洛南县寺坡镇安全饮水工程初步设计

'洛南县寺坡镇安全饮水工程初步设计II II 工程特性表序号项目名称单位数值备注一工程技术经济指标　　1设计水平年2020年　2供水规模m3/d2970　3年供水量104m3/a72.12　4供水受益行政村数个14　5设计受益人口人32260　7受益学校所28企事业单位个239居民用水标准L/人.d70-90　10最小服务水头m4.84　11时变化系数Kh2.0　12日变化系数Kd1.5　13设计概算投资万元1656.75　14人均投资元/人513.56概算投资/供水现状人口二主要工程及设备　　1取水工程水库取水口取水2输水工程DN280PE管8000m3净配水厂水厂1座，工程处理净水措施，清水池2座共1200t4配水管网DN225～DN32配水管网总长46142m。5入户工程DN20PE管60km,供水栓3000套。三工程概算　　建筑工程费万元1245.51　2设备费万元43.65　3安装费万元4.35　4临时工程万元61.19　5其他费用万元223.16　6基本预备费万元78.89　　总概算万元1656.75　四水价分析　　供水成本元/m31.70　　建议水价元/m31.58　 目录1综合说明11.1概述11.2编制依据21.3水文概况21.4工程地质31.5工程任务和规模31.6工程布置41.7工程管理51.8工程施工51.9工程占地处理51.10环境影响评价51.11投资概算61.12供水成本分析62项目区概况及项目建设的必要性72.1项目区自然概况72.2项目区社会经济概况82.3供水现状及存在的问题92.4项目建设的必要性102.5项目区供水规划及供水范围113工程地质123.1工程地质概况123.2工程地质条件单元划分153.3主要建筑物工程地质条件与评价173.4天然建筑材料183.5结论及建议204工程规模21 4.1设计范围、供水对象及设计水平年214.2需水量预测215水源选择245.1水源选择的原则和要求245.2地表水水源245.3地下水水源255.4水源方案比较255.5选定水源论证分析266工程总体布置326.1设计依据及原则326.2工程等级、类型和设计标准336.3总体布置原则346.4水源分析346.5水源及原水输水工程356.6净配水厂位置及工艺确定366.7配水管网和管材选择377工程设计417.1原水输水工程417.2水厂设计427.3调节构筑物设计467.4配水工程及入户工程477.5供配电设计498工程施工518.1施工条件518.2主体工程施工518.3主体工程量及工期528.4工程施工进度计划53 9环境影响5410工程管理5510.1管理机构及人员编制5510.2建设管理5510.3运行管理5611概算投资与水价分析5811.1工程概况5811.2设计概算5811.3投资主要指标5911.4总概算表6012水价分析6112.1成本分析6112.2水价成本计算62IV 1综合说明1.1概述洛南县位于**省东南，秦岭东段南麓，洛河上游。北依秦岭与华阴、潼关县相邻，南凭蟒岭与商州市、丹凤县毗连，东与**省灵宝、卢氏县接壤，西同华县、蓝田县、**市交界。2011年，洛南县共有25个乡镇，383个行政村，7个社区居委会，3029个村民小组。洛南县寺坡镇位于洛南县东南部，距县城33公里。全镇辖8个行政村，64个村民小组，2964户，总人口11145人，总面积54平方公里，耕地12915亩。古城镇与寺坡镇相邻，镇政府驻古城街村，辖19个行政村，164个村民小组，6638户，26476人。面积121.6平方公里，耕地31892亩，林地面积11万亩。两镇是洛南县东部重要的商贸中心，307省道穿境而过，交通十分便利。起源于蟒岭山区的沙河，横贯东西，全长21公里。境内川道地域宽阔，地势平坦，土地肥沃，水资源丰富。粮食作物以小麦、玉米、大豆为主，素有洛南“米粮川”之称。经济作物主要有烤烟、中药材、蔬菜等。两镇一直都是洛南县经济发展的重要之地。近些年随着两镇经济的快速发展，人民生活水平不断提高，人民群众对生活用水的需求不断扩大，对水质的要求也不断提高。目前寺坡镇无境内无统一的供水工程，群众生活用水主要是分散式打井取水，或者靠沟溪水作为生活生产用水，每逢旱季，水位下降，水源干涸，村民常常要到很远的沟道担水，降雨时溪水浑浊、又没有经过任何的消毒净化处理，水质较差，居民用水形势严峻。古城镇之前规划实施有一座水厂，但是由于当时规划人口少，水厂规模较小，水处理能力也十分有限，目前已经达不到区域内的供水要求，尤其是最近几年随着陕南移民搬迁的大范围实施竣工，供水压力骤然增大。27 1.2编制依据本工程设计主要依据《村镇供水工程技术规范》SL310-2004、《**省村镇供水工程初步设计要点》、防洪标准（GB50201-94）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000、《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ101-2004、《室外给水设计规范》GB50013-2006、《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006、《建筑抗震设计规范》GB50011-2001以及其它相关规范、规定、有关设计资料。本工程初步设计概算主要依据**省计委项目(2000)1045号文颁发的《**省水利水电建筑工程预算定额》进行编制。施工机械台班费定额采用**省水利厅陕水计（1996）140号文颁发的《**省水利水电工程施工机械台班费定额》，并按“2000办法及标准”规定，将其Ⅰ类费用乘以1.15的调整系数。本工程的设计原则是：坚持可持续发展原则，综合当地自然条件、经济条件和社会发展情况以及供水现状，以解决生活供水为重点，同时兼顾长远发展需要，因地制宜，科学规划，合理控制投资，创新管理体制和运行机制，确保供水工程长期有效发挥效益。1.3水文概况项目区内姬家河系东沙河的一级支流，姬家河水库大坝建于姬家河干流上，坝址位于县城东南方向，距县城20km。控制流域面积17.3km2，河道长度15.0km，平均比降81.7‰。姬家河水库的来水量为本流域天然净流量。由“**地区实用水文手册”多年平均径流深等值线图和Cv等值线图查得姬家河水库以上流域中心的多年平均年径流深为230mm，折合成年径流总量为398×104m3，变差系数Cv=0.60，取Cs=2Cv。采取皮尔逊Ⅲ型频率分布曲线，求得频率为50%、75%、95%的天然年径流总量分别为354.1×104m3、222.8×104m3、103.5×104m3。27 1.4工程地质工程区位于大地构造单元为东秦岭褶皱系，加里东褶皱带（Ⅲ3），北与石门下古幼陷带（Ⅲ2）相邻，南与华里西褶皱带（Ⅲ4）相临。这些构造褶皱带均呈近东西向延伸的构造格局。第三纪末至第四纪初普遍沿洛南主要河谷形成一或三级基座性阶地。本区地壳在现代时期，仍处于相对上升阶段。工程区周围断裂活动明显，地壳运动北升南降，地震频繁，构造稳定性较差；从现有的地质调查资料来看，工程区周围30km范围内无大于2级地震记录，最大的地震记录为1971年洛南北发生的1.4级地震。地震活动对工程区的影响烈度不超过Ⅶ度。根据《中国地震动参数区划图（2001）》分析，工程地震动峰值加速度a=0.10g，相应的地震基本烈度Ⅶ度。工程区距铁炉子～三要活动断裂带距离小于2.0km，属水利工程抗震不利地段。工程区地下水按含水层岩性分为孔隙潜水和基岩裂隙水两种类型，孔隙潜水的含水层为砂砾石和粉质粘土，砂砾石渗透系数K=30～45m/d，强透水；粉质粘土渗透系数K＜1×10-4cm/s，弱透水；基岩裂隙水含水层为强～弱风化中粗粒斑状花岗岩，根据有关试验资料，弱风化岩体的透水率q＜5Lu，弱透水。地下水的主要补给来源为大气降水，以下降泉和渗流型式补给河水或向下游河道排泄。1.5工程任务和规模本工程供水范围包括洛南县寺坡镇及周边地区，另外古城镇在此次供水范围内而之前未能解决的局部地区和人口也在此次供水中一并考虑解决，以求资源的合理化利用。本工程供水范围包括洛南县寺坡镇、古城镇2个集镇、14个行政村、8个移民安置点31238人（其中寺坡镇5331人，古城镇14463人，两镇机关单位420人，寺坡中学890人，古城中学1100人，古城敬老院70人，古城镇4个移民点安置人口4648人，寺坡镇4个移民安置点安置人口4316人)。27 工程现状水平年取2013年，设计水平年为2020年。到2020年供水服务范围总用水人数为32260人。根据《村镇供水工程技术规范》表3-1-2最高日居民生活用水定额表，“三区包括：北京、天津、山东、**，河北北部以外、**和山西两省黄土沟壑区以外的地区，安徽、江苏两省的北部。全日供水，户内有洗涤池和部分卫生设施的最高日居民生活用水定额70～90L/（人•d），水龙头入户，有洗涤池，其他卫生设施较少的最高日居民生活用水定额70～90L/（人•d）。因此结合当地实际情况，最终选定最高日居民生活用水定额为集镇村民90L/（人•d），非集镇村民70L/（人•d）。最高日生活用水量为2342.96m³/d、公共建筑用水量按最高日用水量的10%取值为234.30m³/d，管网漏失水量和未预见水量按上述用水量之和的15%取值为386.59m³/d，工程最高日供水量2963.85m³/d。确定工程供水规模为2970m³/d。该工程供水规模1000m³/d≦W≦5000m³/d，供水时变化系数取值范围为1.8-2.2，该工程取2.0，日变化系数取1.5，采用全日制供水。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SJ252-2000）本工程设计主要依据《村镇供水工程技术规范》SL310-2004、防洪标准（GB50201-94），确定工程等级为Ⅳ等；该工程供水规模1000m³/d≦W≦5000m³/d，根据《村镇供水工程技术规范》规定，工程类型为Ⅲ型。1.6工程布置洛南县寺坡镇供水工程主要由取水工程，输水工程，厂区工程，配水工程等四部分组成。输水工程管道从姬家河水库为起点，沿沟道内铺设，少量管道架空于山岩，铺设DN280PE给水管道8000米，将水引入钢筋混凝土平流预沉池，再从平流预沉池池将水引入水处理设备。管线布置过程中，力求水流顺畅，工程量小、造价低，达到经济、适用、美观等目的。27 水处理流程：原水先用穿孔反应旋流沉淀池沉淀、然后用重力式无阀滤池过滤处理、再投加二氧化氯消毒、最后将处理水输送至清水池，清水经配水管网自流至用户。水处理构筑物每天运行时间按22小时考虑，则水处理能力需要130m3/h。据此选用80m3/h穿孔旋流反应斜管沉淀池2座，80m3/h重力式无阀滤池2座，处理能力为160m3/h，能满足居民供水的需求。清水池2座，总容积1200m3。1.7工程管理该供水工程建成后，成立供水工程管理站，专门对供水工程进行管理。根据该供水工程规模，其人员编制2人，由县自来水公司现有人员中调配，不足人员再进行招聘。1.8工程施工该项目区内道路畅通，施工交通条件良好，工程所需的水泥、木材、钢筋、油料等均可在附近镇购买；砂砾料及块石可就近开采；施工用电可就近村组拉通，施工用水可直接从附近河道取水。施工严格按照设计及施工图纸、技术规范施工，严格推行工程“四制”，确保工程质量。1.9工程占地处理工程永久占地为平流预沉池池、水处理厂区（包括沉淀池、滤池、清水池、办公厂房等其他设施）、厂区外排水沟、厂区道路等。工程永久占地7.8亩，临时占地4.5亩。