北票市扶貧解困農(nóng)村飲水工程設(shè)計

楊 光

（北票市防汛抗旱指揮部辦公室，遼寧 北票 122100）

北票市有相當一部分農(nóng)村地區(qū)日常供水水源為自備小土井，供水不足問題呈上升趨勢，群眾飲水困難比例逐漸加大。缺水問題已經(jīng)嚴重影響當?shù)鼐用裆a(chǎn)生活、經(jīng)濟發(fā)展及脫貧解困的步伐，這與當前國家實施的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略嚴重不符。在這一背景下，北票市根據(jù)遼寧省水利廳、遼寧省扶貧辦關(guān)于進一步做好農(nóng)村飲水安全扶貧工作的通知，積極實施農(nóng)村飲水安全扶貧解困項目建設(shè)。

1 工程概況

北票市農(nóng)村飲水安全扶貧解困項目工程共35處，涉及14 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)25 個行政村，共解決7 345 人（其中貧困人口549 人）飲水不安全問題，詳見表1。該項目包括供水、取水和輸水、配水工程。

表1 項目區(qū)基本情況

2 供水方案設(shè)計分析

2.1 設(shè)計規(guī)模

按照《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計規(guī)范》（SL687-2014），農(nóng)村居民生活用水定額為100 L/（人·d），大牲畜（集中飼養(yǎng)）用水定額為40 L/（頭或只·d），小牲畜用水定額為30 L/（頭或只·d）。依據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》，最高日用水量=日變化系數(shù)×平均日用水量（m3/d）；最大小時用水量=小時變化系數(shù)×最高日用水量/24（m3/h）[1]。經(jīng)計算，得到本項目的日最高用水量為1 123 m3。

2.2 設(shè)計年限

一般供水工程設(shè)計使用年限為10～15 a，本項目實施方案按15 a考慮，折舊年限亦按15 a計算。

2.3 水源現(xiàn)狀及選擇分析

2.3.1 水源選擇原則

如果現(xiàn)有供水工程水源能滿足原有和新增區(qū)域供水需求，應優(yōu)先考慮現(xiàn)有工程管網(wǎng)延伸方式供水；盡量優(yōu)先選用地表水，首選水庫水，其次是河流水；在沒有地表水可取的情況下選擇地下水[2]。

2.3.2 水源情況

本項目無地表水可取，個別地方可選用水庫水，但調(diào)水距離過遠，投資巨大，經(jīng)濟上不合理，經(jīng)綜合考慮確定本項目所有水源均選用地下水[3]。北票市大部分地區(qū)屬大、小凌河流域，經(jīng)勘查地下水埋深3～11 m，屬于裂隙水。

依據(jù)《北票市水資源公報》（2018 年），全市地下水可開采量為8 151.9萬m3，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)水資源情況詳見表2。根據(jù)實際調(diào)查，本項目區(qū)域內(nèi)沒有大的生產(chǎn)項目取水，水源位置多數(shù)遠離村莊，沒有環(huán)境污染，且單項工程的用水量普遍不大，從出水量以及經(jīng)濟合理性的角度考慮均可行。此外，除了五間房鎮(zhèn)水源水質(zhì)為劣Ⅴ類外，其他地區(qū)水源水質(zhì)均為Ⅱ類。

表2 項目區(qū)水資源情況（2018年）

2.4 水源井類型及參數(shù)

本項目區(qū)全部選地下水作為水源，水源井類型分為機電井和大口井2 種[4]。項目區(qū)水源井類型及參數(shù)（部分），詳見表3。

表3 項目區(qū)水源井類型及參數(shù)（部分）

3 各部工程設(shè)計分析

3.1 取水工程設(shè)計

3.1.1 水源井結(jié)構(gòu)

本項目設(shè)計的水源井均位于河溝邊或地下水埋藏相對較淺的地方。根據(jù)開采含水層地質(zhì)圖，設(shè)計大口井深度為10～20 m，機電井深度為80～150 m。

大口井為沉圈井，采用“人工+機械配合”施工形式[5]。施工井徑2.5～3.5 m，井內(nèi)徑2.0～3.0 m。頂部采用20 cm 厚鋼筋混凝土井壁管，底部為鋼筋混凝土濾水管，底部進水口采用濾水層，外部填充濾料，結(jié)構(gòu)如圖1 所示。為保證水質(zhì)安全，大口井成井后采用污水泵進行多次抽排污水，直至水清砂凈為止[6]。

圖1 底部進水口過濾器結(jié)構(gòu)示意

機電井采用“沖擊鉆井”方式施工，鉆孔孔徑D500，井徑D310[7]。管井頂部采用D310 鐵管襯砌，下部采用D265 鐵管襯砌，濾水部分采用D260 鐵管（管身用電鉆打孔，共計19 排，孔距約3.5 cm，孔徑約8 mm），非巖石層采用D260 鐵管襯砌。井壁與井管間填充石灰石作為濾料，頂部用黏土填充封井。井身要求圓正、垂直，終孔頂角傾斜度不超過1.5°，成井后采用空壓機和水泵進行聯(lián)合洗井，洗井方式從上至下，進行多次洗井，洗至水清砂凈為止。同時，要進行抽水試驗，要求試驗時間連續(xù)且不小于4 h。

3.1.2 取水水泵選型

本項目中每個取水工程均設(shè)置1 眼大口井或機電井，配套水泵的主要選型依據(jù)為總揚程（要求盈余20%），計算公式為[8]：

式中：H為水泵總揚程（m）；H1為水泵凈揚程（m）；h為管路損失揚程（m）；v/2g為水泵出水口動能損失水頭（m）。

水泵型號選擇（部分），詳見表4。

表4 水泵型號選擇（部分）

此外，設(shè)計蓄水池的容積一般取日供水規(guī)模的30%～40%，對于經(jīng)常停電的地區(qū)可考慮取50%～100%。本項目飲水安全工程規(guī)模較小，蓄水池容積設(shè)計為10～50 m3即可滿足使用。

3.2 輸水、配水工程設(shè)計

3.2.1 輸配水管網(wǎng)布置

根據(jù)本項目區(qū)內(nèi)的現(xiàn)狀情況以及水源位置，并考慮減少管材用量、節(jié)約投資，本項目輸配水管網(wǎng)設(shè)計成“豐”字形或“梳子”形，如圖2所示，設(shè)計原則為管線盡量短、確保平直、減少折點和起伏。

圖2 “豐”字形和“梳子”形輸配水管網(wǎng)布置示意

3.2.2 管材及其參數(shù)選擇

參照其他工程經(jīng)驗，本項目輸配水管均選擇PE管，具體參數(shù)和數(shù)量詳見表5。此外，綜合考慮土壤冰凍、局部荷載、管材強度及與其他管道交叉等因素，本項目設(shè)計管路埋深不少于1.7 m。

表5 管材參數(shù)和數(shù)量

4 結(jié)語

本項目共計新打井30眼（含大口井4眼、機電井26 眼），改造大口井2 眼；新建蓄水池24 座，維修蓄水池3 座，新建機電井泵房20 座；鋪設(shè)輸水管路133.448 km，架設(shè)低壓線路4.27 km、高壓線路1.1 km，購置變壓器4臺，總投資1 403.56萬元。本項目投入使用后，水價定為1.62 元/t，嚴格控制了水資源浪費問題，而且也安排專人負責管路維修工作，做到了良性循環(huán)。