经济开发区1万立方米天取水工程初步设计报告.doc

辽宁葫芦岛八家子经济开发区1万m3/d取水工程初步设计报告葫芦岛市水利勘测设计院2014.101 概述21.1 编制依据、原则及设计范围21.2 设计文件和技术标准:32 城市概况:42.1 供水现状42.2 水文、气象53 工程地质63.1 取水头部工程地质63.2 输水管道场地工程地质73.3 净水厂工程地质74 工程方案设计论证74.1 工程供水流程、规模74.2 水质要求及论证84.3 水压要求84.4 取水头部方案94.5 输水工程方案论证104.6 输水管道根数的确定114.7 输水管材选择114.8 经济管径分析134.9 净水厂工程方案确定144.10 配水工程方案论证及确定205 水力过度过程分析225.1 计算基本资料226 工程设计236.1 设计原则236.2 设计标准246.3 取水头部246.4 输水管道设计266.5 净水厂设计346.6 配水工程设计527 电气、自动化、通讯设计597.1 设计规范597.2 取水头部电气设计607.3 净水厂电气设计658 工程管理738.1 工程建设期管理738.2 管理机构设置748.3 工程管理范围和保护范围758.4 工程管理设施768.5 供水系统控制流程779 节能设计789.1 工艺专业节能设计799.2 电气专业节能设计809.3 建筑专业节能设计819.4 采暖通风节能设计8110 水土保持设计8210.1 水土保持设计依据8210.2水土流失及水土保持现状8410.3 主体工程水土保持评价结论8410.4 水土流失防治责任范围及防治分区8510.5 水土流失预测8710.6 防治目标及防治措施布设9010.7 水土保持监测9310.8 水土保持投资9411 环境评价9411.1环境质量现状调查与评价9411.2 环境影响分析9711.3 污染防治措施10411.4 施工期环境监理11011.5 环保投资估算11111.6 环境管理与环境监测11411.7 评价结论11712 投资估算11812.1工程概述11812.2编制原则和依据11912.3基础资料11912.4投资估算成果1211 概述1.1 编制依据、原则及设计范围1.1.1 编制依据(1) 关于八家镇供水工程可行性研究报告（代项目建议书）的批复(2) 八家镇供水工程可行性研究报告（代项目建议书）(3) 原水的水质化验报告(4) 管线、水厂的测量和地质资料及其它基础资料。1.1.2 编制原则本着实事求是的原则，根据水源水质情况进一步论证水处理工艺及处理构筑物的结构形式，注意经济效益和社会效益，选择合理的方案。要严格遵守国家土地法的规定，珍惜每一寸土地，在满足工程工艺要求的前提下，尽可能少占耕地和果、菜园地。水质按达到生活饮用水卫生标准(GB574902006)要求。且保证净水厂出水浊度不超过0.5NUT，最高不超过1NUT。注意工程的安全性、可靠性。发展与推广新工艺、新技术、新材料与新设备的应用。贯彻节能方针，采用自动化控制水平较高，管理较先进的高效节能设备。建筑设计要造型美观，与环境协调。制定水厂的环保措施。1.1.3 设计范围本阶段工程设计范围与可研报告一致，涉及八家镇和工业园开发区两个受水区供水。本工程设计范围包括：取水头部、输水管线工程、净水厂工程和配水干管工程及相应的附属工程。本次设计的头部、净水厂的输电线路设计未考虑，只是把输电线路的投资列入在本报告之内。1.1.4 主要设计资料(1) 测量资料水厂的地形图 1:500； 管道部分的地形图，范围管道两侧各50米；取水头部的地形图 1:500；净水厂的地形图 1:500。(2) 地勘资料净水厂的地勘资料；取水头部地勘资料；管道部分的地勘资料。(3) 水质资料(4) 供电资料当地供电部门对八家子净水厂的初步供电意向及供电电压等级。当地供电部门对取水头部供电意向及供电电压等级。