1.10环境影响评价27 项目实施过程中对项目区环境的不利影响主要有：爆破开挖对项目区形成噪音及安全的影响，新开挖形成的不稳定裸露边坡的影响，工程移动土石方对周边耕地和植被的破坏的影响等，但这些不利影响可以通过种植保护林草，及时恢复和复耕等各种措施进行有效控制，降低影响。工程建成后的有利影响主要有：可使有限的水资源得到充分利用，缓解项目区的供水矛盾，有效地改善项目区的卫生、生产、生活条件，极大地保障项目区群众的身体健康，多余的水量还可发展庭院经济，美化项目区环境，改变当地小气候，为建设社会主义新农村起到巨大的促进作用。1.11投资概算主要修建工程内容：原水输水管道8000米，配水管网总长46142米，入户管道60千米，供水栓3000套。工程供水规模为2440m3/d。工程主体建筑工程量：土石方开挖4.34万m3,土石方回填3.56万m3，砌石210m3,砼488.7m3。主要材料量为：水泥172t，块石248m3，砂子320m3，碎石407m³，钢筋56T，板枋材11m³。工程计划施工期10个月，总工日3.52万个，其中：技工0.32万个，普工3.20万个。工程概算总投资1656.75万元，其中：建筑工程1306.70万元，安装工程4.35万元，设备费43.65万元，其他费用223.16元，基本预备费78.89万元。按现状供水人口31238人计，人均投资576.7元。1.12供水成本分析供水成本主要包括：购水成本（购买原水）、生产管理人员工资及福利费、药剂费（地表水需沉淀净化等）、消毒药剂费、燃料及动力费（电费）、维护修理费、折旧费等。单位供水成本1.58元/m³。建议水价为1.70元/m³。27 2项目区概况及项目建设的必要性2.1项目区自然概况洛南县寺坡镇位于洛南县东南部，距县城33公里。全镇辖8个行政村，64个村民小组，2964户，总人口11145人，总面积54平方公里，耕地12915亩。古城镇与寺坡镇相邻，镇政府驻古城街村，辖19个行政村，164个村民小组，6638户，26476人。面积121.6平方公里，耕地31892亩，林地面积11万亩。两镇是洛南县东部重要的商贸中心，307省道穿境而过，交通十分便利。起源于蟒岭山区的沙河，横贯东西，全长21公里。境内川道地域宽阔，地势平坦，土地肥沃，水资源丰富。粮食作物以小麦、玉米、大豆为主，素有洛南“米粮川”之称。经济作物主要有烤烟、中药材、蔬菜等。项目区属于暖温带南缘季风性湿润气候。四季分明，气候温和，雨量充足，夏无酷暑，冬无严寒。由于群山连绵，起伏悬殊，具有明显山区性气候特征。冬季气候寒冷，雨雪稀少，为一年中干燥季节；春季气温回升较快，降水逐渐增多，如果伴有大风，土壤蒸发加剧，极易形成春旱，当寒潮入侵时，往往出现冻害；夏季是一年中最高温的季节，也是降水量最大的季节，雨量集中，多有雷阵雨、暴雨出现，有时伴有冰雹，有时还出现局部旱伏和夏旱；秋季气温速降，初期多有连阴雨，常常形成涝灾，末期偏少，天气晴朗，秋高气爽。多年平均气温11.1℃，1月份最冷，平均为-2℃，七月份最热平均为23.4℃。最大冻土深度为28cm。多年平均无霜期为195天。由于受东南气候影响，雨量较充沛，而且集中。区域内多年平均降水量为750mm，7-10四个月降水量占全年的60%左右。降水年际变化悬殊，丰枯明显，降水变率变化在0.625-1.922之间。多年平均年蒸发量为1385.7mm，干燥指数为1.24-1.6。项目区内姬家河系东沙河的一级支流，姬家河水库大坝建于姬家河干流上，坝址位于县城东南方向，距县城20km。控制流域面积17.3km227 ，河道长度15.0km，平均比降81.7‰。姬家河水库的来水量为本流域天然净流量。由“**地区实用水文手册”多年平均径流深等值线图和Cv等值线图查得姬家河水库以上流域中心的多年平均年径流深为230mm，折合成年径流总量为398×104m3，变差系数Cv=0.60，取Cs=2Cv。采取皮尔逊Ⅲ型频率分布曲线，求得频率为50%、75%、95%的天然年径流总量分别为354.1×104m3、222.8×104m3、103.5×104m3。2.2项目区社会经济概况2.2.1农业建国后，洛南县把农业生产作为国民经济的基础，采取一系列措施，千方百计，加强农业。1949年，县人民政府设建设科，兼管农业。1956年，成立农林水牧局，随后农林水牧相继分设，1979年，正式成立农业局，专管农业。随着农业生产的发展，为农业服务的县、区农业技术推广站、县良种场、种子公司、农机服务站、农科所、病虫测报站、食用菌技术开发指导站等机构先后建立。1990年，洛南县共有农业技术干部277人，1994年增加到320人。2010年，洛南县财政兑现农资综合直补、粮食直补、地膜玉米补贴、良种补贴等资金3304万元；粮食作物播种面积增加，粮食作物播种面积787907亩，比2009年增加15752亩，增长2%；田间管理有方，在小麦及玉米生产关键时期，农业技术人员深入田间地头指导农民开展科学管理。粮食总产量为17.84万吨，较2009年增长11.5%。其中夏粮产量5.51万吨，秋粮产量12.33万吨。2.2.2工业27 洛南县的工业、手工业兴起较早，唐、宋时高耀乡的无烟煤，红岩的铜矿均被开采，后又铸造铜钱，建炉炼铁。明清时期，始挖岩金、淘沙金。随着农业的发展，手工业门类日渐增加，酿造业、造纸业、石灰业、染坊业、木匠业、缝纫业、煤炭业、砖瓦业等逐渐兴起。1949年，洛南县建有陶瓷厂、造纸厂、炼铁厂、木竹加工厂、油脂加工厂等。建国后，洛南县有计划、有步骤地建起一批地方国营工业。1956年，洛南县通过合营、合作等形式，将原有的私营工业和手工业全部纳入社会主义工业轨道，相继建立一些地方工矿企业。1958年人民公社化后，一批公私合营企业、手工业合作社逐步转为地方国营工业和社办工业。在“大跃进”中，洛南县在4个月内就建起2960个工矿企业。11970年后，先后建起了洛南县火柴厂、焦化厂、耐火材料厂、电机厂、萤石矿、玛瑙矿、磷肥厂、石灰石矿等“五小工业”企业。1994年底，洛南县有煤炭、机械、建筑、建材、矿冶、酿造、陶瓷、缝纫、大麻制纤等6954个厂矿企业，其中全民工业29家、集体工业101家，实现工业总产值3.63亿元。2010年，洛南县工业增加值12.40亿元，比2009年增长21.3%。其中：规模以上工业企业完成工业增加值8.80亿元，增长23.3%。2.3供水现状及存在的问题目前寺坡镇无境内无统一的供水工程，群众生活用水主要是分散式打井取水，或者靠沟溪水作为生活生产用水，每逢旱季，水位下降，水源干涸，村民常常要到很远的沟道担水，降雨时溪水浑浊、又没有经过任何的消毒净化处理，水质较差，居民用水形势严峻。古城镇之前规划实施有一座水厂，但是由于当时规划人口少，水厂规模较小，水处理能力也十分有限，目前已经达不到区域内的供水要求，尤其是最近几年随着陕南移民搬迁的大范围实施竣工，供水压力骤然增大。一方面随着区域内经济的发展，人民生活水平的提高，村镇居民的用水意识和用水要求也进一步提高，非主镇区的居民也要求使用集中统一净化处理的水厂自来水，纷纷要求扩网建设；另一方面，已有的供水设施以及供水管道等不能满足现在乃至未来今年区域居民的用水要求。目前群众的用水愿望十分强烈。27 2.4项目建设的必要性2.4.1保障人民群众安全用水的需要洛南县寺坡镇目前居民主要依靠打井取水或从附近沟道取水，用水安全得不到保障；古城镇由于需水量大幅上涨，已有水厂供水量不足，很多居民也遇到了吃水难的问题。新建寺坡镇集中供水工程，从长远考虑，将水库水资源最大化利用，将能覆盖的地区都纳入考虑，使居民生活用水经过净水厂消毒净化处理，再统一供给居民生活使用，有利保障人民群众的生活用水可靠性，提高了用水的数量和质量。2.4.2社会主义新农村建设的需要的十六届五中全会明确提出建设社会主义新农村的战略目标，使农村发展的战略部署更加明确。洛南县寺坡镇集中安全饮水工程的启动和建设，能为供水范围内的寺坡镇、古城镇及周边村组提供安全可靠的饮水用，改善居民的生活生产条件，有力促进建设新农村战略目标的实现。2.4.3社会经济发展建设的需要根据寺坡镇、古城镇经济发展规划，两镇的工业、农业、以及基础设施建设将有长足发展，随着我国实施西部大开发战略以及最近几年陕南村镇移民搬迁的大力实施，区域社会经济和城镇建设将有飞跃发展。给水工程作为城镇建设基础设施，必须要为城镇的经济发展打好基础，并且要有一定的超前性。目前，项目区内的供水存在着供水量不足，供水范围小，水质不达标，水库水资源没有最大化的合理利用等问题，居民的生活用水没有全面保障。因此，科学合理的规划和建设寺坡水厂，缓解区域内的供需矛盾，从战略上考虑是十分必要的。此次寺坡镇集中安全饮水工程的建成将有效供给寺坡镇、古城镇城镇居民及供水沿线周边村组的生活用水，有利于提高居民饮用水的质量，提高人民生活水平，保证群众的饮水安全，提高用水管理和用水普及率，为城镇化建设和经济发展奠定坚实的基础。此次洛南县寺坡镇集中安全供水工程是十分必要的。27 2.5项目区供水规划及供水范围根据项目区的地形地貌及供水水源状况，结合之前古城镇已有的水厂设施，确定本次设计供水区域以寺坡镇为中心区，覆盖镇周边农村村组，包括邻近的古城镇镇区及部分可供给的村组。原先古城镇水厂由于建设面积小，周围也没有多余的空地用于水厂扩建，因此设计在原古城水厂东边的山脊空地上修建一个新水厂，原古城水厂可留做备用水厂，以应对检修、扩建等其他情况。本工程供水范围包括洛南县寺坡镇及周边地区，另外古城镇在此次供水范围内而之前未能解决的局部地区和人口也在此次供水中一并考虑解决，以求资源的合理化利用。本工程供水范围包括洛南县寺坡镇、古城镇2个集镇、14个行政村、8个移民安置点31238人（其中寺坡镇5331人，古城镇14463人，两镇机关单位420人，寺坡中学890人，古城中学1100人，古城敬老院70人，古城镇4个移民点安置人口4648人，寺坡镇4个移民安置点安置人口4316人)。此次工程的建设规模为3110m³/d（含水厂自用水量5%）。27 3工程地质3.1工程地质概况3.1.1区域地质工程区位于大地构造单元为东秦岭褶皱系，加里东褶皱带（Ⅲ3），北与石门下古幼陷带（Ⅲ2）相邻，南与华里西褶皱带（Ⅲ4）相临。这些构造褶皱带均呈近东西向延伸的构造格局。第三纪末至第四纪初普遍沿洛南主要河谷形成一或三级基座性阶地。本区地壳在现代时期，仍处于相对上升阶段。3.1.2地形地貌工程区位于秦岭东部洛南断陷盆地南侧蟒岭山脉以北的中低山区，地势南高北低。该工程水源取自于洛南县姬家河水库，姬家河属洛河的二级支流，姬家河河谷狭窄，呈“V”型发育，为中高山地貌区；水厂及输水管线所处位置属中低山或丘陵地貌区。3.1.3地层岩性依据《东秦岭地层区划图》、1/50万东秦岭地质图，工程区属华北区，洛南～栾川（ⅠB3）小区，工程区周边地层岩性为：⑴.下元古界、陶湾组（Pt1t），黑云母大理岩或钙质片岩、片状砾岩、少数磁铁矿石英岩。分布于景村～古城以北，洛河以南等地段。⑵.震旦系（Z1），灰白色厚层块状灰岩，硅质灰岩，石英岩及千枚岩。分布于洛河以北等地段。⑶.中生代燕山期侵入岩（γ53），以中粗粒斑状花岗岩，岩体斑状结构，块状构造。主要分布于景村～古城以南蟒岭山脉地段。⑷.寒武系（∈1），白云质灰岩，泥质灰岩，硅质灰岩，砂质灰岩，鲕状灰岩，泥质灰岩夹钙质页岩。⑸.二迭系下统（P1）砾岩，黄色砂岩，页岩夹煤。⑹.第三系上统（N），疏松的砂砾岩，砂质页岩及粘土。27 ⑺.第三系下统（E），砾岩，页岩、砂岩及粘土粘土及页岩。⑻.第四系（Q），粉质粘土、壤土、砂、砂砾石。