水厂改扩建工程项目初步设计报告

水厂改扩建工程项目初步设计报告目录工程特性表1 综述21.1 项目区概况21.2 设计依据31.3 工程建设的必要性41.4 工程任务和规模41.5 水源选择61.6 工程总体布置61.7 工程设计61.8 施工组织设计61.9 工程管理61.10 环境影响评价及水土保持71.11 投资概算及资金筹措71.12 工程经济72 工程建设的必要性72.1项目区饮水安全现状72.2饮水安全存在的主要问题72.3工程建设的必要性83 工程任务和规模83.1受益围及设计年限83.2 需水量预测83.3取水规模的确定124 水源选择124.1 项目区的水资源状况124.2 水源的选择124.3 水源论证125 工程总体布置135.1 工程类型、等级及设计标准135.2 总体布置146 工程设计156.1取水建筑物设计156.2 输水建筑物设计176.3 净水建筑物设计186.4 配水建筑物设计256.5 消防设计326.6 供配电设计326.7 仪表、自动控制及通讯设计336.8水厂操作概要447 施工组织设计477.1 工程建设任务477.2 施工条件477.3 主体工程施工487.4 施工进度安排508 工程管理528.1 建设管理528.2 运行管理529 环境影响评价及水土保持539.1 环境影响评价539.2 水土保持设计5510投资概算及资金筹措5710.1 工程概算编制说明5710.2 工程投资概算5910.3 资金筹措7211 工程经济7211.1 经济评价7212附图78工程特性表序号名称单位数值备注一受益区基本情况1总面积km21302行政乡、镇个13行政村个84总人口人92265饮水不安全类型6饮水不安全人口人92267年人均纯收入元/年二水源情况1水源类型地表水2取水点名称黄莲洞溪石膏厂段3枯水位m200相对高程4设计洪水位m202相对高程5地下常水位m195相对高程6水质分类污染水及缺水7水源保证率90%三本工程计划解决饮水安全问题供水保证率及水质1行政乡、镇*镇2行政村个83户户23074人数氟超标人苦咸水人血吸虫病疫区人污染水及缺水人9226四工程技术指标1设计参数1设计基准年20122设计年限年153供水规模m3/d10154居民生活用水定额L/人.d1005综合用水定额L/人.d1306现有人口人92267设计人口人92268供水制度小时全日制9企事业单位人/个10时变化系数1.611日变化系数2.02取水工程1取水方式拦河堰自流2机组台数台3机组参数4取水流量m3/h42.295取水工作时间h2477 / 82工程特性表续序号名称单位数值备注3输水工程1输水管长m504802输水管径mm250-323输水管材PE管4输水流量m3/h42.294净水工程1净水工艺混凝、沉淀、过滤、消毒2混合方式水力混合3絮凝方式穿孔旋流池4絮凝池容积m363.285沉淀方式斜管沉淀池6沉淀池容积m366.67过滤方式自重8滤池容积m363.1259清水池容积m330010反冲洗扬程m55.9811反冲洗水量m3/h42.2912消毒方式二氧化氯5配水工程配水泵房1机组台数32机组参数变频22KW、17.5KW、7.5KW配水管网1干管m入行政村2DN250m49003DN200m94004DN160m16005DN110m6006DN90m2550DN75m300DN50m150支管入自然村7DN75m62708DN63m156009DN50m5300DN40m200DN32m33606附属工程1电源2变压器容量KVA1003最大用电负荷KW80.54厂区面积m25办公面积m2300工程特性表续序号名称单位数值备注6生活面积m23007生产面积m218208建筑面积m2710五工程量1土石方开挖m3164792土方回填m3156353混凝土m3832.24浆砌石m3719六工程投资及资金筹措1总投资万元563.462建筑工程万元443.183机电设备安装工程万元27.44金属结构及安装工程万元13.025施工临时工程万元13.746独立费用万元35.187水土保持及环境保护工程万元4.308中央专项资金万元369.049省级补助万元60.8910地方配套万元73.5311群众自筹万元6012人均投资元/人610.73分摊投资/设计人口七成本水价核算1制水成本元/m31.542运营成本元/m30.623建议水价元/m31.54单位耗能指标Kw.h/m30.15每方成品水的电能消耗5折合全员管理人员人八经济评价1年经济效益万元1节省劳力创收万元152.292减少医药费支出万元21.723增加庭院经济收入万元2经济部收益率%18.23经济净现值万元2874经济效益费用比1.831 综述1.1 项目区概况1.1.1 自然地理概况*县位于鄂东南边陲,地处湘、鄂、赣三省交界之处,既是库区、山区,又是具有光荣革命传统的老区。