1.2 设计文件和技术标准:(1)室外给水设计规范GB500132006(2)室外排水设计规范GB50014-2006（2013版）(3)泵站设计规范GB/T502652010(4)建筑给水排水设计规范GB500152003 (5)给水排水构筑物施工及验收规范GBJ14190 (6)给水排水管道施工及验收规范GB502682008(7)地面水环境质量标准GB3838-2002 (8)水利水电工程施工组织设计规范SL3032004(9)生活饮用水卫生标准GB5749-2006(10)城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准CJJ4191(11)建筑设计防火规范GB 50016-2006(12)混凝土结构设计规范GB 50010-2002(13)给水排水工程构筑物结构设计规范GB 50069-2002(14)室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范GB 50032-2003(15)埋地聚乙稀给水管道工程技术规程CJJ101-2004(16)供配电系统设计规范GB5005295(17)低压配电设计规范GB50054-95(18)建筑物防雷设计规范GB5005794(19)建筑设计防火规范GB500162006(20)自动喷水灭火系统设计规范GB500842001（2005版）等其它相关规范（要求采用最新的国家规范）2 城市概况:2.1 供水现状 八家子镇现状供水水源地仅一处，位于建昌、兴城、绥中交界处的宽帮镇大河西村，给水系统的取水口在六股河主干流上。供水系统始建于上世纪60年代，地表水通过6600m的输水管道并经三级泵站提升到八家子硫铁矿北山净水厂（地面标高260m），原设计日供水能力为5000m3/d左右。目前，水源井及供水系统的设备老化严重，跑冒滴漏现象严重，产水量不断下降，现在实际供水能力仅能达到1400m3/d，用水普及率不断下降，现有供水状况在一定程度上已滞后于建昌县八家子镇的发展，影响了镇区经济的进一步腾飞，影响了镇区给水服务的进一步提高。很多政府机关、企事业单位及镇内居民的用水都靠自备井或手压井解决，水量、水质都难以保证，直接影响了城镇经济的发展及老百姓的日常生活质量。随着建昌县八家子镇建设规模扩大和人口的增长及重点工业企业的快速发展，镇区缺水的范围将日益扩大和加重。加之，葫芦岛市青山水库工程已开工建设，青山水库大坝合拢蓄水后，八家子地区供水系统的取水口将被完全淹没，泵站及供水系统基本报废，生产和生活用水将无以为继。52.2 水文、气象 八家子镇辖属建昌县，位于该县的东南部，地处中纬度带上，属于暖温带大陆性季风气候区，处于温暖带和暖带之间，半湿润易旱地区。其特点是四季分明，春季风大雨少，夏季炎热，雨量集中，秋季雨少低温，冬季干燥寒冷。干旱，大风、冰雹、霜冻等灾害各年均有不同程度的发生。年平均日照时数为2915h，日照百分率为66%，日照射数以春季和秋季为最高，同为772h，冬季为最低，仅604.4h，夏季730.2h。日照百分率，春季平均66%，夏季57%，秋季70%，冬季73%，以1月份最高，占74%；年平均气温8.3，其中冬季平均气温-7.5，春季平均气温为9.7，夏季平均气温为22，秋季平均气温为9.0。全年最高极端温度为40.7，最低极端温度为-27.4；全年相对温度为54；年积温达3470；全年蒸发量为1833.7mm，其中春季最多为692.1mm，冬季最少为174.1mm。全年大风天数为15.2d。平均无霜期为149d，最大冻土深1.35m。年平均太阳辐射总量144.5千卡/cm2，属于我国北方太阳总辐射量最高的地方。3 工程地质3.1 取水头部工程地质3.1.1 地形地貌六股河主流流经该区域，形成河流冲击地貌，上覆为卵石（Q4AL-PL）、淤泥质粘土，粉土及砾类土。地面高程94.899.2m，地势较为平坦向北东倾斜。3.1.2 地层条件拟建取水区位于六股河主河道处，为河流冲击地貌，主要岩土层如下：粉土（Q4dl）：黄褐色，稍湿，松散，摇震反应迅速。该层揭露厚度厚度为0.5m。该层仅分布于取水区靠近山体一侧。卵石（Q4al-pl）：黄褐色，中密，湿饱和，粒径2060mm砾石约占60%左右，余为砾砂。