韓城市芝陽鎮(zhèn)集中供水存在問題及工程措施探析

司蓬勃

（陜西金水橋工程設計有限責任公司，陜西 西安 710004）

1 概況

芝陽鎮(zhèn)位于韓城市以南17 km處，是原芝陽鎮(zhèn)和喬子玄鄉(xiāng)合起來的大鎮(zhèn)，同時也是韓城市最大的農(nóng)業(yè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，東眺滾滾黃河，西枕巍巍梁山，南毗古地韓塬，北依太史故里。西侯鐵路和韓合公路穿鎮(zhèn)而過，全鎮(zhèn)總面積173 km2，東西長31 km，南北寬11.8 km，海拔高度550~1100m之間。芝陽鎮(zhèn)屬暖溫帶半干旱大陸性季風氣候區(qū)，年平均氣溫為13.5℃，最高氣溫為42.3℃，最低氣溫為-14.8℃，無霜期平均為208 d。多年平均降水量為600mm。

芝陽鎮(zhèn)共轄44個行政村，151個自然村，171個村民小組。2012年末全鎮(zhèn)總?cè)丝?3064人。其中農(nóng)業(yè)人口30057人，非農(nóng)人口1747人，暫住人口1800人；自然增長率為6%。

2 芝陽鎮(zhèn)集中供水存在問題

目前，芝陽鎮(zhèn)供水主要水源為西南水庫，西南水庫位于韓城市嵬東鎮(zhèn)西南村，是一座以農(nóng)田灌溉為主，供芝陽、嵬東鎮(zhèn)部分村居民飲用水，兼防洪、養(yǎng)殖功能的?。ㄒ唬┬退畮?，屬薛峰水庫的子水庫之一。由于供水廠修建較早，規(guī)模較小，使得現(xiàn)在鎮(zhèn)區(qū)供水存在以下問題。

（1）取水泵站設施老化、損壞嚴重。由于早期建設，規(guī)模較小，因此泵站規(guī)模較小，受建設資金限制和當時技術(shù)影響，泵站工藝相對較差，歷經(jīng)多年運行，現(xiàn)損壞嚴重。

（2）臨時泵站管理不便。受2014年夏季暴雨的影響，抽水泵損壞，且受取水設施影響，已不能正常工作，為了保證居民正常飲水，芝陽水廠管理站與西南水庫管理站協(xié)商，用鋼管架搭建臨時泵站，在水庫直接取水，給水廠的管理工作帶來很大不便。

（3）水廠供水規(guī)模較小，難以適應新城區(qū)發(fā)展需要。項目區(qū)范圍內(nèi)現(xiàn)狀總供水約為600m3/d?，F(xiàn)狀人均綜合用水量不足100 L/人·d，近期由于撤鄉(xiāng)并鎮(zhèn)，人口增加速度很快，更加劇了用水矛盾，現(xiàn)狀供水遠遠不能滿足人民生活的用水需求；根據(jù)芝陽鎮(zhèn)整體規(guī)劃，芝陽鎮(zhèn)新建了新型社區(qū)，人口將會急劇增加，人口的增加勢必加劇用水矛盾。芝陽鎮(zhèn)同時是國家級韓城花椒產(chǎn)業(yè)園核心區(qū)，核心區(qū)規(guī)劃占地1160畝，規(guī)劃供水規(guī)模1.16萬m3/d，園區(qū)規(guī)劃已經(jīng)通過審查，即將建設，隨著園區(qū)建設勢必更加加劇用水矛盾。

（4）供水水壓不足、供水可靠性差

原來芝陽鎮(zhèn)二層以上建筑很少，現(xiàn)狀供水水壓尚能滿足供水要求，為了發(fā)展經(jīng)濟，芝陽鎮(zhèn)新建了新型社區(qū)，新型社區(qū)住宅為6層樓房，現(xiàn)狀供水水壓根本不能滿足要求；鎮(zhèn)區(qū)給水管網(wǎng)采用枝狀供水或采用自備井供水，供水管網(wǎng)安全性低；張坡供水站供水管道埋深較淺，冬季管道被凍，每年有2~3個月不能正常供水，自備水源井分散供水，未形成聯(lián)網(wǎng)，使用效率低。

3 芝陽鎮(zhèn)集中供水解決方案

3.1 工程總體布置

本工程水源地為西南水庫，工程總體布局為：在西南水庫放水洞出口新建抽水前池、泵站，用泵站取水，穿過薛峰水庫南干渠33#隧洞，通過壓力管道輸送原水至塬邊最高點，然后自流輸送原水至張坡水廠，在張坡水廠擴建原水處理廠及附屬設施，經(jīng)處理后配送至芝陽鎮(zhèn)、新型社區(qū)、花椒產(chǎn)業(yè)園、學校及企事業(yè)單位等。

