农村饮水安全工程设计指南(经典版)

'农村饮水安全工程设计指南(经典版)江西省农村饮水安全工程设计指南第一章工程方案第一节供水人口与设计规模一、各用水量的计算农村饮水安全供水工程设计时，首先须确定该工程在设计年限内供水规模，因为系统中取水、净水和管网等设施的规模都须按供水规模确定。农村供水工程的设计年限，应与当地村镇总体规划相衔接，以近期为主，近、远期结合，设计年限宜为10年～15年。农村供水工程设计供水规模，即最高日的用水量应包括下列水量：居民生活用水量、公共建筑用水量、饲养畜禽用水量、企业用水量、消防用水量、浇洒道路和绿地用水量、管网漏失水量和未预见用水量等。各用水量的计算如下：1、居民生活用水量Q1（1）居民生活用水量计算公式：Q1=P·q1/1000（1-1）式中：Q1—居民生活用水量，m3/d。q1—最高日居民生活用水定额，根据对江西省已建成农村饮水工程的实际调查，若该供水区域没有向集镇发展的可能，则取60L/（人·d）~90L/（人·d）。若该供水区域有向集镇发展的可能，——————————————————————————————————————————————— 则需考虑远期发展需要，人均用水定额取120-150L/（人·d）；具体取值时，应根据后面所列的原则确定。P—设计用水居民人数，人；1江西省农村饮水安全工程设计指南若该供水区域没有向集镇发展的可能，则P为供水范围内的现状常住人口数，其中包括无当地户籍的常住人口。若供水区域有向集镇发展的可能，需考虑人口自然增长率和机械增长率，则P=P0（1+γ）n+P1（1-2）式中：P—设计用水居民人数，人；P0—供水范围内的现状常住人口数，其中包括无当地户籍的常住人口，人；γ—设计年限内人口的自然增长率，可根据当地近年来的人口自然增长率确定；n—工程设计年限，a；P1—设计年限内人口的机械增长总数，可根据各村镇的人口规划以及近年来流动人口和户籍迁移人口的变化情况按平均增长法确定。（2）最高日居民用水定额的选取原则①该用水定额包括居民散养畜禽用水量、散用汽车和拖拉机用水量、家庭小作坊生产用水量；——————————————————————————————————————————————— ②取值时，应对当地实际情况，如各村镇居民的用水现状、用水条件、供水方式、经济条件、用水习惯、发展潜力等情况进行调查分析，一般认为：a）村庄比镇区取值低；b）水源水量贫乏地区比水源水量丰富地区取值低；2江西省农村饮水安全工程设计指南c）山区比平原地区取值低；d）定时供水比全日供水取值低；e）发展潜力相对较小的地区取较低值；f）制水成本高的地区取较低值；g）村内有其他清洁水源便于使用时取较低值；h）环境污染较轻地区比环境污染严重地区取值低；i）村庄内大多数住户无“三大件”卫生设施（热水器、洗衣机和大便器）的取较低值。2、公共建筑用水量Q2农村内的公共建筑一般为学校，无学校的村庄不计此项。公共建筑用水量的取值可按下式：Q2=q2·P2/1000+q2′·P2′/1000（1-3）式中：Q2—公共建筑用水量，m3/d；q2—住宿生的人均用水量，取20L/（人·d）P2—住宿生人数，人；——————————————————————————————————————————————— q2′—走读生的人均用水量，取10L/（人·d）P2′—走读生人数，人；3、畜禽饲养用水量Q3集体或专业户饲养畜禽最高日用水量，应根据畜禽饲养方式、种类、数量、用水现状和近期发展计划确定。若村庄内无企业养殖，或企业养殖有独立的自备水源，以及家养畜禽，不计此项。3江西省农村饮水安全工程设计指南圈养时，畜禽饲养用水量可按下式计算：Q3=∑（该类型畜禽用水量定额×数量）（1-4）各畜禽最高日用水定额可按表1-1选取。表1-1饲养畜禽最高日用水定额单位：L/（头或只·d）4、企业用水量Q4有企业的村庄，企业用水量应根据企业类型、规模、生产工艺、用水现状、近期发展计划和当地的生产用水定额标准确定。企业内部工作人员的生活用水量，应根据车间性质确定，无淋浴的可为20～35L/（人·班）；有淋浴的可根据具体情况确定，淋浴用水定额可为40～60L/（人·班）。对耗水量大、水质要求低或远离居民区的企业，是否将其列入供水范围应根据水源充沛程度、经济比较和水资源管理要求等确定。5、消防用水量Q5——————————————————————————————————————————————— 消防用水量Q5应按照《建筑设计防火规范》（GBJ16）和《村镇建筑设计防火规范》（GBJ39）的有关规定确定。允许短时间间断供水的村镇，当上述用水量之和高于消防用水量时，确定供水规模时，可不计此项。6、浇洒道路和绿地用水量Q6经济条件好或规模较大的镇可根据需要适当考虑，其余镇、村可不4江西省农村饮水安全工程设计指南计此项。7、管网漏失水量和未预见水量之和Q7管网漏失水量和未预见水量之和，宜按上述用水量之和的10%～25%取值，规模较小的供水区域取较低值、规模较大且有向集镇发展可能的供水区域取较高值。8、水厂自用水量Q8水厂自用水量Q8应根据原水水质、净水工艺和净水构筑物（设备）类型确定。采用常规净水工艺的水厂，可按最高日用水量的5%～10%计算；只进行消毒处理的水厂，可不计此项。