该层厚度为2.34.1m。淤泥质粉质粘土（Q4al-pl）黑褐色，松散，湿，感情度中等，韧性中等，摇震无反应，切面略光滑。该层主要夹在卵石层中厚度0.40.8m。砾质土（Q4dl）：灰褐色，松散，稍湿，粒径2050mm砾石约占65%左右，余为粉土。该层主要分布于取水区靠近山体的一侧，该层厚度约为2.9m。白云岩（J2x）：灰白色，稍密，湿，强风化，结构构造大部分被破坏。该层厚度为0.21.8m。白云岩（J2x）：灰褐色，块状构造，坚硬，中风化，揭示厚度0.50.6m。3.1.3 构造条件工程所处的大地构造位置在中朝准地台（）燕山台褶带（）辽西台陷（）朝阳穹褶断束（）的西南。含水层厚度为4.0m左右，河道右岸因靠近山体含水层厚度较薄，左岸多为河道沉积的卵石土，渗透系数较大，透水性好。岸坡稳定性较好，无不良地质条件。水文地质条件六股河主流流经该区域，河流方向自西南流向东北，河流量随季节变化，夏、秋季节水流量较大，春、冬季节水流量减少。区域地下水主要为赋存于第四系砂卵石层中的潜水。砂卵石层渗透性较好，渗透系数为3.510-26.410-1cm/s，含水层厚度为4m左右。3.2 输水管道场地工程地质3.2.1 地形地貌高屯南沟管线沿线为山间沟谷地貌单元，发育有一条冲沟。地势南高北底，底面高程98.4208.1m。下伏基岩为白云岩，上覆为粉质粘土和碎石土（Q4dl）。青石岭管线沿线沿线为山前坡地地貌单元，地势东北高西南低，底面高程140.1214.3m，下伏基岩为白云岩，上覆为粉质粘土和碎石土（Q4dl）。3.2.2 地层条件(1) 高屯南沟输水管线主要为山间沟谷地貌，主要岩土层如下：粉质粘土（Q4dl）：黄褐色，稍湿，松散，可塑，干强度中等，韧性中等，厚度不大0.50.9m。主要分布在输水管线沿线有耕地分布区域。里程桩号BK0+510.5至BK0+925.6。碎石土（Q4dl）：黄褐色，松散，主要成分为白云岩碎石，次棱角状，风化状态，在输水管线沿线普遍分布，厚度为0.51.6m。白云岩（J2x）：灰褐色，沿输水管线沿线两侧山体出露，块状，风化程度多为强风化。该层揭示厚度为0.51.3m。(2) 青石岭输水管线主要为山前坡地地貌，在里程K1+269.3K1+770.2沿线见有基岩裸露，盖地段第四系覆盖层较薄。沿线岩土层情况如下：粉质粘土（Q4dl）：黄褐色，稍湿，松散，可塑，干强度中等，韧性中等。主要分布在输水管线沿线有耕地分布区域。里程桩号K0+000K1+269.3，厚度0.32.1m。碎石土（Q4dl）：黄褐色，松散，主要成分为白云岩碎石，次棱角状，风化状态，在输水管线沿线普遍分布，厚度为0.71.8m。白云岩（J2x）：灰褐色，在里程K1+269.3K1+770.2沿线见有基岩裸露，块状，风化程度为强风化。3.2.3 构造条件工程所处的大地构造位置在中朝准地台（）燕山台褶带（）辽西台陷（）朝阳穹褶断束（）的西南。输水管线沿线第四系覆盖层厚度较薄，沿线基岩裸露，风化程度多为强风化，斜坡较为稳定，无不良地质现象。无大的断裂构造通过。3.2.4 水文地质条件地区地下水主要为基岩裂隙水，赋存在深部岩体的层间裂隙水，水量较小，受岩层产状、裂隙发育状况影响，空间水循环条件差，对工程无影响。场地内地下水主要来源为大气降水补给，以地表蒸发主要排泄方式。高屯村南沟输水管线发育有一条冲沟，冲沟水量随季节变化，夏、秋季节水流量较大，春、冬季节水流量减少。3.3 净水厂工程地质3.3.1 地形地貌青石岭净水厂：该处为丘陵地貌，地面高程213.9224.7m地势向南西倾斜。下伏基岩为白云岩，上覆为碎石土（Q4dl）。宏跃选矿厂区内清水池：该处为丘陵地貌单元，地势东北高西南低，底标高程202.5209.1m，下伏基岩为白云岩，上覆为粉质粘土和碎石土（Q4dl）。东南倾。3.3.2 地层条件拟建位于青石岭的净水厂位于一小型山丘丘顶，清水池位于小丘南面的斜坡上。丘顶和斜坡处均可见基岩裸露。基岩类型单一。该场地岩土层如下：碎石土（Q4dl）：黄褐色，松散，主要成分为白云岩碎石，次棱角状，风化状态，在输水管线沿线普遍分布，厚度为0.20.6m。