3.1.4地质构造工程区位于东秦岭加里东褶皱带（Ⅱ2），北部纸房～永峰褶皱束（Ⅱ22）与豫西断隆（I32）南部的洛南断陷盆的过渡地带，纸房～永峰褶皱束（Ⅱ22）以铁炉子～三要断裂与豫西断隆（I32）相隔。洛南断陷盆地是一个由二迭系地层构成的向斜构造，其北翼完整，南翼被新生代地层掩盖，形成于海西期，属孤山复向斜的一部分，工程区区域构造有。⑴.褶皱纸房～永峰褶皱束（Ⅱ22）总体为一复背斜，主体为中元古褶皱带，主要由宽坪群和陶湾群组成。褶皱线走向近于北西西转为北东东向，轴面北倾，一般背斜紧密，呈倒转或倾伏，而向斜开阔对称。孤山村复向斜，轴线由西向东逐渐抬起，北翼完整，为倒转翼，倾向于北，倾角45～70º，南翼起覆于下元古界陶湾组及震旦纪地层之上，在孤山受北东45º的横切平推断层影响，相对位移了3～4km。⑵.断裂①.石门断裂近东西向展布，向西陷入渭河盆地之下，东延进入**卢氏境内，断层破碎带宽80～100m，地表倾向北，倾角70～75º，逆断层，发生于中古生代，早古生代有活动，加里东运动表现为压性，北侧向南推挤，使南侧形成一系列向南倒转的同斜褶皱。新生代断裂拉张复活，有第三纪断陷盆地分布，并复遭破坏，断裂附近公元879年和1568年在兰田发生过4.75级和5级地震，1971年、1973年石门断裂带附近有弱震。②.孤山断层，呈北东45°方向延伸，长度12～13km，属平推断层，横切地层走向，位移3～4km，形成于中生代，但未切开新生代地层。③.薛楼断层，近东西向延伸，长度大于20km，断面倾北，倾角大于60°，形成于古生代，切开震旦，寒武纪地层，西段被孤山村断层断开。④.铁炉子～三要断裂带，走向NW275～280°，倾向NE10～20°27 ，倾角大于60°，断裂带宽20～200m，属逆断层。发生于前震旦纪，晚古生代至中生代复活拉张，新生代发生过右行平移活动，控制了一系列山间（断陷）盆地的形成，为新生代洛南盆地奠定了基础；第三纪、第四纪活动剧烈，切开第三纪、第四纪地层，断裂破碎带有明显断层泥，至今仍有坍塌。1967年在洛南附近有弱震。⑤.景村～古城断层，倾向SW190～200º，倾角大于60º为一长期复活的全新活动断裂，与铁炉子～三要活动断裂形成一个地堑构造，控制洛南盆地的形成和发展，洛南县城以西隐入盆地之下。3.1.5区域稳定性及地震效应工程区周围断裂活动明显，地壳运动北升南降，地震频繁，构造稳定性较差；从现有的地质调查资料来看，工程区周围30km范围内无大于2级地震记录，最大的地震记录为1971年洛南北发生的1.4级地震。地震活动对工程区的影响烈度不超过Ⅶ度。根据《中国地震动参数区划图（2001）》分析，工程地震动峰值加速度a=0.10g，相应的地震基本烈度Ⅶ度。工程区距铁炉子～三要活动断裂带距离小于2.0km，属水利工程抗震不利地段。沉淀池、滤池、清水池为钢筋砼结构，按照《室外给排水和燃气热力工程抗震设计规范》（GB50032-2003）要求设计；其他水厂附属构（建）筑物为砖混结构，抗震按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）有关规定进行设计。3.1.6水文地质条件工程区地下水按含水层岩性分为孔隙潜水和基岩裂隙水两种类型，孔隙潜水的含水层为砂砾石和粉质粘土，砂砾石渗透系数K=30～45m/d，强透水；粉质粘土渗透系数K＜1×10-4cm/s，弱透水；基岩裂隙水含水层为强～弱风化中粗粒斑状花岗岩，根据有关试验资料，弱风化岩体的透水率q＜5Lu，弱透水。地下水的主要补给来源为大气降水，以下降泉和渗流型式补给河水或向下游河道排泄。27 3.2工程地质条件单元划分3.2.1地形地貌工程区位于洛南县古城镇、寺坡镇和三要等地。水源地位于洛南县古城镇、马莲滩村的姬家河水库，引水线路沿姬家河自南向北延伸至水处理厂，水处理厂及引水线路为中高山地形地貌区；水厂及输水管线所处位置属中低山或丘陵地形地貌区。3.2.2地层岩性与工程地质单元划分根据现场踏勘、区域地质资料收集、调查资料分析，工程区出露地层按岩土现场鉴定特征和工程地质性能分为五个工程地质单元。①.素填土：第四系全新统人工堆积（Q4s），杂色，以粘土碎石为主，层厚0.5～3m左右，为路基填筑和耕作层，其结构杂乱松散～稍密。②.碎石土：第四系全新统坡～残积或冲～洪积堆积（Q4dL+eL），杂色，以碎石为主，其次少量粉质粘土，层厚1.50～5.00m左右，分布于斜坡、坡脚或支沟中。③.砂砾石：第四系全新统冲～洪积堆积层（Q4aL+pL），杂色、稍密～中密，砾石级以上含量约占45～60%，岩性成份以花岗岩为主，次之片岩等。砾石磨圆度较差，呈半棱角状态，层厚1.50～7.00m，分布于姬家河、沙河河床、河谷和两岸部分支沟。④.中粗粒斑状花岗岩：中生代燕山期侵入岩（γ53），岩体斑状结构，块状构造。主要分布于景村～古城以南蟒岭山脉地段。⑤.砾岩、页岩、砂岩互层：第三系下统（E），分布于厂区、输水管线覆盖层以下地段。3.2.3地质结构与岩体风化特征27 经工程地质踏勘，在工程区未发现断层；中生代燕山期侵入岩（γ53），中粗粒斑状花岗岩表层均呈弱风化。第三系下统（E）砾岩、页岩、砂岩互层-⑤，裸露岩体裂隙发育，岩石破碎，表层均呈强风化，强风化厚度0.80～1.20m。3.2.4地下水经水文、工程地质踏勘，水源地（姬家河水库）以下两岸大部分基岩裸露，沿姬家河河床地下水位一般埋深0.50～2.50m，两岸地下水位高于河水位。沙河河床地下水位埋深0.30～1.50m，两岸地下水位埋深随地形变化而变化，根据收集到的资料和当地实际经验，姬家河和沙河河床第四系松散层孔隙水砂砾石层，渗透系数K=30～45m/d。根据区域资料地下水和地表水水化学类型为HCO3-—Ca2+—Mg2+，对普通硅酸盐水泥不具侵蚀性。3.2.5岩土层物理力学指标根据工程区的岩土，依据《洛南县姬家河水库除险加固工程地质勘察报告》等相关工程的试验资料，建议工程区的地基土物理力学指标建议值如表3-1；岩石物理力学性质指标建议值见表3-2。地基岩土物理力学指标建议值表表3-1工程地质单元岩性天然密度（g/cm3）变形模量E0（MPa）渗透系数（m/d）内摩擦角φ摩察系数f承载力建议值fk(KPa)①填筑土1.75～1.853～4.025～3022～250.35～0.4075②碎石土1.85～1.903～6.015～2013～180.40～0.45120③砂砾石1.90～2.0015～2050～7030～320.5～0.55180～200岩石物理力学性质指标建议值表27 表3-2工程地质单元基本质量级别岩性密度抗剪断强度变形模量承载力摩擦系数凝聚力ρdf’c’Efkg/cm3-MPaGpakPa④Ⅱ斑状花岗岩2.3～2.451.10～1.301.10～1.3010.0～15.0500～1500⑤Ⅴ砾岩、页岩、砂岩互层2.05～2.100.40～0.700.05～0.300.20～2.00260～4003.3主要建筑物工程地质条件与评价3.3.1水源地水源取自于姬家河水库，该水库位于洛南县古城镇马连滩村。该水库控制流域面积17.30km2。姬家河水库枢纽工程始建于1970年5月，1973年7月底主体工程基本完工，并投入使用。姬家河水库原设计按20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。总库容107.07万m3，兴利库容69万m3，死库容20万m3，滞洪库容17万m3。该水库在多年使用，年久失修，存在好多不安全因素，不能正常蓄水使用，后经2011年病险水库除险加固，工程完成后通过验收，达到了该水库应有的设计能力，依据本次初步设计供水规模2970m3/d的要求，该水源地有实施该方案的水文、工程地质条件。3.3.2引水管线引水管道自姬家河水库放水口引水，沿姬家河左右岸，自南向北延伸至水处理厂，引水管道地基基础大多数基岩裸露段，岩石均为中生代燕山期侵入岩（γ53），中粗粒斑状花岗岩-④27 ，岩体斑状结构，块状构造。裸露岩体均呈弱风化，弱风化带垂直厚度厚度0.30～0.50m，地基承载力高，工程地质条件好。引水管线局部地段地层岩性为新生界、第四系堆积的坡～残积和冲～洪积碎石粉质粘土、砾石粉质粘土，层厚0.5～5.00m，松散～中密，作为引输水管床基础，经夯实后地基承载力可满足管床对地基的要求。3.3.3输水管线输水管线自水处理厂，向西和西北方向延伸至张底、南埝、草店、王村、古城、严坪、赵滩等地；向东经何村、寺坡镇延伸至周岭、闫穴、史华、马村、杨村、永坪等地。输水管线主管道沿沙河左右岸延伸，支管沿沙河两岸斜坡或冲沟延伸，输水管线地层岩性为新生界、第四系堆积的坡～残积和冲～洪积碎石粉质粘土、砾石粉质粘土、砂砾石层，层厚0.5～9.00m，松散～中密，该地层作为输水管床基础，经夯实后地基承载力可满足管床对地基的要求。3.3.4水处理厂水处理厂位于古城镇东南侧的蟒岭山脉北坡脚下灯盏洼口山脊上，斜坡坡角5～15°，地表均为新生界、第四系、全新统（Q4S）耕作层，由含少量碎石粉质粘土组成，层厚3.00～7.00m，松散～中密，建议内摩擦角φ=13～18°，地基承载力fk=100～120Kpa，摩擦系数f=0.40～0.45，变形模量E=3～6Kpa。覆盖层以下岩石为新生界、第三系下统（E），砾岩、页岩、砂岩互层组成，岩石软弱，岩石基本质量等级为Ⅴ级，变形模量E=0.5～1.50Gpa，地基承载力fk=260～400Kpa，该场地地基承载力相对较高，斜坡稳定，未发现不良地质现象存在，有实施该方案的工程地质条件。3.4天然建筑材料3.4.1砼骨料⑴.砼细骨料（砂）根据现场调查资料，当地较好的砂料场位于洛南县三要镇东沙河漫滩，砂料场储量丰富，开采方便，距工程区约2～20km27 ，有省道307公路通往，交通方便。依据洛南县水泉水库取样试验资料来看，砂料各项技术指标符合《SL251-2000规程》对砼细骨料（砂）的质量要求。砂料的各项技术指标及质量评价如表3-3。表3-3砼细骨料（砂）质量评价表序号项目SL251-2000规范标准试验成果质量评价1表观密度＞2.55g/cm3＞2.55g/cm3合格2堆积密度＞1.50g/cm31.59g/cm3合格3含泥量＜3%0.7%合格4有机质含量浅于标准色浅于标准色合格5平均粒径0.36～0.500.514合格6细度模数2.5～3.5为宜3.23合格⑵.砼粗骨料（砾石）据调查洛南县灵口镇洛河漫滩堆积的砂砾石分布广泛，储量丰富，砾石粒径以3.0～5.0cm为主，主要成份为片麻岩、钙质片岩夹片状大理岩、灰岩，但使用时应过筛，距工程区运距约10～15km。3.4.2砌石料石料场距工程区5～20km的姬家河河谷两岸，花岗岩分布广泛，有当地群众的采石场，料场石料储量丰富，成材率较高。根据《洛南县姬家河水库除险加固工程地质勘察报告》等相关工程的试验资料，弱风化花岗岩密度ρ=2.73g/cm3，饱和抗压强度RW＞60MPa，软化系数KR＞0.75，冻融损失率小于1.0%，质量较好，可满足规范要求。强风化花岗岩质量较差，不能作砌体用料。3.5结论及建议3.5.1结论27 ⑴.工程区位于秦岭东南段区域构造单元内，属秦岭纬向构造体系之东秦岭褶皱系，加里东褶皱带（Ⅲ3）内。区内虽有较大的断裂构造带存在，但对该工程影响较小，工程区属构造相对稳定区或构造稳定稍差地区。⑵.工程区为中硬土和岩石，场地类别为Ⅱ类，工程区地震动峰值加速度a=0.10g，相应的地震基本烈度Ⅶ度。⑶.工程区位于沙河左右岸，地基组成主要为新生界、第四系堆积的坡～残积和冲～洪积碎石粉质粘土、砾石粉质粘土、砂砾石层，其物理力学指标和地基承载力能够满足该工程对地基的要求，工程地质条件相对较好。