县域地处东经1141411458, 北纬29 192951。它东邻阳新,西连崇阳,南抵抵省的武宁、修水,北毗,*县城距市仅 124公里,距、鄂城、仅数十公里。106 国道从南至北贯穿境域。县域最大横距71公里,最大纵距60公里。国土面积2680平方公里耕地24.01万亩,水面21万亩,其它用地46.99万亩。*镇是我县南部山区,国土面积 230平方公里,有15个行政村一个居民委员会,总人口31431人。*县属亚热带季风气候区,光照充足,气候温和,无霜期长,全县年平均日照1845小时,年总辐射量为105.94卡/米2。全县年平均气温16.3 ,年积温5359,年无霜期248天,境降雨丰沛, 多年平均降雨量深1602mm,降水量42.2亿m3,多年平均水面蒸发1368.3mm,富水干支的*河上游山界尖,横石河上游九宫山的中西港年降雨最大在2000mm以上。由于季风影响雨量变率大,且不稳定,多年平均迳流深1036mm,年地表迳流总量20.4亿m3,丰水年26.4亿m3,中等干旱年14.3亿m3。雨水多集中在四至九月,山区洪水陡涨急落,汛后常发生伏旱,最长干旱连续达五十多天。境地层从元古界到新生界均有分布,出露齐全。依沉积特征论,全县分为南北两区,南区接近中国东南区沉积,北区可与华中西南区相比,具备从侵入岩至第四系时期的地层构造。境地层元古界就有基质岩浆活动,中生界构造活动激烈,有两次以上的岩浆侵入,形成中酸性石,新生代有少量玄武岩喷发,岩浆有四个侵入体侵入,形成中酸性岩石,侵入期为燕山时期。水资源蕴藏量丰富的富水岸,燕厦河、横石河下游主要分布有粉质、泥质页岩,上游分布有花岗岩、砂岩；*河干流两岸主要分布有泥质、粉质、砂质页岩。城山等少数地区分布有灰岩、花岗岩。境地震烈度小于六级。1.1.2 社会经济概况*县现辖八镇四乡一管委会,即：通羊镇、楠林镇、黄沙镇、大畈镇、*镇、九宫山镇、*镇、闯王镇、燕厦乡、慈口乡、大路乡,芳林乡,九宫山管委会。总计人口47.4万人,农村劳动力19.91万个,国土总面积2680平方公里,耕地面积22.26万亩,其中水田14.08万亩、旱地8.18万亩,20XX完成生产总值56.2亿元。农业生产发展平稳,其中农林牧渔总产值15.52亿元。全年粮食作物播种面积30.65万亩,全县粮食总产量8.05万吨,农民人均收入4224元。工业总产值45.8亿元。建筑业发展平稳,全县建筑业总产值为5.88亿元,房屋建筑施工面积41.8万平方米。我县有村民委员会186个,村民小组1735个。20XX全县总户数13.88万户,乡村总户数83621户,总人口47.4万人,其中农村人口36.22万人,人口自然增长率8.04。1.2 设计依据1.2.1设计依据文件及资料省*县农村饮水安全调查报告省*县十二五农村饮水安全工程规划省*县20XX农村饮水安全工程可行性研究报告1.2.1设计依据规程规地表水环境质量标准GB3838-2002生活饮用水水源水质标准国标CJ302093生活饮用水水质规国家卫生部,20XX生活饮用水卫生标准国标GB57492006村镇供水工程技术规国标SL310-2004泵站设计规GB/T50265-97给水排水工程管道结构设计规GB50332-2002给水排水设计手册中国农村给水工程规划设计手册村镇供水站定岗标准水利血防技术导则试行SL/Z318-2005水利经济计算规程1.3 工程建设的必要性1、未解决的农村不安全饮水人口数量较大根据调查*镇项目区农村现有总人口9226人。2、现状供水能力不足项目区现状供水能力不足,主要是沿河取水,水量保证率低,遇干旱季节取水距离远。3、水源质量难以保证项目区目前水源均无净化、消毒工艺,主要是天然水,由于天然河水存在许多污染源,使得水体质量难以达到饮用水标准。 