合陽縣路井鎮(zhèn)供水改擴建方案探析

王曉東

(合陽縣水務(wù)局,陜西 渭南 715300)

合陽縣路井鎮(zhèn)供水改擴建方案探析

王曉東

(合陽縣水務(wù)局,陜西 渭南 715300)

摘要：合陽縣路井鎮(zhèn)是典型的旱塬區(qū)，現(xiàn)有供水工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低，設(shè)施老化，致使工程不能發(fā)揮正常效益，嚴(yán)重影響了該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高。通過分析路井鎮(zhèn)基本概況和供水現(xiàn)狀，對供水存在的三大問題和供水規(guī)模及水源地的確定進行了探討，提出了路井鎮(zhèn)供水改擴建方案，并對輸水線路進行比較，提出最佳的供水方案，可供其他地區(qū)農(nóng)村飲水工程參考。

關(guān)鍵詞：合陽；旱塬；農(nóng)村供水；建設(shè)；方案

1概況

合陽縣路井鎮(zhèn)位于合陽縣西南23 km處，總面積120 km2。地勢西北高，東南低，海拔高程530～720 m之間。下轄40個行政村，總?cè)丝?.1萬人。路井鎮(zhèn)屬于干旱半干旱季風(fēng)氣候，由于受大氣環(huán)流、緯度和地理條件的影響，該地區(qū)長期干旱少雨，多年平均降水量556.7 mm，多年平均蒸發(fā)量1325 mm[1]。境內(nèi)無河流和水庫可作為飲用水水源，地下水埋藏深度多在200 m以上，不易開發(fā)。由于該地區(qū)水源不足，用水困難，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展。

2供水現(xiàn)狀及存在主要問題

2.1供水現(xiàn)狀

路井鎮(zhèn)供水工程現(xiàn)有深水井2眼，供水量為1652 m3/d，其中1眼位于乳陽村北300 m處，出水量58 m3/h，供16個行政村2.56萬人生活用水。該工程在2002年進行過改建，更換水泵1臺，新建300 m3高位水池2座，同時對水源進行了防氟處理；另1眼深水水源井位于岱堡村北，出水量35 m3/h，供16個行政村1.36萬人生活用水。該工程于1997年修建，2008年進行改建，更新水泵1臺，新建了村級供水管網(wǎng)。

2.2路井鎮(zhèn)供水工程存在的主要問題2.2.1水源不足，嚴(yán)重影響農(nóng)民生活水平的提高

路井鎮(zhèn)是合陽縣典型的旱塬地區(qū)，根據(jù)《合陽縣路井鎮(zhèn)2010—2020年城鎮(zhèn)發(fā)展和新農(nóng)村建設(shè)總體規(guī)劃》、《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》，到2020年路井鎮(zhèn)最高日用水量為3109 m3/d，而乳陽村水井現(xiàn)狀供水量為984 m3/d，岱堡村水井供水量為736 m3/d，日總?cè)彼?389 m3/d。加之區(qū)內(nèi)水資源貧乏，貯水量不足，且不易開發(fā)，嚴(yán)重影響著當(dāng)?shù)剞r(nóng)民群眾的身體健康、生產(chǎn)生活，也嚴(yán)重制約了縣域經(jīng)濟的發(fā)展[2]。通過實地勘測了解，只有借用相鄰區(qū)域水量調(diào)節(jié)，才能解決水源問題。

2.2.2工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低，不能滿足現(xiàn)規(guī)范要求

路井鎮(zhèn)供水原管網(wǎng)工程居民生活用水按25 L/(人·d)設(shè)計，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低，管徑小，輸送水量無法滿足群眾用水需求，也不符合《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》中居民生活用水標(biāo)準(zhǔn),項目區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀水源保證率僅為50%。隨著農(nóng)村人口自然增長和人、畜用水量增加，必須加大管網(wǎng)配套工程，滿足群眾生產(chǎn)生活的基本要求。

2.2.3工程設(shè)施老化，停水事故頻繁

路井鎮(zhèn)原供水管網(wǎng)工程修建于2002年，供水管道為聚丙稀塑料管，設(shè)計10 a使用壽命，近年來，由于管道老化問題引發(fā)的停水事故頻繁[3]，給群眾正常的生活用水造成很大影響，亟需進行管網(wǎng)更新改造。

3工程供水范圍、規(guī)模及水源

3.1供水范圍

合陽縣路井鎮(zhèn)供水改擴建工程，供水范圍涉及路井鎮(zhèn)40個行政村4.1萬人的水源補水工程和其中10個行政村0.99萬人的不安全飲水工程。根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》用水定額和設(shè)計水平年項目區(qū)(2020年)人口增長等因素，預(yù)測路井鎮(zhèn)最高日總用水量為3109 m3/d。

3.2供水規(guī)模

路井鎮(zhèn)現(xiàn)狀供水量總計為1720 m3/d，缺水達1389 m3/d。為有效解決區(qū)域內(nèi)群眾生活用水困難，本次項目區(qū)設(shè)計新增供水規(guī)模按1500 m3/d設(shè)計。

