白田鎮上扶集中供水工程設計

（湘潭市水利水電勘測設計院湘潭市411100）

白田鎮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）

文章簡述了白田鎮上扶集中供水工程的概況，針對白田鎮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

白田鎮上扶集中供水工程位于湖南省湘鄉市白田鎮上扶村與薰峰村交界處，地理坐標為東經112° 20′30″，北緯27°55′30″，距離湘鄉城區37 km，離湘灰公路2 km，項目區總面積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，供水區現狀總人口13 905人，全為不安全人口，各村居民的生活用水與服務業用水靠從井、塘中肩挑手提，用水極為不方便。為解決白田鎮這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 工程規模

2.1 居民生活用水量

設計用水居民人數P按下式計算：

式中

P——設計用水居民人數；

P0——各村供水范圍內的現狀常住人口數，

其中包括無當地戶籍的常住人口，為13 905人；

γ——設計年限內各村人口的自然增長率，可根據當地近年來的人口自然增長率確定，取4‰；

P1——設計年限內人口的機械增長總數，人口規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

根據當地實際情況，不考慮飼養畜禽用水量、企業用水量、消防用水量、澆灑道路和綠地用水量。

2.4 管網漏失水量與其它未預見用水量

管網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 供水規模

供水規模（即最高日供水量）=居民生活用水量+公共建筑用水量+飼養畜禽用水量+企業用水量+消防用水量+澆灑道路和綠地用水量+管網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

根據項目區內水資源特點，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、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，可節省能耗和投資。廠址處現為水田及旱地，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

根據湘鄉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《生活飲用水衛生標準》（GB 5749－2006）之《地表水環境質量標準》（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

根據其他水廠經驗，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，其處理規模為125 m3/h；過濾采用重力式無閥濾池，其處理規模為125 m3/h；蓄水采用矩形鋼筋混凝土清水池，其規模取為600 m3。

4.5 平面及豎向布置

廠區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，門衛室布置在水廠西南面，位于下廠區道路旁。廠區道路布置在水廠中間，將生產區和生活區分開，道路寬度為2.0 m，采用透水磚鋪設。利用廠區空地做綠化設計。

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，廠區總占地面積3 016 m2。

利用現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。

（2）排水管線。廠區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，集中排入廠區西北的化糞池，最后接入生態污水處理池。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 配水管網布置

配水管網采用樹枝狀布置，管線大體沿修建的X043公路、X044公路及鄉村道路一側布置，從上扶水庫溢洪道泄洪渠往北經薰峰村、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。

本工程項目區用戶分布和人口數量均小于《湖南省村鎮供水工程設計參考圖集》第三冊表1～表5臨界人數，故本工程管網管段設計流量應采用秒流量計算。根據管段流量和平均經濟流速確定各管段的管徑，并計算水頭損失。根據地形圖和實測高程標高資料確定各節點地面高程，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。經計算，本工程各節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

湘鄉市白田鎮上扶集中供水工程可解決白田鎮的石江村、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的小城鎮建設具有深遠意義。

[1]中華人民共和國水利部.SL 310－2004.村鎮供水工程技術規范[S].2004.

[2]CJJ 123－2008.鎮（鄉）村給水工程技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社，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。