4、是*经济发展的需要*县是一个山区县也是一个旅游大县,*镇是我县旅游重点区域,随着旅游业的发展,旅客人数的增加,对环境的影响也有增大的趋势,搞好当地的饮水安全关系到*的形象的当地的稳定。1.4 工程任务和规模根据调查资料显示*水厂改扩建设计供水围为*镇10个村,总供水人口9226人,其中计划外人口4306人。其中林村944人,下湾村592人,车田村2056人,三贤村522人,留咀村927人,郭源村1326人,江源村582人,茅田河村928人,东坪村575人,*村774人。表1-1 *水厂改扩建工程居民人口分布情况表水厂名称受益乡镇受益行政村受益自然村名称受益人数行政村序号名称受益人数名称受益人数*水厂*镇92261林村944万段垅160宕里150家堰230西坑口300茅坪54青洞口502下湾村592三组188六组214五组1903车田村2056车田1122阮溪230熊家垅230家垅350车田小学1244三贤村522竹头坪190万家畈3325留咀村927留咀桥381梓木洞305阚家125家1166郭源村1326大坑200槽家300石家厂150黄莲洞6767江源村582南岭口582茅田河村928下248立马坳120上畈1808下畈150港南40地坪110下809东坪村575廖家山135王家垅140马坳30010官家垅155新屋坪120新老屋76*村774*109褔垅69中共垅25竹林颈200谭家铺201.5 水源选择*水厂选用距*100米处的黄莲洞山泉,水源水量充足。1.6 工程总体布置*水厂布置于*镇,场地地面高程175m,离河道100m,防洪条件较好。场地地层均为坚硬砂岩,工程地质条件较好；场地地势平坦,交通、施工、运行管理较方便。水厂拟设过滤池、净水池、办公室、停车场及其他辅助设施。1.7 工程设计*水厂设计供水围为*镇10个村,总供水人口9226人。新建水质处理厂区及主供水管道。厂区新建拦河堰一座,拦截黄莲洞河河水,上游居民相对比较分散,水质受污染程度较低,经过净化处理后容易满足饮用水标准。水厂从拦河堰自流取水进入水厂,经混凝、沉淀、过滤、消毒水净化处理后进入清水池,再经过水泵加压后进入主供水管道。厂区处新建105.7 m3/h絮凝沉淀池一座,新建105.7 m3/h滤池一座。新建蓄水量300m3清水池1个,加压泵房一座,管理办公用房一栋。主供水管道从水厂至*镇,后分为10支到10个村。最大管径为250mm,最小管径为32mm。管网布置详见管线布置图。1.8 施工组织设计施工总布置应遵循因地制宜、因时制宜、有利生产、方便生活、易于管理、安全可靠、经济合理的原则。供水工程施工场地分散,施工强度不大,工期较短,在方便施工的基础上,各种施工辅助企业应尽可能简化布置,尽量少占耕地及林地。本项目分为水厂厂区建设和管网建设两大项,其中水厂厂区建设工程建设容主要是新建拦河堰、新建絮凝沉淀池、过滤池、清水池、加压泵站、管理用房等,管网工程主要为管道敷设,管材及开挖土方可在施工点附近的空地上堆放。本期项目计划总工期为12个月。1.9 工程管理工程建设管理由县饮水办作为项目法人,采用公开招标选择施工队伍进行工程建设,管网部分除管线开挖由当地村民进行外,管路安装也由有资质的施工单位进行。水厂运营管理由县水利局组建一个自收自支的非盈利的管理机构,归县农村饮水办统一管理。水厂根据运行要求设置5名管理人员,负责水厂运行管理和维护,按能确保水厂正常运行为前提向用水户收取一定的运行成本。1.10 环境影响评价及水土保持本项目对生态环境的影响主要表现为施工期造成的水土流失、植被破坏等；在采取生态保护措施后,其对生态环境的影响较小。项目实施后,可有效改善区域生态环境。1.11 投资概算及资金筹措*水厂工程初步设计的项目总投资为563.46万元,解决9226人饮水不安全问题其中计划外人口4306人；中央补助计400元/人,补助金额为369.04万元其中计划外人口补助金额172.24万元；省配套66元/人,配套资金为60.89万元其中计划外人口为28.42万元。剩余部分133.53万元由地方财政配套和受益群众自筹解决。1.12 工程经济根据工程投资和水厂收入情况,水厂水价宜定为1.5元/m3。水厂国民经济评价效益可观,但财务评价指标不高。2 工程建设的必要性2.1项目区饮水安全现状计划项目区围为*镇10个村,总供水人口9226人。