某县供水工程初步设计

某县供水工程初步设计内容摘要：

根据两个水源地的水质分析化验报告，本工程所选两个水源地地下水无色、无味、无肉眼可见物、透明。 PH 值为 ～ ，属中性水，水化学类型以 HCO3— CL— Na— Mg 型水为主。 一般化学指标：总硬度大部为 ～ ；硫酸盐一般为 38～ 104mg/l；氯化物一般为 57～ 165mg/l；铁、铜 、锌符合标准毒理学指标，氟化物超过标准，为 ～ ；砷、汞未检出；六价铬符合标准。 根据水质化验报告，由于氟化物超标，需设除氟设备。 第 五 节 需水计算及供需平衡分析 一、需水计算 （一）供水范围 阿旗 某镇 供水工程供水范围为：主要解决全镇区的生活用水、工业用水、畜牧业用水及其它行业用水，涉及现状人口 ，现状大牲畜 500 头（只）。 （二）设计年限 现状年： 2020 年； 设计年限：根据《城市给水工程规划规范》（ GB50282— 98）规定，城市给水工程规划的规划期应与城市总体规划的 期限相一致。 城市总体规划的规划期限一般为 20 年，因此，本供水工程设计年限确定为 20 年。 （三）需水预测 居民综合用水量 （ 1）用水人口预测 供水范围内现状人口 万人（含部分流动人口），至设计水平年（ 2021 年），总人口包括自然增长和机械增长两部分。 根据《 某镇发展规划》，人口自然增长率按 11‰计算，则设计年限内自然增长人口较现状增加 万人；机械增长人口确定为 万人。 即在设计年限内用水人口由现状的 万人增加到 万人。 （ 2）用水定额 阿旗地处内蒙古河套以东，且为总人口少于 20 万的小城市，根据《室外给水设计规范》（ GBJ13— 86），结合当地实际情况和用水现状（ 60L/人178。 d），取居民人均综合生活用水量为 110L/（人178。 天）。 （ 3）居民综合生活用水量预测 Q1 Q1=11010000/1000=2728m3/d 牲畜需水量 （ 1）牲畜数量预测 巴镇现有大畜 500 头（奶牛），无小畜，根据巴镇总体规划，到设计水平年发展奶牛养殖规模为 5000 头。 （ 2）牲畜用水定额 根据《农村给水设计规范》用水标准，结合当地具体的养殖品种，确定大畜用水定额为 100L/头 d。 （ 3） 需水量 Q2 Q2=1005000/1000=500 m3/d 工业需水量 Q3 某镇 工业主要以畜产品加工为主， 2020 年工业产值 1300 万元，用水量 m3，万元用水量为 m3。 根据巴镇规划，工业增长指标为 8%，则到设计水平年，巴镇工业产值为 1300(1+8%)20=6059万元，工业用水量为 万 m3/年，即 Q3=574m3/d。 市政需水量 Q4 由于市政用水无需除氟处理，为了降低运行成本，从理论角度市政用水不应计入总需水量，市政用水量由市政部门就地解决。 水厂自用水量 Q5 由于水厂进行除氟处理，必须进行反冲洗，因此水厂自用水量按最高日供水量的 5%计算。 即： Q5=（ Q1 +Q2+ Q3 +Q4）179。 5%= m3/d 未预见水量及管网漏失水量 Q6 按照《城镇给水工程规划规范》规定，城镇的未预见用水量及管网漏失水量可按最高日用水量的 15～ 20%合并计算，本次取 15%，则： Q6=（ Q1+ Q2 +Q3+ Q4+Q5）179。 15%= m3/d 消防用水量 Q7 根据《建筑设计防火规范》（ GBJ16— 87）（ 2020 年修订版）规定，在设计范围内考虑同一时间内一处 火灾，一处灭火用水量为15L/s，灭火延续时间按 2 小时计，则 Q7=15179。 2179。 1179。 3600/1000=108 m3 （四）城镇总需水量 Q 总 Q 总 = Q1+ Q2 +Q3+ Q4+Q5+ Q6= 最高日平均时用水量： Q 均 = Q 总 /24=191m3/h 最高日最高时用水量 Q 高 = Q 均 179。 = m3/h（时变化系数取） 平均日用水量为 :Q 日 = m3/d 年需水量为 Q 年 = m3/a 二、供需平衡分析 某镇 现状开采量为 万 m3/年，该供水工程实施后需开采 万 m3/年，则总开采量为 ，根据地下水资源分析评价可知，地下水可开采量为 总开采量。 