1.3 项目区水资源量供需平衡分析
根据中国人民解放军六八六一二部队在平峰镇金塘村金塘川组已建机井成井资料，井深172m，实际涌水量23m3/h，则出水量为552m3/d。该眼机井日出水量可完全满足供水区每日318.07m3的需水要求。
5.1.4 水源水质
经对中国人民解放军六八六一二部队在平峰镇金塘村金塘川组已建机井水质取样化验，PH值为7.58 mg/L，总硬度912.73mg/L，氯化物633.85mg/L，氟化物0.86mg/L，硫酸盐992.53mg/L，溶解性总固体2620.26mg/L。所检验项目中总硬度、硫酸盐、溶解性总固体、氯化物不符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）要求的饮水水质标准。水质各项指标详见《宁夏地质矿产中心实验室检测报告》。
5.2 交通条件
项目区交通运输便利，乡级砂砾公路穿越项目区，村级公路四通八达，施工运料和器材运输非常方便。
5.3 供电条件
本项目区建有高低压输电线路，村村通电，电力资源充沛，能满足各种施工机械设备和生活照明用电要求。
5.4 建筑材料供应条件
工程所需的砂子、石子可就近在吉强镇袁河和新营乡大沙河拉运，片石在静宁北峡采购，运输距离短，材质及储量均满足工程建设的要求。
5.5 自然条件
项目区多年平均气温6.1℃，最冷一月份平均气温-8.2℃，最热七月份平均气温为18.8℃，土壤冻结始于11月下旬，第二年3月上旬化通，最大冻土层深1.2m，年均降水量402.6mm，其中60%的降水主要集中在7—9月份，因此，自然条件对施工影响不大。
5.6 其它条件
项目区群众对建农村饮水安全工程的积极性很高，强烈要求工程立项建设，并自愿为工程建设投工投劳。
6 工程设计
6.1 工程等别及标准
根据《村镇供水工程技术规范》(SL310-2004)、供水范围及供水规模，本工程供水规模为318.07m3/d，工程类型为IV型，主要建筑工程按IV等4级设计，设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为30年一遇。工程区地震设计烈度为8度。
6.2 工程总体布置
工程规划在金塘村金塘川组打机井1眼，配套200QJ型潜水泵扬水至水厂50m3蓄水池中，原水经处理后进入地面高程为1817.80m的50m3清水池中，配套175QJ型潜水泵扬水至西面山坡地面高程为1900.00m的100m3高位蓄水池中和200QJ型潜水泵扬水至东面山坡地面高程为1970.00m的50m3高位蓄水池中，然后自压给各自然村组供水，供水全部采用入户自来水供水方式。工程共布设供水干管2条，总长9.49km。为便于施工、管理和检修，供水管道尽可能沿路布置成树枝状，并在供水管网的分水结点处设闸阀井，安装闸阀和水表，在管网的最低处设置排污井，安装排污阀，用管道将污水和管网沉积物排入附近的沟道，在管道最高处设置排气阀，保证管道水流畅通。工程布置详见《西吉县平峰镇金塘农村饮水安全工程平面布置图》。工程设计工艺流程详见图6-1。
上水管道
配水管网
高位蓄水池