2.2饮水安全存在的主要问题1、未解决的农村不安全饮水人口数量较大根据调查*镇项目区农村现有总人口9226人,其中林村944人,下湾村592人,车田村2056人,三贤村522人,留咀村927人,郭源村1326人,江源村582人,茅田河村928人,东坪村575人,*村774人。 2、现状供水能力不足项目区现状供水能力不足,主要是沿河取水,水量保证率低,遇干旱季节取水距离远。有的地方挑水需到3公里以外的地方取水。3、水源质量难以保证项目区目前水源均无净化、消毒工艺,主要是天然水,由于天然河水存在许多污染源,农药、化肥、生活垃圾、矿山污水直接排入河中使得水体质量难以达到饮用水标准。 2.3工程建设的必要性*县是一个山区县也是一个旅游大县,*镇是我县旅游重点区域,随着旅游业的发展,旅客人数的增加,对环境的影响特别是水体的污染也有增大的趋势,搞好当地的饮水安全是关系到*的形象的大事,也是关系到当地的稳定的大事。*镇当前正处在社会经济高速发展时期。建设符合安全饮水标准的自来水工程,既是发展经济的重要基础设施之一,也是提高广大农民生活质量、维护社会稳定的民心工程。水厂建设工程应按照技术可靠,投资节省、管理方便、水价合理的原则选择工程建设方案。建适度规模的联片集中式供水工程和管网延伸工程,有助于水资源的优化配置,降低单方水投资和运行管理费用,改善管理条件,提高供水质量,发挥工程效益。因此,本工程优先选择联片集中供水方案。优化水源地的选择,提高供水质量,项目水源由于上游污染源少。另外水量充足,能满足水厂建成后的供水需要。水厂建设条件较好,*水厂位于*公路边,交通条件好,水源区植被好,人口分散,污染少。3 工程任务和规模3.1受益围及设计年限计划项目区围为*镇10个村,总供水人口9226人。根据调查*镇项目区农村现有总人口9226人,其中林村944人,下湾村592人,车田村2056人,三贤村522人,留咀村927人,郭源村1326人,江源村582人,茅田河村928人,东坪村575人,*村774人。工程设计年限15年。3.2 需水量预测1、供水方式根据村镇供水工程技术规SL310-2004的要求和工程项目区所处的位置、地形条件、水源的水量和水质以及供水围居民用水习惯等因素确定供水方式,并列表如下：表31*水厂供水方式统计表项目名称供水方式供水类型方便程度供水压力供水制度*水厂工程集中供水入户1.2MPa24小时2、供水规模和用水量1设计人口设计用水居民人数式中：P0供水围的现状常住人口人,其中包括无当地户籍的常住人口；P1设计年限人口的机械增长总数；设计年限人口的自然增长率,根据当地相关部门的统计资料,按3考虑；n工程设计年限15年。2居民生活用水量参考村镇供水工程技术规SL 310-2004中表3.1.2,确定最高日居民生活用水定额为100L/人d。3公共建筑用水量应根据公共建筑性质、规模及其用水定额确定：a、条件好的村镇,按建筑给水排水设计规GBJ15确定公共建筑用水定额；条件一般或较差的村镇,可根据具体情况对GBJ 15 中的公共建筑用水定额适当折减。b、缺乏资料时,公共建筑用水量可按居民生活用水量的5%25%估算,其中村庄为5%10%,集镇为10%15%,建制镇为10%25%；无学校的村庄不计此项。本工程供水围有集镇和村庄,故公共建筑用水量可按居民生活用水量的10%估算。4饲养畜禽用水量a、有独立水源的饲养场和家庭散养的畜禽用水量不计此项。b、圈养畜禽用水量按村镇供水工程技术规SL 310-2004规定的下限考虑。本工程不计此项用水量。5企业用水量根据村镇供水工程技术规SL 310-2004规定,企业日用水量应根据以下要求确定：a、企业生产用水量应根据企业类型、规模、生产工艺、用水现状、近期发展计划和当地的生产用水定额标准确定。b、企业部工作人员的生活用水量,应根据车间性质确定,无淋浴的可为2035L/人班；有淋浴的可根据具体情况确定,淋浴用水定额可为4060L/人班。c、对耗水量大、水质要求低或远离居民区的企业,是否将其列入供水围应根据水源充沛程度、经济比较和水资源管理要求等确定。本工程供水对象无企业,不计该部分用水量。6消防用水量根据村镇供水工程技术规SL 310-2004规定,消防用水量应按照建筑设计防火规GBJ16和村镇建筑设计防火规GBJ39的有关规定确定。允许短时间段供水的村镇,当上述用水量之和高于消防用水量时,确定供水规模可不单列消防用水量。