安徽潁上行蓄洪區莊臺綜合整治二期給水工程設計

張新亮

(潁上縣防汛抗旱機動搶險隊，安徽潁上236200)

0 引言

20世紀80年代以來，為改善行蓄洪區內的安全避洪條件，在國家的大力支持下，行蓄洪區建設了大量莊臺、保莊圩、避洪樓及一定數量的撤退道路等。當時由于資金問題，莊臺基礎設施配套嚴重不足，供、排水設施存在先天不足，加之后天破壞及運用管理差等原因，多數莊臺處在停運或癱瘓狀態；部分莊臺局部位置未完成護坡，或已護坡結構遭到人為破壞，局部護坡位置已出現滑坡塌方現象，嚴重影響莊臺上群眾的生產生活安全。為進一步解決沿淮行蓄洪區莊臺現狀存在的問題，結合當地實際需要，在已實施的潁上縣沿淮行蓄洪區貧困村莊臺綜合整治工程基礎上，對潁上縣行蓄洪區莊臺進行二期綜合整治。本文針對潁上行蓄洪區莊臺綜合整治二期給水工程的設計進行分析。

1 項目概況

潁上縣位于安徽省淮北平原南緣，淮河與潁河交匯處。東毗鳳臺，北界利辛，西與阜陽市潁東區、潁州區、阜南縣接壤，南與壽縣、霍邱縣隔淮相望，東西長72.5 km，南北寬56.1 km，總面積1885 km2。

潁上行蓄洪區莊臺綜合整治二期給水工程位于潁上縣南部，屬淮河流域，沿淮河西起南照，東至賽澗，地勢西高東低。涉及南潤段、邱家湖、唐垛湖三個行洪區及古城、潤左、潤趙三個保莊圩，涉及南照、潤河、關屯、半崗、王崗、賽澗共六個鄉鎮。氣候屬南北過渡帶，四季分明，雨熱同季，降雨集，冷暖氣團交鋒頻繁，降雨時空分布不均，年際和年內降雨量變化較大，洪旱災害頻繁，主汛期在6月～9月。根據潁上縣雨量站多年降雨量統計，多年平均降水量為942 mm，最大年降雨量1722.5 mm，發生在1954年，最小年降雨量406.8 mm，發生在1966年，年際間變化較大。多年平均年蒸發量(E20 cm)為920.5 mm。

2 給水工程工程設計

2.1 供水范圍和供水對象

項目供水工程涉及22個莊臺，共24690人，5123戶。其中一期改造提升治理9個莊臺，共6621人，1969戶；二期綜合整治治理13個莊臺，共18069人，5123戶。表1為項目實施后的受益范圍表。

表1 項目實施受益范圍表

2.2 設計年限

根據《村鎮供水工程技術規范》(SL 310-2004)中的有關規定，潁上行蓄洪區莊臺綜合整治二期供水工程的設計使用年限為15 a。

2.3 需水量預測

2.3.1 用水量組成及相關參數

村鎮供水量主要包括居民生活用水量、公共建筑用水量、工副業用水量、管網漏失水量和未預見用水量等[1]。

(1)居民生活用水。居民生活用水按最高日用水量標準和設計受益人口數確定[2]。項目區位于淮北平原農村地區，結合迪溝鎮的建設規模、當地經濟社會發展、水資源狀況，統籌考慮，集鎮居民最高日用水定額取80 L/(人·d)，鄉村居民最高日用水定額取50 L/(人·d)。本次供水項目區均為鄉村，取50 L/(人·d)。

W1=Pq/100

P=P0(1+r)n+P1

式中：W1為供水區內居民生活用水量，m3/d；P為供水區內設計用水居民人數，人；P0為供水區現狀居民人數，人；r為設計年限內的人口自然增長率，本次取0；P1為供水區設計年限內人口的機械增長總數，人；Q為供水區最高日居民生活用水定額。

莊臺目前大、小牲畜多為散養，因此供水設計時不計牲畜用水。

(2)村鎮企業和專業戶飼養畜禽用水量。村鎮企業和專業戶飼養畜禽用水量，即村鎮企業飼養蓄禽所耗用水和專業戶飼養蓄禽所耗用水。本項目區內小規模養殖戶較少，暫以居民生活用水的15%確定該部分用水量。

(3)公共建筑用水量。根據相關條例規定，在缺乏資料的情況下，公共建筑用水量可以按照居民生活用水量的5%～20%進行估算，其中村莊按5%～10%確定，集鎮按10%～15%確定，建制鎮按10%～20%確定。本項目區范圍內基本為村莊，綜合考慮認為，公共建筑用水量可暫按生活用水量的10%予以確定。

