（湘潭市水利水電勘測設計院湘潭市411100）

白田鎮(zhèn)上扶集中供水工程設計

彭 敏

（湘潭市水利水電勘測設計院湘潭市411100）

文章簡述了白田鎮(zhèn)上扶集中供水工程的概況，針對白田鎮(zhèn)11個村13 905人口飲水不安全問題，提出新建集中供水工程設計方案，論述了該供水工程的規(guī)模、水源選擇、工程布置等幾部分內容。

集中供水上扶水庫設計方案

1 工程概況

白田鎮(zhèn)上扶集中供水工程位于湖南省湘鄉(xiāng)市白田鎮(zhèn)上扶村與薰峰村交界處，地理坐標為東經(jīng)112° 20′30″，北緯27°55′30″，距離湘鄉(xiāng)城區(qū)37 km，離湘灰公路2 km，項目區(qū)總面積30.76 km2，境內有X043公路、X044公路等主干道路，交通方便。

本工程供水范圍為白田鎮(zhèn)的石江村、仁厚村、東茅村、中興村、桃峰村、三遷村、三新村、版塘村、長江村、新苗村、薰峰村共11個村，供水區(qū)現(xiàn)狀總人口13 905人，全為不安全人口，各村居民的生活用水與服務業(yè)用水靠從井、塘中肩挑手提，用水極為不方便。為解決白田鎮(zhèn)這11個村的居民飲水不安全問題，故提出新建集中供水工程設計方案。

2 工程規(guī)模

2.1 居民生活用水量

設計用水居民人數(shù)P按下式計算：

式中

P——設計用水居民人數(shù)；

P0——各村供水范圍內的現(xiàn)狀常住人口數(shù)，

其中包括無當?shù)貞艏某Ｗ∪丝?，?3 905人；

γ——設計年限內各村人口的自然增長率，可根據(jù)當?shù)亟陙淼娜丝谧匀辉鲩L率確定，取4‰；

P1——設計年限內人口的機械增長總數(shù)，人口規(guī)劃以及近年來流動人口和戶籍遷移人口的變化情況，按平均增長法確定，（人）；

n——工程設計年限，取15年。

居民生活用水量W按下式計算：

式中

W——居民生活用水量（m3/d）；

q——最高日居民生活用水定額，取80.0 L/（人·d）。

居民生活用水量為1 181.12 m3/d。

2.2 公共建筑用水量

公共建筑用水量按居民生活用水量的10%估算，為118.11 m3/d。

2.3 其他用水量

根據(jù)當?shù)貙嶋H情況，不考慮飼養(yǎng)畜禽用水量、企業(yè)用水量、消防用水量、澆灑道路和綠地用水量。

2.4 管網(wǎng)漏失水量與其它未預見用水量

管網(wǎng)漏失水量和未預見水量之和按上述用水量之和的10%取值，計算結果為129.92 m3/d。

2.5 供水規(guī)模

供水規(guī)模（即最高日供水量）=居民生活用水量+公共建筑用水量+飼養(yǎng)畜禽用水量+企業(yè)用水量+消防用水量+澆灑道路和綠地用水量+管網(wǎng)漏失水量及其它未預見用水量=1 429.15 m3/d。確定本工程供水規(guī)模取值為1 500 m3/d，水廠自用水量取最高日用水量的5%，故本工程設計取水量為1 575 m3/d。

3 水源選擇

根據(jù)項目區(qū)內水資源特點，水廠的地表水水源選擇方案為從上扶水庫取水。上扶水庫正常庫容為320萬m3，有較好的調蓄能力，按供水保證率95%的年凈來水總量為281.03萬m3，考慮水庫蒸發(fā)、滲流損失24.31萬m3，該供水工程取水總量僅占到上扶水庫凈來水總量的20.45%，灌溉需水量占到上扶水庫凈來水總量的43.98%，可見上扶水庫水量是完全可保證擬建水廠的用水。