⑷.地下水位埋深相对较大，地下水位高于河水位；工程区地下和地表水水质均较好。地下水和地表水对混凝土不具备侵蚀作用。⑸.石料场选在姬家河河谷段，石料储量丰富，成材率较高、运距短，质量符合《SL251-2000规程》对砌石料的质量要求。砼粗骨料建议选择洛河漫滩堆积的砾石。砼细骨料建议选择三要镇东沙河漫滩堆积的砂。⑹.建议地基基础砂砾石与砌体间摩擦系数按0.55≥f＞0.50选用，砌体与碎砾石粉质粘土摩擦系数按f=0.4～0.45选用。⑺.建议冻土深度不小于0.40m。⑻.整体该工程地质条件比较优越，地基承载力高，有实施该方案的工程地质条件。3.5.2建议由于该工程建设规模相对较大，因此建议下阶段应对水处理厂区地基，进行详细的工程地质勘察和试验工作，为设计提供可靠的设计依据。27 4工程规模4.1设计范围、供水对象及设计水平年本工程供水范围包括洛南县寺坡镇及周边地区，另外古城镇在此次供水范围内而之前未能解决的局部地区和人口也在此次供水中一并考虑解决，以求资源的合理化利用。本工程供水范围包括洛南县寺坡镇、古城镇2个集镇、14个行政村、8个移民安置点31238人（其中寺坡镇5331人，古城镇14463人，两镇机关单位420人，寺坡中学890人，古城中学1100人，古城敬老院70人，古城镇4个移民点安置人口4648人，寺坡镇4个移民安置点安置人口4316人)。根据项目区的地形地貌及供水水源状况确定本次设计供水区域以寺坡镇为中心区，覆盖镇周边农村村组，包括邻近的古城镇、三要镇部分村组，根据《村镇供水工程技术规范》及《农村供水工程规划设计手册》有关要求，结合当地发展情况，确定现状水平年为2013年，设计水平年为2020年。4.2需水量预测根据实地调查统计所得的现状供水人口，按《村镇供水工程技术规范》的有关要求和规定，通过计算确定工程的设计供水人口。小学人口已包括在农村居民人数，故不再单独计算。中学用水（1100+890人）和敬老院用水（70人）计入公共建筑用水量。村民人口28758人（集镇10650人+非集镇18108人）按现状人口考虑自然增长率后计算设计人口。镇政府、机关单位的现状人口（420人）不再考虑自然增长，直接作为设计人口。设计用水居民人数 P=P0（1+γ）n+P1 27 =28758×（1+5‰）7+420=30200（人）其中，P0—供水范围内的现状常住人口数P1—设计年限内人口的机械增长总数。γ—设计年限内人口的自然增长率，取5‰。n—工程设计年限，取7年。根据《村镇供水工程技术规范》表3-1-2最高日居民生活用水定额表，“三区包括：北京、天津、山东、**，河北北部以外、**和山西两省黄土沟壑区以外的地区，安徽、江苏两省的北部。全日供水，户内有洗涤池和部分卫生设施的最高日居民生活用水定额70～90L/（人•d），水龙头入户，有洗涤池，其他卫生设施较少的最高日居民生活用水定额70～90L/（人•d）。因此结合当地实际情况，最终选定最高日居民生活用水定额为集镇村民90L/（人•d），非集镇村民70L/（人•d）。1.居民生活用水量集镇居民10650人按照7年5‰自然人口增长率，计算设计人口为11028人，非集镇居民18108人按照7年5‰自然人口增长率，计算设计人口为18752人，机关单位420人不考虑人口增长。直接按设计人口计算居民生活用水量。 W生活=Pq/1000  P—设计用水居民人数。q—最高日居民生活用水定额，集镇人口取90L/d.人，非集镇取70L/d.人，机关单位取90L/d.人。W=11028×90/1000+18752×70/1000+420×90/1000=2342.96(m³/d)2.村镇企业和专业户饲养畜禽用水量（不考虑）3.公共建筑用水量27 根据工程设计范围及周边村镇情况、2所中学和1所敬老院按公共建筑计算，按规范按居民生活用水量的10%-25%计列，由于本工程取水基数较大，因此取10%：W公共建筑=2342.96×0.1=234.3(m3/d)4.管网漏失水量和未预见水量一般按居民生活用水量，公建用水量，集体或专业户饲养畜禽用水量之和的10%-25%计列。根据规范，结合当地发展情况，管网漏失水量和未预见水量按上述用水量之和的15%取值，即：W管损=（2342.96+234.3）×15%=386.59(m³/d)5.供水规模W最高日用水总量=2342.96+234.3+386.59=2963.85(m³/d)①根据《村镇供水工程技术规范》、《**省村镇供水工程技术要点》有关规定时变化系数Kh按下表采用供水规模（W）（m3/d）W＞50005000≥W＞10001000≥W≥200W＜200全日供水时变化系数Kh1.6—2.01.8--2.22.0—2.52.3—3.0本工程供水规模5000≥W＞1000m³/d，供水时变化系数取2.0，②根据《村镇供水工程技术规范》、《**省村镇供水工程技术要点》有关规定，日变化系数Kd可在1.3~1.6范围内取值，建议采用Kd=1.5；建议采用全日制供水，每日供水时间为24小时。本工程日变化系数取1.5，采用全日24小时供水制。6.水厂用水量根据规范，水厂自用水量按最高日用水量的5%-10%计取，考虑本工程供水规划较大，取最高日用水量的5%，即：W自用=2963.85×5%=148.2(m3/d)27 5水源选择5.1水源选择的原则和要求根据《村镇供水工程初步设计要点》，用于供水工程的水源选择的原则和要求是：（1）水源水量充沛可靠，用地表水做水源时，枯水期流量的保证率应不低于90%，以地下水作水源时，取水量应小于开采量；（2）水源水质应符合国家饮用水水源水质标准；（3）利用现有水源工程作为工程水源时，如改变工程原设计任务，应取得原工程主管部门书面同意，并作为初设报告附件；（4）水源选择应考虑安全、经济以及便于水源保护等因素；（5）有多处水源可供选择时，应对其水量、水质、投资、运行成本、施工和管理条件等进行全面的技术经济比较后择优确定。（6）当地下水、地表水均可满足要求时，应优先采用地下水和泉水水源。（7）采用地表水源时，应优先采用有一定调节能力的水库供水。（8）供水周边没有可供利用的水库，且地下水无法利用，若有水质较好的地表径流时，可在适当位置修建引水工程供水。设计应对小河、溪流枯水流量、洪水进行调查分析，论证更水源可靠性；（9）当现有城镇和村镇集中供水水源充沛、设施可靠、技术可行时，周边村镇供水宜采用现有工程管网的延伸供水；5.2地表水水源区域内的地表水主要有河水和水库水。河水：能给项目区范围内提供供水水源的河流主要有两条，一条是流经寺坡镇的姬家河，发源于古城马连滩卧牛石沟，沿东北流至寺坡何村，河长25.6公里，流域面积133.9平方公里，河流落差38米，多年平均流量为852万立方米，常流量0.15m³/s，最枯流量为0.10m³27 /s，姬家河途径寺坡镇、三要镇并入东沙河后汇入洛河；另一条是中沙河，源于蟒岭北侧老君峪流岭槽，北流经沙坪纳小秦峪河、高河、蒋河至页山再纳韩西沟河，于沙河口入洛河。干流长35.5公里，流域面积157.9平方公里，河流落差349米。多年平均径流量3947万立方米，常流量0.683m³/s，枯水流量0.24m³/s，经过古城镇直接汇入洛河。水库水：古城镇和寺坡镇交界的马连滩村有姬家河水库1座，控制河道长度15km，控制流域面积17.3km²，平均比降81.7‰。姬家河水库枢纽工程始建于1970年5月，1973年7月底完工，并投入使用。大坝坝体为粘土斜墙堆石坝，坝顶高程111.7m，坝高35m，坝顶长95m，坝顶宽5m，溢洪道为敞开式侧槽溢洪道，堰顶高程109.8m，最大泄洪流量为144m³/s，总库容116万m³，兴利库容95万m³，正常蓄水位109.8m，设计洪水位110.2m，校核洪水位110.6m，死水位85m。5.3地下水水源项目区寺坡镇和古城镇境内地下水储量没有经过系统的勘察探明，据目前村民打井的情况看来，地下水位较高。但由于村民人口逐年，加上地下水的长期开采利用，当地地下水水位有下降趋势，有些井遇到冬季或者旱年就会干枯，水量得不到保证。加之地下水的过度开采，还会引起一系列不可控的因素。因此从长远的角度来讲，不考虑以采用地下水位本次研究的水源。5.4水源方案比较工程拟选了2个水源方案，分别为：中沙河河水、姬家河水库水。（1）水量分析本工程设计供水量3024.44m³/d(含水厂自用水量)，两个方案的水源水量均满足要求。（2）水质分析27 中沙河河水属于地表水，水质受气候因素影响，常年水质变化较大，汛期原水浊度高，水质较差。尤其是随着近几年城镇化的发展，乡镇人口增多，河道内居民垃圾堆积严重，生活生产污水过度排放，增加了水体污染。因此在中沙河河道取水作为生活饮用水水源存在着一定水质安全隐患。姬家河水库位置较高，水库上游植被覆盖良好，目前几乎没有村民居住。水库常年水质清澈，汛期水库水源浊度有所提高。但水库本身就可以起到预沉调节的作用，因此水质有长期保障。（3）投资及运行成本中沙河靠近镇区，取水输水管道相对较短，可沿河边修筑若干大口井，配套建设取水泵房和送水泵房，但位置分散，不方便管理，且运行成本较高。姬家河水库属高位水源，可采用重力自流取水方式，无需修筑取水工程，可利用水头接近40米，可以实现全重力自流取水的供水方式，将极大的节约水厂运行成本。结论：比较选择两处水源方案，在水量上均能满足水厂建设取水水量的要求，但从原水水质，投资及运行成本分析，姬家河水库水源是最佳的水厂水源。5.5选定水源论证分析5.5.1来水量计算水库控制流域面积17.3km2，坝高35m，总库容107.07万m3，兴利库容69万m3，死库容20万m3。对水库进行来水量计算。1）年径流量姬家河水库位于洛南县古城镇马连滩村，无实测资料，附近流域也无条件符合的参证站可选。因此，根据《**地区实用水文手册》查得流域重心处多年平均径流深Y=230mm，则多年平均径流量为：W=Y×F/105=398万m3式中：F—流域面积，F=17.3km227 又查得CV=0.6，按Cs=2CV，查皮氏Ⅲ型曲线图得KP，计算出不同频率的设计年径流量。WP=KP×W式中：WP—设计频率为P的年径流量（万m3）KP—模比系数计算结果见表5—1。水库不同频率年径流量年径流深法计算成果表表5—1P（%）507595KP0.890.560.26WP（万m3）354.1222.8103.52）径流量的年内分配根据“**地区实用水文手册”，水库流域所在地为地下水补给很少的小河或枯季断流的小河。可采用附近流域内的雨量站并且符合某一设计频率的降水典型年的年降水月分配比例，作为设计流域同频率的年径流月分配比例。本次计算采用洛南县古城雨量站的典型年降水量年内分配求得各保证率姬家河水库设计年净流量的年内分配。结果见表5—2。27 水库不同频率各月来水量及用水量汇总表表5—2单位：万m3月份类别123456789101112合计P=50%占全年比例（%）0.92.37.73.18.413.021.815.619.21.83.32.9100.0径流量（104m3）3.198.1527.2710.9829.7546.0477.2055.2467.996.3711.6910.27354.1P=75%占全年比例（%）0.31.29.25.23.95.020.914.721.111.25.61.7100.0径流量（104m3）0.672.6720.5011.598.6911.1446.5732.7647.0224.9612.483.79222.8P=95%占全年比例（%）3.62.07.95.614.418.217.29.38.87.75.00.3100.0径流量（104m3）3.722.078.175.7914.9018.8317.799.629.107.975.170.31103.528 5.5.2需水量计算根据第三章的用水量计算，工程最高日用水量为3112m³/s（含水厂自用水量5%），则最高日平均时用水量为2075m³/s，计划水厂年供水量为2075×365=75.73万m³。