昌圖縣毛家店鎮(zhèn)2019農(nóng)村飲水安全脫貧攻堅項目水源工程的設計

王樹生

（遼寧省昌圖縣毛家店鎮(zhèn)水利工作站,遼寧 鐵嶺 112508）

黨的十九大以來，鐵嶺市黨委貫徹落實十九大精神全力脫貧攻堅，全面建設現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟，農(nóng)村飲水問題就是農(nóng)民群眾最關心、要求最迫切的問題之一。因此，昌圖縣毛家店鎮(zhèn)（新農(nóng)村、虻牛村）2019 年省地債資金農(nóng)村飲水安全脫貧攻堅項目解決農(nóng)村地區(qū)飲水安全問題，既是為實現(xiàn)全民的小康生活提供可靠保障，也是經(jīng)濟社會發(fā)展的客觀要求。

1 工程概況

毛家店鎮(zhèn)位于遼寧省鐵嶺市昌圖縣東北部，距縣城37 km。全境186 km2，耕地面積16.2 萬畝，全鎮(zhèn)人口4.3 萬人，20 個村民委員會。項目計劃解決昌圖縣毛家店鎮(zhèn)新農(nóng)村和虻牛村2 個村，共2554 人的飲水安全問題，其中新農(nóng)村2315 人，虻牛村239 人。

昌圖縣多年平均地下水資源量為42857 萬m3，其中山丘區(qū)地下水資源量為9425 萬m3，平原區(qū)水資源量為33432 萬m3。分別占全縣地下水資源量的22%和78%。地下水資源可開采量為32730 萬m3。由于當?shù)厮Y源相對短缺，地表水無法滿足飲水要求，本工程水源方案選擇為提取地下水。

1.1 供水現(xiàn)狀

根據(jù)農(nóng)村飲水安全工程入戶調(diào)查和統(tǒng)計，項目區(qū)現(xiàn)有的分散式供水工程均為手壓井和筒井，供水水源為淺層地下水，不但存在飲水水質(zhì)安全問題，而且在一般干旱年份就會出現(xiàn)干枯現(xiàn)象。全區(qū)無集中供水的水源井和管網(wǎng)，用水的方便程度無法滿足農(nóng)村居民用水需求。項目涉及的鄉(xiāng)村均存在飲水不安全問題，涉及人口2554人，其中建檔立卡飲水困難貧困人數(shù)為5 人，考慮到該區(qū)域人口用水及未來發(fā)展需求，飲水安全是亟待解決的問題。

1.2 主要問題

毛家店鎮(zhèn)農(nóng)村供水工程設施薄弱，部分村屯有自來水供應，但仍有部分村屯、尤其是貧困地區(qū)的飲水安全問題仍得不到解決，本次工程涉及的新農(nóng)村和虻牛村就面臨飲水困難的問題。現(xiàn)狀村內(nèi)農(nóng)民主要依靠自家淺水井取水，一家一井或多家共用一井，虻牛村鐵東小部分由鐵路水源井進行供應，現(xiàn)場踏勘及走訪結果顯示：近年來，地下水位下降嚴重，自家水井出水量不足，枯水期無法保證正常的水量供應；村內(nèi)養(yǎng)殖及生活垃圾的隨處堆放，導致水源污染嚴重，部分村民反映飲用水有異味、異色，長期飲用可能導致身體疾病，村民安裝自來水的愿望強烈。給當?shù)剞r(nóng)民生產(chǎn)生活帶來極大不便，制約了該區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，與新農(nóng)村建設和以人為本的和諧理念極不相適應。

2 水源工程設計

2.1 供水規(guī)模

依據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設計規(guī)范》（SL 687-2014）要求，結合當?shù)鼐用駥嵤┥顮顩r，本項目供水規(guī)模包括居民生活用水、公共建筑用水、牲畜用水量、管網(wǎng)漏失水量和未預見用水量等，具體水量計算如下：