故水源地地下水水量能够满足供水工程要求。 第 四 章 供水工程总体布置及工程设计 第一节 工程总体布置 某镇 供水工程由水源井、输水泵站、输水管道、水厂、城镇输配水管网组成。 水源工程有两处，第一水源地选择在 某镇 北山公园以西，弹药库及以东地区，布设水源井 4 眼（备用水源井 1 眼），第二水源地选择在 某镇 东偏南 处，布设水源井 6 眼（其中备用水源井 1眼）。 水源地设置清水调节池，由输水泵站经输水管道送水至水厂，水厂经除氟消毒后由加压泵站输送到城镇输配水管网，然后进入各用户和用水点 ，其 工艺流程 详见 图 4— 1。 图 4— 1 供水工程工艺流程图 第一水源群井（井泵房） 清水 调节池 输水泵站 第二水源群井（井泵房） 清水 调节池 输水泵站 水厂 除氟 消毒 清 水 池 加压泵站 城镇供水管网 用户 变频供水 某镇 奶牛基地供水工程水源由镇中心区南部的主管网阀门井处接入自来水，经变频调速加压设备输配水到奶牛基地和用户。 巴镇供水工程总体 布置详见供水工程平面布置图。 第二节 水源地工程设计 一、 水源井设计 （一）水源 井布置 井距确定 根据《 某县 白音乌拉巴嘎水源地水文地质勘察报告》，在位于镇北冲沟中进行的带观测孔抽水试验表明，当观测孔距主孔 360m 时，观测孔水位不受影响，且停抽后主孔水位能较快地恢复到原始水位。 因此，水源 地 井距确定为 400600m。 水源井布置 根据本工程供水规模，确定第一水源地取水规模为 75～ 90m3/h，新建基本供水井 4 眼（备用井 1 眼），水源井布置成东西向，依次为1＃ 井至 4＃ 井，调节池设置在 2＃ 井至 3＃ 井中间；第二水源地取水规模为 125～ 150m3/h，新建基本供水井 6 眼（备用井 1眼），水源 井双排布置，依次为 5＃ 井至 10＃ 井，调节池设置在井群中间。 根据当地水文地质条件，地形条件，水源井设计出水量 25～ 30m3/h，总出水量200～ 240m3/h，可满足工程需水量要求。 水源井布置详见第一、第二水源地平面布置图。 （二）水源井结构典型设计 根据《 某县某镇 供水工程可行性研究》报告、 某县 地下水供水条件图及 AGJ20205＃ 和 AGJ202010＃ 探孔资料，第一水源地设计井深 160m，单井出水量 20～ 30m3/h，设计动水位 65m；第二水源地设计井深 180m，单井出水量 20～ 30m3/h，设计动水位 130m。 结构设计 根据钻孔柱状图，第一水源地设计井深 160m，单井出水量 25t/h，其中沉淀管 5m，滤水管 87m，井壁管 68m， 井管下管深度在隔水层上，为完整井。 第二水源地设计井深 180m，单井出水量 25t/h，其中沉淀管 5m，滤水管 75m，井壁管 100m，井管下管深度在隔水层上，为完整井。 井管管径、管材 井管均采用 铸铁 管，内径为Φ 200mm。 滤料规格与厚度 由于含水层岩性为粗砂岩或细砂岩，则滤料标准粒径 D 采用5~10mm，井孔孔径 400mm，滤料回填厚度 10cm 左右。 施工方法采用机械施工 ，钻机钻孔，人工下管填滤料。 井孔结构详见井孔结构设计图。 材料用量统计 单位机井材料用量见表 4— 1。 表 41 典型井材料用量表 序 号 项 目 单 位 数 量 1 第一水源地 实 管 m 73 2 花 管 m 87 3 尼龙纱 m 140 4 粘 土 m3 20 5 滤 料 m3 13 6 第二水源地 实 管 m 105 7 花 管 m 75 8 尼龙纱 m 160 9 粘 土 m3 22 10 滤 料 m3 14 （三）水源井总工程量 水源井总工程量见表 4— 2。 表 42 水源井总工程量表 （ 10眼） 序号 项 目 单 位 数 量 1 实管 m 922 2 花管 m 798 3 尼龙纱 m 1520 4 粘 土 m3 212 5 滤 料 m3 136 二、管道设计 （一）管道布置 根据已确定两处水源地各水源井及调节池位置、地形条件，为减小水头损失，避免群井汇流干扰，设计水源井至调节池输水管道采用单向直线布置。 