本工程由抽水前池、泵站、原水輸水管道、凈水廠、清水池、加壓站、配水管網(wǎng)及其他附屬構(gòu)筑物組成。

3.2 工程建設規(guī)模

結(jié)合芝陽鎮(zhèn)整體規(guī)劃和花椒產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃確定本工程規(guī)模，按照鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃，規(guī)劃確定鎮(zhèn)區(qū)近期（2015年）總?cè)丝诎?.0萬人控制，中期（2020年）總?cè)丝诎?.4萬人控制。鎮(zhèn)區(qū)供水工程規(guī)模按照中期（2020年）人口1.4萬人設計，花椒產(chǎn)業(yè)園供水工程規(guī)模按照2020年設計（除過二類工業(yè)用水）。該工程供水規(guī)模按照鎮(zhèn)區(qū)2020年人口和花椒產(chǎn)業(yè)園2020年生產(chǎn)生活用水確定。

經(jīng)計算，該項目日需水量為5859m3/d，水廠設計規(guī)模定為6000m3/d。

3.3 輸配水管道線路方案比選

由于水源遠離供水區(qū)，交通也不便利，管坡走線困難大。經(jīng)實地踏勘，水源地至水廠輸水管道有兩種布設方案：

方案一：從泵站接管道順壩體上至壩頂，進入薛峰水庫南干渠33＃洞，管道沿洞底埋設，途經(jīng)張坡壩時，出洞口沿壩東側(cè)地面埋設，至壩南頭再入洞，至張坡村學校南邊隧洞開天井出洞，出天井后向南沿坎底布設至凈水廠。

該方案需穿洞1675 m，一般平地279 m，總長1954 m，沿洞布設需破除砌石洞底，管道埋設好后恢復。

方案二：管道上至壩頂后進薛峰水庫南干渠33＃洞，至張坡壩北邊出洞后沿壩東邊布設，離開張坡壩后沿上溝路埋設至塬頂，在塬頂設調(diào)壓池，由調(diào)壓池埋設管道，然后向東沿路布設至凈水廠。

該方案需從泵站出60m管道到33＃洞，穿洞245m，其余上塬管道386 m，沿路和農(nóng)田布設管道約1500 m，穿洞段仍采用洞底埋設，拆除洞底砌石，管道埋設好后恢復。

方案比選：方案一管線短，施工占地少，但穿洞管道1675m，管道沿洞底埋設，施工難度大，后期維護難度較大；方案二管線長，但穿洞距離短，施工難度小，工程投資較小，后期維護方便。因此，推薦選用方案二的管線。

3.4 工程施工方案

本項目主要施工內(nèi)容主要為取水構(gòu)筑物、輸水管線、凈水廠、供水管網(wǎng)等。

3.4.1 取水構(gòu)筑物施工

取水構(gòu)筑物主要包括抽水前池、泵房、進場道路等工程，在施工中按照施工技術(shù)要求可以分為土方工程、砌石工程、混凝土工程、砌磚工程等。土方基礎開挖由于受到場地限制，采用人工開挖?；彝了猛练娇梢圆捎瞄_挖的土方，但是必須過篩，灰土的含水量應按照最優(yōu)含水量控制。灰土采用人工拌合人工攤鋪，電夯壓實。漿砌石施工，石料由汽車運至工地臨時堆場，再由人工膠輪車推運至工作面，人工搬運砌筑，由砂漿攪拌機拌制砂漿。砌石前應準確放樣，每段每排掛標準控制線，石料安放后應比標準線低0.5～1.0 cm，防止撞線。混凝土工程施工在西南村料場拌制好混凝土采用農(nóng)用車運輸至現(xiàn)場，施工方式屬于常規(guī)施工方式。

3.4.2 凈水廠施工

凈水廠工程主要包括：絮凝沉淀池、過濾池、清水池、凈水廠房、加氯間、加壓站、附屬管理房等工程。凈水廠施工主要有土方工程、混凝土工程、砌磚工程、鋼結(jié)構(gòu)工程、機電設備安裝工程等。以上工程施工應按照施工與驗收規(guī)范進行，確保施工質(zhì)量。