本工程供水规模中不单列消防用水量。7浇洒道路绿地用水量根据村镇供水工程技术规SL 310-2004规定,浇洒道路和绿地用水量,经济条件好或规模较大的镇可根据需要适当考虑,其余镇、村可不计此项。本工程不计入此项。8管网漏水与其他未预见用水量一般按居民生活用水量、公共建筑用水量,集体或专业户饲养畜禽用水量之和的10%25%计列。日供水千吨以上的取较大值,日供水千吨以下的取较小值；建设标准低的取较大值,建设标准高的取较小值。本工程管网漏水与其他未预见用水量取15%。9用水变化系数及供水时间时变化系数、日变化系数参考村镇供水工程技术规SL 310-2004确定,时变化系数取2.0,日变化系数取1.6。10供水规模供水规模即最高日供水量 = 居民生活用水量+饲养畜禽用水量+管网漏失水量及其它未预见用水量 ,详见下表33。11人均综合用水量人均综合用水量 = 供水规模 / 设计人口 扣除企业用水量后的人均综合用水量=供水规模-企业用水量/设计人口。*水厂工程供水规模及用水量计算见下表：表32*水厂供水规模及用水量计算表序号计算项目符号单位*水厂饮水工程1现有人口P0人9226机械增长总数P1人0自然增长率r0工程设计年限n年15设计人口P人9226最高日居民生活用水定额qL/人.d100居民生活用水量Wm3/d9232公共建筑用水量V1m3/d03饲养禽畜用水量V2m3/d04企业用水量V3m3/d05消防用水量V4m3/d06浇洒道路和绿地用水量V5m3/d07管网漏损率r1%10管网用水量及其他未预见用水量Q1m3/d92.38供水规模Qdm3/d10159人均综合用水量计入企业用水Qm3/d0.1110人均综合用水量不计入企业用水Qm3/d0.1111水厂自用水量比率r2%0水厂自用水量Q厂m3/d012水厂取水规模Q设m3/d101513水厂年取水量Q年万m337.0414日供水时间Th2415日变化系数Kd1.416时变化系数Kh2.53.3取水规模的确定取水设计流量为最高日工作流量除以日工作时间。根据上述用水规模计算,泵站日取水量拟定为1015 m3,泵站设计流量则为：根据以上计算,本工程泵站取水规模确定为45 m3/h。4 水源选择4.1 项目区的水资源状况项目区地表水资源丰富,取水点以上来水面积达8km2,按*县*水文站水文资料计算,取水点以上多年平均流量为5.48m3/s,最枯流量为0.17m3/s,取水最大流量为120m3/h,即为0.033 m3/s。显然水量能满足要求,取水堰也有一定的蓄水能力。项目最大总取水量只有37.05万m3。为水源水量提供了有力保证。4.2 水源的选择本项目备选水源水质都能满足要求,均为山溪水,在水量保证上都能满足要求。利用拦河堰取水方案的优点是管线较短,厂区建设条件较好,但枯水期水量保证率略低,且需要加压后水源的水压力才能满足供水,由于设备较多运行管理人员数量要多一些,且水质污染程度相对较高。本次设计选择在河中建拦河堰取水。4.3 水源论证本项目水源是利用*河地表径流水在河道中修建拦河堰取水,堰址以上来水面积为8km2,堰址多年平均流量为5.48 m3/s,最枯流量为0.17m3/s,而项目取水最大流量为0.033 m3/s。显然水量是有保证的,保证率为100。取水堰址河床高程为200m,堰顶高程202.5m。堰址水质经检验符合饮用水标准,检验报告见附件一：取水堰水质检验单。5 工程总体布置5.1 工程类型、等级及设计标准5.1.1 工程类型及等级本工程属中型供水工程,工程等别为等,主要建筑物级别为5级。5.1.2 工程设计标准1供水水质根据村镇供水工程技术规SL310-2004,型供水工程,以及有条件的型、型供水工程,生活饮用水水质应符合国家生活饮用水卫生标准GB5749要求。在水源、技术和管理等条件受限制的地区,对于型、型供水工程,其水质要求可以适当放宽,但仍应符合农村实施准则的要求。结合所选水源,提出达到供水水质所应采取的水处理措施。2供水水压1配水管网中最不利用户接管点的最小服务水头为10m。2对管网中用户较集中、楼层较高区域可实行分压供水。3配水管网中消火栓设置处最小服务水头不应低于10m。4用户水龙头的最大静水头不宜超过40 m,超过时应采取减压措施。