集中供水的工程設(shè)計論文
1工程概況和背景
南陽鎮(zhèn)強(qiáng)家村位于扶風(fēng)縣城東北約22.0km處，地勢北高南低，海拔高程在700m左右。項目區(qū)地處內(nèi)陸，屬暖溫帶大陸性氣候區(qū)。項目區(qū)涉及人口2748人、773戶。共有耕地4800畝，人均耕地1.75畝，農(nóng)作物種植種類以小麥、玉米為主，經(jīng)濟(jì)作物有蘋果、辣椒等。除傳統(tǒng)的家庭散養(yǎng)外，養(yǎng)殖業(yè)有了一定的發(fā)展，強(qiáng)家村現(xiàn)有百頭以上豬場2個，2009年農(nóng)民人均純收入3800元。項目區(qū)內(nèi)目前無統(tǒng)一供水工程設(shè)施，群眾飲水主要以村內(nèi)原有的一口農(nóng)用機(jī)井和從鄰村拉水為主。逢農(nóng)忙、雨雪天，群眾吃水問題顯的尤為突出，農(nóng)用機(jī)井由于取用的是淺層地下水，現(xiàn)狀供水能力只能滿足基本生活要求，無法滿足項目區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和群眾生產(chǎn)生活水平發(fā)展對水的更高需求。隨著項目區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人口的不斷增長，群眾生活用水量和養(yǎng)殖業(yè)用水量增加，現(xiàn)有的供水方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)新農(nóng)村快速發(fā)展要求，按照國家實施飲水安全“十一五”規(guī)劃要求，設(shè)計新建區(qū)域集中供水工程已勢在必行。
2集中供水工程設(shè)計要點
2.1供水對象和需水量預(yù)測
供水區(qū)設(shè)計供水人口2889人，設(shè)計供水面積3.0km2。項目區(qū)現(xiàn)狀水平年為2009年，設(shè)計水平年為2019年，遠(yuǎn)期設(shè)計年為2029年。項目供水區(qū)涉及強(qiáng)家村的6個村民小組，現(xiàn)狀供水人口2748人，設(shè)計供水人口2889人。通過對供水范圍用戶的實地調(diào)查了解情況，結(jié)合供水工程實際情況和村民生活習(xí)慣與用水狀況，綜合考慮項目區(qū)未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)相關(guān)規(guī)定確定有關(guān)用水參數(shù)。其主要參數(shù)如下：居民生活用水量W=Pq/1000，其中P為設(shè)計用水居民人數(shù)2889人；q為最高日居民生活用水定額，結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w情況取均值60.00L/d人，所以最終W=2889×60.00/1000=173.34m3/d。由于缺乏資料，根據(jù)規(guī)范建議的范圍，考慮當(dāng)?shù)匕l(fā)展情況，公共建筑用水量取居民生活用水量的10%，計算得W×10%＝17.33m3/d。結(jié)合當(dāng)?shù)匕l(fā)展情況，管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見水量之和=按上述用水量之和的10%取值=19.07m3/d。根據(jù)上述計算確定最終供水規(guī)模（即最高日供水量）=居民生活用水量+公共建筑用水量+管網(wǎng)漏失水量及其它未預(yù)見用水量=209.74m3/d；最高日平均時供水量＝8.74m3/h；最高日最高時供水量Qmax=khQcp=21.85m3/h；年平均供水量Qa=365×Qd/kd=5.10萬m3。預(yù)測到2019年，項目區(qū)設(shè)計日最大需水量209.74m3/d。
2.2區(qū)域水資源概況