3.4.3 供水管網(wǎng)施工

供水管道工程施工程序為：定線--開挖--基礎（管床及鎮(zhèn)墩）施工--管道安裝--水壓試驗--回填并恢復地表。

按照管線設計縱橫斷面圖及設計說明，先測放管道中心線以及管溝槽開挖邊線，確定堆土范圍及布置堆放材料場地，選擇合理的交通運輸路線。

溝槽采用1.0m3反鏟挖掘機或人工開挖，開挖土方堆放于管溝一側(cè)以備回填使用，棄土用5～10 t自卸汽車運至棄土場；采用機械開挖管道溝槽時，應保留0.20m厚的不開挖土層，該土層用人工清槽，不得超挖，如若超挖，應進行地基處理；基礎挖至設計高程后，采用蛙式打夯機對天然地基進行夯實，然后按設計要求回填3∶7灰土墊層。

管溝開挖經(jīng)檢查合格后應立即敷設管道，管道必須放置在管溝中心，管道安裝位置允許偏差為±10 cm。

輸水PE管采用熱熔對接的連接方式，施工時嚴格按照《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》（GB50268-97）的規(guī)定進行作業(yè)。管道安裝完成后進行水壓試驗，確認質(zhì)量合格后方能進行土方回填。

管溝回填：管道安裝驗收合格后應立即回填，應先回填到管頂以上一倍管徑高度。溝糟回填從管底基礎部位開始到管頂以上0.5 m范圍內(nèi)，必須采用人工回填，回填時溝槽內(nèi)應無積水，不得帶水回填，不得回填淤泥、有機物及凍土?；靥钔林胁坏煤惺瘔K、磚及其它雜硬物體。溝糟應分層對稱回填、夯實，每層回填高度應不大于0.2m。回填土的壓實度，基底到管頂以上0.4范圍內(nèi)應不小于95%，管頂以上0.4m范圍內(nèi)應不小于85%。管槽回填土要求分層夯實至原狀高程。

鎮(zhèn)墩砼施工采用0.4m3砼拌合機拌合，架子車運輸澆筑，插入式振搗器振搗。

漿砌石施工，石料由汽車運至工地臨時堆場，再由人工膠輪車推運至工作面，人工搬運砌筑，由砂漿攪拌機拌制砂漿。砌石前應準確放樣，每段每排掛標準控制線，石料安放后應比標準線低0.5～1.0 cm，防止撞線。

4 工程經(jīng)濟效益分析

4.1 工程投資概算

本工程涉及供水人口1.4萬人和花椒產(chǎn)業(yè)園供水。該工程主要建設內(nèi)容為新建抽水泵站前池一座，新建泵房一座，新建50 m3調(diào)壓池一座，鋪設壓力鋼管1032 m，鋪設輸水干管1475m：新建絮凝沉淀池一座，過濾池2座，500m3清水池2座，加壓站一座，配水管道1572m，自動化控制系統(tǒng)一套，凈水廠附屬建筑物等工程。根據(jù)相應規(guī)范計算分析可得工程靜態(tài)總投資1227.11萬元，其中建筑工程568.45萬元，機電設備安裝工程159.59萬元，金屬結(jié)構(gòu)設備及安裝工程139.27萬元，臨時工程費69.69萬元，其他費用207.87萬元，基本預備費57.24萬元。

4.2 工程效益分析

本工程供水規(guī)模為6000m3/d，設計年供水量164.5萬m3。本工程供水成本計算見表1。

經(jīng)計算，建議售水價3.00元/m3。

表1 工程年運行費用表 單位：萬元

4.3 國民經(jīng)濟評價分析

根據(jù)《評價規(guī)范》中有關(guān)評價指標的計算規(guī)定進行分析計算，見表2。

由上表成果可以看出，本工程的經(jīng)濟內(nèi)部收益率均大于社會折現(xiàn)率8%，經(jīng)濟凈現(xiàn)值均遠大于零，經(jīng)濟效益費用比大于1。因此，該工程在經(jīng)濟上是合理。通過從項目國民經(jīng)濟評價分析成果來看，本工程項目各項指標符合供水工程建設指標要求，充分說明本工程確定的水價是可行的。

5 結(jié)語

根據(jù)水價分析計算的國民經(jīng)濟評價結(jié)果和項目區(qū)經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀來看，芝陽鎮(zhèn)集中供水工程投資收益率較高，投資回收年限較短，同時該項目各項設計合理可行，是一個技術(shù)優(yōu)良、投資條件優(yōu)越、經(jīng)濟效益和社會效益顯著的工程項目，具備建設的條件。

鑒于改項目有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，建議主管部門在加強城鎮(zhèn)供水建設的同時，要加強政策扶持、資金保障、水源地保護等非工程措施建設，以形成較為完善的供水安全保障體系。