按照95%的设计保证率，103.5万m³的水库来水量可以满足此次工程供水的需求。5.5.3水量平衡分析经计算，工程平均日用水总量（含水厂自用水量5%）0.21万m3，由水库供给。近些年天气干旱，水量不足，居民饮水问题已经迫在眉睫。因此，本次供水工程遵循“人饮为先，灌溉其次”的原则，不对灌溉分配进行详细分析，充分考虑人饮用水量后，水库所余径流量即可用来灌溉和其他作用。按以上原则对水库设计保证率95%年份进行调节计算。水库调节自死库容20万m3起调，各月平均水面蒸发量采用《**地区实用水文手册》年陆面蒸发量等值线图，得水库库区多年平均陆面蒸发量为500mm。蒸发损失水量按各月蒸发增损量乘当月水库水面面积。水库渗漏损失按月蓄水库容的1%计算，水库设计保证率95%年份调节计算结果见表5-3。本供水工程设计保证率为95%，从调节结果得知，设计保证率95%年份，除去蒸发和渗漏损失，每月的水量能满足供水工程，剩余部分可用于灌溉。62 保证率95%计入损失年调节计算表表5—3单位：万m3月份来水量总用水量来水-用水水库月末蓄水量弃水量月平均蓄水量月平均水面面积水库损失来水-用水-损失计入损失月末库容弃水量蒸发强度（mm）蒸发渗漏标准渗漏合计　　　　20.00　　　　　按月平均蓄水量的1%　　　　　514.906.518.3928.39　24.193.2161.300.200.28514.906.518.39618.836.3012.5340.92　34.654.0879.100.320.41618.836.3012.53717.796.5111.2852.20　46.565.0171.900.360.52717.796.5111.2889.626.513.1155.31　53.765.5565.300.360.5589.626.513.1199.106.302.8058.12　56.715.7637.300.220.5899.106.302.80107.976.511.4659.57　58.845.9227.500.160.60107.976.511.46115.176.30-1.1358.44　59.015.9318.600.110.58115.176.30-1.13120.316.51-6.2052.24　55.345.6715.700.090.52120.316.51-6.2013.726.51-2.7949.46　50.855.3417.800.090.4913.726.51-2.7922.075.88-3.8145.65　47.555.0921.200.110.4622.075.88-3.8138.176.511.6647.31　46.485.0135.800.180.4738.176.511.6645.796.30-0.5146.80　47.065.0548.700.250.4745.796.30-0.51合计103.4576.6526.80　0.00　　　2.455.94合计103.4576.6526.8062 5.5.4取用水的合理性本工程取用水考虑了居民用水、农村生活、工程引水、生态环境、农业灌溉和上下游的用水需要，在满足居民用水的前提下也能最大化的发挥水库在其他方面的作用，因此取水是合理的。5.5.5取水口的合理性本工程取水口位置位于姬家河水库大坝预留接口处，标高1000m，净水厂设在寺坡镇西南侧的蟒岭山脉北坡脚下灯盏洼口山脊上，处于两镇交接的高地势地带，设计地面标高为960m，给水系统为重力自流系统，利于供水和节能，也最大化的较少了原水输水管道的承压等级，减少投资。取水口选择合理。5.5.6水环境影响分析本工程的建设对上下游河段区域水环境影响较小，河段水质达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）标准，符合水功能区水质目标要求，水域功能没有下降。62 6工程总体布置6.1设计依据及原则6.1.1设计依据本工程设计主要依据《村镇供水工程技术规范》SL310-2004、《**省村镇供水工程初步设计要点》、《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000、《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ101-2004、《室外给水设计规范》GB50013-2006、《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006、《建筑抗震设计规范》GB50011-2001以及其它相关规范、规定、有关设计资料。本工程初步设计概算主要依据**省计委项目(2000)1045号文颁发的《**省水利水电建筑工程预算定额》进行编制。施工机械台班费定额采用**省水利厅陕水计（1996）140号文颁发的《**省水利水电工程施工机械台班费定额》，并按“2000办法及标准”规定，将其Ⅰ类费用乘以1.15的调整系数。6.1.2设计原则(1)坚持可持续发展原则，保证村镇居民安全饮用水的可持续。保证水源、工程、管理运行的可持续性。(2)以解决生活供水为重点，充分利用已有水利工程，有效降低工程建设投资和运行费用。(3)认真调查供水区现状，找准存在问题，有针对性地提出解决供水问题的思路和方法，宜改造则改造，能集中则集中，需延伸管网则延伸。(4)综合当地自然条件，经济条件和社会发展情况，合理确定用水标准和供水规模。以解决当前群众饮水需要为主，同时兼顾长远发展的需要。(5)以县自来水公司或乡镇供水站为依托建立健全农村饮水安全监测体系，加强水源、出厂水和管网末稍水质检验和监测。(6)坚持群众自筹和政府扶持相结合的投资政策。(7)创新管理体制和运行机制，确保农村供水工程长期有效发挥效益62 6.2工程等级、类型和设计标准6.2.1工程等级和类型根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SJ252-2000）本工程设计主要依据《村镇供水工程技术规范》SL310-2004、防洪标准（GB50201-94），确定工程等级为Ⅳ等；该工程供水规模1000≦W＜5000m³/d，根据《村镇供水工程技术规范》规定，工程类型为Ⅲ型。6.2.2工程设计标准（1）水质标准饮用水水质符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）要求。在水源、技术和管理等处理条件受限制的地区，水质符合《农村实施<生活饮用水卫生标准>准则》中的要求。（2）取水方便程度此次工程为集中式饮水工程，要求设计所涉及的住户的取水满足家家入户的方便程度。（3）服务水压供水入户：村组最远点或最高点的农户供水入户自来水龙头水压为5m。用户水龙头的最大净水头不宜超过40m，超过时应采取减压措施。局部地区出现水压不够的情况，可根据情况选取合适的管道泵，以满足水压条件。6.2.3工程防洪标准集中式供水工程的防洪设计《防洪标准》（GB50201-94）以及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252）的有关规定。根据规定，此项目的主要建筑物，按20年一遇洪水设计，（相当于“防洪标准”供水工程IV级建筑物的防洪标准上限）6.2.4工程抗震标准集中式供水工程的抗震设计应符合《建筑抗震设计规范》（GB500111）以及《构筑物抗震设计规范》（GB50191）的有关规定。根据《中国地震烈度区划图》（GB19306-2001），地震基本烈度为Ⅶ62 度。工程区地震动峰值加速度为0.10g。可按本地区抗震设防烈度采取抗震措施。6.3总体布置原则（1）总体布置根据水源与供水区（范围）之间的平面、高程空间关系，充分利用地形条件，拟定供水方式及工艺流程组合，合理拟定供水线路走向，确定建（构）筑物工程位置。做到充分利用自然地形条件，缩短供水线路，优化建（构）筑物布置，节约土地资源。（2）节约投资原则。工程布置应考虑尽可能与现有工程设施相结合，避免不必要浪费，节约投资。（3）运行经济原则。水源取水方式、线路及建筑物布置应有必要的方案比较，合理采用分区、分压供水，尽可能大的供水范围实现重力供水、减少加压供水范围和供水量，降低运行费用。建（构）筑物位置尽量靠近公路，方便施工和运营管理期交通。6.4水源分析工程拟选了2个水源方案，分别为：中沙河河水、姬家河水库水。（1）水量分析本工程设计供水量3024.44m³/d(含水厂自用水量)，两个方案的水源水量均满足要求。（2）水质分析中沙河河水属于地表水，水质受气候因素影响，常年水质变化较大，汛期原水浊度高，水质较差。尤其是随着近几年城镇化的发展，乡镇人口增多，河道内居民垃圾堆积严重，生活生产污水过度排放，增加了水体污染。因此在中沙河河道取水作为生活饮用水水源存在着一定水质安全隐患。姬家河水库位置较高，水库上游植被覆盖良好，目前几乎没有村民居住。水库常年水质清澈，汛期水库水源浊度有所提高。但水库本身就可以起到预沉调节的作用，因此水质有长期保障。（3）投资及运行成本62 中沙河靠近镇区，取水输水管道相对较短，可沿河边修筑若干大口井，配套建设取水泵房和送水泵房，但位置分散，不方便管理，且运行成本较高。姬家河水库属高位水源，可采用重力自流取水方式，无需修筑取水工程，可利用水头接近40米，可以实现全重力自流取水的供水方式，将极大的节约水厂运行成本。结论：比较选择两处水源方案，在水量上均能满足水厂建设取水水量的要求，但从原水水质，投资及运行成本分析，姬家河水库水源是最佳的水厂水源。6.5水源及原水输水工程本工程净水厂区设在姬家河水库坝址下游两镇之间山脊上。净水厂区设计标高低于水库最低水位，原水依靠重力自流至净水厂处理构筑物。设计取水口接姬家河水库坝体原有预留接口，接口标高1000.00m，原水输水管出口高程为970.00m，原水输水管管长约8000m。根据《村镇供水工程技术规范》表6-0-7规定，PE管道的设计内水压力为1.5倍的最大工作压力。根据实际地形，并经过水力计算，输水管道为8000米0.8Mpa级DN280的PE管。该供水工程日最大供水总量为3112.04m3/d（含5%水厂自用水量），输水管设计流量按最高日工作时平均水量，因此计算得输水管设计总流量Q设=0.0360m3/s，根据设计规范，可先按经济流速通过计算确定管径并进行管道水力计算。根据经验公式计算：D=(4Q/πV)1/2=（4×0.0360/π×0.6）1/2=0.276m=276mm因此考虑到项目区的实际情况及供水人口较大情况，采用标称管径DN280mmPE塑料管。根据该方案作水头损失计算如下：62 ②管道水头损失计算沿程水头损失h沿=i·L由i=0.000915Q1.774/d4.774=0.000915×0.03601.774/（0.280-2*0.0122）4.774=0.00168L=8000m得h沿=i·L=0.00168×8000=13.44m局部水头损失h局=h沿·10%=13.44×0.1=1.34m则h总=h沿+h局=13.44+1.34=14.78m经计算，总水头损失小于输水管道毛水头，所选管径能满足设计输水量要求。