南甸鎮(zhèn)小峪村北陽農(nóng)村飲水工程設(shè)計(jì)綜述

高美東

(本溪滿族自治縣水務(wù)和移民事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 本溪 117000)

1 工程概況

1.1 農(nóng)村飲水工程基本概況

南甸鎮(zhèn)有悠久的歷史文化。九頂鐵剎山是東北道教發(fā)祥地1630年，東北道教始主郭守禎在鐵剎山開創(chuàng)龍門派，并設(shè)上下兩院。上院白云卷舒山的三清觀，下院鐵剎山。古堡——馬城子史稱一堵墻，修于1546年，是歷代兵家必爭(zhēng)之地。南甸鎮(zhèn)位于本溪滿族自治縣的東部，其地理座標(biāo)E124°21′，N41°17′，轄溝口、南陽、小峪、滴塔、南甸、才窯、馬城子、二道河9個(gè)村。鎮(zhèn)址距縣城26km?？?cè)丝?.68萬人?？偯娣e132.59km2。本溪縣南甸鎮(zhèn)地處中緯度北溫帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，季風(fēng)和大陸性氣候特征明顯。年平均氣溫6.5℃。最低氣溫零下33℃，最高氣溫為32℃，年平均降雨量926.3mm。降水集中在七、八月份，達(dá)500mm左右，占全年降水量的61%，多地形雨、對(duì)流雨，無久旱少雨之年。多年平均蒸發(fā)量1383mm，年最大蒸發(fā)量1488mm。多年平均日照時(shí)數(shù)為2411.1h，無霜期127d。多年平均風(fēng)速2.7m/s，最大風(fēng)速16m/s。最大凍土深度為1.49m。 南甸鎮(zhèn)的山脈多為喀斯特地質(zhì)結(jié)構(gòu)，石灰石資源豐富碳酸鈣含量高達(dá)96%。全鎮(zhèn)5個(gè)石灰石礦，年開采量20萬t。本溪電纜集團(tuán)是南甸子鎮(zhèn)的龍頭企業(yè)。該集團(tuán)擁有國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的電纜制造設(shè)備和理化試驗(yàn)設(shè)備，生產(chǎn)電纜三大系列上百個(gè)品種，1998年被評(píng)選為省明星企業(yè)。農(nóng)作物以玉米、大豆為主。1995年以來，養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展較快每年向市場(chǎng)提供30萬只的肉食雞。供水范圍是本溪縣南甸鎮(zhèn)小峪村北陽。解決小峪村北陽130戶385人的日常生活及生產(chǎn)用水。

1.2 農(nóng)村飲水工程建設(shè)的必要性

飲水工程是農(nóng)村生產(chǎn)生活的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是全面建設(shè)小康社會(huì)的重要標(biāo)志。解決農(nóng)村飲水安全問題與農(nóng)民的身體健康、生產(chǎn)生活息息相關(guān)，關(guān)系到子孫后代的幸福和興旺。它不僅是當(dāng)?shù)厝罕姷钠惹幸?，更是各?jí)政府義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。保障農(nóng)民群眾飲水安全，是黨中央、國(guó)務(wù)院向各級(jí)政府部門提出的一項(xiàng)重要任務(wù)，是建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的重要內(nèi)容。建設(shè)南甸鎮(zhèn)小峪村北陽農(nóng)村飲水工程是堅(jiān)持以人為本，踐行構(gòu)建“和諧社會(huì)”，建設(shè)新農(nóng)村的具體體現(xiàn)。

解決小峪村北陽飲水安全問題，有利于提高農(nóng)民的生活質(zhì)量，增強(qiáng)農(nóng)民的身體素質(zhì)，減少醫(yī)藥費(fèi)的支出；有利于恢復(fù)和解放大量農(nóng)村勞動(dòng)力，使農(nóng)民的剩余勞動(dòng)力務(wù)工經(jīng)商，實(shí)現(xiàn)人力資源的流動(dòng)，增加人均收入；有利于改善生態(tài)環(huán)境，增強(qiáng)群眾愛水節(jié)水意識(shí)；有利于密切黨群關(guān)系，鞏固黨在農(nóng)村基層的執(zhí)政基礎(chǔ)，提高黨的執(zhí)政能力，對(duì)改革開放、社會(huì)進(jìn)步、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)繁榮起到積極的推動(dòng)作用[1]。解決人畜飲水安全問題，可以改善生存環(huán)境，提高飲用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)防傳染病的傳播，提高農(nóng)牧民的健康水平，促進(jìn)精神文明和物質(zhì)文明的發(fā)展，對(duì)社會(huì)進(jìn)步、提高全民健康水平具有不可替代的作用。

