官廳村供水工程設計方法與技術

孟增磊

(陜西省藍田縣河道管理處，陜西 藍田 710500)

1 引言

近年來，雖然農村經濟得到發展，溫飽問題已基本解決，居住、電力、交通等條件已得到很大改善，生活水平普遍提高。但農村飲水設施建設基本停留在較低水平，群眾長期飲用不符合衛生條件的地下水[4，5]，對群眾的健康造成了不良影響[6]，如果這種狀況持續下去，將影響一代甚至幾代人的健康。在建設社會主義新農村的進程中，飲用水的安全已成為制約當地經濟發展的一個重要因素[1，2]。建設安全飲水工程，提高群眾生活質量[3]，對于解放當地勞動力資源，促進當地經濟發展，是十分有必要的。黨中央和政府對農村飲水問題高度重視，新農村建設、小康社會為農村供水提出了更高要求。解決供水問題是關注民生，以人為本的重要體現[7]。因此，建設官廳村2組供水工程對促進該村政治、經濟和社會的發展具有重要的現實意義，構建和諧灞橋，保障飲水安全勢在必行。

2 項目區概況

項目區屬灞河河谷區，灞河河谷區河谷一般開闊為4～6 km，海拔430～780 m。區內起伏平緩，高差30～60 m。村民集中居住在灞河左岸。區域內地表層為亞砂土，上部為灞河洪積砂質黏土，粉砂，細中砂含泥，砂礫卵石含泥，下部基巖。

項目區地下水資源有淺層水和承壓地下水，地下水潛水補給來源有降水入滲、地表水的滲漏，豐水期河流補給，其主要補給來源為灞河的側向補給，水質較好，水量豐富。項目區目前以利用淺層地表水為主，深度10～20 m。

該區屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季冷暖分明。根據灞橋區氣象站多年統計資料；多年平均氣溫13.1 ℃，多年極端最低氣溫-17.4 ℃，極端最高氣溫43.3 ℃，凍土最大深度45 cm。多年平均降雨量833.3 mm,地區差異明顯，年內分布不均。

3 供水工程設計

本供水工程涉及灞橋區席王街道辦官廳村人口4700人，其中飲水不安全人口4700人。供水對象主要考慮項目區人飲水，不考慮工業企業和養殖場飼養用水。

3.1 工程規模

新建一眼180 m的深井一眼，25 m高50 m3容積水塔一座。

3.2 水源選擇

根據《西安市實用水文手冊》，項目區位于灞河階地，階面較平坦，含水性為上更新統下部冰水堆積層，砂卵層厚度為5 m左右，水位埋深30～50 m。地下水屬第三系碎屑巖類孔隙承壓水，由于受地質構造的控制，項目區單位最大涌水量15～40 m3/h，水質較好，作為此次供水工程水源。

3.3 用水量預測

2014年官廳村2組總人口4600人。人口自然增長率控制在4.35%，人口機械增長綜合考慮為150人，則至2024年項目區人口計算如下：

P=p0(1+γ)n+p1

(1)

式中：p0為項目區常住人口數，其中包括無當地戶籍的常住人口，人；γ為設計年限內人口的自然增長率；n為工程設計年限，10年；p1為設計年限內人口的機械增長總數。

(1)生活日用水量Q1:Q1=P×80L/d÷1000=396.33 m3/d。

(2)管網漏失水量和未預見用水量Q3：管網漏失水量和未預見用水量取Q1的20%計算。Q2=Q1×20%=79.27 m3/d。

(3)日用水量Q：Q=Q1+Q2=475.60(m3/d)。

(4)日最高時用水量Q時：Q時=Ks×Q÷24=49.54(m3/h)。

根據項目區需水量預測可知：到2024年項目區日用水量為475.59 m3/d，根據《村鎮供水工程設計規范》(SL687-2014)集中式供水工程劃分，確定工程類型為Ⅳ型。

3.4 機井設計

3.4.1 水泵選配

揚程計算：根據地面高程、水頭損失、水源動水位埋深等計算揚水高度。實測水源井與水塔高差40 m，結合附近成井資料，水源井動水位埋深160 m，水頭損失11.36 m，總水頭：(40+160+11.36)×1.1=232.50 m。故選擇水泵揚程不小于232.5 m。

水泵的設計流量為最高日工作時用水量，可按下列公式計算：Q=W/T=479.54÷20=28.03 m3/h。

式中：Q為水泵設計流量，m3/h；W為日用水量，m3；T為日工作時間，應根據調節建筑物的設計調節能力確定，20 h。故水泵選型見表1。

表1 為水泵選型

3.4.2 井深確定

參考項目區地下水的水文地質資料，確定設計井深為180 m。

3.4.3 井孔直徑確定

動水位為160 m。井型選定為管井，井徑(內徑)選定為Φ600 mm。

3.4.4 井管結構尺寸確定

井管選用采用φ300 mm砼管，濾水結構為條式過濾器纏絲濾水管外填優質濾料，考慮地層的透水性，濾料規格為3～5 mm左右(采用涇河碎石)，下管時應安裝扶正器。全孔采用泥漿護壁回轉鉆進，應分段撈取砂樣并描述記錄。鉆進中應進行簡易水文地質觀測，完整記錄水位、沖洗液消耗等數據。

3.4.5 井房設計

井房為磚混結構，尺寸為：3.3 m×5.4 m×3.2 m(開間-進深-層高)。室內地坪比室外高0.30 m。采用M7.5磚砌墻結構，墻厚25 cm，采用C20砼現澆房頂，房頂留0.4 m×0.4 m吊裝孔，屋地面采用C20砼，屋面保溫層采用白灰爐渣，最薄處厚度不低于250 mm，用水泥砂漿找平，上鋪三粘四油防水。墻體采用黏土實心磚。內墻采用石灰砂漿抹面，乳膠漆噴涂，外墻均采用水泥砂漿抹面，刷外墻涂料，房屋照明接通，每間一個，采用節能燈管。設計門為防盜門2個，尺寸為0.9 m×2.5 m，窗為鋁合金，尺寸為1.3 m×1.5 m，后窗為高窗，尺寸為1.0 m×1.3 m，窗均設不銹鋼防護網。

3.4.6 水塔設計

本次工程利用水塔的調蓄作用，水塔容積按照最高日用水量的10%確定，并結合村民飲水習慣，取水塔容積為50 m3，水塔采用鋼筋砼工藝,由水塔自壓供水到用戶。鋼筋砼水塔，參照標準圖04S803施工。

3.4.7 輸變電工程設計

本供水站共裝設深井水源泵1臺，配套電動機功率為18.5 kW；室內照明、檢修、試驗及其他生產、生活用電負荷為4 kW，所以，統計總用電負荷約為22.5 kW。

3.4.8 配水工程設計

入戶管道采用PE管道，熱熔連接，進戶管按每戶10 m計算，管徑φ20 mm，安裝水表、龍頭、立桿，洗漱池，設龍頭保護墩并刷涂料。

4 結論

本文針對灞橋區席王街道辦官廳村飲水問題，開展供水工程設計，確定設計日最高時用水量49.54 m3/h，取水井深180 m，井徑(內徑)Φ600 mm，水泵選用200QJ32-243-18.5，滿足了當人飲對水資源的需求，為后續的相關工程提供借鑒與參考。