二、供水规模的确定供水规模（即最高日用水量）Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7（1-5）水源取水量=供水规模+水厂自用水量（1-6）——————————————————————————————————————————————— 根据江西省实际情况，在简化水量计算过程，可以采用人均综合用水指标；具体人均综合用水指标一般为80~120L/（人·d），但是若该供水区域有向集镇发展的可能，需考虑远期发展需要，人均综合用水指标为200L/（人·d）。各设计人口设计供水规模上下限见表1-2。5江西省农村饮水安全工程设计指南表1-2设计供水规模表根据慢滤池的设计等级，将万人以下的供水规模分为六个等级，各等级供水规模见表1-3。表1-3供水规模等级表6江西省农村饮水安全工程设计指南第二节水源选择及工艺流程一、水源选择原则及顺序（一）水源选择原则由于村镇水源的类型多，水源水质差异较大，应结合村镇水源特点考虑以下几个方面：1、水质良好，水量充沛，便于水源保护。地下水源水质符合《地下水质量标准》（GB/T14848-93）的要求；地表水源水质符合《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的要求，或符合《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020-93）的要求。2——————————————————————————————————————————————— 、当有多个水源可选时，应从水质、水量、投资、运行成本、施工和管理条件、卫生防护条件进行综合比较，择优选取。3、当选用山泉水时，尽可能使之重力自流，以节省造价。4、可使取水、输水、净化设施安全经济和维护方便。5、具有施工条件。6、符合当地水资源统一规划管理的要求。7、水源选择还应进行水源水量保证率分析，干旱年枯水期可供水量应为90%以上，设计取水量保证率一般为95%。（二）水源选择的一般顺序在选择农村供水水源时，可参照上述原则，并结合水源水质监测报告，在优先考虑城镇已建水厂管网延伸水源后，按以下先后顺序考虑：1、可直接饮用或经简单处理即可饮用的水源，如山泉水、深层地下7江西省农村饮水安全工程设计指南水、未受工业或农业污染的浅层地下水、未污染的洁净的水库水及未污染的洁净的湖水。2、经常规化处理后即可饮用的水源，如江河水、水库水及湖水等。3、便于开采，但需经特殊处理方可饮用的地下水源，如铁（锰）量超过《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规定的地下水源。——————————————————————————————————————————————— 另外，一些特殊的水源即高氟、高砷水、苦咸水，由于处理工艺复杂、处理成本高和运行管理麻烦，一般不作为水源考虑；本指南未涉及该种水源。（三）常用水源结合江西省实际情况，有四种常用水源。分别是：山泉水、地下水、水库水（山塘水、湖泊水）及江河水。四种水源的特点见表1-4。表1-4常用水源水特点二、工艺流程农村饮水安全工程主要以生活饮用水为主。由于水源不同，水质也8江西省农村饮水安全工程设计指南有较大的差别，因此，其工艺流程的确定应根据水源水质检测报告、用户对水质的要求并结合有关规范、以及参考相似情况下已建成运行工程的工艺流程确定。（1）以地表水为水源的生活饮用水，其处理工艺流程中一般包括混合絮凝、澄清、过滤和消毒等。其工艺流程如下：原水→混凝沉淀（澄清）→过滤→消毒→管网→用户通常，在农村饮水工程中，采用混凝沉淀（沉淀）+过滤工艺的采用一体化净水设备或者慢滤技术。（2）当地表水原水浊度比较低、长期不超过20NTU、瞬间不超过60NTU时，同时不受工业废水污染且水质变化不大，可省略混凝沉淀（或澄清）构筑物，原水采用双层滤料或多层滤料滤池直接过滤。其工艺流程如下：——————————————————————————————————————————————— 原水→接触过滤→消毒→管网→用户（3）当原水水质除细菌学指标外，其余指标必须符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规定，则一般只需经过消毒即可供给用户饮用。其工艺流程如下：原水→消毒→管网→用户（4）若原水中铁、锰含量超过饮用水水质标准时，则需经过曝气与催化氧化过滤等处理工艺，其处理工艺流程如下：原水→曝气→催化氧化过滤→管网→用户结合江西省实际情况，主要有四种水源，即山泉水、地下水、水库水及江河水，这四种水源的净水处理工艺流程主要分为两类：一类只需9江西省农村饮水安全工程设计指南消毒即可供给用户，如地下水，山泉水；另一类须经常规工艺处理后方可供给用户，如水库水（山塘水、湖泊水）、江河水。下列工艺流程可作参考：1、山泉水消毒↓山泉水→→管网→用户选用以上工艺的山泉水水源水质除细菌学指标外，其余指标必须符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006——————————————————————————————————————————————— ）规定。