強(qiáng)家村無地表水源，項目區(qū)內(nèi)的淺層水水質(zhì)污染較嚴(yán)重，已不能做為飲用水源�？蛇x用的水源主要為深層地下水，淺層地下水主要受大氣降水及地表水灌溉入滲補(bǔ)給，淺井涌水量一般為10m3/h~25m3/h，潛水儲藏量較豐富；承壓水主要受上游河流徑流及洪積扇底部地下水徑流補(bǔ)給，深井涌水量一般為30m3/h~40m3/h，含水層巖性為砂礫石，承壓水頂板埋深120m~130m，承壓水儲藏量豐富。項目區(qū)深層承壓地下水水質(zhì)良好，沒有超采。從當(dāng)?shù)貙嶋H出發(fā)，確定以深層承壓水為水源，根據(jù)水文地質(zhì)資料及鄰村已成井?dāng)?shù)據(jù)分析，打180ｍ深機(jī)井，水泵安裝深度140ｍ，出水量大多可在40m3/h～45m3/h左右，其水質(zhì)符合二級標(biāo)準(zhǔn)，可以以地下水作為項目區(qū)供水水源。項目區(qū)開采模數(shù)為3.30萬m3/km2，補(bǔ)給模數(shù)2.82萬m3/km2。該區(qū)地下水年總補(bǔ)給量3.0km2×2.82萬m3/km2=8.46萬m3，可開采量3.00km2×3.30萬m3/km2=9.90萬m3，該區(qū)年均需水量5.10萬m3。因此，到2019年該區(qū)地下水可以滿足供水工程需要。
2.3集中供水工程設(shè)計
為了改善項目區(qū)現(xiàn)狀，實行統(tǒng)一集中供水，主供強(qiáng)家村全部生產(chǎn)生活用水，按照可持續(xù)發(fā)展原則，保證鄉(xiāng)村居民飲用水的`安全性，在水源統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)上，近遠(yuǎn)期相結(jié)合，并為以后的發(fā)展留有余地。本工程總體布置按水源選擇方案，采用深層承壓地下水水源，新建清水池作為調(diào)蓄設(shè)施，用戶利用變頻調(diào)速恒壓設(shè)施供水，按樹枝狀布設(shè)管網(wǎng)。
2.3.1水源工程設(shè)計
本工程設(shè)計新打深機(jī)井1眼，采用深層承壓地下水源，供水保證率高。本次供水設(shè)計最高日供水量為210m3,根據(jù)地下水資料，結(jié)合本次取水要求，打配1眼機(jī)井日供水量可以滿足供水需求。設(shè)計取用深層承壓水，設(shè)計井深為180m，單井出水量不小于40m3/h。設(shè)計為管井,井孔成孔直徑600mm，井壁結(jié)構(gòu)為φ250mm砼井壁管，濾水管采用定型配套產(chǎn)品，含水層厚度按井深度的30%左右考慮，濾料為φ4mm～8mm礫石，要求級配合理。根據(jù)已成井資料，該區(qū)域深層承壓水層靜水位埋深130m，動水位埋深80m，單井出水量40m3/h～45m3/h。本次設(shè)計配套200QJ32-195/15潛水泵1臺，水泵安裝深度140ｍ，每小時抽水量32m3，功率30kw。
2.3.2輸水線路及管材選擇
本設(shè)計輸水線路按樹枝狀布設(shè)兩條獨立系統(tǒng)。輸水管線管材選擇：本次設(shè)計通過對PE管、鋼管、球墨鑄鐵管、UPVC管比較分析可以看出，UPVC塑料給水管自重小，韌性好，適應(yīng)性強(qiáng)，基礎(chǔ)費用和安裝難度小，管徑相對較小，單位綜合造價低。鋼管的使用壽命在很大程度上取決于鋼管內(nèi)外防腐層的材料和施工質(zhì)量。球墨鑄鐵管易結(jié)垢，鋼度大，有內(nèi)襯可使用30年以上，選用管徑較大，安裝費用較高。PE管綜合造價相對UPVC塑料給水管偏高。通過分析比較，本次設(shè)計選用UPVC塑料給水管作為主要管材。本工程主管網(wǎng)布置根據(jù)農(nóng)戶居住情況，管網(wǎng)布設(shè)兩條，管徑為Φ110mm~Φ32mmUPVC管,主支管網(wǎng)總長13.57km。
2.3.3配水系統(tǒng)及管道布置
根據(jù)項目區(qū)用水現(xiàn)狀和近遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃，為提高供水可靠性，采用清水池調(diào)蓄，變頻調(diào)速恒壓設(shè)施加壓供水，配水管網(wǎng)設(shè)計管材選擇UPVC塑料給水管，管網(wǎng)以樹枝狀為主布設(shè)，使項目區(qū)配水管網(wǎng)滿足日供水210m3的要求。在輸、配水管網(wǎng)建設(shè)過程中，與管網(wǎng)配套的閥門、閥門井等附屬設(shè)施也應(yīng)同時建設(shè)，保證管網(wǎng)的安全供水，便于管網(wǎng)的維護(hù)和管理。