蛟河市前進(jìn)鄉(xiāng)平地溝村及林校農(nóng)飲工程設(shè)計(jì)

喬金錄 潘桂清 陶金宇 關(guān)琳

［摘要］本文以蛟河市平地溝村、林校水源工程為例，闡述了工程的基本情況，山上集水箱壩址的確定，工程結(jié)構(gòu)形式，集水井布置，論述了以截山上河流做為供水水源的方案；減壓排氣井、閘閥控制井、檢修井；設(shè)計(jì)運(yùn)用方法。

［關(guān)鍵詞］截河流；重力水；集水井反濾料；給水管網(wǎng)及結(jié)構(gòu)物的布置

1、工程概況：

該工程為農(nóng)村飲水安全項(xiàng)目的自來水建設(shè)工程，建設(shè)目的是解決平地溝395戶，社員群眾1283人，大牲畜1259頭、林校職工1000人的生活用水的問題。工程總建設(shè)面積26120㎡。

平地溝村、林校兩處工程，共用一處水源，單獨(dú)建設(shè)管網(wǎng)。水源地到平地溝村距離為8.6km,水源地到林校距離為7.3km。水源地位于前進(jìn)鄉(xiāng)林校東大坡山上的砬子溝河源的上游，攔河壩設(shè)在山上原有的整體巖石的圓盤上，此處河道過水?dāng)嗝孀钚?，有利于結(jié)構(gòu)物的防滲處理，海拔高程為658.84m，集雨面積為3.1km2.目前吉林省尚無該等級(jí)河流的水文資料可查證。自來水管線貫穿于林校77、78、89、90、92、93六個(gè)林班，集水井、閘閥井、排氣減壓井、控制閘閥井、蓄水池、大口井、檢修井、供水管網(wǎng)等結(jié)構(gòu)物沿線布置在山上的林間空地上，不損壞林木，對(duì)林地植被輕度損壞。

水源論證：

根據(jù)吉林市物探工程師田雨農(nóng)所作的《蛟河市前進(jìn)平地溝地下水物探報(bào)告》結(jié)論：巖性分析，在本測(cè)區(qū)內(nèi)巖性為花崗巖和破碎，其結(jié)構(gòu)上部為土層，卵石層，下部為基巖風(fēng)化殼基巖裂隙，基巖完整，由于在沖積層形成時(shí)，大量泥土填充在含水層的裂隙中，所以地下水并不豐富。在無地下水可開采的情況下，只能考慮取地表水的水源形式：引河水、大口井。

砬子溝水源地實(shí)地調(diào)查，當(dāng)時(shí)被調(diào)查的平地溝的老跑山的社員及林校的員工都說該水源好，常年四季不斷流，水好喝，水量充沛，肯定沒啥問題，村里幾代人都渴望把水源建設(shè)在該地點(diǎn)，喝到純天然的、無污染的放心水。據(jù)說在1953年，小砬子溝發(fā)生過山嘯，形成了巨大的泥石流。這情況的發(fā)生說明了該流域范圍內(nèi)水資源量充沛。2011年主汛期的7、8、9三個(gè)月內(nèi)，蛟河地區(qū)連續(xù)干旱，與砬子溝相臨近的河溝都枯干了，唯有砬子溝河的河水清澈長流，從而驗(yàn)證了調(diào)查結(jié)果。

設(shè)計(jì)最高日用水量為878.26m3/d，每秒出流量為10.15L/s。實(shí)地測(cè)算枯水季節(jié)來水量為345L/s。是取水量的33.99倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)用水量，水源水量有保證。

但該水源在每年的冬季1-3月水量偏小，有沿流冰出現(xiàn)，影響取水量的供應(yīng)，需要大力加強(qiáng)建后管理。在下游林校有自備水源可做備用水源，供林校冬季枯水期使用；在林校自備水源上游270m處，是三條河流的交匯點(diǎn)，上游集雨面積為41km2，水量充沛，在此處新設(shè)大口井1座及河下攔河壩1座，做為平地溝村的第二水源，以保證解決枯水季節(jié)平地溝村群眾用水問題。水源保證率大于95%，水質(zhì)經(jīng)過蛟河市防疫站檢測(cè)結(jié)果：水質(zhì)優(yōu)良。