当山泉水水质经常不达标时，其工艺流程可以按照江河水处理；当山泉水由于历时较短的暴雨导致水质不达标，可短时间内停止供水。选用山泉水作为水源，应尽量利用重力自流供水，以降低造价，方便运行管理。2、浅层地下水方案一：消毒（变频或气压控制）↓↓浅层地下水→→→管网→用户方案二：消毒（液位控制）↓↓浅层地下水→→→→管网→用户选用浅层地下水作为水源，采用该工艺除其水质除细菌学指标外，其余指标必须符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规定；否则按江河水处理。10江西省农村饮水安全工程设计指南——————————————————————————————————————————————— 若供电电源稳定可靠，且净水厂附近有高地可建高位水池，则可通过经济技术比选确定工艺流程；若净水工程无稳定的供电电源，则选用高位水池。3、深层地下水方案一：（变频或气压控制）消毒↓↓深层地下水→→→管网→用户方案二：（液位控制）消毒↓↓深层地下水→→→→管网→用户选用深层地下水水源采用该工艺除水质除细菌学指标外，其余指标必须符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规定；否则按江河水处理。若供电电源稳定可靠，且净水厂附近有高地可建高位水池，则可通过经济技术比选变频控制和高位水池方案。若净水工程无稳定的供电电源，则选用高位水池。4、水库水（山塘水、湖泊水）——————————————————————————————————————————————— 方案一：杀藻剂混凝剂消毒↓↓↓水库水→→→管网→用户方案二：杀藻剂混凝剂消毒（变频或气压控制）↓↓↓↓水库水→→→→→11江西省农村饮水安全工程设计指南管网→用户方案二：杀藻剂混凝剂消毒（液位控制）↓↓↓↓——————————————————————————————————————————————— 水库水→→→→→管网→用户当水库水的浊度长期不超过20NTU，瞬间不超过60NTU时，采用慢滤加消毒或接触过滤加消毒的净水工艺；否则采用一体化净水设备。若净水厂的高程高于供水最不利点的高程，且高差大于等于输水管网水头损失与最小服务水头之和，则不需设置送水泵房，可重力自流供水；若供电电源稳定可靠，且净水厂附近有高地可建高位水池，则可通过经济技术比选确定工艺流程；若净水工程无稳定的供电电源，则选用高位水池。5、江河水方案一：混凝剂消毒（变频或气压控制）↓↓↓江河水→→→→管网→用户——————————————————————————————————————————————— 方案二：混凝剂消毒（液位控制）↓↓↓江河水→→→→→管网→用户12江西省农村饮水安全工程设计指南当江河水的浊度长期不超过20NTU，瞬间不超过60NTU时，采用慢滤加消毒或接触过滤加消毒的净水工艺；否则采用一体化净水设备。若供电电源稳定可靠，且净水厂附近有高地可建高位水池，则可通过经济技术比选确定工艺流程；若无稳定的供电电源，则优先选用高位水池。6、铁锰超标地下水方案一：（变频或气压控制）消毒↓↓铁锰超标地下水→→→→管网→用户——————————————————————————————————————————————— 方案二：（液位控制）消毒↓↓铁锰超标地下水→→→→→管网→用户若供电电源稳定可靠，且净水厂附近有高地可建高位水池，则可通过经济技术比选确定工艺流程；若无稳定的供电电源，则优先选用高位水池。13江西省农村饮水安全工程设计指南第二章工程设计第一节工程总体布置农村供水工程的总体布置主要考虑以下几个因素：1、以人口的发展以及相应的水量、水质、水压资料作为其考虑的因素。2、供水的安全性和可靠性。3、供水系统一般可按远期设计，近期实施。4、供水系统的压力应满足国家规范和当地行政主管部门有关规定的要求。——————————————————————————————————————————————— 5、水源选择应根据第一章第二节水源选择的一般顺序，经过多方案经济比较，选择经济合理的水源。6、为了尽量减少占地，水厂及泵站的布置应尽量布置紧凑。且为了减少投资，应尽量减少工程的征地和拆迁。7、水厂位置宜选择在交通方便，以及供电安全可靠和水厂生产废水处置方便的地方。8、当取水地点距离用水区较近时，水厂与取水构筑物建在一起。当取水地点距离用水区较远时，将水厂设置在离用水区域较近的地方。除此之外，还应充分考虑地形、地质等条件，力求整个系统经济合理、高效。14江西省农村饮水安全工程设计指南第二节取水工程根据前面所述的水源类型及选取的原则，取水工程设计中主要包括四种取水构筑物，分别是：低坝取水构筑物、大口井、管井及岸边式取水泵站。一、低坝取水构筑物引山泉供水方式可以实现山泉—高位水池—配水管网—用户的全线重力自流，是最节能的一种供水方式。为能有效地取得山泉水，需在水源处建低坝取水构筑物。考虑到农村的实际情况，坝体采用浆砌石重力坝，坝高H分别采用1.0m、1.5m、2.0m、2.5m和3.0m，5种坝高相应的断面形式详见表2-1——————————————————————————————————————————————— ，各地可根据山泉水水源的实际情况和相应的供水规模采用不同的坝高。