6.6净配水厂位置及工艺确定水处理厂位于寺坡镇西南侧的蟒岭山脉北坡脚下灯盏洼口山脊上，地势呈台地落差分布，有利于净水构筑物布置。厂区总占地面积2700m2（约合4亩）。布置高程在955m-975m之间。水处理厂生产区主要布置净水构筑物（包括平流预沉池、混凝剂制备设施、穿孔旋流反应斜管沉淀池、重力式无阀滤池、厂房等）、调节构筑物（清水池）、消毒设施、水厂自用水高位水池等。水处理厂办公室、职工休息室、厕所等附属设施。根据地形自然落差，选择自压式供水系统，供水系统流程：水库—输水管道—平流预沉池一穿孔旋流反应斜管沉淀池－无阀滤池—消毒—清水池—配水管网—供水到户。在反应沉淀池前加混凝剂，进清水池之前加消毒剂。厂区距公路约有750m的泥土路面，需新修进厂公路750m，路面宽5m。62 6.7配水管网和管材选择6.7.1选择管材的基本原则选择管材的基本原则是：能承受要求的内外荷载；使用性能可靠，维修工作量少，施工方便，使用年限长；内壁光滑，输水能力可基本保持不变；能适应本地地质和各种实际情况的需要；造价较低；卫生性能好，有利于减少供水管道对出厂水的二次污染。6.7.2各种管材性能比较根据以上管材选择的基本原则，现对球墨铸铁管、钢管、钢筋砼管、塑料PE管等4种管材从结构性能、使用中发生事故率、造价等方面进行综合比较。（1）球墨铸铁管球墨铸铁管既具有铸铁固有的耐腐蚀性，又具有优越的韧性，重量轻，是一种高质量的理想管道材料。球墨铸铁管一般采用橡胶圈承插柔性接口，可用电焊或等离子切割工艺裁断，施工安装方便，大大减轻了铺管劳动强度。目前国内生产厂家较多，生产工艺先进，产品质量已达到国际水平。（2）钢管钢管技术成熟，质量简单可靠，故障率很低，在穿越障碍、工作压力较高、敷设在道路上等条件下使用的很多，但耐腐蚀性较差、造价高，需做管内外壁的防腐。（3）钢筋砼管钢筋砼管目前在我国也达到了较广泛的应用，其优点是不需内外防腐措施，节约金属，价格便宜，而且是柔性接口。但其缺点是管材重量较大且管件配套少，若官道上的管件和支管较多时，则施工不方便，凡遇地下情况复杂，土壤承载力低的回填土区使用时需持慎重态度。该材料较笨重，搬运不变，运输费用较高。（4）塑料PE管62 目前聚乙烯给水管（PE管）在给水工程中应用比较广泛，随着聚乙烯给水管的管材和施工等有关规范的颁布及国内厂家的增加，PE管的使用将越来越广泛。与其他管材相比，PE管有以下优点：使用寿命长；具有良好的耐压性；防腐蚀、耐强震、可挠性好；内壁光滑，水流阻力小；卫生性能好，无毒无锈，无二次污染问题；搬运方便，安全可靠，施工费用低。（5）钢塑复合管钢塑复合管为在钢管内壁衬（涂）一定厚度塑料层符合而成的管子，综合了钢管强度高、机械性能好以及塑料管防腐蚀性、输水调教好的优点，是近年来开始逐渐使用的管材，主要应用于建筑给水工程中，口径一般在DN100以下，材料单价比普通的镀锌钢管贵35%左右，连接方式为螺纹连接、沟槽卡式连接或法兰连接。在村镇供水工程中局部小口径管道跨空敷设、露天安装或过马路的条件下可酌情选用。6.7.3经济比较和运行可靠性比较通过对区域管材市场价格进行调查分析，结果表明，钢管造价较高，钢筋砼管造价较低，塑料管、球墨铸铁管位于中间价。参照《城市供水行业2010年技术进步发展规划及2020年远景目标》，对各类管材使用中事故情况进行统计。得出结论：球墨铸铁管事故率最少，钢管与钢筋砼管相仿，大口径塑料管事故率较高，使用时应慎重，中小口径的塑料管使用技术比较成熟。目前有广州、济南、成都等大城市使用外径DN≤315塑料管较多，上海则较多使用外径DN≤200的塑料管。6.7.4优缺点综合比较根据以上的性能、造价、运行的可靠性等方面的描述，现将各种管材的优缺点作综合比较，详见表6-1。62 各种管材综合优缺点比较表6-1球墨铸铁管钢管钢筋砼管夹砂玻璃钢管塑料管优点机械性能好，重量较轻，防腐能力强。易于接合各类标准配件。供水事故率低，维修费用少。施工方便。机械性能好。施工方便，适应性能广。功能可靠性较高。造价低，节省金属。防腐能力强，不需做防腐处理。机修性能好。抗腐蚀能力强，不需防腐处理。重量轻，运输、施工方便，水流阻力小，接头少。造价适中，节省金属。防腐蚀能力强，不需做防腐处理，重量轻，运输、施工方便。缺点造价较高。管内外需一般防腐。造价高。耐腐蚀性差。缺乏标准管件，对地质要求较高。管材笨重，运输费用高。管件配套不全，管材质量较差时有玻璃纤维，造价较高。需到外地购买。管件接口配件质量难以保证，事故率高，抗冲击性能低，抗弯抗拉强度低。综合各方面的比较，考虑到供水管网改造路段上的地质情况、压力情况、使用要求及管材本身的价格，因地制宜的采用不同的材质，充分利用各种管材的优点。本工程设计推荐使用一如下管材：（1）由于此次工程管径属于中小口径，综合考虑各方面因素，拟选用聚乙烯给水管（PE给水管），在管道和水工构筑物连接的地方可根据需要和实际情况配套选用钢管（如水库取水口），保障管材的寿命。（2）过河管段及地质情况复杂的地段推荐采用钢管，钢管虽然造价较高，但为保证供水可靠性，故选用钢管，钢管和钢制管件须做防腐处理。防腐方法:外壁采用二布四油防腐，内壁采用两底两面食品级高分子涂料进行防腐处理。并根据管带埋设所经过的地段土壤土质情况，确定埋地钢管阴极保护法。6.7.5管道开挖管道铺设根据乡镇及村庄实际地形情况，主要沿村道布设，做到管线起伏变化小、线路短、少占农田、施工和维修方便。各种管径管顶覆盖土深为：0.7～1.2米。局部超深地段可采用增加管材等级或外包混凝土、导管等方式处理，超浅地段外包混凝土或砌筑管廓。而主输水管道须埋于地下，故须进行进行管道槽开挖，管道槽开挖深度不小于80cm，开挖边坡是地质情况而定，在1：0.4～1：0.7。管道安装完毕后，经过通水检查确认没有问题后，须进行管道回填以恢复地表原样。62 6.7.6管道附件在管道隆起点和平直段的必要位置上，装置排气阀，以排除积在管中的气体。在管线的最低点安装泄水阀，用以排除沉积物以及检修时放空管内存水。阀门、排气阀、泄水阀应设在阀门井内，阀门井采用标准图集S143，尺寸根据闸阀直径选取，应为能满足操作阀门及拆装管道阀件所需的最小尺寸。7工程设计7.1原水输水工程62 本工程净水厂区设在姬家河水库坝址下游两镇之间山脊上。净水厂区设计标高低于水库最低水位，原水依靠重力自流至净水厂处理构筑物。设计取水口接姬家河水库坝体原有预留接口，接口标高1000.00m，原水输水管出口高程为970.00m，原水输水管管长约8000m。根据《村镇供水工程技术规范》表6-0-7规定，PE管道的设计内水压力为1.5倍的最大工作压力。根据实际地形，并经过水力计算，输水管道为8000米0.8Mpa级DN280的PE管。该供水工程日最大供水总量为3112.04m3/d（含5%水厂自用水量），输水管设计流量按最高日工作时平均水量，因此计算得输水管设计总流量Q设=0.0360m3/s，根据设计规范，可先按经济流速通过计算确定管径并进行管道水力计算。根据经验公式计算：D=(4Q/πV)1/2=（4×0.0360/π×0.6）1/2=0.276m=276mm因此考虑到项目区的实际情况及供水人口较大情况，采用标称管径DN280mmPE塑料管。根据该方案作水头损失计算如下：②管道水头损失计算沿程水头损失h沿=i·L由i=0.000915Q1.774/d4.774=0.000915×0.03601.774/（0.280-2*0.0122）4.774=0.00168L=8000m得h沿=i·L=0.00168×8000=13.44m局部水头损失h局=h沿·10%=13.44×0.1=1.34m62 则h总=h沿+h局=13.44+1.34=14.78m经计算，总水头损失小于输水管道毛水头，所选管径能满足设计输水量要求。7.2水厂设计7.2.1工艺流程本工程采用姬家河水库的水作为水厂水源，常年水质较好，汛期原水浊度较高，原水采取常规处理，使其出厂水质满足《生活饮用水卫生标准》。此次供水工程由2种净水工艺可供选择，一种是构筑物净水，一种是净水器净水。净水器净水对水质要求较高，水处理能力受水质影响大，汛期水质浑浊时，水处理能力不强，容易堵塞。另外净水器的实际处理能力达不到理论处理能力，实际供水能力得不到保证。因此此次设计选用构筑物形式的净水方式和净水工艺。从水质化验报告可以看出，本工程原水水质基本符合《生活饮用水卫生标准》GB5749—2006的要求，故拟采用常规净水工艺流程。根据厂区地形条件以及对本市多座已成水厂多年运行情况的分析，水厂各工艺流程之间均按重力流设计。采用工艺流程及各构筑物水位关系如下：水库取水口——原水输水管道——平流预沉池——斜管沉淀池——无阀滤池——清水池——配水管网——用户水处理流程中水均为重力自流，在反应沉淀池前加混凝剂，进清水池之前加消毒剂。水厂自用水率按最高日用水量的5%计算，即145m3／d。水厂自用水工艺流程如下：清水池→水泵→厂区高位水池→水处理厂各用水点7.2.2厂址选择由于此次供水工程涉及到寺坡镇和古城镇2个乡镇，东西相邻。因此考虑到供水水头要求和管线长度以及管理方便程度，将厂址选择在两镇之间南侧的蟒岭山脉北坡脚下灯盏洼口山脊开阔地带，62 地势呈台地落差分布，有利于净水构筑物布置。7.2.3净水构筑物（1）水处理厂水处理厂位于寺坡镇西南侧的蟒岭山脉北坡脚下灯盏洼口山脊上，地势呈台地落差分布，有利于净水构筑物布置。厂区总占地面积2700m2（约合4亩）。布置高程在955m-975m之间。水处理厂生产区主要布置净水构筑物（包括平流预沉池、混凝剂制备设施、穿孔旋流反应斜管沉淀池、重力式无阀滤池、厂房等）、调节构筑物（清水池）、消毒设施、水厂自用水高位水池等。水处理厂办公室、职工休息室、厕所等附属设施。厂区距公路约有750m的泥土路面，需新修进厂公路750m，路面宽5m。（2）平流式预沉池经对本县多座已成水厂多年运行情况的调查分析，由于汛期水库水浊度加大，絮凝反应沉淀后达不到预期处理效果。为了满足用户对水质的要求，设置一座平流预沉池降低原水浊度，以提高水处理能力。平流式沉淀池进口接管道末端。根据沉淀池要求出水浊度一般低于10度、特殊情况下不超过15度的要求，选择平流式沉淀池一座。沉淀池设计处理规模3112m3/d，处理能力为130m3/h，沉淀池进口水面高程970.0m。沉淀池各部尺寸确定如下：沉淀池长度：L=3.6VT式中：V--池内平均水平流速，取10mm/sT--沉淀时间，按1.5h考虑经计算，L=54m池平面面积：F=QT/H式中：Q—设计水量，130m3/hH—池内有效水深，H=2.6m经计算，F=75m262 池宽:b=(F/β)0。5式中:β—池长宽比,取4经计算，b=4.3m池深:考虑0.4米的存泥厚度,超高取0.5m,则沉淀池深为3.5m。沉淀池水力条件复核:进水面积:ω=bH=111800cm2湿周:ρ=b+2H=950cm水力半径:R=ω/ρ=117.0cm佛罗德数：Fr=v2/(R×g)=8.72×10-6。雷诺数:Re=（V×R）/r式中：r—水的动力粘滞系数，当5℃时，r=0.0152cm2/s，则Re=8239，在4000--15000之间,满足要求。（3）混凝剂制备设施混凝剂选用碱式氯化铝。该混凝剂具有净化效率高、耗药量小、温度适应性强、使用时操作方便、腐蚀性小、设备简单等优点。混凝剂制备在溶液池及溶药池中进行，溶液池及溶药池布置在制剂消毒室。经计算溶液池容积为12m3，溶药池为4m3,池体的型式及结构详见标准图集S346。混凝剂投加方式，布置成靠重力投加的简便方式。计量采用转子流量计，其计量准确，容易控制调节，维护方便。