4 工程總體布置及工程設計

4.1 取水建筑物

本工程取水口為上扶水庫低涵出水口，底板高程為152.40 m。設計在低涵出口處設一低壩，壩頂高程為153.90 m，取水建筑物進水孔的下緣高程為153.00 m。通過輸水管從水庫低涵出口送水至水廠取水泵房，采用離心清水泵從取水泵房抽至水廠配水井，設置2臺離心泵取水，互為備用。設計取水量為1 575 m3/d，取水水泵選用單級離心清水泵，型號為：L100/100－5.5×2。

4.2 輸水線路選擇及管材選擇

取水口至水廠取水泵房距離為95 m，輸水管管材選用鋼管，工作壓力為0.3 MPa，DN=200 mm，鋼管內外防腐采用3層PE防腐。

4.3 水廠廠址

擬建水廠廠址位于上扶水庫大壩下游溢洪道東北側。該位置靠近水庫，輸水管道較短，廠址到取水口的距離不足100 m，且擬選廠址地勢較高，現(xiàn)狀地面高程約為（152.00～160.00）m，基本上能實行自流供水，且地勢成臺階式，可節(jié)省能耗和投資。廠址處現(xiàn)為水田及旱地，工程地質條件較好，交通方便，施工用電可從水廠附近薰峰村的供電線路接入。

4.4 工藝流程

根據(jù)湘鄉(xiāng)市疾病預防控制中心兩次檢驗，結果表明：上扶水庫水所檢指標符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749－2006）之《地表水環(huán)境質量標準》（GB 3838－2002）之Ⅱ類標準，可作為生活飲用水水源，但其長期渾濁度為8.51 NTU，瞬間渾濁度為116.5 NTU，含有少量大腸桿菌群，因此要保證飲用水安全，必須進行絮凝沉淀、過濾、消毒等一系列處理后方可飲用。

本次初步確定凈水工藝方案如附圖。

附圖凈水工藝方案

根據(jù)其他水廠經(jīng)驗，采用硫酸鋁為混凝劑，次氯酸鈉為消毒劑。硫酸鋁采用計量泵投至配水井與絮凝池之間的擴散型管式混凝器中；消毒劑（次氯酸鈉）投加點設在過清水池進口前，采用水射器投加。參考《湖南省村鎮(zhèn)供水工程設計參考圖集》，水廠制水工藝流程沉淀采用穿孔旋流絮凝斜管沉淀池，其處理規(guī)模為125 m3/h；過濾采用重力式無閥濾池，其處理規(guī)模為125 m3/h；蓄水采用矩形鋼筋混凝土清水池，其規(guī)模取為600 m3。

4.5 平面及豎向布置

廠區(qū)內主要建筑物有取水泵房、配水井、穿孔旋流絮凝斜管沉淀池、重力式無閥濾池、清水池、加藥消毒間、門衛(wèi)室、辦公樓和綜合樓。按凈水工藝流程順流布置的原則，將取水泵房、配水井、穿孔旋流絮凝斜管沉淀池、無閥濾池、清水池布置成直線，位于水廠的東面，加藥消毒間布置在水廠西南面，辦公樓布置在水廠西面中間，緊鄰上扶水庫上壩道路，綜合樓布置在水廠北面，門衛(wèi)室布置在水廠西南面，位于下廠區(qū)道路旁。廠區(qū)道路布置在水廠中間，將生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開，道路寬度為2.0 m，采用透水磚鋪設。利用廠區(qū)空地做綠化設計。

取水泵房占地面積21.5 m2、配水井占地面積11.84 m2、穿孔旋流絮凝斜管沉淀池占地面積99.44 m2、重力式無閥濾池占地面積30.78 m2、清水池占地面積179.56 m2、加藥消毒間占地面積70.38 m2、自用水泵房占地面積4 m2、門衛(wèi)室占地面積12 m2、辦公樓占地面積106.86 m2，綜合樓占地面積76.17 m2，廠區(qū)總占地面積3 016 m2。