低坝取水构筑物的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集（取水工程分册）》。图2-1为五种坝高相应的断面形式。15江西省农村饮水安全工程设计指南图2-15种坝高相应的断面形式16江西省农村饮水安全工程设计指南二、大口井当地下含水层总厚度5～10m、底板埋深小于20m，且涌水量满足当地供水规模时，可选择大口井作为供水水源。江西省大部分地区的潜水层埋藏厚度在8～12m且埋深小于20m，因此大口井的适用范围较广。据有关资料表明，江西省潜水含水层地层岩性处于细砂层～粗砂夹小砾石层范围内；相应的渗透系数K处于10～100m/d之间；影响半径处于50～500m之间。大口井采用潜水非完整井井底进水，根据取水量计算井直径分别采用2.0m、3.0m、4.0m、5.0m，含水层厚度取10m，井底至不透水底板距离取2m，稳定水位降落值取4m（相应的井内水深也为4m），潜水非完整井大口井井底进水流量公式为：Q?2?2sin?1rR?1.185lgm4Hm?m2?r22?KSrr(2-1)式中：Q—大口井出水流量，m3/d；K—渗透系数，m/d；——————————————————————————————————————————————— S—稳定水位降落深度，m；r—大口井半径，m；m—井底至含水层底板高度，m；R—影响半径，m；H—潜水层厚度，m。根据公式（2-1）的计算结果得出4种直径大口井在不同含水层渗透系数条件下相应的供水规模，详见表2-2。17江西省农村饮水安全工程设计指南表2-24种直径大口井在不同含水层渗透系数下相应的供水规模各地修建大口井前需进行钻孔试验确定含水层厚度及底板埋深并且通过抽水试验确定含水层渗透系数。大口井设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集（取水工程分册）》。考虑到含水层埋深较大的情况下吸出高度的影响，大口井的地下水源一律采用清水潜水泵抽取，水泵的日工作时间根据实际情况确定，一般每天不少于8h；其流量为根据水泵工作时间即后续工艺确定：若24h——————————————————————————————————————————————— 不间断供水，当采用变频泵直接供水时，则流量采用最高日最高时；当采用建调节构筑物的形式时，则流量为最高日平均时；间断供水，则为水泵设计流量为最高日用水量除以水泵工作时间。扬程根据输配水管网水头损失与控制点所需最小服务水头及两地高差之和计算确定确定，具18江西省农村饮水安全工程设计指南体见配水工程章节；水泵台数可按如下条件确定：允许间断供水的村庄，可选用一台水泵；不允许间断供水的村庄，可选用两台水泵，一用一备，以便检修。拟选用QWG型等清水潜水泵。为方便仪器设备、阀门及管道混合器等设施的安装，大口井泵房采用井上式，其设计遵照《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）第5.0.12条的要求，大口井泵房的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集（取水工程分册）》。三、管井当当含水层总厚度大于5m、底板埋深大于15m时，可选择管井。管井设计采用潜水完整井，含水层厚度取10m，稳定水位降落值取4m，潜水完整井管井流量计算公式为：Q?1.366K?2H?S?S(2-2)lgRr式中：Q—管井出水流量，m3/d；K—渗透系数，m/d；H—潜水含水层厚度，m；S—稳定水位降落，m；R—影响半径，m；——————————————————————————————————————————————— r—管井半径，m。根据公式（2-2）的计算结果得出2种直径管井在不同含水层渗透系数条件下相应的供水规模，详见表2-3。19江西省农村饮水安全工程设计指南表2-32种直径管井在不同含水层渗透系数条件下相应的供水规模各地修建管井前需进行钻孔试验确定含水层厚度及底板埋深并且通过抽水试验确定含水层渗透系数。管井设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集（取水工程分册）》。管井的地下水源采用深井泵抽取，水泵的日工作时间根据实际情况确定，一般每天不少于8h；其流量为根据水泵工作时间即后续工艺确定：若24h不间断供水，当采用变频泵直接供水时，则流量采用最高日最高时；当采用建调节构筑物的形式时，则流量为最高日平均时；间断供水，则为水泵设计流量为最高日用水量除以水泵工作时间。扬程根据输配水管网水头损失与控制点所需最小服务水头及两地高差之和计算确定确定，具体见配水工程章节；水泵台数可按如下条件确定：允许间断供水的村庄，可选用一台水泵；不允许间断供水的村庄，可选用两台水泵，一用一备，以便检修。拟选用QJ或JC型等长轴型深井泵。