3.3水源論證

經(jīng)實地勘測了解，要想解決路井鎮(zhèn)供水困難，只有通過從鄰近的秦城供水站給路井鎮(zhèn)補充水源，才能徹底解決路井鎮(zhèn)水源匱乏問題。秦城水源為“380”奧灰?guī)r溶水，井深480.75 m，日出水量可達2313 m3/d。除滿足現(xiàn)供13個行政村1.1萬人口用水外，仍有1554 m3/d富余水量，可充分滿足項目區(qū)設(shè)計新增的1500 m3/d水量要求。路井鎮(zhèn)內(nèi)乳陽村、岱堡村二眼深水井與緊臨的秦城水源可供水量達3274 m3/d，通過水資源的合理調(diào)配，可充分滿足路井鎮(zhèn)供水改擴建工程的最高日用水3109 m3/d需要，并且有一定的富余水量。三座水源地相距較近，管理方便，水量充沛，水質(zhì)良好，為本項目成功實施提供了有力保障。水源均采用抽水調(diào)蓄，并集中供水。

4工程方案

4.1工程內(nèi)容及總體布置

4.1.1工程主要設(shè)計內(nèi)容為

一是秦城供水站至乳陽供水站及其所屬的孟莊供水站13.354 km主供水管道；二是路井地區(qū)配水管網(wǎng)西干管，中干管和東干管三條供水干、支管道設(shè)計，總長20.06 km；三是路井地區(qū)10個不安全飲水行政村村級管網(wǎng)設(shè)計，管道總長124.83 km。

4.1.2工程總體布置

路井鎮(zhèn)供水改擴建工程主供水管道采用一條長13.354 km的輸水管道由秦城供水站從西向東分別補水給乳陽和孟莊供水站，采用秦城、乳陽和岱堡三座供水站聯(lián)合供水。路井地區(qū)管網(wǎng)配套工程在維持原管線不變的基礎(chǔ)上拆除重建，對路一、路二、路三、乾字、楊坡、西王、車莊、東明、西明、南莊10個不安全飲水行政村進行村級供水管網(wǎng)建設(shè)，剩余的乳陽等14個行政村供水至村口預(yù)留接口。

4.2主供水管道輸水線路選擇及管徑選擇

根據(jù)工程總體布置原則，考慮到投資、工期、占地等因素，結(jié)合地形地質(zhì)條件，對路井鎮(zhèn)主供水管道的總體布置提出了三個布置方案進行比選，具體情況如下。

方案一：由秦城水源供水，采用主管道供水至乳陽供水站和孟莊供水站，管道總長13.354 km。本方案優(yōu)點：充分利用自然地形條件，供水線路最短，水頭損失最?。还┧€路基本臨近鄉(xiāng)、村道路鋪設(shè)，臨時占地少，運行管理方便。

方案二：由秦城水源供水，采用兩條管道供水，分別直接供水至孟莊供水站和乳陽供水站，管徑為DN140，管道總長18.106 km。本方案優(yōu)點：供水線路基本靠近鄉(xiāng)、村道路鋪設(shè)，臨時占地少；缺點：供水線路長，水頭損失大，運行管理不方便。

方案三：由秦城水源供水，采用一條主管道供水至孟莊供水站，管長12.876 km，在西吳莊處分支供水至乳陽供水站，支管采用DN140PVC-U管，長4.68 km，管道總長17.556 km。本方案優(yōu)點：供水線路靠近鄉(xiāng)、村道路鋪設(shè)，臨時占地較少，運行管理較方便；缺點：供水線路較長，水頭損失較大；局部管道遠離鄉(xiāng)、村公路，臨時占地多，施工難度大。

經(jīng)綜合比較，推薦方案一作為主供水管道布置方案。無論是投資和運行成本均優(yōu)于其它方案[4]。該方案最高日補水量為1500 m3/d，在樁號0+000～5+179處，選擇DN200PVC-U管道輸水；在樁號5+179處分岔布管供至乳陽供水站調(diào)蓄池和孟莊供水站調(diào)蓄池。支管長分別為0.3 km和8.0 km，根據(jù)路井地區(qū)和孟莊地區(qū)最高日補水量894 m3/d、606 m3/d和管道經(jīng)濟流速在0.5～1.0 m/s，分別選擇采用DN140PVC-U管和DN125PVC-U管；管道公稱壓力大部分選擇0.63 MPa，個別管段公稱壓力采用1.0 MPa。

4.3主供水管道設(shè)計

主供水管道全長13.354 km，工程依托自然地勢落差重力供水，秦城供水站至孟莊供水站地形落差107.33 m。輸水管線布設(shè)結(jié)合地形地質(zhì)條件，走向盡量沿鄉(xiāng)、村公路和機耕路等，線路盡量短，并符合村鎮(zhèn)有關(guān)建設(shè)規(guī)劃[4]，以最短的管線提供最大供水范圍。