2、設(shè)計(jì)方案：

2.1、集水井水源工程：集水井工程是整個(gè)工程的核心、重點(diǎn)、關(guān)鍵、難點(diǎn)部位。工程位置在東大坡上游的砬子溝河流主河道上，地面高程為658.84m,蓄水池地面高程為441m，高差為217.84m，水平投影距離為3136m，DN110PE主管線鋪設(shè)距離為5000m。林校地面高程為404.64m，林校水罐地面高程為424.44m，山上水源與林校水罐地面高差為234.40m;與林校地面高差為254.20m；平地溝村地面高程為384.07m，與平地溝村東頭檢修井地面高差為274.77m。根據(jù)實(shí)地勘察，確定該工程采用箱式與U型砼墻相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，在主河流的北側(cè)截水，集水箱的結(jié)構(gòu)尺寸為長×寬×高，4.6×1.6×1.8m，集水箱的砼底板頂板邊墻厚度均為0.3m，在集水箱內(nèi)設(shè)給水引管，管頭采用已經(jīng)鉆好孔眼的白鋼護(hù)罩處理，防止雜物被吸進(jìn)供水管內(nèi)；砼墻的結(jié)構(gòu)尺寸寬0.3m，平均高為2.6m，總長度為21.5m，抬高河道水位3.1m，在U型區(qū)的中心設(shè)兩根平放，直徑1m的水泥花管做為集水滲井的導(dǎo)水滲管，在滲管的管頭及上面做反濾，在滲管管頭設(shè)1.2×1.2m的鋼筋網(wǎng)，間距為6cm的正方形布置，并做反濾5層，從里至外，厚度為40cm，高度1.2m，反濾料河卵石的粒徑分別為為10—20cm、4—8cm、2—4cm、反濾專用無紡布、中細(xì)砂。在集水井的上面采用反濾料：河卵石的粒徑分別為為10—20cm、4—8cm、2—4cm、反濾專用無紡布、中細(xì)砂。以達(dá)到保證水質(zhì)、水量的效果。

滲水濾管作用。主要用以截取河流滲透水和潛流水，其出水量多，具有季節(jié)性變化的特點(diǎn)，一般枯水期出水量小，富水期出水量大。在計(jì)算滲管的出水量時(shí)，應(yīng)考慮枯水期內(nèi)的最低流速大于不淤流速，當(dāng)截取河流滲漏水時(shí)，滲管有一定的凈化作用，其凈化效果與河水濁度及人工濾層結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般可除去懸浮物70%以上，出去細(xì)菌70-95%，除去大腸菌70%以上。

適用條件。含水層厚度大于2m，最大4-6m，透水性較好，一般滲透系數(shù)大于10-20m/d,地下埋深不大且變化幅度較小，枯水期地下水位埋深不低于3m，在嚴(yán)寒地區(qū)河谷中含水層較薄的地帶，靠近岸邊的滲管應(yīng)布置在河岸穩(wěn)定、河水較清、水流較穩(wěn)且有一定沖刷力的直線段或凹岸。

由于山路陡峭，上下高差較大，施工難度是相當(dāng)大的，材料運(yùn)輸特別困難，決定采用林業(yè)采伐用的“爬山虎”做為運(yùn)輸機(jī)械，一次最多只能運(yùn)送1.5t的材料上山，往返時(shí)間需4小時(shí)左右。需要往山上運(yùn)送地方三材總量為89m3，其中：10—20cm的卵石10m3，4—8cm的卵石26m3， 2—4cm的礫石15m3，河砂35m3，水泥6.5t，鋼筋1.46t，板方材等，預(yù)計(jì)運(yùn)送材料的時(shí)間需25-30天，材料運(yùn)到山上后，施工期需要7天，（未考慮雨天情況）。運(yùn)輸?shù)缆纷咴瓉淼牟伤勺佑玫睦系?

2.2 冬季河道沿流冰處理：在山上的主河道上的河底面搭砌河水流動(dòng)通道，讓水在下邊流淌，上面鋪砌干砌塊石封頂面，寬6m，厚度為70cm，長度根據(jù)地勢(shì)確定為30m.盡量做到順式平整，減少凸起量及清除垂直水流方向的橫向倒木，因?yàn)槎鞕M向倒木易掛冰，形成沿流冰湖面，出現(xiàn)水在冰上流淌的情況。

2.3 控制閘閥井：在集水箱下游30m處，設(shè)直徑為110控制總閘閥，目的控制主管線的配水量，減輕管線的疲勞強(qiáng)度。配件有閘閥、法蘭、法蘭頭、固定螺栓組成，閘閥井直徑為1.3m，高2.6m,漿砌石結(jié)構(gòu)。

2.4 排氣減壓井：根據(jù)給水管材招標(biāo)的壓力為8MPa，省里檢測(cè)壓力結(jié)果為12.5MPa，為確保供水主管線安全，根據(jù)現(xiàn)有的地勢(shì)高差設(shè)排氣減壓井2座，1座布置在水平距離為598.8m，地面高程為578.58m處， 1座布置在水平距離為1164.8m，地面高程為498.8m處. 配件有鐵件哈弗接、DN110變DN50正三通、PE熱熔閘閥、DN50變DN32直變、PE熱熔內(nèi)絲、排氣減壓閥，閘閥井直徑為1.3m，高2.6m,漿砌石結(jié)構(gòu)。

