鳳縣費家莊供水工程取水及調節構筑物設計分析

王 毅

（陜西省寶雞市鳳縣水利工作管理站，陜西 鳳縣 721700）

0 前言

費家莊村位于留鳳關鎮西南部，距鎮政府駐地20 km，地處陜甘兩省交界處。全村共轄10個村民小組，251戶901人，耕地2100畝，屬省級貧困村。目前，因原有供水工程設計標準低，建設規模小，設施老化，且水質渾濁，管網跑、冒、滴漏現象嚴重[1]。加之，近年來氣候持續干旱，有時數月不能正常供水，導致本村84戶335人生活用水不能保證，村民通過擔挑、車拉溝水，用水不便。若遇連陰雨天氣，河水渾濁，水質不達標。為徹底解決留鳳關鎮費家莊村五、八組群眾飲水問題，決定建設供水工程。

根據對費家莊村水資源的初步調查分析，確定工程供水水源選用五組祖寺廟溝、八組娃鳳灣溝溝水，水源水質干凈，保證率高，新修截水墻、集水井、蓄水池、部分輸配水管網，解決當地群眾用水問題。

1 工程區概況

1.1 自然條件

費家莊村位于留鳳關鎮西南部，距鎮政府駐地20 km，地處陜甘兩省交界處。海拔高度990 m～2400 m之間，地處村鎮公路沿線，交通便利，森林覆蓋率高，地表水資源豐富，徑流隨季節變化，水體無污染源，水質良好。經當地村民長期飲用證實無任何異味和病害，是理想的生活飲用水源。

費家莊村村民居住相對分散，基本沿溝坡居住，交通便利，有利于工程建設。

1.2 水資源條件

項目區內水系充分發育，最大的河流為野羊河，常年徑流量較大且流量穩定，水量充沛。經過實際調查測算，祖寺廟溝、八組娃鳳灣溝兩處自流水源，枯水季節出水量分別在110 m3/d～90 m3/d、32 m3/d～34 m3/d 之間，常年不會斷流，可分別滿足兩處供水工程生活用水要求。

2 設計水平年需水量預測

2.1 供水范圍和設計水平年

該工程供水范圍為留鳳關鎮費家莊村2個村民小組84戶335人，供水工程現狀水平年為2018年，設計水平年為2028年。近期規劃供水人口按6‰增長率計，到2028年人口達到355人。

2.2 村民用水量標準確定

根據《村鎮供水工程設計規范》（SL 687-2014）規定的供水標準，并結合項目區人畜飲水實際，按照氣候和地域分區，項目區所在地為一區，以水龍頭入戶，基本全日供水，有洗滌池，衛生設施較齊全等標準，確定最高日居民生活用水定額為100 L/（人·d）。根據規范要求，結合工程實際，管網漏失水量和未預見水量之和，取總水量的15%，時變化系數K=3.0，其余公共建筑用水量不予考慮。

2.3 日最大用水量

式中：P0為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230人；γ為設計年限內人口的自然增長率，取6‰；n為工程設計年限，為10年；P1為設計年限內人口的機械增長總數，考慮本地區實際情況，取0；q為最高日居民生活用水定額，取100 L/（人·d）。

經計算，5組祖寺廟溝：P=244人，W＝24.4 m3/d，管網漏失水量和未預見水量之和WL＝28 m3/d；8組娃鳳灣溝P=55人，則W＝5.5 m3/d，管網漏失水量和未預見水量之和WL＝6.3 m3/d。

主管網設計流量：

式中：K為時變化系數，取3.0。

經計算，5 組：Q＝0.97 L/s；八組：Q＝0.22 L/s。

2.4 供水規模

根據以上計算結果，新建的5組、8組日最大用水量分別為28 m3、6.3 m3，根據該村發展規劃與運行實際情況，從合理利用，經濟適用原則出發，確定5組，8組供水規模分別為28 m3/d、7 m3/d。