水 厂
机 井

图6-1 平峰镇金塘农村饮水安全工程工艺流程图
6.3 水源机井及泵站设计
6.3.1 水源机井
2009年8月,中国人民解放军六八六一二部队在平峰镇金塘村金塘川组打机井1眼，井深172m（井底高程1645.80m，井口地面高程1817.80m）。含水层自82.81m-167.01m，厚度84.2m，以细砂岩、粗砂岩为主。含水岩组顶板为第三系清水营组砂质泥岩、泥质砂岩及泥岩，埋深82.81m，含水岩组底板为前寒武系泥岩，埋深167.01m。静水位埋深61.50m，动水位埋深99.70m，静水位高程为1756.30m，动水位高程1718.10m，单井实际涌水量23m3/h。
机井采用SPC－300水文水井钻机施工，开孔直径125mm，三次扩孔，终孔达到600mm。井壁管采用内径为305mm钢管，滤水管采用缠丝过滤器。
6.3.2 机泵选型及配套
6.3.2.1 机井泵站配套机泵及上水高压塑管
机井出水量为23m3/h，根据潜水泵规格与型号，选择水泵流量为20m3/h。
（1）上水高压塑管管径选择
高压塑管直径按流速控制，以压力管中流速小于2m/s控制并按公式d=1.13（Q/V）1/2计算。
式中：d—高压塑管管径（m）；
Q—上水高压塑管设计流量（m3/s），取Q=20m3/h=0.0056m3/s；
V—经济流速，取V=1.3m/s。
经计算d=0.0565m，选用Φ63高压塑管，压力等级为1.0mpa。
（2）上水高压塑管损失扬程hw
hw=hf+hj
式中：hw—总损失（m）；
hf—沿程水头损失（m）；
hj—局部水头损失（m）。
沿程水头损失按公式hf=0.000915L Q1.774/d4.774计算，局部水头损失按沿程水头损失的10%计算。
式中：hf—沿程水头损失（m）；
L—管长（m），机井上水管道长L1=121.7m（包括井内上水钢管长101.7m和上水高压塑管长20m）。
d—上水管道计算管径，井内上水钢管d钢=74mm，上水高压塑管d塑=56.5mm；
Q—上水管道设计流量，Q=20m3/h=0.0056m3/s。
计算得：机井井内上水钢管hf钢=2.98m，hj钢=0.3m；上水高压塑管hf塑=1.68m，hj塑=0.17m。则总损失hw=hw钢+hw塑＝hf钢+hj钢+hf塑+hj塑=2.98+0.3+1.68+0.17=5.13（m）。机井上水管道损失计算详见表6-1。
表6-1 机井上水管道水力计算成果表
项目
流量
(m3/h)
流速
(m/s)
管长
(m)
管径
(mm)
水头损失(m)
备注
沿程
局部
总损失

井内上水钢管
20
1.49
102
83
2.98
0.30
3.28
钢管
上水高压塑管
20
2.23
20
63
1.68
0.17
1.85
UPVC管
合计

122

4.66
0.47
5.13

（3）水泵设计扬程
设计扬程=净扬程+损失水头=（高位蓄水池最高水位—机井动水位）+水处理设备水头（30m）+预留水头（3m）+损失水头。机井设计扬程计算结果详见表6-2。
表6-2 机井设计扬程计算表
内容
蓄水池
地 面
高 程
(m)
井口
地面
高程
(m)
机 井
动水位
(m)
净扬程
(m)
上水
管道
长度
(m)
水头损失(m)
设计
扬程
(m)
沿程
hf
局部
hj
总损失
hw
数值
1817.80
1817.80
1718.10
99.7
122
4.66
0.47
5.13
137.83
根据设计流量和设计扬程，机井选用200QJ20-148/11型潜水泵，其技术数据见表6-3。
表6-3 200QJ20-148/11型潜水泵技术参数表
流量
（m3/h）
扬程
（m）
转速
（转/分）
效率
（%）
配套电机功率
（kw）
20
148
2850
66
15
6.3.2.2 西山扬水泵站配套机泵及上水高压塑管
（1）上水高压塑管管径选择
选择水泵流量为20m3/h，经济流速取V=1.3m/s。经计算选用Φ90高压塑管，压力等级为1.6mpa。
（2）上水高压塑管损失扬程hw
沿程水头损失按公式hf=0.000915L Q1.774/d4.774计算，局部水头损失按沿程水头损失的10%计算。
式中： L—管长（m），上水管道长L2=403m（包括池内上水钢管长3m和上水高压塑管长400m）。
d—上水管道计算管径，井内上水钢管d钢=69mm，上水高压塑管d塑=75.5mm；
Q—上水管道设计流量，Q=20m3/h=0.0056m3/s。
计算得：池内上水钢管hf钢=0.10m，hj钢=0.01m；上水高压塑管hf塑=8.42m，hj塑=0.84m。则总损失hw=hw钢+hw塑＝hf钢+hj钢+hf塑+hj塑=0.11+9.37=9.48（m）。
上水管道损失计算详见表6-4。
表6-4 上水管道水力计算成果表
项目
流量
(m3/h)
流速
(m/s)
管长
(m)
管径
(mm)
水头损失(m)
备注
沿程
局部
总损失

池内上水钢管
20
1.50
3
76
0.10
0.01
0.11
钢管
上水高压塑管
20
1.25
400
90
8.42
0.84
9.26
UPVC管
合计