白云岩（J2x）：灰白色，稍密，湿，强风化，结构构造大部分被破坏。该层厚度为0.41.7m。白云岩（J2x）：灰褐色，块状构造，坚硬，中风化，该层厚度2.43.0m。白云岩（J2x）：灰褐色，块状构造，坚硬，微风化，揭示厚度3.84.1m。3.3.3 构造条件工程所处的大地构造位置在中朝准地台（）燕山台褶带（）辽西台陷（）朝阳穹褶断束（）的西南。净水厂、清水池第四系覆盖层较薄，基岩埋藏较浅，风化程度为强风化，较为稳定。无大的断裂构造通过，未见不良地质现象。仅在青石岭净水厂位置发现不连续冲沟一条走向近东西，长约400m，宽约1m深约1.5m，沟壁为基岩。3.3.4 水文地质条件 该区地下水类型为风化裂隙水，主要赋存在风化裂隙中，水量很小，渗透能力差，对工程施工没有大的影响。地下水来源为大气降水的补给，地下水位受季节性影响较大，排泄方式主要为地表蒸发。3.4 各区水文、工程地质评价3.4.1 水源区评价3.4.1.1 水源区水文评价区域地下水主要为赋存于第四系砂卵石层中的潜水。砂卵石层渗透性较好，渗透系数为3.510-26.410-1cm/s，含水层厚度为4m左右。地下水补给路径较短，地表水与地下水存在直接的水力联系，地下水量与地表水量呈正相关关系。地下水的主要补给路径为河流补给。在取水区zk1附近取地表水样一组，水质分析为HCO3SO42-Ca2+型，PH=7.5。依据水利水电工程地质勘察规范GB 50487-2008附录L环境水腐蚀性评价判定环境水对混凝腐蚀性为：一般酸性型无腐蚀；碳酸型无腐蚀；重碳酸型无腐蚀；钙离子型无腐蚀；硫酸盐型无腐蚀。环境水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性为弱腐蚀。3.4.1.2 水源区工程地质评价 水源区左岸主要为沉积的卵石土，夹有淤泥质粉质粘土。右岸主要为粉土和砾质土。靠近山体，岸坡都较为稳定，未见不良地质现象，适合取水构筑物的建设。3.4.2 输水管线沿线评价3.4.2.1 输水管线水文条件评价地区地下水主要为基岩裂隙水，赋存在深部岩体的层间裂隙水，水量较小，受岩层产状、裂隙发育状况影响，空间水循环条件差，对工程无影响。场地内地下水主要来源为大气降水补给，以地表蒸发主要排泄方式。高屯村南沟输水管线发育有一条冲沟，冲沟水量随季节变化，夏、秋季节水流量较大，春、冬季节水流量减少。3.4.2.2 输水管线工程地质条件评价 高屯村南沟输水管线：拟建输水管线沿线主要为山间沟谷地貌，基岩埋藏较浅，第四系覆盖层较薄，工程地质条件接近，岩石类型单一，仅在靠近取水点处有冲洪积地貌单元，分布范围小。在输水管线里程桩号为K0+000K0+510.5沿线多为基岩裸露区域，只在地表有碎石土分布厚度薄。未见不良地质现象，工程地质条件较好。在输水管线里程桩号为K0+510.5K1+070.1沿线有耕地分布，表层有一层粉质粘土分布，下部为碎石厚度不大，下伏为白云岩强风化。工程地质条件较好。在输水管线沿线里程桩号为K1+070.1K1+602.6沿线主要为村庄，沿线第四系主要为冲沟的碎石土，覆盖层厚度不大。基岩埋藏较浅。工程地质条件较好。青石岭输水管线：拟建与净水厂相连的输水管道主要为山前坡地地貌，沿线见有基岩裸露，盖地段第四系覆盖层较薄。在输水管线里程桩号为K0+000K1+107.8沿线有耕地分布，表层有一层粉质粘土分布，下部为碎石厚度不大，下伏为白云岩呈强风化状态。工程地质条件较好。在输水管线里程桩号为K1+107.8K1+770.2沿线多为基岩裸露区域，只在地表有碎石土分布，厚度薄。未见不良地质现象，工程地质条件较好。3.4.3 净水厂、清水池评价3.4.3.1 净水厂、清水池水文条件评价 该区地下水类型为风化裂隙水，主要赋存在风化裂隙中，水量很小，渗透能力差，对工程施工没有大的影响。地下水来源为大气降水的补给，地下水位受季节性影响较大，排泄方式主要为地表蒸发。3.4.3.2 净水厂、清水池工程地质评价拟建位于青石岭的净水厂位于一小型山丘丘顶，清水池位于小丘南面的斜坡上。丘顶和斜坡处均可见基岩裸露。