利用現(xiàn)狀臺階式的地形布置各凈水流程建筑物，將取水泵房、配水井、穿孔旋流絮凝斜管沉淀池、加藥消毒間、門衛(wèi)室地面高程定為158.00 m，無閥濾池、清水池、辦公樓、綜合樓地面高程定為156.00 m，從沉淀池地面到濾池地面設計坡比為1∶2。

4.6 廠區(qū)管線布置

（1）給水管線。本工程從上扶水庫低涵出口新建矮壩攔水取水，取水管為1根DN200鋼管，長95 m，隨地形埋深1.0 m；水輸送至取水泵房后，由清水離心泵將水提升輸送至配水井，取水泵房至配水井之間采用DN100鋼管，長15 m；配水井至絮凝沉淀池之間采用DN250鋼管連接，長8.7 m；絮凝沉淀池至濾池之間采用DN250鋼管連接，長16.2 m；濾池出水管為2根DN200鋼管，匯合后接DN300鋼管至清水池；清水池出水管為DN400鋼管，直接連接給水管網(wǎng)。

（2）排水管線。廠區(qū)內各凈水構筑物污水直接就近排入自然水體，雨水直接滲入地下，其他污水由DN200污水管道收集后，集中排入廠區(qū)西北的化糞池，最后接入生態(tài)污水處理池。污水管采用HDPE管。

（3）水廠自用水。水廠自用水管直接接送水泵房出水管，由離心泵抽至辦公樓頂層的水塔，廠區(qū)各處用水從水塔取水，自用水管管徑為DN25鋼管。

4.7 配水管網(wǎng)布置

配水管網(wǎng)采用樹枝狀布置，管線大體沿修建的X043公路、X044公路及鄉(xiāng)村道路一側布置，從上扶水庫溢洪道泄洪渠往北經(jīng)薰峰村、石江村至仁厚村分成兩條，一條往東到三新村、從三新村折向北到版塘村、從三新村折向南到長江村、新苗村地段，另一條往西北到三遷村、桃峰村、從三遷村折向東北到東茅村、中興村地段。管材采用給水塑料管。

本工程項目區(qū)用戶分布和人口數(shù)量均小于《湖南省村鎮(zhèn)供水工程設計參考圖集》第三冊表1～表5臨界人數(shù)，故本工程管網(wǎng)管段設計流量應采用秒流量計算。根據(jù)管段流量和平均經(jīng)濟流速確定各管段的管徑，并計算水頭損失。根據(jù)地形圖和實測高程標高資料確定各節(jié)點地面高程，以距離水廠相對較遠的最高點（版塘村）為最不利點，推算各點水壓線標高及自由水頭。經(jīng)計算，本工程各節(jié)點均能滿足供水壓力的要求，并能滿足自流供水，不需設置加壓泵。

為保證輸配水管道正常工作，在管道上安裝必要的附件，主要有檢修閥門、減壓閥、排氣閥、排空閥、水表、消火栓、水錘保護裝置等。

5 結論

湘鄉(xiāng)市白田鎮(zhèn)上扶集中供水工程可解決白田鎮(zhèn)的石江村、仁厚村、東茅村、中興村、桃峰村、三遷村、三新村、版塘村、長江村、新苗村、薰峰村共11個村的人民群眾的用水問題，項目建設對促進白田鎮(zhèn)的小城鎮(zhèn)建設具有深遠意義。

[1]中華人民共和國水利部.SL 310－2004.村鎮(zhèn)供水工程技術規(guī)范[S].2004.

[2]CJJ 123－2008.鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）村給水工程技術規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[3]湖南省水利水電勘測設計研究總院.湖南省村鎮(zhèn)供水工程設計參考圖集[R].2012.

2016－10－26）

彭敏（1984-），女，湖南湘潭人，工程碩士，工程師，目前從事水利工程設計工作，手機：13786258545。