實(shí)例探析人飲工程設(shè)計(jì)

□郭先權(quán)(貴州遵義市習(xí)水縣寨壩鎮(zhèn)水利站)

寨壩鎮(zhèn)友誼村生期灣占地群眾的人畜飲水主要是在就近田邊土角取水，該區(qū)內(nèi)上壩組于2004年修建的簡(jiǎn)易飲水工程已經(jīng)報(bào)廢。近年由于干旱嚴(yán)重，群眾在干旱季節(jié)只得到附近的溪流中取水，嚴(yán)重影響了群眾的生產(chǎn)生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。寨壩鎮(zhèn)友誼村生期灣人飲工程需新修50m3清水池2口，鋪設(shè)輸、供水管13.34 km，安裝緩釋消毒器2套，工程總投資27.36萬(wàn)元。資金來(lái)源為小型水庫(kù)移民困難問(wèn)題項(xiàng)目資金。

1.工程概況

寨壩鎮(zhèn)友誼村生期灣人飲工程項(xiàng)目規(guī)劃為解決友誼村上壩、東升、青杠坪三組612人的飲水安全問(wèn)題。設(shè)計(jì)目標(biāo)年（2021年）638人進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。綜合考慮日變化系數(shù)為1.5，日最大需水量為93.54m3/d，由于水量充足，按最大日需水量的100%修建水池，因此選擇設(shè)計(jì)水池蓄水量為100m3。該工程屬小型集中式供水工程。

1.1 地理位置

寨壩鎮(zhèn)友誼村生期灣人飲工程供水區(qū)位于海拔1154～891 m之間。友誼村生期灣位于寨壩鎮(zhèn)東北部，距寨壩鎮(zhèn)政府所在地16km，該區(qū)域內(nèi)共有3個(gè)村民組148戶612人。該區(qū)屬小（二）型水庫(kù)-生期灣水庫(kù)占地涉及村組，占地影響54戶215人，區(qū)內(nèi)其他人口94戶397人。

1.2 氣候、水文條件

寨壩鎮(zhèn)氣候四季分明，冬無(wú)嚴(yán)寒、夏無(wú)酷署，多年平均氣溫14.1℃，多年平均降雨量1113mm，降雨主要集中在5-10月份，其降雨量約為全年降雨量的80%。

1.3 社會(huì)經(jīng)濟(jì)

該項(xiàng)目區(qū)地處友誼村邊界地帶，比較偏遠(yuǎn)，只有一條簡(jiǎn)易公路通到該地區(qū)，基本上屬于晴通雨阻。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的群眾都是以傳統(tǒng)的種植水稻、玉米和傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)為主，農(nóng)民收入極大地靠外出務(wù)工收入，農(nóng)民人均純收入低于全鎮(zhèn)平均水平，很多群眾還生活在貧困線以下。

1.4 工程地質(zhì)

該項(xiàng)目區(qū)地處習(xí)水山脈地帶，位于黔北高原西北部，地勢(shì)呈東高西低狀，區(qū)內(nèi)以巖溶地貌為主，其山脈組合特征為東西走向，與槽谷相間近似平行排列，屬于低山侵蝕、溶蝕地貌，地勢(shì)切割較深。管線線路主要沿人行路及簡(jiǎn)易公路邊布置，地勢(shì)總體呈一定坡度，沒(méi)有跨越大的河流、峽谷及絕壁等，管線基礎(chǔ)多為泥土，僅有少數(shù)直接裸露于巖石上，供水管線路沿途地形地質(zhì)條件較好。

1.5 人均綜合用水量

本工程設(shè)計(jì)目標(biāo)年為10年，設(shè)計(jì)人口612人，設(shè)計(jì)供水規(guī)模100m3/d，人均綜合用水量 =設(shè)計(jì)規(guī)模 /設(shè)計(jì)人口=100/612=0.163m3/d。

2.供水方案及工程總體布置

2.1 供水方案

項(xiàng)目區(qū)居民居住位置都在生期灣水庫(kù)以下，供水方案采用從水庫(kù)引水，通過(guò)供水調(diào)節(jié)池連接管網(wǎng)直接進(jìn)行供水。

2.2 工程總體布置

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)水源點(diǎn)位置、地形特點(diǎn)、人口分布特點(diǎn)和建筑物情況，工程總體布置為：取水系統(tǒng)→水處理系統(tǒng)→供水調(diào)節(jié)池→配水管網(wǎng)→用戶。

從生期灣水庫(kù)引水，分兩條管道，一條至上壩、東升組，一條至青杠坪組。分別經(jīng)消毒處理后進(jìn)入供水調(diào)節(jié)池，通過(guò)兩供水池向居住地農(nóng)戶鋪設(shè)管網(wǎng)供水。