南甸鎮(zhèn)小峪村北陽農(nóng)村飲水工程實(shí)施后，可使小峪村北陽的居民喝上干凈、衛(wèi)生、安全可靠的農(nóng)村飲水，可徹底消除飲水不安全給居民群眾身體健康帶來的危害，可減少疾病的流行，降低發(fā)病率，增強(qiáng)居民的身體健康。

1.3 水源選擇

1.3.1 水源地的選擇

通過對(duì)周圍地區(qū)的勘察，初步確定的供水工程水源采用深層地下水。水源地選擇為已建深水井，地面高程為286.10m。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)抽水實(shí)驗(yàn)，已建深水井出水量能滿足設(shè)計(jì)最高日用水量及最高時(shí)用水量要求。

經(jīng)本溪滿族自治縣疾病預(yù)防控制中心提樣化驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)基本符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T5749-2006)的要求。水源井的水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1.3.2 水源地水質(zhì)評(píng)價(jià)

小峪村委托本溪滿族自治縣疾病預(yù)防控制中心對(duì)已有水源井提樣化驗(yàn)并進(jìn)行了水質(zhì)檢測(cè)。本溪滿族自治縣疾病預(yù)防控制中心做出檢測(cè)結(jié)果，水源井水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)基本符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T5749-2006)的要求(詳見附本溪滿族自治縣疾病預(yù)防控制中心檢測(cè)報(bào)告)。

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 工程任務(wù)和供水范圍

本次工程建設(shè)的任務(wù)是：通過南甸鎮(zhèn)小峪村北陽農(nóng)村飲水工程的建設(shè)，解決南甸鎮(zhèn)小峪村北陽飲水困難的問題，解除因飲水對(duì)南甸鎮(zhèn)小峪村群眾帶來的生產(chǎn)和生活的不便，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。

供水范圍是本溪滿族自治縣南甸鎮(zhèn)小峪村北陽。解決小峪村北陽130戶385人的日常生活及生產(chǎn)用水。

2.2 供水量相關(guān)計(jì)算

2.2.1 計(jì)算用水量

根據(jù)地形原因本工程分為河北組93戶215人、北陽1組9戶36人及北陽2組28戶134人，三個(gè)區(qū)域分別供水。根據(jù)《村鎮(zhèn)供水技術(shù)規(guī)范》中用水量公式計(jì)算過程如下：

1)小峪村河北組93戶215人生活用水量Q1

Q1=q1×p1(m3/d)

p1=p0(1+a)n(人)

(1)

式中：q1村鎮(zhèn)居民最高用水定額(L/人·d)，取85L/人·d；p1為設(shè)計(jì)人口，人；n為設(shè)計(jì)年限，取15a；p0為現(xiàn)狀人口，人，取215人；a為人口增長(zhǎng)率，根據(jù)建設(shè)單位提供數(shù)據(jù)，取a=12‰。

則依據(jù)公式計(jì)算：

Q1=85/1000×p1

p1=215×(1+0.012)15=257(人)

(2)

代入上式：Q1=85/1000×257=21.86(m3/d)。

管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見水量Q7：

Q7=Q1×10%=21.86×10%=2.186(m3/d)。

最高日供水量Qd：

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水技術(shù)規(guī)范》(SL310-2004)要求，定時(shí)供水工程時(shí)Kh取2.3-3.0。本工程取Kh=2.5。日變化系數(shù)可在1.3-1.6之間。本工程取Kh=1.5。

Qd=Q1+Q7=21.85+2.186=24.04(m3/d)；

Qd=Q1Kh=24.04×1.5=36.06(m3/d)。

最高時(shí)供水量Qh：

Qh=KhQd/6

(3)