管道在凸起點，設(shè)自動排氣閥，在平直段每1000 m設(shè)自動排氣閥，規(guī)格為DN200P84X-1單口自動排氣閥；在管道低凹處設(shè)置放空閥，同時修筑蓄水池，并修建30～50 m排水溝排水至附近低洼處；每1000 m設(shè)伸縮節(jié)一個，以方便維修管理；在樁號4+200和4+700處各設(shè)置300 m3減壓池1座，釋放富余水頭，確保管道靜水頭不大于40 m。在管道水平轉(zhuǎn)角大于30°和在管腳豎直轉(zhuǎn)角大于20°時埋設(shè)鎮(zhèn)墩；依據(jù)地形條件，當(dāng)管道坡比大于1/5時，每50 m增設(shè)鎮(zhèn)墩一座，坡比小于1/5時，每500 m增設(shè)鎮(zhèn)墩一座，以保證主供水管道穩(wěn)定。

4.4配水管網(wǎng)設(shè)計

路井管網(wǎng)配套工程在維持原管線不變的基礎(chǔ)上拆除重建，全鎮(zhèn)供水管網(wǎng)按區(qū)域劃供水區(qū)分為西部供水區(qū)、中部供水區(qū)和東部供水區(qū)，均采用重力流供水方式，相應(yīng)的輸水管道分為西干管道、中干管道和東干管道。配水管網(wǎng)采用樹枝狀布置，管線走向盡量沿道路、溝渠等布設(shè)，以最短的管線提供最大供水范圍配水量。其中西干管全長4775 m，中干管全長8201 m，東干管全長708 m，并根據(jù)不同供水段管徑分別選用DN225～DN75PVC-U管。在管道凸起點，設(shè)自動排氣閥；在管道低凹處設(shè)置放空閥。按最高日最高時用水量計算，干、支管管徑設(shè)計流量按0.5～1.0 m/s的經(jīng)濟流速確定；各進村口處均設(shè)置一座閘閥、水表井和閘房。支管按設(shè)計流量和水頭損失確定管徑，各支管口最不利點自由水頭不小于10 m。村級管網(wǎng)不利點自由水頭不小于6 m。配水系統(tǒng)內(nèi)最大靜水壓力控制在40 m水頭以內(nèi)，在大于40 m水頭以上時，采用減壓池進行水壓調(diào)節(jié)[5]。

4.5村級供水管網(wǎng)設(shè)計

在路井鎮(zhèn)村級供水管網(wǎng)改造中，主要對路井地區(qū)路一、路二、路三、乾字、楊坡、西王、車莊、東明、西明、南莊10個不安全飲水行政村進行村級供水管網(wǎng)設(shè)計，現(xiàn)以東干配水管網(wǎng)中的東明村和南莊村為例，做典型設(shè)計，由此計算整個供水區(qū)的管網(wǎng)工程量。典型村管網(wǎng)計算時，主要考慮以下幾點：設(shè)計流量按各村最高日最高時用水量計算；供水方式采用集中給水到戶，管網(wǎng)中最不利到戶自由水頭不小于6.0 m；各管段的配水流量為用水當(dāng)量乘以該管段上的供水戶數(shù)；管網(wǎng)中所有管段的沿線出流量之和應(yīng)等于最高日最高時用水量；設(shè)計用PVC-U管材，經(jīng)濟流速控制在0.5～1.0 m/s之間，據(jù)此計算各段的設(shè)計管徑與單位管長的水頭損失；管網(wǎng)的總水頭損失應(yīng)以最不利點位控制點計算。東明村和南莊村典型管網(wǎng)計算見表1。

表1　村級管網(wǎng)典型村計算表

5結(jié)論

路井鎮(zhèn)供水改擴建工程是關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，也是影響城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展建設(shè)的關(guān)鍵項目。經(jīng)過水源論證和分析，秦城、乳陽和岱堡三個水源井供水水源是可靠的，投資開發(fā)條件和技術(shù)是優(yōu)越可行的，本項目的實施，將會從根本上解決路井鎮(zhèn)農(nóng)村供水需求，同時對提高城鄉(xiāng)供水的可靠性、改善居民的生活質(zhì)量、完善鄉(xiāng)鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，保障合陽縣經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展具有深遠的意義。

參考文獻：

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[2]王崇軍,徐建彬,楊鑫榜,等.飲水安全工程供水管網(wǎng)的設(shè)計和體會[J].河南水利與南水北調(diào),2008(4):31-33.

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[5]上官麗霞.郭壁供水改擴建工程水源地方案設(shè)計[J].山西水利科技,2013(4):11-12,37.

作者簡介：王曉東(1973-)，男，工程師，主要從事農(nóng)村安全飲水建設(shè)及管理工作。

中圖分類號：S277.7

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-0506(2016)04-0081-03