2.3 凈水工藝

該項(xiàng)目水源為水庫(kù)取水，雖然現(xiàn)階段水庫(kù)上游植被好，無(wú)污染，庫(kù)內(nèi)無(wú)人工養(yǎng)殖生物，且水庫(kù)內(nèi)水經(jīng)習(xí)水縣衛(wèi)生防疫站檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足GB5749—2006《生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，但考慮該水庫(kù)除險(xiǎn)加固后的使用、養(yǎng)殖等，因此該項(xiàng)目水質(zhì)處理采用緩釋消毒器自動(dòng)投放消毒藥對(duì)水質(zhì)進(jìn)行消毒處理。

3.工程設(shè)計(jì)

3.1 取水建筑物

該項(xiàng)目取水在生期灣水庫(kù)庫(kù)內(nèi)，根據(jù)目前水庫(kù)結(jié)構(gòu)情況，直接從放水涵洞將水管從最低放水孔插入水庫(kù)，在水庫(kù)內(nèi)設(shè)置一個(gè)攔污箱體取水。

3.2 供水調(diào)節(jié)池

3.2.1 水池容積確定

生期灣人飲工程供水區(qū)最高日用水量為93.54m3，由于供水區(qū)分布在兩條山梁上，兩邊人口分布相差不大，且供水區(qū)內(nèi)住戶海拔高差比較大，因此確定采用兩個(gè)容積均是50m3/口、尺寸為5m×5m×2m相同大小的供水調(diào)節(jié)池分片供水。

3.2.2 水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

水池基礎(chǔ)經(jīng)開(kāi)挖后巖層為灰?guī)r或老土，水池附近多巖石，因此池墻采用M10漿砌條石砌筑成，內(nèi)側(cè)直，墻頂寬0.5m,底寬1m,高2m,水池內(nèi)側(cè)采用10cm厚C15混凝土防滲，底板采用20cm碎石墊層現(xiàn)澆20cm厚C15混凝土防滲，池頂采用C20鋼筋混凝土現(xiàn)澆板蓋頂。

水池邊墻穩(wěn)定計(jì)算：

由公式：K=M抗/M傾（K≥1.1)

運(yùn)用試算法計(jì)算：(條石容重取2.3T/m3）

M抗=M△抗+M□抗=0.5×（1-0.5）×2.4×2.3×（1-0.5）/3+2.4×0.5×2.3×[（1-0.5)+0.5/2]=0.23+2.07=2.3T·m

M傾=0.5×2.4/2×2.4/3×1=0.48T·m

則K＝2.3/0.48=4.79>1.1

滿足抗傾穩(wěn)定要求。開(kāi)挖時(shí)邊墻設(shè)置齒墻基礎(chǔ)，故不考慮抗滑穩(wěn)定性。

3.3 管網(wǎng)設(shè)計(jì)

3.3.1 管網(wǎng)布置

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的地形特點(diǎn)，從生期灣水源點(diǎn)A引流分兩條線分別進(jìn)入兩個(gè)供水調(diào)節(jié)池：1#和平供水池和2#巖上供水池；1#供水池以下分4條線路供水，第一條從節(jié)點(diǎn)B至C，供水人口58人，第二條從節(jié)點(diǎn)D至青杠坪E，供水人口54人，第三條從節(jié)點(diǎn)D至大石包F，供水人口132人，第四條從節(jié)點(diǎn)D至G，供水人口62人。2＃巖上供水池以下設(shè)一條主管和兩條分線供水，分別是主管至H，供水人口328人，然后分東升和上壩兩條支管，東升線路供水人口236人，上壩線路供水人口118人。

3.3.2 管道設(shè)計(jì)

1#和平水池：供水設(shè)計(jì)人口310人，配水管最高日設(shè)計(jì)流量0.702L/s。

2#巖上水池：供水設(shè)計(jì)人口328人，配水管最高日設(shè)計(jì)流量0.742L/s。

根據(jù)各管段供水人口計(jì)算的流量、管道長(zhǎng)度、節(jié)點(diǎn)水壓高程，采用公式i=0.000915Q1.774/d1.774(i-單位管長(zhǎng)水損、Q-管段流量、d-管道內(nèi)徑），經(jīng)反復(fù)試算，從而確定供水管管徑。

3.3.3 金屬結(jié)構(gòu)及安裝

由于本工程海拔高差較大，有的超過(guò)了100m，因此須增設(shè)減壓閥，在輸配水管的首尾部設(shè)控制閘閥，方便檢修，在水池底部設(shè)排污閥。

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