只表层覆盖有一层较薄的碎石土，基岩类型单一。宏跃选矿厂处拟建清水池位于选矿厂内小型山丘丘顶和东部坡地，丘顶和斜坡处均可见基岩裸露。东部坡地有人工堆积的选矿废石厚度不大下部为基岩。的基岩类型单一。工程地质条件较好。3.5 基础方案的选择3.5.1 青石岭净水厂、清水池：拟建位于青石岭的净水厂位于一小型山丘丘顶，清水池位于小丘南面的斜坡上。丘顶和斜坡处均可见基岩裸露。只表层覆盖有一层较薄的碎石土，基岩类型单一。拟建净水厂、清水池个岩土层地基承载力特征值见下表各主要地层承载力测试结果表 表3地层碎石土强风化白云岩中风化白云岩地基承载力特征值（fak）3004501000以上值均为经验值依据拟建净水厂、清水池场地岩土工程条件，结合拟建筑物特点，各拟建筑物建议采用天然浅基础。设计单位可根据各楼的各岩土层工程特性，选择适宜的基础持力层，确定基础类型和基坑的开挖深度。基础类型可选择独立基础、筏式基础。根据拟建筑物初步设计和本次勘察结果，结合场地地层分布的不同情况及各岩土层工程特性，拟建净水厂清水池可采用强风化白云岩作为基础持力层，建筑物所在场地位置的地层分布及岩土工程特性确定基础的埋置深度。采用天然地基方案时,应注意下列问题:(1)坑底施工防止对土扰动，破坏土的原状结构，使地基承载力降低。(2)为避免差异沉降对结构的影响，应适当加强基础和上部结构的强度和刚度。基坑降水及支护依据本次勘察成果，采用天然地基时，基础采用强风化白云岩作为基础持力层，基坑开挖过程中可能会出现少量坑内集水或坑壁渗水，鉴于地下水埋藏条件简单涌水量较小，建议采用基坑明排法处理，地下水对基础施工影响较小。采用基坑明排法建议距基础0.4m外设排水明沟，在基坑角部设置集水坑。从基坑的开挖深度较浅，基坑工程安全等级为二级，基坑开挖时可以1：0.65自然放坡。基坑开挖后应立即进行基础施工，防止地基土扰动和风化岩的再次风化。3.6 结论及意见3.6.1 水源区：1、据钻探表明，八家子经济开发区供水工程水源区，地层、岩性简单，地质构造简单，稳定性较好。、2、于取水区ZK1附近取地表水样一组经化验表明：一般酸性型无腐蚀；碳酸型无腐蚀；重碳酸型无腐蚀；钙离子型无腐蚀；硫酸盐型无腐蚀。环境水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性为弱腐蚀。3、本区抗震设防烈度6度，该场地为抗震设计的一般地段，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第三组，特征周期值0.35s。4、本区标准冻深1.3m。3.6.2 输水管线：1、 据探坑表明，八家子经济开发区供水工程输水管线沿线，地层、岩性简单，地质构造简单，稳定性较好。2、 经本次勘察，拟建输水管线沿线，无特殊土和特殊土层存在。3、 输水管线沿线的岩土层主要为、类土。4、 本区抗震设防烈度6度，该场地为抗震设计的一般地段，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第三组，特征周期值0.35s。5、 本区标准冻深1.3m。3.6.3 净水厂、清水池：1、 本次勘察已查清各岩土层的分布规律，场地无不良地质作用，场地、地基稳定，适宜建筑，各拟建筑物建议采用天然浅基础。2、 依据本区场地土的等效剪切波速值和覆盖层厚度，综合判定场地为类场地，属于可进行建设的一般场地。3、 本区抗震设防烈度6度，本次场地为抗震设计的有利地段，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第三组，特征周期值为0.35s。4、 区域标准冻深1.3m。5、 坑（槽）开挖后应保持地基土不受扰动，并通知勘察单位及相关部门做好验槽工作。6、 应严格按照国家相关规范进行设计施工。4 工程任务和规模4.1 给水现状及存在问题4.1.1 给水现状八家子地区供水系统始建于上世纪60年代，给水系统的取水口为六股河主干流，位于建昌、兴城、绥中交界处的宽帮镇大河西村，六股河的地表水通过6600米的输水管道并经三级泵站提升到八家子硫铁矿北山（地面标高260米），设计日供水能力为5000m3/d左右。