茅畬鄉(xiāng)農(nóng)村飲用水安全分析及系統(tǒng)方案探討

戴淑君

(臺州市黃巖區(qū)水利局 318020)

1 概況

茅畬鄉(xiāng)位于浙江省臺州市黃巖區(qū)西南部，東接沙埠鎮(zhèn)，南與樂清智仁鄉(xiāng)相鄰，西倚平田鄉(xiāng)，北連澄江街道、北洋兩鎮(zhèn)。全鄉(xiāng)總面積29.61km2。茅畬鄉(xiāng)現(xiàn)轄14個行政村，共4369戶，戶籍總?cè)丝?3652人。該鄉(xiāng)地處半山區(qū)，屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，溫暖濕潤，雨水充足，光照適宜，四季分明。

2 當(dāng)?shù)剞r(nóng)民飲用水現(xiàn)狀及存在的主要問題

茅畬鄉(xiāng)現(xiàn)無凈水廠，因地處山區(qū)，大部分村直接抽淺層地下水，部分村自行從溪流直接引水至用戶，也并未經(jīng)過凈化處理，用水安全得不到保證。近幾年來鄉(xiāng)鎮(zhèn)各項企事業(yè)迅速發(fā)展，生活水平不斷提高，用水量急劇增加，局部地表水及淺層地下水已受到生活污水和工業(yè)的嚴重污染，且水量受天氣等因素影響較大，供水保證率很低。由于儲水點分布不均勻，引起上游用水過剩，而下游缺水或無水，時常發(fā)生水事糾紛，飲用水問題已成為茅畬鄉(xiāng)村民生活的主要難題，水質(zhì)、水量等根本不能滿足日益增長的需求，嚴重制約了當(dāng)?shù)厣鐣徒?jīng)濟的發(fā)展，因此解決飲用水問題已迫在眉捷。

3 供水規(guī)模分析

3.1 供水規(guī)模確定方法

確定方法有人均綜合用水量指標(biāo)法、工業(yè)用地面積計算法和根據(jù)用水定額項計算法。根據(jù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水工程受益人口及工業(yè)等情況，采用人均日生活用水量和其他綜合用水量計算。

3.2 供水規(guī)模的計算和預(yù)測

a.設(shè)計用水規(guī)模根據(jù)供水范圍內(nèi)的最高水量、供水范圍、設(shè)計年限、用水人口確定。供水范圍內(nèi)的用戶給水設(shè)備類型使用比較混亂，給水龍頭、衛(wèi)生設(shè)備、淋浴設(shè)備情況不一，根據(jù)現(xiàn)狀的調(diào)查了解及對未來的預(yù)測，近期定最高日用水量為160L/人，生活用水時變化系數(shù)為1.5，日變化系數(shù)為1.2。供水范圍全鄉(xiāng)涉及12個行政村，余兩個山頭村未計入，供水范圍涉及現(xiàn)狀人口13379人。

b.其他綜合用水量取最高生活用水量的50%計算。

c.設(shè)計年限以近期為主，設(shè)計年限10年。

d.用水人口增長近期取自然增長率為6‰，機械增長率為10‰。

設(shè)計供水人口A采用以下公式計算

式中 B——固定人口;

R——人口增長率，值為自然增長率加機械增長率;

n——規(guī)劃設(shè)計年限。

依上式求得近期設(shè)計人口為15681人。

e.最高日設(shè)計用水量

最高日用水量包括:最高日生活用水量和其他綜合用水量。據(jù)此求得近期最高日用水總量為3763m3。考慮人口增長、工業(yè)發(fā)展、公共建筑用水、綠化用水、消防用水、及水廠自身用水等因素，供水設(shè)施作為該區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施之一，應(yīng)適度超前，近期供水規(guī)模確定為最高日用水量4000m3。

4 供水水源分析

4.1 供水水源的選擇原則

選擇水源的原則一般有以下幾個方面:

a.所選水源應(yīng)當(dāng)水質(zhì)良好，水量充沛，便于防護。

b.優(yōu)先選擇地表水源，若選擇地下水源時，應(yīng)優(yōu)先開發(fā)淺層水，合理開發(fā)深層水，淺深層開發(fā)相結(jié)合。

c.地表水源與地下水源相結(jié)合，集中與分散相結(jié)合，建立多水源給水系統(tǒng)。

d.選擇水源時，必須配合經(jīng)濟計劃部門制定水資源開發(fā)利用規(guī)劃，全面考慮，統(tǒng)籌安排，正確處理給水工程與各有關(guān)部門的關(guān)系，以求合理地綜合利用和開發(fā)水資源。

e.選擇水源時應(yīng)考慮與取水工程有關(guān)的其他各種條件。

4.2 現(xiàn)狀水資源分析

全鄉(xiāng)現(xiàn)有一座小(1)型水庫——鳥山水庫，水庫位于九溪流域主流里平坑，集雨面積2.47km2，設(shè)計洪水標(biāo)準50年一遇，校核洪水標(biāo)準500年一遇，總庫容160.76萬 m3，正常庫容153.5萬 m3，自流灌溉面積226.7hm2，建有一座引水式電站，裝機兩臺，每臺250kW。1～10萬m3水庫4座，分別為新丘塘水庫集雨面積0.2km2，庫容1.2萬 m3，灌溉面積15.3hm2;芭蕉坑水庫集雨面積0.4km2，庫容2萬 m3，灌溉面積12.7hm2;紅領(lǐng)巾水庫集雨面積0.5km2，庫容2.16萬m3，灌溉面積26.7hm2;山后灣水庫集雨面積0.08km2，庫容2萬m3，灌溉面積40hm2。500～1000m3山塘33座;堰壩5處。