根據需水預測，最高日用水量為:34.3 m3/d=0.40 L/s。

確定該供水工程供水規模為35 m3/d。

3 取水構筑物設計

3.1 集水井

五組祖寺廟溝水源處修建集水井2座，集水井內徑1.0 m，井深2.4 m，井蓋、井壁及井底均為C20鋼筋砼結構，受力筋為Ф10@150，結構筋為Ф6.5@250，井蓋厚0.15 m，井身深1.7 m，壁厚0.20 m，井壁布設孔徑3 cm～5 cm的滲水孔，滲水孔間隔0.15 m，梅花狀分布，井壁周圍回填砂礫石濾料；井底壁厚0.25 m，底厚0.2 m，井底凈深0.5 m，以便河水入滲到井內匯集，井底預埋排污管和出水管，出水管高度距離井底0.3 m[2]。

3.2 截水墻

八組娃鳳灣溝水源處新建C20砼澆筑截水墻1座，壩頂寬0.5 m，底寬1.54 m，基礎深0.5 m，墻高1.3 m，壩長8 m。墻前修建干砌石半圓集水井1座，半徑1.5 m，深1.6 m，并加蓋板，集水井應高出壩0.3 m，并預埋出水管，留進水孔，集水井周圍用分級砂礫石濾層充填。進水管口必須設置過水濾網，以免雜物堵塞管道。

4 調節構筑物設計

4.1 沉淀池

八組娃鳳灣溝修建蓄水池前，新建沉淀池1座，為鋼筋砼矩形結構，凈尺寸為長×寬×高×厚=2 m×1 m×1 m×0.2 m，采用C20混凝土現澆，蓋板亦采用C20鋼筋混凝土現澆，厚0.12 m，并預埋進進水管、出水管、溢流管和排污管。

4.2 容積24 m3蓄水池

依據五組祖寺廟溝設計水平年日最高用水和實際調蓄需求，確定蓄水池容積為24 m3。

在五組祖寺廟溝水源附近半山坡平地上新修半埋式高位水池1座，為鋼筋砼矩形結構，凈尺寸為長×寬×高=4.0 m×3.0 m×2.0 m，壁厚0.25 m，容積V=24 m3，采用C20鋼筋混凝土現澆。蓋板采用C20鋼筋混凝土現澆，厚0.12 m，池蓋加鎖，用于消除安全隱患，池高出地面0.5 m，以防雨水灌入池中，污染水源。并預留通氣孔、檢修孔、進出水管、溢流管、排污管。

4.3 容積6 m3蓄水池

依據八組娃鳳灣溝設計水平年日最高用水和實際調蓄需求，確定蓄水池容積均為6 m3。

在八組娃鳳灣溝水源附近半山坡平地上分別新修半埋式高位水池各1座，為鋼筋砼矩形結構，凈尺寸為長×寬×高=2.0 m×2.0 m×1.5 m，壁厚 0.2 m，容積 V=6 m3，采用 C20鋼筋混凝土現澆。

蓄水池蓋板采用C20鋼筋混凝土現澆，厚0.12 m，池蓋加鎖，用于消除安全隱患，池高出地面0.5 m，以防雨水灌入池中，污染水源。并預留通氣孔、檢修孔、進出水管、溢流管、排污管，見圖1。

圖1 蓄水池6 m3設計圖

5 結語

調節構筑物的選擇應根據本地區的水源條件、地理環境、經濟狀況、人口密度、供水規模等因素，因地制宜，科學合理地進行規劃設計，選擇適宜本地區的供水調節方式，實現投資省、質量高、效益高的目的，管理、操作方便。

費家莊供水工程調節構筑物設計時間短，任務重，特別是由于地質資料較少，應及時進行現場實際勘測，不斷調整設計方案，以使工程建設更安全可靠，經濟合理，使工程發揮更大的效益，真正為群眾飲水安全發揮作用，為保護生態環境、合理利用水資源提供有力保障。