403

8.52
0.85
9.48

（4）水泵设计扬程
设计扬程=净扬程+损失水头=（高位蓄水池最高水位-机井动水位）+预留水头（3m）+损失水头。机井设计扬程计算结果见表6-5。
表6-5 泵站设计扬程计算表
内容
高位蓄
水池最
高水位
(m)
清水池
地 面
高 程
(m)
清水池
最 低
水 位
(m)
净扬程
(m)
上水
管道
长度
(m)
水头损失(m)
设计
扬程
(m)
沿程
hf
局部
hj
总损失
hw
数值
1899.6
1817.8
1815.12
84.48
403
8.52
0.85
9.48
96.96
（5）水泵选型
根据设计流量和总扬程，选择 175QJ20-104/8型潜水泵1台，其技术数据见表6-6。
表6-6 175QJ20—104/8型潜水泵技术参数表
适用最小井径
（mm）
流量
（m3/h）
扬程
（m）
转速
（r/min）
效率
（%）
配套电机功率
（kw）
175
20
104
2850
66
11
6.4 东山泵站设计
周康村和小湾村的群众居住在沟垴，吃水十分困难，设计建东山泵站1座，扬水至山顶的50m3高位蓄水池，然后自压给自然组供水。
6.4.1 高位蓄水池容积的确定
东山泵站高位蓄水池地面高程为1970.000m，设计供水范围涉及周康村和小湾村的11个自然组，311户，现状总人口1708人。农村人均按40L/人·d的用水标准计算，规划年日最高用水量为96.79m3。因此，泵站高位蓄水池容积确定为50m3。蓄水池最高设计水位1969.60m，最低设计水位1966.50m。前池用50m3清水池。
6.4.1.1 机泵选型及配套
（1）机泵设计流量
泵站控制供水区规划年最高日需水量96.79m3，根据潜水泵的规格和型号，水泵设计流量取10m3/h，出水管直径为60mm。
（2）上水高压塑管管径选择
高压塑管直径按流速控制，以压力管中流速小于2m/s控制并按公式d=1.13（Q/V）1/2计算。
式中：Q=10m3/h=0.0028m3/s；
经计算d=0.0505m，选用Φ63高压塑管，压力等级为2.0mpa。上水高压塑管规格详见表6-8。
表6-8 东山泵站上水高压塑管规格表
管道名称
起点
桩号
终点
桩号
管长
(m)
管径
(mm)
压力等级
（Mpa)
上水高压塑管
0+000
0+995
995
63
2.0
（3）上水管道损失扬程hw
上水管道损失扬程按公式hw=hf+hj计算，沿程水头损失按公式hf=0.000915LQ1.774/d4.774计算，局部水头损失按沿程水头损失的10%计。
式中：L—管长（米），L=997m（包括池内上水钢管长2m和上水高压塑管长995m）；
d—上水管道计算管径（mm），池内上水钢管d钢=76mm，上水高压塑管d塑=50.5mm；
Q—上水管道设计流量，Q=10m3/h=0.0028m3/s。
计算得：池内上水钢管hf钢=0.01m，hj钢=0.00m，则hw钢=0.01m；上水高压塑管hf塑=4.46m，hj塑=0.45m，则hw塑=4.91m。
则总损失hw=hw钢+hw塑＝0.01+4.91=4.92（m）。上水管道损失计算详见表6-9。
表6-9 东山泵站上水管道水力计算成果表
项目
流量
(m3/h)
流速
(m/s)
管长
(m)
管径
(mm)
水头损失(m)
备注
沿程
局部
总损失

池内上水钢管
10
0.62
2
83
0.01
0.00
0.01
钢管
上水高压塑管
10
1.39
995
63
41.20
4.12
45.32
UPVC管
合 计

997

41.21
4.12
45.33

（4）水泵设计扬程
设计扬程=净扬程+损失水头=（高位蓄水池最高水位-前池最低水位）+预留水头（3m）+损失水头。机泵设计扬程计算结果见表6-10。
表6-10 东山泵站机泵设计扬程计算表
内容
高 位
蓄水池
最 高
水 位
(m)
清水 池
地 面
高 程
(m)
清水池
最 低
水 位
(m)
净扬程
(m)
上水
管道
长度
(m)
水头损失(m)
设计
扬程
(m)
沿程
hf
局部
hj
总损失
hw
数值
1969.6
1817.8
1815.12
154.48
997
41.21
4.12
45.33
202.81
（5）水泵选型
根据设计流量和总扬程，选择200QJ10—210/12型潜水泵1台，其