——————————————————————————————————————————————— 管井泵房采用井上式，泵房的设计遵照《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）第5.0.12条的要求，管井泵房的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集（取水工程分册）》。20江西省农村饮水安全工程设计指南四、岸边式泵站对于山泉水和地下水的水源条件不能满足供水规模要求的村庄，可以考虑取用水库水（山塘水、湖泊水）及江河水等地表水源，取水口建岸边式泵站。岸边式泵站的设计只考虑供水规模大于5000人的村庄，水泵的日工作时间根据实际情况确定，一般每天不少于8h；其流量为根据水泵工作时间即后续工艺确定：若24h不间断供水，当采用变频泵直接供水时，则流量采用最高日最高时；当采用建调节构筑物的形式时，则流量为最高日平均时；间断供水，则为水泵设计流量为最高日用水量除以水泵工作时间。其扬程根据输配水管网水头损失与控制点所需最小服务水头及两地高差之和计算确定确定，具体见配水工程章节；水泵台数可按如下条件确定：允许间断供水的村庄，可选用一台水泵；不允许间断供水的村庄，可选用两台水泵，一用一备，以便检修。拟选用AOSh或S、SA型等清水离心泵。根据供水规模确定的水泵台数选择不同类型的泵房，即容纳1台机组和2台机组的两种泵房。泵房的设计按照《泵站设计规范》（GB/T50265-97）的要求进行，泵房的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集（取水工程分册）》。21——————————————————————————————————————————————— 江西省农村饮水安全工程设计指南第三节输水工程一、浑水输水管设计以地表水（包括水库水、山塘水、湖泊水和江河水）为水源的供水工程，需浑水输水管设计。（一）布置原则输水管的布置原则主要有以下几点：1、沿现有道路或规划道路；2、尽量缩短输水距离；3、输水方式的选择，往往受当地自然条件，特别是天然水源条件的制约。当水源高于供水区时，采用重力输水方式；否则均为压力输水。在水源水质好且水量充沛的情况下，一般优先考虑重力输水；4、尽可能避开障碍物和工程地质条件不良地区；5、减少占地和拆迁，少占农田，尽可能不占良田；6、便于施工、运行、维护；7、在管道凸起点，应设自动进（排）气阀；长距离无凸起点的管段，每隔一定距离亦应设自动进（排）气阀；8、在管道低凹处，应设排空阀；9、重力流输水管道，地形高差超过60m并有富余水头时，应在适当位置设减压设施；10——————————————————————————————————————————————— 、输水管线的条数，应根据给水系统的重要性、输水量的大小等因素，全面考虑确定。当允许间断供水或水源不止一个时，可设一条输22江西省农村饮水安全工程设计指南水管线；当不允许间断供水时，应设两条；若只设一条，则应同时修建有相当容量的安全储水池，以备输水管线发生故障时供水。无论是采用重力输水，还是压力输水，连接管的条数对输水管工作情况的影响都很大，设置连接管，可保证输水系统的可靠性，输水管设置连接管后，必须在连接管和输水管的交接处设置阀门。即在被连接管分隔的输水管段的两端设置阀门，在连接管的两端设置阀门，每设置一个连接管，则增加3个阀门。（二）设计计算依据主要根据设计流量、输水水质、输水区地形图及工程地质资料，输水起点、终点高程及经济流速等确定浑水输水管的管径、线路。（三）管材的选择与附件、配件的选择以及管道敷设要求1、管材的选择——————————————————————————————————————————————— 管材的选择主要取决于管道承受的水压、外部荷载、地质及施工条件、供水可靠性要求、使用年限、价格及市场供应情况等。按照供水工程设计和运行的要求，供水管道应具有良好的耐压性和封闭性，管道材料应耐腐蚀，内壁光滑不结垢、管路通畅、水管接口应施工简便，使管网运行可靠、安全，水质稳定，节省输水能量。因此，供水工程人员必须掌握水管材料的种类、性能、规格、供应情况等，才能做到合理选用管材，保证管网安全供水。目前常用的给水管道材料主要有铸铁管、钢管、塑料管、钢筋混凝土管等，我国国内普遍采用的几种管材的优缺点、适用条件及接口方式见表2-4。23江西省农村饮水安全工程设计指南表2-4管材的优缺点及其接口形式24江西省农村饮水安全工程设计指南多年来我国给水行业大口径供水管多采用球墨铸铁管及钢管和UPVC管等。近年来发现，虽然UPVC管综合造价最低，UPVC管材本身无毒，严格控制生产可以用作供水管材，但是有些厂家在生产过程可能出现以下问题：配方中误用了有毒的助剂，PVC树脂氯乙烯单体超标，单体氯乙烯和一些小分子在应用时转移到水中成为水中细菌的营养剂，使残留细菌加速繁殖，造成水质污染。另外如果UPVC管采用TS(胶接)接口，所用的粘接剂很难保证无毒，同时粘接剂内可能会含有有利于微生物产生的物质，对饮用水的味道及水质都会一定影响，因此不建议用于供水工程。而塑料管中的PE管和PPR管优越性较为明显：PE管管壁光滑，化学稳定性强，耐腐蚀，不易结垢，能保持水质的长期稳定，且卫生条件好，不会产生有害物质，水力条件和密封性都比球墨铸铁管好，可燃材料，不能用作消防管道；PPR管有高度的耐酸性和耐氯化物性，采用热熔连接，无须保养维护，卫生条件好，耐热性能好；但抗紫外线能力差，在阳光的长期照射下容易老化，可燃材料，不能用作消防管道。