在进入调节池时，各输水管道同时并入调节池进水管。 详 见第一、第二水源地平面布置图及水源地汇水管平面图。 （二） 管材的选用及管径的确定 管材的选用 UPVC 管具有耐腐蚀性、质轻、摩阻力小、安装方便、价格便宜、使用寿命长等优点，因此，输水管均采用 UPVC 管。 管径的确定 管径计算采用下式：  QD 4 其中： D—— 计算管段内径， m； Q—— 管道设计流量， m3/s， Q=25 m3/h； V—— 管内经济流速， m/s，取 V=； 经计算 D=，取 D=110mm。 （三）水力计算 管 道内的水头损失，由沿程水头损失和局部水头损失两部分组成。 沿程水头损失按下式计算： LdQH f   其中： Hf—— 计算管段的沿程水头损失， m； Q—— 计算管段的流量， m3/s； L—— 计算管段的长度， m，按最长输水管道考虑， L 取720m； d—— 计算管段的内径， m。 经计算， Hf= 局部水头损失，按沿程水头损失的 10%计，为 故管道内的水头损失为 +=。 （四）管线敷设方法 管线采用直埋深埋，埋设深 度在冻土层以下，巴镇的冻土深在 米左右，因此管线埋设深度为 米。 因输水管线均为单线布置，沟底开挖底宽应大于 D+40cm（ D 为管径），故开挖断面底宽取为60cm，边坡不小于 1：。 如遇软基础，须对基础进行处理，管下应铺筑 10cm 的砂垫层。 （五）管件及附属构筑物 为保证输水管道的正常使用，便于维护和管理，在整个输水管道上需配置各种必要的管件和设置一些附属设施。 泵房内管道与水泵连接处设置逆止阀、进排气阀、安全阀、流量表、压力表，顺坡管道如 4＃ 、 7＃ 井可不设逆止阀和安全阀，在每眼井输水管线最高处设置 排气井，在最低处设置排水检修井。 阀门井包括排气井、排水检修井，均采用圆形立式砖砌结构，直径 ，砼井盖封顶。 共设阀门井 20 眼，其中排水检修井 10 眼，深 4m，排气井 10 眼，深。 排水检修井上部 1m 深采用浆砌砖，下部为干砌砖，每眼井设 2″泄水阀 1个， 排气井全部采用浆砌砖，每眼井设 ″进排气阀 1个。 两种井均设贴墙爬梯。 详见排气、排水井剖面图。 （六）材料用量 水 源地 工程 中的 输水管道、管件均采用 UPVC 给水材料，其它配件采用钢件。 第一水源地管线全长 2040m，第二水源地管线全长2970m，管线共计 5010m。 三、机泵及配套设备选择 （一）水泵选型 根据前述，水源井为中深机井，因此，水源井水泵选择潜水电泵，其设计扬程根据下式计算：   jfdJS hhhZZH 式中： H —— 水泵设计扬程， m； SZ —— 清水调节池进水管口高程， m； JZ —— 典型水源井井口高程， m； dh —— 水源井动水位， m； fh —— 输水管沿程损失之和， m； jh —— 输水管道局部损失之和，按总沿程损失 10%计，m； 第一水源地清水调节池与水源井最大高差 SZ JZ =；dh =。 输水管沿程损失包括泵管段（钢管）沿程损失与输水管（ UPVC 管）沿程损失之和， 水泵井管段沿程水头损失 式中： L—— 井出水管长， Q—— 井出水管流量 ,Q=25/3600= m3/s D—— 出水管内径， 3〃 钢管内径 d= N—— 泵管内壁糙率， n= 计算得 h 井 = m, 则 fh =+=， jh =179。 10%=。 设计扬程 H=+65++=。 第二水源地清水调节池与水源井最大高差 SZ JZ =8m； d LQnh 井dh =。 输水管沿程损失之和计算同第一水源地， fh =+=， jh =179。 10%=。 设计扬程 H=8+130++=。 由此并根据水源井出水量，第一水源地选择 200QJ25— 98/7 型潜水电泵，第二水源地选择 200QJ25— 154/11 型潜水电泵，其规格性能如表 4— 3。 表 4— 3 水。