供水范圍位于九溪流域，主流為里平坑，主要支流有地下坑、上橫溪、西邊溪、東邊溪、白浦岙溪、大禮岙溪等。境內(nèi)地下水資源曾經(jīng)比較豐富，主要是孔隙潛水，是現(xiàn)狀村民的主要飲用水來源，但隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)各項企事業(yè)的迅速發(fā)展，水資源已受生活污水和工業(yè)廢水的嚴重污染。茅畬鄉(xiāng)地下水治理相對較難，水質(zhì)水量均難以保證，很難達到飲用水水源的標(biāo)準。

現(xiàn)地下水已無法作為水源，考慮采用地表水。九溪上游溪坑地表水水質(zhì)較好，有一定集雨面積，水量較豐富，作為水廠主要供水水源，在溪坑水不足時，以鳥山水庫水作為補充，提高供水保證率。溪水及水庫水均作為水源，兩處聯(lián)合運行，以此解決全鎮(zhèn)規(guī)劃范圍內(nèi)的農(nóng)民飲用水及工業(yè)用水問題無疑是目前較理想的選擇。

4.3 水量分析

規(guī)劃水源取水點集雨面積4.48km2，年徑流深1300mm，由 CV=0.37，CS=3.5CV，查得 KP=95%=0.5535;則年徑流量為322萬m3;供水年用水量為:146萬m3＜322萬m3;供水50天抗旱需水量為20萬m3。

取水點按95%保證率來水量為322萬m3，而年需水量按最高日用水量4000 m3，全年需水146萬m3，故來水量能滿足需水要求。而50天抗旱需水量為20萬m3，要求鳥山水庫預(yù)留20萬m3水作為抗旱時用。

5 系統(tǒng)方案

5.1 水源工程位置及壩型

規(guī)劃以九溪溪水和鳥山電站發(fā)電尾水共同作為水源，鳥山電站發(fā)電尾水渠底高程為50.9m，則集水池頂高程應(yīng)低于50.9m才能實現(xiàn)自流，九溪攔水堰位置應(yīng)高于50.9m。經(jīng)實地踏勘并考慮一定庫容，在九溪上游高程52.0m處建攔水壩，壩型采用混凝土灌砌石重力壩，壩頂溢流。最大壩高4m，壩頂長30m，設(shè)計蓄水量4000m3，取水口高程52.8m。

5.2 取水方案

水源以九溪上游溪坑水作為主要水源，鳥山水庫水作為補充水源。規(guī)劃在九溪上游52.0m高程處建一條攔水壩，由引水渠道引溪坑水至水廠集水池，同時另一渠道引鳥山水庫發(fā)電尾水至集水池，再從集水池提水到凈化裝置進行凈化處理，再由水廠清水池接輸配水管網(wǎng)至各村戶。

5.3 凈水廠工程方案

為減少管路損失，保證水壓，凈水廠廠址設(shè)于鳥山電站發(fā)電尾水出水口附近，該處位于九溪右岸，現(xiàn)地面高程47～48.3m，利用該地勢大部分村能采取重力供水，而局部不能重力供水的位置則采用局部加壓，避免因局部地方不足而使整個管網(wǎng)壓力加大。

凈水工藝的流程主要取決于原水水質(zhì)情況和要求處理的程度。本著工藝流程適合、技術(shù)成熟、凈化處理構(gòu)筑物運行可靠和便于管理的原則，根據(jù)茅畬鄉(xiāng)特殊的地形地貌特征，結(jié)合水源水質(zhì)情況，提出處理工藝流程如下圖所示:

處理工藝流程圖

該方案工藝比較成熟，操作方便，維護工作量少，造價較低，比較適合實際情況。原水經(jīng)輸水管引水至凈水廠集水池，再經(jīng)過管道混合器加藥之后進入過濾池過濾，過濾后出水經(jīng)消毒后再進入清水池，由清水池向廠外管網(wǎng)直接供水。

5.4 供水管網(wǎng)布置方案

供水管網(wǎng)布置的合理與否關(guān)系到供水是否安全，以及工程投資和管網(wǎng)運行費用是否經(jīng)濟。供水管網(wǎng)布置時應(yīng)遵循下列基本原則:

a.根據(jù)規(guī)劃布置管網(wǎng)，并留有發(fā)展余地。

b.布置在整個供水區(qū)內(nèi)，并滿足用戶對水量和水壓的要求。

c.管網(wǎng)供水應(yīng)安全可靠，當(dāng)局部管線發(fā)生故障時，應(yīng)盡量減少斷水范圍。

d.管線布置力求管短，盡量減少特殊工程，以降低管網(wǎng)工程投資和日常供水費用。

根據(jù)茅畬鄉(xiāng)特殊的地形，若全部采用重力供水，成本大且管網(wǎng)安全性低，所以考慮采用大部分重力輸水，局部加壓的方式。根據(jù)供水范圍內(nèi)村莊的地理位置，確定輸水管線高程，輸水管線基本沿公路布設(shè)，能重力供水的區(qū)域，中途不設(shè)加壓泵房等設(shè)置，直接自水廠由高至低重力供水，局部支管末端靠山腳地勢相對較高、水壓不足處需二次加壓，增設(shè)加壓管道泵增加供水壓力，由水泵提水至高位水池再供水。

6 結(jié)語

由此，茅畬鄉(xiāng)全鄉(xiāng)自來水供水普及率可達98%，供水保證率可達95%，近期供水能力達到4000m3/天，水質(zhì)達到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準要求，最高日生活用水量達160L/人，改善農(nóng)村飲水困難村12個，受益人口達13379人。