随着该水源井及设备的老化，产水量不断下降，现在实际供水能力仅能达到约1400m3/d，用水普及率不断下降，供水基础设施建设未能跟上城镇建设发展速度，很多政府机关、企事业单位及镇内居民的用水都靠自备井或手压井解决，水量、水质都难以保证，直接影响了城镇经济的发展及老百姓的日常生活质量。4.1.2 存在主要问题1、八家子地区供水系统始建于上世纪60年代，现有水源井及供水系统的设备老化严重，供水状况在一定程度上已滞后于建昌县八家子镇的发展，影响了镇区经济的进一步腾飞，影响了镇区给水服务的进一步提高。随着建昌县八家子镇建设规模扩大和人口的增长及重点工业企业的快速发展，镇区缺水的范围将日益扩大和加重。2、目前，葫芦岛市青山水库工程已开工建设。2013年，青山水库大坝合拢蓄水后，八家子地区供水系统的取水口将被完全淹没，泵站及供水系统基本报废，生产和生活用水将无以为继。3、自备水源的无序开采和管理由于建昌县八家子镇内市政供水设施建设相对滞后和地下水资源管理等方面的原因，形成了企事业及农业自备水源。自备井供水存在以下几方面问题。一是部分自备井为居民生活供水，水质检测项目和检测周期不符合有关规定，供水水质得不到保证。二是实际取水量往往与上报取水量不符，由于自备井数量大，实现有效管理困难，所以难以控制地下水开采量，一直存在自备水源与市政供水抢水的问题，导致市政供水水源急剧减少。三是一部分企业同时使用市区管网和自备井供水，这样便很容易对地下水资源管理和自来水公司营业管理都造成困难。4.2 工程任务4.3 工程规模5 工程方案设计论证5.1 工程范围及规模5.1.1 工程范围本工程通过辐射管从六股河河道取浅层地下水，通过水泵加压送到净水厂，经过净水厂处理后，重力流配送到八家镇管网接管点和青石岭开发区高位水池。5.1.2 工程规模本工程供水规模为1万m3/d，其中向八家镇高日供水0.6万m3/d，向青石岭开发区高日供水0.4万m3/d。5.2 水质要求及论证该工程源水取自六股河浅层水，根据水质监测资料，毒理、卫生各项指标均符合国家地表水环境质量标准（GB3838-2002）类水质标准。而水源地的含水层薄，仅为4m左右，且覆盖层颗粒比较粗，河道地表水与浅层地下水形成密切的水力联系，因此汛期六股河水质浊度，会对地下水有很大影响，根据六股河的历年含沙量资料，汛期可达到3kg/m3的含沙量，浊度可达到1000-3000NTU，故本工程要考虑汛期处理浊度问题。所以新建净水厂水处理工艺，采用以降低浊度和灭菌为目的常规处理工艺。根据新生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）规定，供水浊度不超过1NTU，受水源与净水技术条件限制时不超过3NTU。根据上述标准，考虑到供水在配水管网中浊度将有所上升的因素，净水厂设计出厂水浊度确定为0.5NTU，特殊情况下不超过1NTU。5.3 水压要求八家镇以居住为主，水压按280KPa，青石岭开发区以工业为主，水压按160KPa考虑。 5.4 取水头部方案5.4.1 水源地水文地质情况拟建取水区位于六股河主河道处，为河流冲击地貌，主要岩土层分布有粉土、卵石、粉质粘土、砂质土、岩石。 其中覆盖层主要为砾石，粒径2060mm砾石约占60%左右，余为砾砂。该层厚度为2.34.1m。其次为砾质土，粒径2050mm砾石约占65%左右，该层主要分布于取水区靠近山体的一侧，该层厚度约为2.9m。最下面是白云岩。工程所处的大地构造位置含水层厚度为4.0m左右，河道右岸因靠近山体含水层厚度较薄，左岸多为河道沉积的卵石土，渗透系数较大，透水性好。岸坡稳定性较好，无不良地质条件。六股河主流流经该区域，河流方向自西南流向东北，河流量随季节变化，夏、秋季节水流量较大，春、冬季节水流量减少。区域地下水主要为赋存于第四系砂卵石层中的潜水。砂卵石层渗透性较好，渗透系数为3.510-26.410-1cm/s，含水层厚度为4m左右。