3用水方便程度一般应采用供水到户方式供水,受经济条件约束,对暂不具备到户条件的供水到自然村、组,并满足取水的往返时间不超过20分钟的要求。4水源保证率水源保证率不低于95%,对严重缺水的村组水源保证率不得低于90%。 5设计年限工程设计年限为15年。5.1.3 工程防洪标准根据村镇供水工程技术规SL 310-2004,集中式供水工程的防洪设计应符合防洪标准GB5020194以及水利水电工程等级划分及洪水标准SL252的有关规定。本工程为型供水工程,主要建筑物按20年一遇洪水设计,50年一遇洪水校核。5.1.4 工程抗震标准根据村镇供水工程技术规SL 310-2004,集中式供水工程的抗震设计应符合建筑抗震设计规GB500111以及构筑物抗震设计规GB50191的有关规定。本工程为型供水工程,其主要建筑物按本地区抗震设防烈度提高1度按6度采取抗震措施；5.2 总体布置根据项目区测量成果,项目区水源点取水水位为202.5m,结合项目区用水用户分布情况,按管网结构进行水力计算,*水厂水源点高程175米。项目总布置分两个区,水厂区和管网区。水厂区布置有水源取水建筑、絮凝沉淀池、过滤池、清水池,加压泵、加药室、管理办公用房等。管网区主要布置有项目区供水管网,管网由一树枝形布置,从水源点水厂至*为主线,*以后分为10个支线分别到各村。干管上根据用水户的具体位置接分管至至各居民点。水厂总体布置,应符合以下要求：1生产构建筑物和生产附属建筑物宜集中布置,生活区与生产区分开布置。2生产附属建筑物的面积及组成根据水厂规模、工艺流程确定。3加药间、消毒间分别靠近投加点,并与其药剂仓库毗邻；消毒间及其仓库设在水厂的下风处,并与值班室、居住区保持一定的安全距离。4滤料、管配件等堆料场地根据需要分别设置,并有遮阳避雨措施。5厕所和化粪池的位置与生产构建筑物的距离应大于10m,不能采用旱厕和渗水厕所。6应考虑绿化美化,新建水厂的绿化占地面积不宜小于水厂总面积的20%。7根据需要设置通向各构建筑物的道路。单车道宽度宜为3.5m,并有回车道,转弯半径不小于6m,在山丘区纵坡不大于8%；人行道宽度为1.52.0m。8厂区设雨水排除措施,厂地坪高于厂外地坪和涝水位,水厂周围设围墙及安全防护措施。工程总体布置见附图一：工程总平面布置图。6 工程设计6.1取水建筑物设计6.1.1工程布置本工程取水建筑物为拦河堰,位置处于黄莲洞溪石膏厂段,拦河堰控制来水面积为8km2,采用浆砌石重力坝形式,宽顶堰流,堰顶下游园弧连接,底流消能,堰高2.5米,基础埋深1米,堰底宽9米,顶宽3.0米,护坦长度10米,厚度为0.5米,两侧河堤长度为15米,堤高2米,堤顶宽0.6米,底宽2.0米。6.1.2洪水计算根据*河水文站多年计算成果,采用水文比拟法计算坝址设计洪水,根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL252确定本取水工程按10年一遇洪水设计,厦铺水文站10年一遇洪峰流量为：1090m3/s,厦铺水文站来水面积为351km2,堰址来水面积8km2,用下式计算堰址流量。经计算得堰址洪水流量为87.62m3/s,堰址河床宽度约为25米,按实用堰计算堰顶水深,计算公式如下：H=Q/MB2/3=2/3=1.45m6.1.3拦河堰断面设计根据水文计算成果堰基地质条件初步拟定拦河堰断面尺寸后进行稳定分析计算,初拟拦河堰底宽9.5米,顶宽3米,堰前设2米长底板,考虑水压力、自重、堰基扬压力三大荷载进行稳定计算,堰基磨擦系数f取0.6,上下均游设齿槽底流消能。反弧半径取为1.5米,顶部也采用同样园弧。6.1.4拦河堰及挡土墙稳定计算6.1.4.1拦河堰稳定计算计算公式如下：拦河堰剖面见设计图,式中各项目计算列如下表：表6-1拦河堰稳定计算表。表6-1 拦河堰稳定计算表序号荷载名称单位计算式数值一自重1W1t13.9282.230.642W2t0.592.410.83W3t25.0510.1Wt51.54二水压力t1P1t0.55.5522.55212.152P2t0.53.526.125Pt6.025三扬压力tU1t3.5931.5U2t0.52.0599.225Ut40.725四WU10.815五Kc1.0771.05安全6.1.4.2挡土墙稳定计算挡土墙高4米,基础宽度为2.0米,顶宽为0.6米,侧填砂砾石。只计算主动土压力,XX一侧无水工况。