式中：Kh為時(shí)變化系數(shù)(每天供水6h)。

依據(jù)公式計(jì)算：Qh=KhQd/6=2.5×36.06/6=15.03(m3/h)。

2)小峪村北陽1組山上9戶36人生活用水量Q1：

Q1=q1×p1(m3/d)

p1=p0(1+a)n(人)

(4)

式中：q1為村鎮(zhèn)居民最高用水定額(L/人·d)，取85L/人·d；p1為設(shè)計(jì)人口，人；n為設(shè)計(jì)年限，取15a；p0為現(xiàn)狀人口，人，取36人；a為人口增長(zhǎng)率，根據(jù)建設(shè)單位提供數(shù)據(jù)，取a=12‰。

則依據(jù)公式計(jì)算：

Q1=85/1000×p1；

p1=36×(1+0.012)15=43(人)；

代入上式：Q1=85/1000×43=3.66(m3/d)。

管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見水量Q7：

Q7=Q1×10%=3.66×10%=0.37(m3/d)。

最高日供水量Qd：

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水技術(shù)規(guī)范》(SL310-2004)要求，定時(shí)供水工程時(shí)Kh取2.3-3.0。本工程取Kh=2.5。日變化系數(shù)可在1.3-1.6之間。本工程取Kh=1.5。

Qd=Q1+Q7=3.66+0.37=4.03(m3/d)；

Qd=Q1Kh=4.03×1.5=6.04(m3/d)。

最高時(shí)供水量Qh

Qh=KhQd/6

(5)

式中：Kh為時(shí)變化系數(shù)(每天供水6h)

依據(jù)公式計(jì)算：Qh=KhQd/6=2.5×6.04/6=2.52(m3/h)。

3)小峪村北陽2組28戶134人生活用水量Q1

Q1=q1×p1(m3/d)

p1=p0(1+a)n(人)

(6)

式中：q1為村鎮(zhèn)居民最高用水定額，L/人·d，取85L/人·d；p1為設(shè)計(jì)人口，人；n為設(shè)計(jì)年限，取15a；p0為現(xiàn)狀人口，人，取134人；a為人口增長(zhǎng)率，根據(jù)建設(shè)單位提供數(shù)據(jù)，取a=12‰。

則依據(jù)公式計(jì)算：

Q1=85/1000×p1；

p1=134×(1+0.012)15=160(人)。

代入上式：Q1=85/1000×160=13.62(m3/d)。

管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見水量Q7：

Q7=Q1×10%=13.62×10%=1.362(m3/d)。

最高日供水量Qd：

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水技術(shù)規(guī)范》(SL310-2004)要求，定時(shí)供水工程時(shí)Kh取2.3-3.0。本工程取Kh=2.5。日變化系數(shù)可在1.3-1.6之間。本工程取Kh=1.5。

Qd=Q1+Q7=13.62+1.362=14.98(m3/d)；

Qd=Q1Kh=14.98×1.5=22.48(m3/d)。

最高時(shí)供水量Qh：

Qh=KhQd/6

(7)

式中：Kh為時(shí)變化系數(shù)(每天供水6h)。

依據(jù)公式計(jì)算：Qh=KhQd/6=2.5×22.48/6=9.37(m3/h)。

南甸鎮(zhèn)小峪村北陽農(nóng)村飲水工程設(shè)計(jì)規(guī)模最高日供水量為河北、北陽1組、北陽2組之和。即36.06+6.04+22.48=64.58m3/d，

2.3 工程規(guī)模

南甸鎮(zhèn)小峪村北陽農(nóng)村飲水工程設(shè)計(jì)規(guī)模最高日供水量64.58m3/d，最高時(shí)供水量26.91m3/d，工程規(guī)模為Ⅴ型。確定工程主要建筑物等級(jí)為Ⅴ級(jí)。年供水總量為2.36萬m3。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2001，工程區(qū)地震烈度為Ⅵ度。

3 水源工程設(shè)計(jì)與管理

3.1 水源井

南甸鎮(zhèn)小峪村北陽水源地為已建深水井。

3.2 蓄水池設(shè)計(jì)