——————————————————————————————————————————————— 球墨铸铁管不会膨胀，且抗外压能力比塑料管强。以上三种管材都有各自的优势，农村饮水安全工程的管网建设中，各种管径建议一般管材为：管径≥DN200的建议采用球墨铸铁管或钢管，其余管径建议采用给水PE管。但是长距离和特殊环境下的管材应根据使用条件和管材特点以及施工条件等因素综合考虑，对经济、技术指标进行比较，择优选择。配水工程中管材的选择与输水工程中管材选择相同，一般管材建议25江西省农村饮水安全工程设计指南为：入户管建议采用PPR管、管径≥DN500的建议采用球墨铸铁管，其余管径建议采用给水PE管。但是长距离和特殊环境下的管材应根据使用条件和管材特点以及施工条件等因素综合考虑，对经济、技术指标进行比较，择优选择。2、管道附件与配件的选择供水除了管道以外，还应设置各种必要的附件，以保证管网的正常运行。管网的附件主要有调节流量用的阀门、供应消防用水的消火栓，其他还有控制水流方向的单向阀、安装在管线高处的排气阀和安全阀等。输水管检修阀布设间距见表2-5。表2-5输水管检修阀间距——————————————————————————————————————————————— 管道配件是在水流方向有改变或者管径改变时，管道之间或管道与附件之间衔接时采用的管件，各配件见表2-6和表2-7。配水工程中管道配件与附件的选择与输水工程中管道配件与附件的选择相同，在配水工程章节不再详细叙述。26江西省农村饮水安全工程设计指南表2-6GB3420-82规格铸铁管件表2-7S311钢制管道零件3、管道敷设要求管道敷设应符合以下要求：27江西省农村饮水安全工程设计指南（1）管顶覆土应根据冰冻情况、外部荷载、管材强度、与其他管道交叉等因素确定。管顶覆土层厚度原则上不小于0.7m，穿越道路、农田或沿道路铺设时，管顶覆土层厚度原则上不小于1.0m。（2）管道一般应埋设在未经扰动的原状土层上；管道周围200mm范围内应用细土回填；回填土的压实系数不应小于90%。在岩基上埋设管道，应铺设砂垫层；在承载力达不到设计要求的软地基上埋设管道，应进行基础处理。（3）当供水管道与污水管交叉时，供水管应布置在上面，且不应有接口重叠；若供水管敷设在下面，应采用钢管或设钢套管，套管伸出交叉管的长度每边不得小于3m，套管两端应采用防水材料封闭。——————————————————————————————————————————————— （4）供水管道与建筑物、铁路和其他管道的水平净距，应根据建筑物基础结构、路面种类、管道埋深、内水工作压力、管径、管道上附属构筑物大小、卫生安全、施工和管理等条件确定。与建筑物基础的水平净距应大于3.0m；与围墙基础的水平净距应大于1.5m；与铁路路堤坡脚的水平净距应大于5.0m；与电力电缆、通讯及照明线杆的水平净距应大于1.0m；与高压电杆支座的水平净距应大于3.0m；与污水管、煤气管的水平净距应大于1.5m。（5）露天管道应有调节管道伸缩的设施，冰冻地区尚应采取保温等防冻措施。（6）穿越河流、沟谷、陡坡等易受洪水或雨水冲刷地段的管道，应采取必要的保护措施。28江西省农村饮水安全工程设计指南（7）承插式管道在垂直或水平方向转弯处支墩的设置，应根据管径、转弯角度、设计内水压力和接口摩擦力等因素通过计算确定。（8）采用明渠输送原水时，应有可靠的防渗和水质保护措施。（四）浑水输水管水力计算（1）浑水输水管设计流量Qs?QT（2-3）式中：Qs—浑水输水管设计流量，m3/h；Q—最高日用水量与水厂自用水量之和，m3/d，见式1-5、1-6；——————————————————————————————————————————————— T—给水系统连续制水小时数，h/d。（2）浑水输水管管径D输送浑水的管道，设计流速不宜小于0.6m/s。D?4Q（2-4）?ve式中：D—浑水输水管管径，m；Q—输水管设计流量，m3/s；ve—平均经济流速，m/s。（3）浑水输水管水头损失hh?(1.05~1.10)il（2-5）式中：h—水头损失，m；i—为水力坡度，可查水力计算表；l—计算管段长度，m；1.05～1.10—局部水头损失系数。29江西省农村饮水安全工程设计指南（4）浑水输水管管径各管径浑水输水管对应的管材、经济流量、流速、水力坡度等可参照表2-8采用内插法确定，也可按照设计指南中所列公式计算。表2-8浑水输水管参数30江西省农村饮水安全工程设计指南根据上表，可得出各个等级所对应的管径，具体见表2-9。——————————————————————————————————————————————— 表2-9各工程等级对应的浑水输水管管径在农村饮水安全工程中，应进行经济比较，选择合理的管材、管径。相同流量下，管径越大，水损越小，但工程造价较高，电耗相对比较少，运行费用较低；管径越小，水损越大，工程造价较低，但电耗相对较低。浑水输水管的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集（输水工程分册）》。