挡土墙填土高度与顶平。基础磨擦系数为0.5,取单宽1米进行计算,浆砌石容重按2.2t/m3,挡土墙自重为11.44t,河无水则基础无扬压力,土压力按公式计算,磨擦角取30,容重取1.7t/m3,得f=4.53t,则抗滑稳定安全系数为1.261.05满足抗滑要求。6.1.5工程量计算拦河堰平面布置图见水工设计图02,根据设计图纸计算得取水建筑工程量如下表：表6-2。表6-2 取水建筑物工程量计统计表序号项目名称单位数量一拦河堰1基础砂卵石开挖m35802基坑排水项待定3浆砌块石m3762.234C20混凝土底板m33155C25混凝土面层m3160.236C20混凝土防渗体m352.57钢筋制安t0.77二护坦1基础砂卵石开挖m33502C25砼m33503钢筋制安t1.64温度缝m330三挡土墙1基础开挖m31202浆砌块石m31563砂卵石回填m31804C15砼压顶m30.756.2 输水建筑物设计6.2.1 输水线路选择输水采用PE管,在拦河堰中部埋设管道,取水直接进入水厂区,由于拦河堰与水厂区相距较近输水管线沿拦河堰侧公路边布置,长度约100米。6.2.2 输水建筑物设计输水管道选购直径250耐压为0.8Mpa的PE压力管,沿公路外埋设,考虑河道坡降输水至水厂最大压力可达80米。取水流量远大于设计取水量,在管末端设置闸阀进行控制水量。管径计算采用如下公式计算：式中：D输配水管径m Q输水流量m3/s,在此为水厂取水流量为0.012m3/s。V管道经济流速取0.8m/s经计算得D0.23m,考虑枯季取水量水位不高,取D0.25m。管道沿程水头损失按下式计算：Hl沿程水头损失m;L计算管段的长度m;i单位管长水头损失m/m;自应力水泥管单位管长水头损失用下式计算：局部水头损失按沿程不头损失的5%计算。输水管水力计算成果见下表：表6-3。表6-3 输水管水头损失计算成果管材长度m设计流量流速管径输水管道水头损失管材公称压力PE管490011.750.682500.5370.8为了在坡顶管道排除真空和在坡底管道排除管中积渣,在坡顶输水管需装置排气阀,排气阀共 7 只；在坡底输水管需装置放空阀,放空阀共 7 只。规格与连接管道相同。6.3 净水建筑物设计6.3.1 净水工艺的确定净水工艺应选用成熟的新技术、新工艺、并兼顾到管理、操作简便和维修方便等因素。净水的处理根据源水水质及出厂水质要求及用水规模确定。本工程*水厂工程水源地为赤水口拦河堰。水质化验报告显示,一般季节原水浊度低,仅为5NTU左右,水质较稳定,无藻类繁殖。洪水季节库水浊度较大,但一般不超过180NTU,故可采用低浊度净水工艺。本工程拟采取混凝、沉淀、过滤、消毒处理工艺,具体如下： 加混凝剂 消毒河水 混凝、沉淀 过滤 清水池 配水管网6.3.2水厂总体设计*净化厂区平均长度50m,平均宽度36.5m,占地面积1825, 厂区所在地地面标高174-175m。厂平面布置原则为：依据现场地形和和水工艺要求,合理安排各构筑的布置,要求流程短捷、紧凑布置、节省占地、功能齐全、方便管理。厂区总平面布置基本上按功能划分：分为生产水处理区,阶段性生产建筑物及生活区。各区之间以绿带和道路分隔。厂区平面布置见附图。6.3.3构筑物设计6.3.3.1混合混合是进行絮凝的前提,良好的混合对提高絮凝沉淀的效果、降低药耗是必不可少的。混合方式分为两类,水力和机械。水力混合有管道混合、管式静态混合和管道喷射式混合器;机械混合有水泵混合、浆析式机械混合和管式渠式机械混合。水力混合的优缺点：管道混合不需要专门设置,一次投资。运行费用最省。管道混合药剂不易分布均匀,混合效果较差,当流量变化较大时混合效果差异较大。管式静态混合水损失大,管式喷射混合其构造简单,不需要外加动力,混合效果好,但喷口容易堵塞。机械混合的优缺点：机械混合效果好,且受水量、水温、浊度等因素变化影响,能耗较低。浆板式机械混合需要设混合池并增加机械设备,有一定的维修工作量。 由上比选,结合本工程实际情况,拟本设计采用水力混合管式静态混合器混合。混凝剂选择：采用聚合氯化铝碱式氯化铝为凝聚剂。该药品使用性强PH值围在5.09.6之间。溶液池容积：式中：Q处理的水量,m3/h；凝聚剂最大投量,mg/L,0.20.5,此工程取0.5；溶液浓度,取10%5%20%,b=10%； n每日调制次数,此处取2次人工调制不超过3次,一般每日调制2-6次；通过计算,溶液池容积为0.75m3。