（1）用水標準

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設計規(guī)范》（SL 687-2014）中規(guī)定，當采取分時供水的方式時，最高日居民生活用水定額取值范圍25 L/（d·人）～45 L/（d·人），本次設計取35 L/（d·人）。飼養(yǎng)畜禽最高日用水定額：育肥豬取35 L/（只·d）、育肥牛取55 L/（只·d）、雞取0.7 L/（只·d）。

（2）用水量計算

1）居民生活用水量：

式中：W1為居民生活用水量，m3/d；P0為供水范圍內(nèi)的現(xiàn)狀常駐人口數(shù)，人；q為最高日居民生活用水定額，35 L/（人·d）。

2）公共建筑用水W2：經(jīng)調(diào)查，無公共建筑，故不計此項。

3）飼養(yǎng)禽類用水量：經(jīng)調(diào)查，無集體或專業(yè)戶飼養(yǎng)畜類，不作單獨考慮。

4）企業(yè)用水量：經(jīng)調(diào)查，企業(yè)用水為獨立管路，故不計此項。

5）消防用水量：據(jù)調(diào)查，項目區(qū)允許短時間內(nèi)斷水，且上述用水量之和高于消防用水量，按規(guī)范要求，不單列消防用水量。

6）澆灑道路和綠地用水量：項目區(qū)實際生活中無此項需求，故不計此項。

7）管網(wǎng)漏失水量和未預見用水量W4：本項目取上述用水量之和的20%，W4=（W1+W2+W3）×20%。

8）最高日用水量Wd=W1+W2+W3+W4。

9）最高日供水量：日變化系數(shù)Ka取1.3。

10）最高日最高時供水量：日變化系數(shù)Ka取3.5。

依據(jù)上述公式，經(jīng)計算兩個村用水量結果見表1、表2。

表1 新農(nóng)村用水量計算結果

表2 牤牛村用水量計算結果

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術規(guī)范》（SL 687-2014）的規(guī)定，結合本地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展狀況，確定有關參數(shù)，并依此計算出供水規(guī)模和用水量。本次設計用水量包括居民生活用水量、管網(wǎng)漏失與未預見水量。

根據(jù)該工程供水區(qū)與所選水源的位置、相對高程分布情況，工程主要由水源工程和輸配水管網(wǎng)等組成。本工程共設計供水井一處，設計供水規(guī)模W=139.44 m3/d（新農(nóng)村最高日供水量加上牤牛村最高日供水量），供水工程類型為Ⅴ型（＜200 m3/d），工程的供水方式采用分時供水。

2.2 水源井的設計

根據(jù)質(zhì)檢測報告內(nèi)容評判，井位處水質(zhì)較好，所檢測項目均未超標，水源水質(zhì)符合國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749-2006）的要求，為保證村民飲水安全，對飲用水采用次氯酸鈉進行消毒殺菌。

（1）新農(nóng)村水源井井位選擇

新農(nóng)村屬于丘陵地帶，當?shù)乩习傩照J可“控山水”，但是物探了兩處水源地，地表下10 m有少量面砂層外，40 m～50 m處有少量縫隙水，9 m3/h勉強供抽，供水能力僅能達到15 m3/h，即老百姓平時用一寸管抽水夠用，不適合集中供水水源地，所以選擇在大泉眼寸規(guī)劃水源地，主要供應新農(nóng)村、牤牛村鐵西部分組和大泉眼寸自來水聯(lián)網(wǎng)，符合毛家店鎮(zhèn)供水集中連片原則。

井位位于源蔬菜大棚和水澆地范圍內(nèi)，周邊無牲畜活動、無污染源，水質(zhì)符合引水標準；項目地里有少數(shù)遺留機井，井深100 多米，20 m3/h的三相電潛水泵連續(xù)抽水5 h實驗沒有任何問題。故大泉村水井深度確定為100 m。