本工程供水方式為自壓式供水。水泵將深井水提升至工程區(qū)域山坡上新建蓄水池，利用蓄水池與住戶高差自流為各戶供水。蓄水池為鋼筋混凝土方型結(jié)構(gòu)，尺寸(內(nèi)徑)：4×3.5×3(m)。蓄水池有效容積為42m3。

3.3 管道開挖設(shè)計(jì)

管道開挖時(shí)應(yīng)保證邊坡穩(wěn)定，并留有足夠的施工空間，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡貙忧闆r土方開挖管道底寬0.6m，邊坡設(shè)計(jì)為1:0.67。在土基上埋設(shè)管道不作地基處理，將天然地基整平，管道鋪設(shè)在未經(jīng)擾動(dòng)的原狀土上。如遇巖石，應(yīng)在巖基上埋設(shè)管道應(yīng)鋪設(shè)200mm厚的細(xì)土墊層。管道周圍200mm范圍內(nèi)要用細(xì)土回填，回填土的壓實(shí)系數(shù)應(yīng)≥90%。根據(jù)本溪縣氣象資料，工程區(qū)最大凍土層深度為1.49m，確定輸水管埋深為1.6m。

3.4 管路附屬建筑物

根據(jù)規(guī)范要求和運(yùn)行維護(hù)管理需要，在輸水管線干管和各級(jí)支管上設(shè)計(jì)閥門井。閥門井采用漿砌石結(jié)構(gòu)，井徑為1.2m，井深為1.7m，井蓋為混凝土井蓋。南甸鎮(zhèn)小峪村北陽農(nóng)村飲水工程共設(shè)閥門井7座。

3.5 水源地保護(hù)區(qū)的劃分與管理

為保障人民身體健康和經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展，必須保護(hù)好飲用水水源，嚴(yán)格執(zhí)行《飲用水水源保護(hù)區(qū)污染防治管理規(guī)定》，明確劃分水源保護(hù)區(qū)，把飲用水水源保護(hù)區(qū)的設(shè)置和污染防治納入縣經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃和水污染防治規(guī)劃。根據(jù)《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(HJ/T338-2007)劃分南甸鎮(zhèn)小峪村北陽農(nóng)村飲水工程以水源井為中心半徑150m的范圍內(nèi)為一級(jí)保護(hù)區(qū)，以水源井為中心，半徑150-300m范圍內(nèi)為二級(jí)保護(hù)區(qū)。水源處配備專人負(fù)責(zé)，對(duì)供水管網(wǎng)各項(xiàng)設(shè)備應(yīng)進(jìn)行定期的觀測(cè)、維修和養(yǎng)護(hù)；每年對(duì)水質(zhì)進(jìn)行2次(枯、豐期)的采樣，委托本溪滿族自治縣疾病預(yù)防控制中心負(fù)責(zé)檢測(cè)[2]。

4 施工組織設(shè)計(jì)

4.1 施工條件及施工方案、施工方法

4.1.1 施工方案

南甸鎮(zhèn)小峪村北陽農(nóng)村飲水工程主要建筑物是：管道溝開挖、管道安裝及管道溝回填。由于工程管線施工主要在小峪村內(nèi)，為了減少施工對(duì)當(dāng)?shù)卮迕竦挠绊?，縮短工期，施工采取分段施工的總布置。

1)以管段為單元進(jìn)行分區(qū)施工；

2)在村內(nèi)空曠地臨建倉(cāng)庫(kù)一座，專人看護(hù)；

3)根據(jù)需要，施工建臨時(shí)道路500m；

4)在水質(zhì)、水量符合要求后再進(jìn)行其他工程建設(shè)。

4.2 施工方法

4.2.1 土方開挖工程

本工程土方開挖主要集中在輸水管道。采用0.4 m3翻鏟挖掘機(jī)后退開挖的施工方法。

開工前必須向施工單位進(jìn)行技術(shù)交底，并同施工班組長(zhǎng)到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察，對(duì)地面上的障礙物作出具體處理措施，然后放線開挖。管道開挖與管路安裝緊密結(jié)合，既不能影響耕種，又不能長(zhǎng)時(shí)間堵塞交通。開挖前根據(jù)管道溝口徑、土質(zhì)情況確定邊坡系數(shù)。開挖中要經(jīng)常檢查溝槽是否達(dá)到規(guī)定的寬度和邊坡。開挖深度1.6m，挖出土方必須棄于溝兩岸0.5m以外。開挖好的管道溝，溝底要求底面要平整、坡度變化要漸進(jìn)，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)開挖深度和溝底縱坡施工。凡溝內(nèi)發(fā)現(xiàn)電纜等其它重要物體，要立即報(bào)告建設(shè)單位，采取保護(hù)措施。