5.4.2 取水型式确定从拟取水位置的土层岩性来看，覆盖层颗粒比较粗，基本是砂卵石，所以河道地表水与浅层水水力联系非常紧密，所以汛期六股河河道水浊度会直接影响到浅层水。另外，由于河道覆盖层及含水层都非常薄，从地形上看，河道浅层水的补给，基本是河道地表水。根据冬季地勘资料看，取水工程位置处含水层厚度仅有4m厚，同时考虑拦河会造成土地淹没及动迁问题，因此只有采取集水井和辐射管的取水方式，方能实现取河道地表水。由于本工程取水量小，仅为1.08万吨/d，辐射管特别适用小水量的取水型式，通过利用在集水井内顶管的方式，避免辐射管的开挖埋设，大大降低施工排水费用；而渗渠埋设需要开挖，并且要做反滤层，其开挖、排水的费用会大大增加，因此本工程取水采用辐射管取水方式。由于六股河冬季、春季多年河道径流小，且浅层水含水层薄，为了确保取水量得到充分的保证，本工程在辐射管下游设置了一道截潜坝，坝的顶高程与主河床河底高程一样为94.0m。截潜坝右坝头与山体接壤，坝线基本与河道水流方向垂直进行布置，坝体长度按不影响辐射管取水为原则，通过渗流计算最后确定坝体长度为120m。5.5 输水工程方案论证5.5.1 输水规模由取水头部至净水厂前为输水工程，到达净水厂的设计输水规模为1.08万t/d（考虑水厂自用水5%和输水管线漏水损失，共计8%）； 5.5.2 输水路线选择的原则输水线路的选择遵循以下主要原则。(1) 输水线路应尽可能顺直。(2) 线路尽量选择在地形比较平坦的地带，选择最佳的地形和地质条件。(3) 尽量减少与天然和人工障碍物的交叉，少占耕地、良田。(4) 尽量靠近现有道路铺设，为施工和运行维护提供方便。(5) 过河流、公路处尽可能垂直穿越，减少施工难度，增加供水的安全度。(6) 沿线地质条件要好，适宜施工，减少投资。(7) 管线穿越市区及城镇应符合城市总体规划。同时还要为施工和运行维护创造方便条件，从而达到节约工程投资、缩短建设周期，尽快发挥工程效益的目的。当以上原则不能同时满足时，应综合考虑，进行技术经济比较，选择最为经济合理的线路方案。5.5.3 输水路线确定根据上述原则，经过实地踏勘，选择线路比选论证如下：5.6 输水管道根数的确定根据室外给水设计规范（GB50013-2006）7.1.3 条规定：输水干管不宜少于两条，当有安全贮水池或其它安全供水措施时，也可修建一条。本工程输水线路较短，按着八家镇城市总体规划，远期需水将达到4万吨/d的用水规模，远期还需要其它水源，形成多水源供水格局，因此本工程采用单管输水方案。5.7 输水、配水管材选择输水管线是本工程的最重要组成部分之一，所占工程总投资的比例高，故需对管材的选择进行全面论述。根据目前国内供水工程实践和本工程的输水特性，由于本工程管道直径仅为DN400以下，适合使用的输、配水管材有3PE钢塑复合管、球墨铸铁管、PE管。现将上述三种管材的特性、适用条件、优缺点及在我国的使用情况分别进行论述。 技术比较(1) 3PE钢塑复合管钢塑复合管，产品以无缝钢管、焊接钢管为基管，内壁涂装高附着力、防腐、食品级卫生型的聚乙烯（PE）或环氧树脂涂料，外壁涂敷聚乙烯粉末，是防腐、耐侵蚀、无毒、无辐射的绿色环保管材，应用于各种流体输送。在生产厂家采用前处理、预热、内外涂装、流平、后处理工艺制成的给水涂塑复合钢管。它既有钢管的强度，又有塑料管耐腐蚀、耐磨损、流体阻力小等优点，是一种新型的给水、防腐管道。它克服了镀锌管容易生锈、产生黄水、积圬产生管道口径小、堵塞等缺陷，对防止二次污染，提高水质有明显的作用。(2) 球墨铸铁管球墨铸铁管在我国应用也相当广泛，经过退火处理后性能比钢管好。埋地球墨铸铁管管道的外防腐采用喷涂金属锌和沥青漆的防腐，内防腐采用水泥砂浆热喷涂，内外防腐均在生产厂家流水线完成制作，质量可以得到充分保证。许多城市的自来水管网就是主要应用此管材，此管材防腐性能强，且施工方便，施工经验成熟，管件市场充裕，在中小管径时具有一定的综合优势。(3) PE管PE是由乙烯合成的高分子材料，是一种生态环保的碳氢化合物，无毒、无味。PE管的连接形式为电热熔连接，皆属于本体连接，接头的强度高于管道本体强度，保证接口处密实不漏。PE管防腐性能好，可耐多种化学介质腐蚀，使得PE管道寿命长。