（4）穿孔旋流反应斜管沉淀池原水经平流预沉后，进行二次絮凝沉淀，根据进水悬浮物含量一般不大于1000毫克/升，瞬时不大于3000毫克/升，出水悬浮物一般在10毫克/升以内的要求，设计净水量为130m3/h，选用80m3/h穿孔旋流反应斜管沉淀池2座，在满足水厂供水需求的同时，兼顾到日常维修时的供水保证率，同时也可以不需要24小时不间断供水，方便管理。。该构筑物将反应、沉淀结合在一起，具有占地面积小、净水效率高的特点。穿孔旋流反应斜管沉淀池为钢筋混凝土结构，布置在水处理厂厂房內。本反应沉淀池设计条件：进水悬浮物含量一般不大于1000mg/L62 ，瞬时不大于3000mg/L，出水悬浮物在10mg/L以内；自用水量按5%计；地基计算强度为10t/m2。主要设计数据：反应池总反应时间20分钟；总水头损失0.4m；沉淀池斜管采用塑料管，内径35mm，斜长1m，水平倾角60°；上升流速2.5mm/s。关于该构筑物设计条件、主要设计数据、进出水系统、结构设计、施工及运行注意事项等详见上述标准图集总说明。（5）重力式无阀滤池原水经絮凝反应沉淀后，输送到滤池进行过滤。根据水处理规模及滤前水浊度小于15mg/L（即15度）的运行条件，设计净水量为130m3/h，选用80m3/h重力式无阀滤池2座，在满足水厂供水需求的同时，兼顾到日常维修时的供水保证率，同时也可以不需要24小时不间断供水，方便管理。重力式无阀滤池为钢筋混凝土结构，露天布设。该滤池适用条件：滤前水浑浊度在15mg/L以下,滤后水浑浊度在5mg/L以下；地基计算强度为10t/m2。设计数据：设计水量按净产水量再加4%考虑；滤速10m/h；平均冲洗强度15L/s•m2，冲洗历时5分钟；水头损失1.7m。关亍该构筑物适用条件、设计数据、细部说明、结构设汁、施工安装注意事项、操作说明等详见标准图集总说明。（6）水处理厂厂房穿孔旋流反应斜管沉淀池是水厂主要的净水构筑物,为开敞式。为了保持其有一清洁卫生的环境及方便操作,将穿孔旋流反应斜管沉淀池置于厂房内，主厂房面积160m2。另外水厂内还修建加药房20m2，化验室20m2,加氯房20㎡，水泵房20㎡，总生产面积240m2。主厂房内还布置混凝剂制备及投加设施，包括溶药池、溶液池、计量设备与投加装置。7.2.4消毒设施62 当前自来水净水工程最常见的消毒工艺主要有液氯消毒工艺、二氧化氯消毒工艺、臭氧消毒工艺和紫外线消毒工艺等，本工程属于小型村镇自来水供水工程，消毒工艺需综合考虑运行成本和技术可行性。由于紫外线消毒工艺成本较高、臭氧消毒工艺又存在出水中无剩余消毒剂，难以维持管网中持续消毒作用的问题，不适合本项目工程的具体情况，考虑到二氧化氯消毒工艺具有安全可靠、制取容易、设备简单等优点，因此结合本工程原水水质、出水水质要求、消毒剂来源、消毒副产物形成的可能、净水处理工艺等情况，拟采用二氧化氯消毒，选用HSB-100型高纯度二氧化氯发生器。二氧化氯宜采用化学法现场制备。该设备及消毒方法采用先进的亚氯酸钠与盐酸反应生产工艺，产率高，二氧化氯产率平均在95%以上，无残液；自动化程度高。加氯量按下式计算：q＝0.001×α×Q1（kg／h）式中：α—最大投氯量（mg／L），滤后加氯为0.5～1.0mg／L，选用α＝1.0mg／LQ1—处理水量（m3／h）Q1＝130m3／h经计算，q＝0.13kg／h7.3调节构筑物设计本工程调节构筑物选用清水池。根据《村镇供水工程技术规范》SL310-2004，清水池的有效容积，应根据产水曲线、送水曲线、自用水量及消防储备水量等确定，并满足消毒接触时间的要求。有可靠电源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。依据以上要求，本水厂清水池容量按水厂最高日设计水量的40％确定，按2950m3考虑,需要清水池容量为1180m3，选用图集05S804中600m3矩形钢筋混凝土蓄水池两座，清水池池顶覆土500mm。关于清水池适用范围、设计依据、设计条件、工艺布置、材料、施工制作要求等详见上述图集总说明。为满足水厂生产、生活用水要求，选用05S804矩形钢筋混凝土高位水池（容量200m3）一座。采用150QJ25-22/3型水泵从清水池取水提升至高位水池。7.4配水工程及入户工程7.4.1管网水力计算62 （1）设计流量：设计流量按最高日最高时流量计算，即Qt=Kh·Wd/Tt式中：Qt—最高日最高时流量；Kh——时变化系数，取2.0Wd—最高日用水量；Tt——配水管网每日工作小时数；Qt=2.0×2963.85/24=227.46m3/h=68.6076L/s（2）人均用水当量：式中：—人均用水当量，；—最高日用水量，m3/d；—企业、机关及学校等用水大户的用水量之和，m3/d；—时变化系数，取2.0；—村镇设计用水人口；q=1000（2963.85-234.30）×2.0/24/30200=7.5319L/（h·人）=0.002092L/（s·人）（3）各管段的沿线出水量，根据人均用水当量和各管段用水人口、用水大户的配水流量计算确定。各管段沿线流量计算qL=q人×各管段用水人口（4）计算各节点流量qi=1/2（∑qL）（5）各管段计算流量Q设=∑qi（6）管径计算式中：——管道直径（m）——管段流量（m3/s）62 ——流速（m/s），取0.6-0.75米/秒（7）水头计算根据管段流量、管径、管道长度、流速计算出各管段的沿程水头损失和局部水头损失。详见附表。沿程水头损失按hi=(0.000915Q1.774/d4.774)L计算，局部水头损失按沿程水头损失的10%计算。然后根据地面高程、水压线标高、水头损失计算出各节点的自由水头（详见附表）。本工程节点自由水头最大为39.88米，最小为4.84米，均满足要求。7.4.2管网设计1、管材选取由于此次工程管径属于中小口径，综合考虑各方面因素，拟选用聚乙烯给水管（PE给水管），在管道和水工构筑物连接的地方可根据需要和实际情况配套选用钢管（如水库取水口），保障管材的寿命。入户配水分支管用DN20PE管，压力等级为1.0Mpa，管材选用时必须符合GB/T1002.1-1996标准。输水干管用压力等级为1.0Mpa的PE管，管材选型在综合考虑使用寿命、抗老化性能、强度、抗冲击性能力、管道重量等技术性能角度均满足设计的要求下，PE管具有维护维修简单、施工方便、工程综合造价低、输水性能优越等因素，故管材优先选用PE管。PE管工作压力为0.6Mpa，最大试验压力为1.0Mpa。小口径管道采用热融对接焊接。2.管道布置管道铺设根据乡镇及村庄实际地形情况，主要沿公路及村道布设，做到管线起伏变化小、线路短、少占农田、施工和维修方便。各种管径管顶覆盖土深为：0.7～1.2米。局部超深地段可采用增加管材等级或外包混凝土、导管等方式处理，超浅地段外包混凝土或砌筑管廓。3.管径统计及附属构筑物配水管道管径为DN225—62 DN32，入户管为DN20PE管，每户设置供水栓1套，水表1套，共3000户。管道布设在凸起点设置排气阀，在凹下点设排水阀，干管及支管上适当分区设备检修阀。各类阀门应设置在闸阀井内。配水管网管径统计表管径DN225DN200DN180DN160DN140DN125DN110DN90DN75DN63DN50DN40DN32合计长度（米）54511852488240940271620566668562226359266746503235146142注:未包括输水管道DN280为8000米；7.5供配电设计7.5.1用电负荷统计：根据本工程规模、组成及设计方案要求，本工程的用电负荷主要有：1、厂用抽水泵，约2×5.5kw。2、加氯消毒等设备，约2kw。3、厂区、厂房照明，约7kw。4、办公生活用电，约8kw。5、检修、备用，约10kw。7.5.2主要机电设备选择及其布置：工程建设地附近已有10kv线路经过，根据本工程负荷电压等级、容量及所处位置，厂内选用的主要机电设备有：1、选用S11-80/10型变压器一台，就近布置于厂区配电室附近，其参数为：Se=80kVAUe=10.5±5%/0.4kVYyn0配套：RW7-10型跌落式熔断器一组。Y5W-12.7/42型氧化锌避雷器一组。62 2、选用DOMINO-06型动力配电柜一面，设于厂区配电室内，落地式布置。设三路出线，一路至水泵房水泵控制箱，一路至加药搅拌机等设备，一路至厂区照明配电箱。3、抽水泵及其控制设备：根据工程布置方案，厂内工作、生活用水主要通过水泵吸清水池水至高位水池供给，设计厂内日供水量为200m3/d。高位水池较水泵安装位置高约20m，并要考虑一定的沿程损失和局部损失。选用200QJ50-26/2型潜水泵二台，布置于清水池旁集水井（池）中，平时一台工作，一台备用，每台水泵参数为：H=26m，Q=50m3/h，Pe=5.5kW选用LTK-50Q5.5型水泵控制箱一面，壁挂式布置于水泵房内，作为两台水泵的控制、保护设备。水泵控制箱配套水位电极一套，设于高位水池内池壁，根据需控水位可靠固定。三水位控制，低水位水泵启动，高水位水泵停止，超高水位报警。4、加药搅拌机等设备的控制装置由设备配套提供。5、选用XM型照明配电箱一面，布置于厂区配电室内，作为厂内办公、生活及厂区照明配电设备。62 8工程施工8.1施工条件该项目区内乡镇公路及通村水泥路均已建成，道路畅通，施工交通条件良好。工程所需的水泥、木材、钢筋、油料等均可在附近街村购买；砂砾料及块石可就近开采；施工用电可就近从乡镇及村组拉通，施工用水可直接从附近河道取水。该工程水源取自于姬家河水库，该水库位于洛南县古城镇马连滩村。该水库控制流域面积17.30km2。输水管线自水处理厂，向西和西北方向延伸至张底、南埝、草店、王村、古城、严坪、赵滩等地；向东经何村、寺坡镇延伸至周岭、闫穴、史华、马村、杨村、永坪等地。水处理厂位于古城镇东南侧的蟒岭山脉北坡脚下灯盏洼口山脊上，该场地地基承载力相对较高，斜坡稳定，未发现不良地质现象存在，有实施该方案的工程地质条件。根据工程设计，该工程永久占地7.8亩，施工临时占用耕地4.5亩。8.2主体工程施工工程建设的主要内容有取水工程，蓄水池工程、输水管道工程、配水管道工程四大部分。1)姬家河水库在修建的时候已预留了取水口，因此本次供水不用另外修建，从水库预留取水口取水，该出水口高程为1000m。2)为保证水处理设施具有稳定的工作水头，在水处理设施前修建平流预沉池。3)62 为保证供水安全，进一步提高供水水质，采取工程措施对原水进行进一步处理，保证水质水量符合生活饮用水标准。设计水处理设施工作时间为20小时，选用处理能力为80t/h的穿孔旋流反应沉淀池加药混凝沉淀（需加雨棚防尘防止水二次污染）和处理能力为80t/h的重力无阀滤池进行过滤、再投加二氧化氯消毒，最终至清水池自流至用户。设施运行一段时间后，必须定时进行反冲洗。反冲洗排污沟就近排至室外，沉淀池、滤池详见图集85SS777、S775。4)凝剂及其投加设备为了促使水中胶体颗粒以及悬浮颗粒相互凝结，常投加一些化学药剂，这些药剂统称为混凝剂。混凝剂种类很多，分为无机混凝剂河有机混凝计，但在水处理中有机混凝剂应用的较少。无机混凝剂有硫酸铝、聚合铝、三氯化铁、硫酸亚铁、聚合铁等。最常用的是固态硫酸铝，本工程选用固态硫酸铝混凝剂。JY-1000型絮凝定量加药装置，设备外形尺寸1000mm×500mm×1100mm。工艺流程絮凝剂→JY加药装置→计量泵→加注点。5)清水池工程有可靠电源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。