（2）牤牛村水源井選址

選擇在毛家店鎮(zhèn)侯家村，該區(qū)域同為村內(nèi)建設用地，現(xiàn)狀為玉米種植地，水量較好，周邊無牲畜活動、無污染源，水質(zhì)合格；主要供應牤牛村鐵路東側部分組、侯家村擴建的部分組、大六家子擴建的部分組。

在井位附近，有修建四阜高速時施工單位打的深水井做參考，井深120 多米，澆筑大型構件時水量充足，可以連續(xù)數(shù)月抽水不枯竭（包括旱季）。故侯家村水井深度確定為150 m。

（3）水源井型式

1）管井尺寸

管井結構按典型井柱狀圖確定，管井開孔井徑780 mm，終孔井徑780 mm。

2）管井結構

井管壁采用鋼筋混凝土管，頂部采用φ400 鋼筋混凝土管，外圍回填粘土球，厚度150 mm。中間濾水管部分采用φ400 鋼筋混凝土管，墊筋由4～8 根竹片采用12 #鍍鋅鐵絲綁扎。為防止涌砂，增加管井的出水量，在濾水管外層回填礫料，礫料外層為厚度100 mm的中粗砂，內(nèi)層為厚度50 mm的粒徑為10 mm～20 mm的砂礫石層。下部為沉淀管，采用φ400鋼筋混凝土管，外圍回填厚度150 mm粘土球。

3）粘土料、濾料選擇及充填

上部井壁管部分采用粘土或粘土球封井，濾水管外側采用濾料回填，濾料厚度15 cm；井底沉淀管部分采用粘土或粘土球封井。

2.3 水泵的選型

（1）提水設計流量

提水設計流量為提水時間內(nèi)最高日平均時取水量，計算公式為：

式中：Q設為設計流量；Kh為時變化系數(shù)，依據(jù)規(guī)范，取3.5；Wmax為最高日供水量，井1為126.41 m3/d，井2 為13.07 m3/d。

經(jīng)計算：Q設1=18.43 m3/h=5.12 L/s，Q設2=1.91 m3/h=0.53 L/s。

（2）設計揚程計算公式：

式中：H2為設計揚程，m；h1為水源井動水位與地面的高差（取水井最低位），大泉村取100 m，侯家村取150 m；h2為最不利點水頭損失,大泉村取39.9 m，侯家村取32.3 m；h3為自由水頭，10 m；h4為凈水設備水頭要求，0 m；h5為水泵泵件水頭損失,忽略不計，取0 m。

經(jīng)計算：大泉村揚程為149.9 m，侯家村綜合考慮到共同供應侯家村部分村民小組及大六家子村部分村民小組，通過計算揚程為192.3 m。

故大泉村水井選取水泵型號為150QJ20-150/23，該水泵額定流量為20 m3/h，額定揚程150 m，出水管直徑2.0 mm，電機功率為15 kW。侯家村水井選取水泵型號為175 QJ20-208/16，該水泵額定流量為20 m3/h，額定揚程208 m，出水管直徑2.0 mm，電機功率為22 kW。可以滿足項目區(qū)內(nèi)的需水量。

3 結語

昌圖縣毛家店鎮(zhèn)2019 農(nóng)村飲水安全脫貧攻堅項目工程總投資293.49 萬元，工程竣工后，將實現(xiàn)供水區(qū)域內(nèi)685 戶，2554 人的飲水安全達標。

1）從國民經(jīng)濟評價主要指標分析，計算得本工程的相應指標如下：經(jīng)濟內(nèi)部收益率為9.0%，大于8%；經(jīng)濟凈現(xiàn)值為9.37萬元，大于0；經(jīng)濟效益費用比為1.03，大于1。依據(jù)上述指標判斷，本項目的實施在經(jīng)濟上是可行的。

2）根據(jù)《水利部關于印發(fā)水利扶貧行動三年（2018—2020年）實施方案的通知》（水扶貧[2018]200號）文件精神，遼寧省依據(jù)實際情況制定了詳細的實施方案，并以遼寧省地債資金做為資金來源，切實保障了項目的順利進行。