PE管内壁光滑，光滑的表面和非粘附保证其有更高的输送能力。缺点是造价较高，大口径管道抗压强度不如铸铁管和钢管。 管材的技术比较上述几种管材的技术比较见表54：表54 管材比较表管材特性3PE复合钢管球墨铸铁管PE管价格高高高重量中重轻安装不便方便一般安全性高高较高耐腐蚀性好较好好寿命长长长抗外压能力较差强差工作压力高高中抗渗能力高高高从表5-4可以看出，以上五种管材各有优缺点，从安装、维护角度看，球墨铸铁管是最方便的。 经济比较：从管材价格及安装方面考虑，这3种管材经济比较见下表：表5.2-6 管材比较表规格型号钢塑复合管球墨铸铁管PE管管材价格（元/m）管材价格（元/m）管材价格（元/m）DN400 436449.87663.73DN300 314301.4624.95DN250 256246.5392.62DN200 211188307.22DN150 141139.2132.27DN100 9110350.11从上表可看出，PE管价格最高，球墨管比3pe复合钢管价格略低。PE管耐腐蚀性能比3PE复合钢管和铸铁管强，但其造价太高；3PE复合钢管主要是现场连接需要焊接，施工工期要长。受气候环境有一定限制，焊接接口需要现场再处理，如防腐处理不好，易腐蚀。球磨铸铁管使用寿命周期长，抗外压能力强，安全性高，采用T型接口施工方便等众多优点，因此本工程输水管线、配水管线管材推荐采用球墨铸铁管。5.8 经济管径确定本工程具有输水距离长、水泵扬程高，输水安全要求高的特点。针对上述特点，应在保证运行安全条件下，选择较为经济的管径。在长距离输水工程中，如何确定输水管径，直接影响工程投资和年运行电费的支出。本工程输水管线为压力流，选用小管径管道时，工程投资小，但水泵所需扬程高，电费增加；选用大管径时，工程投资大，但水泵所需扬程低，年运行电费减少，所以需要进行经济管径比选。经济管径比选一般采用年值法和净现值法，本工程采用净现值法。公式如下： W-费用总值（万元） C-管道初期建设投资（万元） A-管道年运行费（万元） I-投资收益率，取8% N-计算年限，取50年 根据表的计算结果，选各管道费用总值最小的管径为设计选用管径。经济管径分析表Q(万t/d)D(m)v(m/s)ni管道长度L(m)电费（元/kwh）年运行电费（万元）年折现系数(P/N,I,n)运行费现值（万元）管道初期投资 （万元）费用总值（万元）1.08 0.50 0.64 0.012 0.001 5106 0.60 3.87 12.23 47.29 400.39 447.69 1.08 0.40 1.00 0.012 0.003 5106 0.60 12.71 12.23 155.47 288.74 444.22 1.08 0.30 1.77 0.012 0.014 5106 0.60 58.94 12.23 721.10 195.58 916.67 确定输水管线管径为DN400。5.9 净水厂工程方案确定5.9.1 净水厂工艺流程的确定六股河浅层水的各项指标均符合国家地表水环境质量标准（GB3838-2002）类水质标准。但除汛期水质浊度偏高和大肠杆菌超标需要处理，考虑处理后出厂水水质要求（出厂水浊度1.0NTU），所以新建净水厂水处理工艺，采用以降低浊度为目的的常规处理工艺。净水工艺流程为：加药 混合 絮凝 沉淀 过滤 消毒 清水池 ，其中混凝、沉淀、过滤是去除水中杂质的工艺过程，消毒是杀灭水中致病细菌、病毒。本净水厂设计进水浊度按50NTU考虑。根据以上源水的水质情况，和考虑到本工程净水厂规模较小，本工程净水厂可采用两种方案，方案一是采用一体化净水装置方案；方案二是采用净水构筑物方案。现将两方案技术经济比较论证如下。（1）方案一（一体化净水装置方案）一体化净水装置就是集净水处理构筑物絮凝、沉淀、过滤于一体的净水装置，这种装置是在专业厂家生产完毕，现场组装的净水装置，开始是用在小规模的净水厂（0.5万 m3/d以下），近年来随着生产技术的进步，单套装置的处理水量已可达到5万 m3/d，因此较大规模的净水厂也有采用这种净水装置的。根据本工