(4)管網漏失水量與不可預見用水量。管網漏失水量與不可預見用水量一般按照居民生活用水量、公建用水量、集體或專業戶飼養畜禽用水量之和的10%～20%進行計算。其中村莊按較低值計、較大規模的鎮區按較高值計。綜合考慮，本項目區均為村莊，按10%計。

(5)水廠自用水量。根據安徽省水利廳文件皖水農[2010]23號文，只進行消毒處理的水廠，可不計此項。

2.3.2 農村用水變化系數與供水時間

本工程設計采用全日供水。全日供水工程的時變化系數可按下表2選取，日變化系數根據可在1.3～1.6之間取值。(《村鎮供水工程技術規范》(SL 310-2004))

表2 全日供水工程的時變化系數

綜合考慮，確定本次設計水廠時變化系數取2.0，日變化系數取1.5。

2.4 供水規模確定

根據安徽省水利廳文件皖水農[2010]23號文，集中式供水工程規模的確定應以供水范圍內的最高日用水量為依據。同時，需水量的預測要充分結合供水區內已有供水設施的利用情況和群眾的用水習慣，真實有效地反映區內對水量的需求，以免采用定額過高，造成設計規模與實際的差距過大，使得設計成本偏高，工程難以正常運轉[3]。

考慮莊臺居住情況，莊臺人口遠期無發展，工農業用水量也較少，因此按現有人口進行供水設計，居民最高日用水定額取70L/(人·d)。各莊臺供水規模計算明細見表3。

3 工程總體布置

3.1 水源選擇

22個莊臺均有深井，根據調查，單井穩定出水量不小于45 m3/h，故本次設計選定中深層地下水作為供水水源。考慮到水廠運營情況，小漁場莊臺僅119人，就近由1 km遠的關屯古城水廠管網延伸解決；陳臺孜莊臺鐵錳超標，人口較少，與之距離約500 m的小羅臺莊臺鐵錳檢測合格，因此規劃將小羅臺與陳臺孜并網供水，水源來自小羅臺深井。

3.2 給水系統方案比選

供水工程水源為中深層地下水。皖西北地區為沖積平原，地形平坦，給水系統方案普遍采用以下3種：

方案一：經水泵提取中深層地下水，經處理后進入水塔，然后依靠重力供水；

方案二：經水泵提取中深層地下水，經處理后采用氣壓罐供水；

方案三：經水泵提取中深層地下水，進入清水池，在清水池中消毒處理，然后采用二次加壓供水。

上述3種供水方案各有優劣，現方案比較如下：

①方案一：水塔供水

優點：經井泵提水后依靠重力自流供水，無需二次加壓；水塔有調蓄功能，井泵不需頻繁啟動，故供水成本較低；運行方式簡單明了，便于管理。

缺點：投資較大，建設工期長，占地多，對地基承載力要求高，施工復雜，水塔清洗較為麻煩，供水范圍不宜太大，適合于中等規模以下的水廠。

②方案二：氣壓罐供水

優點：投資小，建設工期短，占地小，對地基承載力的要求低，施工簡單，對于供水量較小時，氣壓罐啟動次數少,供水成本較低。

缺點：供水量較大時，氣壓罐啟動次數頻繁，運行成本較高；調節能力差，高峰供水時易對深水井造成損害；氣壓罐易銹蝕，且不易清洗，加氯后進入井管，對井管和機泵銹蝕嚴重，且不利于控制加氯量。

③方案三：二次加壓供水

優點：供水范圍廣，適用于供水規模較大的水廠；使用蓄水池調節供水，可降低對深水井出水量的要求；通過流量大小不一的幾臺加壓泵配合，按管網實時需水量變頻供水，可降低供水成本；通過更改或增加加壓泵，可實現水廠供水規模的擴大；蓄水池便于清洗；加氯后進入蓄水池，可便于充分拌合，防止局部氯含量過大。

缺點：投資較大，建設工期較長，占地多，蓄水池施工時受地下水位影響大，對于供水規模小的水廠，運行成本高。

經過比選，本工程最終確定給水方案采用方案一，水塔調節，二次加壓供水的方案。

4 結論與建議

潁上縣行蓄洪區莊臺綜合整治二期工程項目給排水工程的改善，徹底改變了項目區人居環境，極大提升項目區的環境質量，改變環境臟亂現象，生態效益顯著，兼顧地區實情，真正使得當地群眾能夠切實感受到項目帶來的社會效益。同時，還應加強建設項目的組織管理工作、強化領導班子和職工隊伍的綜合素質、建立完善的經營管理制度、推行可行的項目管理辦法，以保證建設項目的工程質量。