為便于供水管網(wǎng)管理，根據(jù)管網(wǎng)運(yùn)行情況分別設(shè)置檢修閥門，閥門布置位置結(jié)合重點配水支管及村組居住情況設(shè)置。管網(wǎng)最不利點的服務(wù)壓力按0.09MPa水柱設(shè)計。該工程最高日用水量為210m3/d,故主管道設(shè)計流量為Q=210×2.5/24=21.85m3/h=6.07L/s。支管網(wǎng)流量根據(jù)人均用水權(quán)值和各管段用水大戶配水流量計算確定。管道設(shè)計經(jīng)濟(jì)流速0.6m/s～1.2m/s。管道管徑根據(jù)設(shè)計流量和設(shè)計流速確定為d=18.8cm。管網(wǎng)沿主干路一側(cè)布設(shè),管溝寬0.5m、埋深1.2m，管床用原土夯實即可。管網(wǎng)根據(jù)規(guī)范、村組居住情況，設(shè)置控制閥門。管材選用φ32mm~φ110mmUPVC給水管,管材連接采用配套專用管件連接,管材公稱壓力0.6MPa～1.0MPa，敷設(shè)管道13.57km。
3工程經(jīng)濟(jì)效益分析
3.1工程投資概算
扶風(fēng)縣南陽鎮(zhèn)強(qiáng)家村集中供水工程涉及供水人口2748人。主要工程量為：新打180m深機(jī)井1眼，配套200QJ32-195／15潛水泵1臺，KLD-3.7kW變頻調(diào)速恒壓自動供水設(shè)備1臺，新建100m3清水池一座，新建、加壓泵房、加氯間1座73m2，敷設(shè)管道13.57km，控制閘閥6個，建內(nèi)徑1.5m的閘閥井6座。開挖回填土石方1.57萬m3，澆筑砼21.50m3，安裝管道13.59km；工程所需水泥26.5t、砂子34m3、石子42.9m3、鋼材0.7t、木材0.1m3，投入勞動工日5969個。工程總投資149.25萬元，其中建筑工程117.50萬元，機(jī)電設(shè)備安裝工程17.47萬元，臨時工程0.47萬元，其他費用7.03萬元，預(yù)備費用6.77萬元。本項目總投資149.25萬元，計劃利用國家投資126.83萬元，市縣配套資金14.92萬元，剩余7.49萬元為群眾自籌。
3.2工程效益分析
本工程供水規(guī)模為210m3/d，設(shè)計年供水量5.10萬m3。工程年水費收入計算按抽水成本2.13元/m3，國民經(jīng)濟(jì)評價建議水價按2.50元/m3計算。年可節(jié)約醫(yī)療費按規(guī)劃解決人口每人每年節(jié)約6元計，節(jié)約勞動力費用按每戶每天節(jié)約0.15個工日，每工日7元，節(jié)約天數(shù)200天計算。另外庭院經(jīng)濟(jì)每戶每年收入平均按20元計算。本工程效益計算表見表1。通過計算項目供水成本和供水效益，并進(jìn)行項目國民經(jīng)濟(jì)評價，得出項目經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為18.54%，大于社會折現(xiàn)率12%；經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值為62.46萬元，大于零；經(jīng)濟(jì)效益費用比大于1。因此可看出本項目在國民經(jīng)濟(jì)上是合理的。通過從項目國民經(jīng)濟(jì)評價分析成果來看，本工程項目各項指標(biāo)符合供水工程建設(shè)指標(biāo)要求，充分說明本工程初步確定的水價是可行的，通過調(diào)查，群眾也可以接受。
4結(jié)論和建議
根據(jù)水價分析計算的國民經(jīng)濟(jì)、環(huán)境影響評價的結(jié)果，以及項目區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀來看，我們認(rèn)為該工程項目投資收益率較高，投資回收年限短，是一個技術(shù)條件優(yōu)良、投資條件優(yōu)越、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著的工程項目，具備立項建設(shè)的條件。
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