2.5分流控制閘閥井：設(shè)在林校苗圃東側(cè)，水平距離為4080m，地面高程為419.00m，將主管線來水量等量分流后，在運(yùn)行中利用閘閥根據(jù)平地溝村及林校用水情況進(jìn)行現(xiàn)場控制。配件有鐵件哈弗接、DN110正三通、90度彎頭、DN110變DN75直變、DN75閘閥、法蘭片、PE法蘭頭、固定螺栓、鐵件哈弗接等，閘閥井直徑為1.3m，高2.6m,漿砌石結(jié)構(gòu)。

2.6蓄水池：對(duì)原有砼結(jié)構(gòu)的蓄水池進(jìn)行維修改造。一是在原蓄水池上增設(shè)上十字型上反梁一處，增加蓄水池蓋板的拉力；二是增設(shè)1m高的檢修孔，三是在檢修孔的西側(cè)增設(shè)溢流孔20×20cm處，四是把原給水管抬高2m，取水管頭設(shè)白鋼濾管，防止雜物吸入供水管內(nèi)，目的是把下游崗梁上的給水逆差消除，形成順坡給水狀態(tài)，有利于供水；五是在蓄水池北側(cè)設(shè)排污設(shè)施，鋪設(shè)排污管線50m，末端采用閘閥控制。

2.7備用水源：由于山上水源在每年的冬季1月中旬以后出現(xiàn)來水量偏小，有沿流冰出現(xiàn)，影響取水量的供應(yīng)，需要考慮枯水季節(jié)的備用水源。因林校有自備水源可做備用水源，供林校冬季枯水期使用；在林校自備水源上游270m處，是三條河流的交匯點(diǎn)，上游集雨面積為41km2，水量充沛，在此處新設(shè)大口井1座，干砌石結(jié)構(gòu)，直徑2m,頂口收至1m,高3.1m, 并做反濾4層，從里至外，厚度為40cm，高度2.2m，反濾料河卵石的粒徑分別為為10—20cm、4—8cm、2—4cm、中細(xì)砂。以達(dá)到保證水質(zhì)、水量的效果。

在原河底以下設(shè)預(yù)制砼板式搭接攔河壩1座，高2m，長15m,砼板厚5cm。用以增加新建大口井的來水量，同時(shí)也形成了一個(gè)地下儲(chǔ)水池，解決極特殊的干旱枯水年水量不足問題。設(shè)控制閘閥井一座，做為平地溝村的第二水源的控制性工程，以保證解決枯水季節(jié)平地溝村群眾用水問題.

3、供水管網(wǎng)及土方工程量

平地溝村：DN63PE管材長4400m, DN32PE管材長3000m, DN20PE管材長48500m, 土方8459m3，檢修井2座；林校：DN110PE管材長5000m, DN75PE管材長1900m, DN63PE管材長1512m, DN32PE管材長800m, DN20PE管材長1000m,土方15800m3，檢修井3座；

4、水源地保護(hù)

禁止在水源上游放牧，建立從水源地至分水嶺的水源保護(hù)區(qū)。禁止人為投毒，藥林蛙、河魚、草蝦等破壞行為，加大宣傳飲水安全水源地保護(hù)的重要性，做到家喻戶曉，人人皆知。

5、建后管理

建立用水戶管理委員會(huì)，明確責(zé)任分工，責(zé)任落實(shí)到具體責(zé)任人。尤其是在冬季的1-3月份，必須委派專人定期到山上水源地檢查沿流冰情況，定期破冰引流，確保水源地的用水量充足。對(duì)供水管沿線上的各個(gè)結(jié)構(gòu)物，要管理到位，選派懂技術(shù)、有能力、會(huì)管理、有責(zé)任心的人管理，防止認(rèn)為破壞公共設(shè)施的情況發(fā)生。

結(jié)束語：該工程與2011年8月18開工，截止2011年9月22日完工，經(jīng)過7天的調(diào)試過程，平地溝村、林校兩地供水正常，水質(zhì)合格，水壓正常，水量充足。經(jīng)過共同努力圓滿的完成了蛟河市農(nóng)村飲水安全平地溝村、林校工程的施工任務(wù)，當(dāng)清澈可口的清水流入到老百姓家水缸里里的時(shí)候，社員群眾及林校員工們的臉上，各個(gè)露出了滿意的笑容。

經(jīng)過試水運(yùn)行， 證明該工程設(shè)計(jì)科學(xué)合理，施工質(zhì)量合格，水量充足，水質(zhì)達(dá)標(biāo)。為類似采用引山上河水做為水源的工程提供了可借鑒、參考的資料。