依据以上要求，本水厂清水池容量按水厂最高日设计水量的40％确定，按2950m3考虑,需要清水池容量为1180m3，选用图集05S804中600m3矩形钢筋混凝土蓄水池两座，清水池池顶覆土500mm。8.3主体工程量及工期主要修建工程内容：原水输水管道8000米，配水管网总长46142米，入户管道60千米，供水栓3000套。工程供水规模为2440m3/d。工程主体建筑工程量：土石方开挖4.34万m3,土石方回填3.56万m3，砌石210m3,砼488.7m3。主要材料量为：水泥172t，块石248m3，砂子320m3，碎石407m³，钢筋56T，板枋材11m³。工程计划施工期10个月，总工日3.52万个，其中：技工0.32万个，普工3.20万个。62 8.4工程施工进度计划由于本工程为乡镇供水，供水规模相对较大，涉及范围较广，根据工程建设要求，建设工期拟定为10个月。主要建筑物与管网施工同时进行，管网施工统一指导，分组分片进行，以加快工程施工进度。62 9环境影响项目实施过程中对项目区环境影响主要有：1.管道开挖对集镇交通、生产、生活造成一定不便。该影响发生在较短时间，可通过合理安排，加快进度，降低影响。2.爆破开挖对项目区形成噪音及安全的影响。此影响发生在较小范畴和较短区域，危害较小，可进行有效控制，降低影响，保证安全。2.新开挖形成的不稳定裸露边坡的影响，该影响可采用种植保护林草，及时做好防护，增加其稳定性。3、工程移动土石方对周边耕地和植被的破坏的影响，按水土保持方案及时恢复和复耕，其影响在短期内就可以消除。4、对水源点人畜活动的限制可能影响当地人民的生活习惯，此影响依靠当地政府做好群众工作，即可以消除影响。5、要划定具体的供水水源保护范围，作好防护标志。要加强对水源区内的水土保持建设，鼓励当地村民栽树种草，增加森林覆盖率，不断提高水土保持能力，以涵养水源，净化水质。总之，该工程的不利影响可以通过各种措施降低，或在短时间内消除，工程建成后可使有限的水资源得到充分利用，缓解项目区的供水矛盾，有效地改善项目区的卫生、生产、生活条件，极大地保障项目区群众的身体健康，多余的水量还可发展庭院经济，美化项目区环境，改变当地小气候，为建设社会主义新农村起到巨大的促进作用。62 10工程管理10.1管理机构及人员编制项目区成立洛南县寺坡镇镇供水工程建设领导小组，由县水保局、寺坡镇镇镇政府及村委会相关人员为成员，县水利技术干部负责技术指导，实行目标责任到人，全面负责项目实施。根据该供水工程规模，其人员编制2人，由县自来水公司现有人员中调配，不足人员再进行招聘。10.2建设管理根据本项目实际情况，制定各项管理规章制度，明确各种承包责任制和奖惩办法，落实项目法人责任制、招标投标制、工程监理制、合同管理制等组织管理措施。项目法人责任制：建设项目投资公司法人为该项目法人，对项目建设管理事项全面负责，项目法人要组织建成项目建设管理工作机构，做好项目宣传发动工作，根据项目投资构成及分摊情况，据实落实筹资情况，并保证将群众投工承诺落到实处，确保工程能顺利实施。招投标制：该灌区项目建设管理实行招投标制，通过严格的招投标选定合格的施工队伍并按设计要求认真组织施工。对于建设规模较小、技术简单的项目可通过“一事一议”由水利局指定工程技术人员指导进行工程建设，但主要建筑材料需统一招标采购。工程监理制：质量重于泰山，工程惠及子孙，必须严把新农村水利工程建设质量关，在施工过程中聘请具有相应资质的监理单位进行工程质量监督，对工程施工质量担负监理责任，同时邀请县人大、政协加强工程建设管理监督，全方位管理工程质量。合同管理制：将工程的施工任务、质量标准、监理要求、资金使用情况、建后管护责任等以合同的形式固定下来，明确管理主体，严格按照合同要求进行规范化管理。62 资金报账制：工程项目资金管理实行报账制，工程建设资金专户存储，专款专用。项目管理费的提取和使用严格按《**省财政支农专项资金管理暂行办法》执行。10.3运行管理切实以党的十八大精神为指导，认真贯彻和努力实践“三个代表”重要思想，深入研究党中央、国务院新时期的治水方针，全面领会水利部新的治水思路，真正实现以工程安全、良性运行促使水利工程正常发挥效益，水利固定资产保值增值，从而保证水资源的可持续利用，以水资源的可持续利用支撑国民经济的可持续发展。项目建成后应加强管理，依据示范点总体实施和改革要求，进行供水成本的重新分摊、核算，严格计量收费，真正进行市场化运行和管理。按照社会主义市场经济的运行机制和现代企业制度的要求，明晰产权、明确责任，自负盈亏、自主经营，积极开展多种经营。积极进行示范点运行机制改革。通过深化改革，建立符合情、水情和社会主义市场经济要求的水利工程管理体制和运行机制：建立职能清晰、权责明确的工程管理体制；建立管理科学、经营规范的管护运行机制；建立合理的水价形成机制和有效的水费计收方式；建立规范的资金投入、使用、管理与监督机制；建立较为完善的法律、政策支撑体系。工程建成后必须改革过去用“福利水”、“大锅水”的现象，用水实行计量收费制度，按成本水价供水，变福利水为商品水，多用多收，少用少收。实行保本经营性的管理，不但促使形成节约用水的风气，也能实现自我维持，自行维修，达到以水养水的目的。供水水价根据《水利工程供水价格管理办法》和《市水利工程管理体制改革实施方案》，按照“补偿成本、合理收益、优质优价、公平负担”的原则合理确定，并根据供水成本、费用及市场供求的变化情况适时调整。当用水范围扩大时，水价实行用水定额管理和超定额累进加价制度，通过技术、经济等多种措施，推行节约用水。62 同时，水费的征收和使用要实行规范化管理。供水单位要加强财务管理，明确水费开支范围和审批权限。要建立严格的工程折旧费、维修养护费、承包费、租赁费管理和使用制度，保证资金安全和专款专用。供水单位要实行公示制度，定期对水价、水量、水费收支特别是工程折旧费的管理和使用情况进行公示，接受用水户和社会监督，使居民用上“明白水”，交上“公道钱”。62 11概算投资与水价分析11.1工程概况本工程供水范围包括洛南县寺坡镇及周边地区，另外古城镇在此次供水范围内而之前未能解决的局部地区和人口也在此次供水中一并考虑解决，以求资源的合理化利用。本工程供水范围包括洛南县寺坡镇、古城镇2个集镇、14个行政村、8个移民安置点31238人（其中寺坡镇5331人，古城镇14463人，两镇机关单位420人，寺坡中学890人，古城中学1100人，古城敬老院70人，古城镇4个移民点安置人口4648人，寺坡镇4个移民安置点安置人口4316人)。主要修建工程内容：原水输水管道8000米，配水管网总长46142米，入户管道60千米，供水栓3000套。工程供水规模为2440m3/d。工程主体建筑工程量：土石方开挖4.34万m3,土石方回填3.56万m3，砌石210m3,砼488.7m3。主要材料量为：水泥172t，块石248m3，砂子320m3，碎石407m³，钢筋56T，板枋材11m³。工程计划施工期10个月，总工日3.52万个，其中：技工0.32万个，普工3.20万个。11.2设计概算1．编制原则按**省计委陕计项目[2000]1045号文颁发的《**省水利水电工程概(预)算编制办法及费用标准》执行。2．编制依据（1）定额依据本工程初步设计概算主要依据**省计委项目(2000)1045号文颁发的《**省水利水电建筑工程预算定额》，并扩大5%作为概算定额进行编制。施工机械台班费定额采用**62 省水利厅陕水计（1996）140号文颁发的《**省水利水电工程施工机械台班费定额》，并按“2000办法及标准”规定，将其Ⅰ类费用乘以1.15的调整系数。（2）其他直接费、间接费、利润、税金：其它直接费建筑工程按基本直接费的5％，安装工程按基本直接费的6.7％计算。间接费率按工程类别分别计取：土方40％，石方55％，砼140％，辅助工程75％，设备安装工程150％。利润按直接费和间接费之和的4%计算，税金按直接费、间接费、利润之和的3.22%计算。（3）基础单价①人工预算单价：按“2000办法及标准”进行计算，技工工资单价为26.60元/工日，普工工资单价为23.90元/工日。②主要材料预算价：根据工地实际情况综合计算确定。主材按“2000办法及标准”的要求，以规定价计算直接费，预算价与规定价之差计入单价表“价差”项内。③次要材料预算价：按目前市场价水平综合取定。（4）费用按本工程实际情况及初步设计要点的有关规定进行计取。（5）预备费①基本预备费：按基本费用的5%计算。②价差预备费：年物价上涨指数为零。11.3投资主要指标工程概算总投资1656.75万元，其中：建筑工程1306.70万元，安装工程4.35万元，设备费43.65万元，其他费用223.16元，基本预备费78.89万元。按现状供水人口31238人计，人均投资576.7元。62 11.4总概算表工程总概算表单位：万元编号工程或费用名称建安工程费设备购置费费用合计占一至五部分投资％1建筑工程1245.511245.5178.942机电设备及安装工程1.1411.4112.550.83金属结构设备及安装工程3.2132.2435.452.254临时工程61.1961.193.884.1施工交通工程7.67.60.484.2临时房屋建筑工程990.574.3施工供电工程6.46.40.414.4其他临时工程38.1938.192.425费用223.16223.1614.145.1建设管理费104.04104.046.595.2生产准备费5.3科研勘察设计费69.4869.484.45.4建设及施工场地征用费43.0843.082.735.5其他6.566.560.42基本费用（一至五部分合计）1311.0543.65223.161577.861006预备费78.8956.1基本预备费（5％）78.8956.2价差预备费（p＝0％）7建设期贷款利息静态总投资1311.0543.65223.161656.75105总投资1311.0543.65223.161656.7510562 12水价分析12.1成本分析（1）固定资产投资固定资产投资按总投资的100%计算，则固定资产投资为1656.75万元。（2）流动资金流动资金按水费的10%计取，年度初投入，每立方米水按1.0元计算，本工程最高日用水量为2963.85m3/d，经计算，年供水总量为72.12万吨，则流动资金为：72.12×1.0×10%=7.21（万元）（3）运行费工程的年运行费包括年动力费、维护修理费、药剂费、管理人员工资福利费和其它费用。年供水量为72.12万吨。年运行费计算结果见表11—1。年运行费用计算表表11—1单位：万元序号项目费用备注1年动力费12.130kW×22×0.5元/度×365天2年维修费8.28按固定资产投资0.5%3年药剂费3.61年供水量×0.05元/m34管理人员工资福利费42万/人·年×25其它费用2.80前四项和的10%合计30.79　12.2水价成本计算62 由于本工程为公益性项目，不做财务评价，只做成本费用估算。本项目属于小型饮水工程，只记维修费用、利息支出均不计。⑴经营成本：包括动力费、维护修理费、药剂费、管理人员工资福利费和其它费用，费用指标取值同国民经济评价中各指标相应取值。⑵维修费年维修费=固定资产原值×维修率参照已建工程和有关规范，年维修率按5%计算，年维修费为82.84万元。⑶年费用及供水成本总成本费用=折旧费+经营成本=82.84+30.79=113.63（万元）供水成本=总成本费用/年供水量=113.63/72.12=1.58元/m3根据供水成本计算，结合当地居民承受能力，最终确定水价为1.7元/m3。62'