二、调节构筑物设计（一）设计原则考虑节能和降低成本的需要，当电稳定可靠，且具备建高位水池地形条件的条件下，综合考虑经济因素和当地管理水平，合理选择变频泵和气压泵的供水调节方式或者采用高位水池作为条件构筑物；在无稳定供电条件，且具备建高位水池地形条件的情况下，应选择高位水池作为调节构筑物；在既无稳定供电条件，又不具备建高位水池地形条件的情况下，应选择水塔作为调节构筑物。（二）调节构筑物设计考虑到农村地形条件和施工要求，高位水池宜采用矩形钢筋混凝土蓄水池或圆形钢筋混凝土蓄水池，水塔采用钢筋混凝土倒锥壳水塔。根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）7.0.2的要求，有可靠电源31江西省农村饮水安全工程设计指南——————————————————————————————————————————————— 和可靠供水系统的工程，单独设立的清水池和高位水池可按最高日用水量的20%～40％设计；同时设置清水池和高位水池时，清水池可按最高日用水量的10%～20%设计，高位水池可按最高日用水量的20%～30%设计；水塔可按最高日用水量的10%～20％设计；向净水设施提供冲洗用水的调节构筑物，其有效容积尚应增加水厂自用水量。取值时，规模较大的工程宜取低值，小规模工程宜取高值。供电保证率低或输水管道和设备等维修时不能满足基本生活用水需要的工程，调节构筑物的有效容积（即高位水池或水塔）可按最高日用水量的40%～60%设计。取值时，企业用水比例高的工程应取低值，经常停电地区宜取高值。高位水池的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集（输水工程分册）》。水塔的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集（输水工程分册）》。32江西省农村饮水安全工程设计指南第四节净水工程一、净化工艺设计根据第一章第二节所述水源，地下水和山泉水仅需消毒即可供给用户饮用，而水库水（山塘水、湖泊水）及江河水需要经过净化后方能供给用户。净水工艺设计应根据水源种类和水质合理选择处理工艺流程。——————————————————————————————————————————————— 水处理构筑物的选择，应根据原水水质、设计生产能力、处理后水质要求、水厂用地面积和地形条件等，结合当地条件即水价承受能力和水厂管理水平，通过技术经济比较研究确定。（一）水处理构筑物设计流量QQ?QqT（2-6）式中：Q—设计流量，m3/h；Qq—水源取水量，m3/d，见式1-5、1-6；T—给水系统连续制水小时数，h/d。（二）投药与混合设施1、溶液池混凝剂采用硫酸铝或其它混凝剂，由于混凝剂用量较小，因此溶液池可兼作投药池。溶液池采用ABS板或钢板（防腐）制作。溶液池容积W1：W1?aQ（2-7）bn?106式中：W1—溶液池容积，m3；Q—设计处理水量，m3/d；33江西省农村饮水安全工程设计指南a—混凝剂最大投加量，g/L，取20mg/L；b—溶液浓度，取1%（按商品固体质量计）；n—每日调制次数，每日1次。溶液池具体尺寸及图集号见表2-10。2-10各等级溶液池尺寸——————————————————————————————————————————————— 若供水规模小于等级三，则需建溶液池的工程溶液池等级仍按等级三确定。2、投药设施采用水射器直接投加在水泵压水管上，投药量采用浮杯计量（见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集（净水工程分册）》）。各等级水射器型号见表2-11。表2-11各等级水射器型号3、混合设施采用管式混合中的静态混合器，应根据所采用的混凝剂品种，使药34江西省农村饮水安全工程设计指南剂与水进行恰当的急剧、充分地混合，一般混合时间10～30秒。各等级的静态混合器规格见表2-12。表2-12各等级静态混合器规格注：该静态管道混合器的规格应与浑水输水管径匹配。（三）净水设施1、钢筋混凝土净水构筑物（1）设计原则①净水工艺采用直接过滤技术，考虑农村管理水平有限，尽量采用慢滤池。——————————————————————————————————————————————— ②滤池出水水质经消毒后应符合现行《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求。③滤料应具有足够的机械强度和抗蚀性能，并不得含有有害成分。④滤池应设取样装置。（2）重力无阀滤池当水源水的浊度不满足直接接触过滤工艺，且供水规模大于900m3/d的村庄，可采用微絮凝工艺，滤池采用重力无阀滤池。重力无阀滤池采用小阻力配水系统，其孔眼总面积与滤池面积之比为1.0%～1.5%。设计要点：①滤速一般采用6～8m/h；35江西省农村饮水安全工程设计指南②平均冲洗强度一般采用15L/s·m2；冲洗时间为5min③冲洗前的期终水头损失值，取2.0m；④进水管流速取0.6～1.0m/s；排水虹吸管流速宜采用1.4～1.6m/s。