4.2.2 管道施工

1)管道熱熔承插連接：

壓力管道安裝必須對(duì)管道接口、閥門、配件以及其它附屬構(gòu)筑物仔細(xì)進(jìn)行外觀檢查；復(fù)側(cè)管道的縱斷面；并按要求檢查管道的放氣和排水條件。管道采用熱熔承插連接，管材的連接端應(yīng)切割垂直，并應(yīng)用潔凈布擦凈管材和管件連接面上的污物，標(biāo)出插入深度，刮除其表皮；承插連接前，應(yīng)校直兩對(duì)應(yīng)的待連接處，使其在同一軸線上；插口外表面和承口內(nèi)表面應(yīng)用熱熔承插連接工具加熱；加熱完畢，待連接件應(yīng)迅速脫離承插連接加熱工具，并應(yīng)用均勻外力插至標(biāo)記深度，在焊接時(shí)間內(nèi)保持該位置不變，在至少10min的附加冷卻時(shí)間內(nèi)，不能讓接頭承受過大的應(yīng)力。

2)冬季施工措施：

根據(jù)PE管的特性，要求焊接時(shí)氣溫不低于0℃，最好在10℃左右，在0℃以下施工時(shí)要設(shè)置移動(dòng)保暖棚，保暖棚的溫度應(yīng)在0℃以上，加熱板溫度應(yīng)控制在230-235℃之間，但不能超過235℃，以保證PE管在焊接時(shí)的熱交換能夠正常進(jìn)行；保暖棚宜采用帳篷，并且應(yīng)有簡(jiǎn)易火爐，可在帳篷內(nèi)連續(xù)連接不超過6個(gè)接口，但是管材最大連接長(zhǎng)度不超過50m；為保證熱交換能夠正常進(jìn)行，要求焊接時(shí)風(fēng)力不能超過4級(jí)，否則需要設(shè)置擋風(fēng)裝置。

3)壓水試驗(yàn)：

根據(jù)《給排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定，供水管道應(yīng)用水進(jìn)行壓力試驗(yàn)。供水管道壓水試驗(yàn)應(yīng)將管道灌滿水后，在不大于工作壓力條件下浸泡24h。實(shí)驗(yàn)壓力應(yīng)不低于1.5P的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力，當(dāng)水壓升到實(shí)驗(yàn)壓力時(shí)，保持恒壓10min，檢查接口、管身無破損及滲漏現(xiàn)象后，供水管道方可運(yùn)行使用。地下管道必須在管基檢查合格，管身兩側(cè)及其上部回填不少于0.5m后進(jìn)行壓力試驗(yàn)。此外，鋪設(shè)后須立即全部回填土的工程段，在回填前應(yīng)認(rèn)真對(duì)接口作外觀檢查，回填后進(jìn)行壓力試驗(yàn)。

5 結(jié) 論

工程建成后，每年可為南甸鎮(zhèn)小峪村北陽供水2.36萬m3，徹底解決當(dāng)?shù)鼐用裆钣盟щy的問題，也促使廣大人民群眾自覺愛護(hù)環(huán)境，珍惜環(huán)境。本工程的建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來的影響利大于弊，能夠促進(jìn)周邊各村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高和生活環(huán)境的改善。不利影響是施工期環(huán)保問題，但通過制訂和實(shí)施科學(xué)、完善的環(huán)境保護(hù)措施，加強(qiáng)施工管理，規(guī)范、文明施工，做好工程范圍的生態(tài)環(huán)境保護(hù)，其不利影響可以避免或大大降低。因此從環(huán)境保護(hù)和水土保持角度看，南甸鎮(zhèn)小峪村北陽農(nóng)村飲水工程的建設(shè)是必要的和切實(shí)可行的。