⑤冲洗水头应通过计算确定，宜采用1.0～1.2m，并应有调整冲洗水头的措施；计算公式：①滤池面积：F?1.04(m2)（2-8）②集水区高度：H1?0.7?1.21（2-9）?M?2?v/v60F?q?t（2-10）2?1000F'Qv③冲洗水箱高度：H冲?——————————————————————————————————————————————— F'?F?f2（2-11）式中：F—滤池净面积，m2；Q—设计水量，m3/h；v—滤速，按规范采用，m/h；H1—集水区高度，m；M—滤池长度，m；?v—孔口平均出流速度差，m/s；v—孔口平均出流速度，m/s；q—冲洗强度，L/（s·m2），采用15L/（s·m2）；t—冲洗历时，min，采用5min；F’—冲洗水箱净面积，m2；F2—连通渠及斜边壁厚面积，m2。重力无阀滤池的规格和使用供水规模见表2-13。36江西省农村饮水安全工程设计指南表2-13重力无阀滤池规格（3）慢滤池考虑到农村管理水平和规模，当原水浊度满足直接接触过滤的工艺时，建议采用慢滤工艺。设计要点：①进水浊度宜小于20NTU，布水应均匀。②应24h连续工作设计。——————————————————————————————————————————————— ③滤速一般采用0.1～0.3m/h，进水浊度高时取低值；④滤料表面以上水深宜为1.0～1.3m；池顶应高出水面0.3m、高出地面0.5m。⑤出口应有控制滤速的措施，可设可调堰或在出水管上设控制阀和转子流量计。⑥滤料宜采用石英砂，粒径0.3～1.0mm，滤层厚度800～1200mm。⑦滤料表面以上水深宜为1.0～1.3m；池顶应高出水面0.3m、高出地面0.5m。⑧承托层一般为卵石或砾石，分为四层，其粒径和厚度（自上而下）列于表2-14。37江西省农村饮水安全工程设计指南表2-14慢滤池滤料及承托层尺寸⑨滤池面积小于15m2时，采用底沟集水，集水坡度为1％；当滤池面积较大时，可设置穿孔集水管，管内流速宜采用0.3～0.5m/s。⑩有效水深以上应设溢流管；池底应设排空管。慢滤池计算公式如下：慢滤池总面积F可按下式计算：F?——————————————————————————————————————————————— Q(m2)（2-12）T?v式中：Q—最高日用水量，m3/d；v—设计滤速，m/h；T—过滤工作时间，h/d。经过计算，将慢滤池分为六个等级，各等级慢滤池规格见表2-15。表2-15各等级慢滤池规格（4）慢滤池与清水池合建38江西省农村饮水安全工程设计指南当慢滤池的表面积不超过15m2时，过滤工艺还可采用慢滤池与清水池合建，合建的慢滤池的做法与规格仍可参照表2-19的尺寸。2、一体化净水装置（5）一体化净水设备当水源水的浊度需经过“混凝→沉淀→过滤→消毒”工艺才可供给用户使用时，由于农村饮水安全工程的规模较小，建设小型水厂不经济，且考虑到农村的管理水平，推荐采用一体化净水设备。一体化净水装置以地表水为水源，将混凝、沉淀、过滤等净水工艺紧密地组合在一起，适用于小型生活和工业用水处理，小型一体化净水装置规格见表2-16。表2-16一体化净水装置规格一体化净水装置适用于1000——————————————————————————————————————————————— 人以上不间断供水的农村安全饮水工程，当供水规模不足120m3/d，而又没有其他合适的水源时，也可采用一体化净水装置，间断供水。二、消毒设计（一）原理及作用消毒是指杀灭外环境中病源微生物的方法。其目的是切断传染病的传播途径，预防传染病的发生或流行。据研究，可污染饮用水的致病微39江西省农村饮水安全工程设计指南生物有上百种，为杜绝介水传染病的发生和流行，保证人体健康，生活饮用水必须经过消毒处理方可供饮用。（二）常用消毒方式及特点目前我国农村用于饮用水消毒的常用方法有二氧化氯消毒、漂白粉消毒，也可以采用次氯酸钠消毒和紫外线消毒。二氧化氯对细菌、病毒及真菌孢子的杀灭能力均很强，其氧化力相当于氯的5倍，是极为有效的饮水消毒剂。二氧化氯对微生物的杀灭原理是：二氧化氯对细胞壁有较好的吸附性和透过性能，可有效地氧化细胞内含疏基的酶；可与半胱氨酸、色氨酸和游离脂肪酸反应，快速控制生物蛋白质的合成，使膜的渗透性增高；并能改变病毒衣壳蛋白，导致病毒灭活。漂白粉又称含氯石灰、氯化石灰。它是将氯气通入熟石灰中而制成的混合物，主要成分为次氯酸钙(含32％—36％)，还含氯化钙(29％)、氧化钙(10％—18％)、氢氧化钙(15％)及水(10％)，通常以Ca——————————————————————————————————————————————— （ClO）2代表其分子式。漂白粉为白色颗粒状粉末，有氯臭，能溶于水，溶液呈碱性，有大量沉渣。漂白粉稳定性差，在一般保存过程中，有效氯每月可减少1％—3％，因此不宜保存过长时间。次氯酸钠是一种强氧化剂，在溶液中产生次氯酸离子，通过水解作用生成次氯酸，具有与液氯相同的消毒作用，但其效果不如液氯。所含的有效氯易受日光、温度的影响而分解，所以一般都采用次氯酸钠发生器现场制取，就地投加，操作简单，安全方便。次氯酸钠不宜长期久贮。紫外线杀菌消毒主要是通过对微生物(细———————————————————————————————————————————————'