溶液池采用正方形,其。溶解池容积：投加量：2mg/L投放方式：计量泵压力投加。6.3.3.2絮凝目前国外主要采用絮凝形式为机械和水力絮凝。絮凝设施采用穿孔旋流池,絮凝效果较好,维修量少,国广泛采用。结合水源水质特点,本工程采用穿孔旋流池。设计水量为：絮凝池处理水量为105.7m3/h。每组分为六格,各格平面尺寸为长方形,单格平面尺寸为0.780.6m。设计池高4.5m,超高0.2m,池有效水深为4.4m。絮凝池池底用单斗斗底排泥,排泥管选用DN=160mm的PVC-U管。絮凝池每格间由上到下对角交错的孔相通,第一、二格间进口流速宜为0.61.0m/s,取1.0m/s,最后一格出口流速取0.2m/s。进水管采用DN=250mm的钢管。GT值,按水温T=20,6.3.3.3沉淀结合本工程的特点,沉淀设施采用斜管沉淀池。斜管沉淀池主要优点是沉淀效率高,池体小,占地少,对源水水质变化有一定的适应性。 水厂设计水量为105.7m3/h。 沉淀池面积斜管沉淀池液面负荷：7.29.0m3/m2h,本工程取值为7.2 m3/m2h,沉淀池面积按下式计算：m2沉淀池平面尺寸为3.6m4.2m。斜管切直径取值围为2535mm,取为30mm,长度为1m,倾角为60。沉淀时间水在斜管沉淀时间为47min。颗粒沉降速度一般为0.30.6mm/s,斜管水流上升流速为2.44 mm/s,斜管结构占用面积按3%计,则有： 斜管的流速为：管雷诺数：式中：水力半径 ；运动粘度当t=20,根据上式计算：,则沉淀时间为：沉淀时间满足要求。沉淀池尺寸根据规要求,清水区高度大于或等于1.0m,配水区高度大于或等于1.5m。本工程斜管沉淀池中的斜管采用六角形,其径为30mm,长度为1.0m,倾角60。斜管区高度。清水区高度取为1.2m,配水区高度取为1.5m。穿孔排泥斗槽高度为0.6m,保护高度为0.3m,池体总高度为：H=1.2+1.5+0.9+0.6+0.3=4.5m。斜管沉淀池底部设1个集泥槽,采用DN250的PE穿孔排泥管排泥。集水槽采用两侧淹没孔口集水,为便于施工槽底平坡,具体参数如下：集水槽的个数：N=2个集水槽的中心距：槽中的流量：考虑滤池的超载系数为20%,故槽中流量为：槽宽：,取b=0.2m。起点槽中水深：。终点槽中水深：,为了便于施工,集水槽中水深均按0.25m计。集水槽的集水方法采用淹没式自由跌落,淹没深度取5cm,跌落高度取5cm,槽的超高取0.15m,则集水槽的总高度为：集水槽孔眼总面积：孔眼直径采用d=25mm,则单孔面积：孔眼个数：,取n=60个,集水槽两侧均布,每侧孔眼数为30个。孔眼中心距：。进水穿孔墙沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水,墙长6.0m,墙高4.2m,超高0.3m。穿孔墙孔洞总面积,孔洞处流速采用0.25m/s,则：孔洞个数N,孔洞尺寸采用矩形,孔洞尺寸为10cm10cm,则孔洞数为：个斜管沉淀池进水管接絮凝池出水管,流速为0.23m/s,经计算进水管直径为429mm,取400mm。6.3.3.4过滤由水源水质化验结果,选用三通快阀重力式快滤池,冲冼效果好,出水水质好,时间短耗水量小。滤池设计水量为105.7m3/h,滤池冲洗耗水量按产水量的4%计,则设计水量为：Q=105.71.04=109.9=30.6设计参数主要设计参数见下表：表64 *水厂滤池设计参数参数名称单位数值滤速m/hv=10平均冲洗强度L/q=15冲洗历时mint=4期终允许水头损失mH终=1.7排水井堰口高度m- 0.7滤池入土深度m-0.5设计计算所需过滤面积为：连通管池角式布置在方形滤池的四角处,截面为等腰直角三角形,腰长为0.3m,其面积为：正方形滤池的边长为：,取3.5m。滤池高度:底部集水区高度800mm,滤板厚度100mm,承托层厚度100mm,滤料层厚度700mm,滤料上面水深1950mm,滤池超高300mm,由此,滤池总高度为3950mm。冲洗水箱高度：进水分配箱：流速采用0.05m/s,面积采用正方形,边长0.81m0.81 m进水管：流量32.7L/s,选用管径DN250钢管,则流速为0.67m/s,水力坡降。进水管长度约15m。虹吸管管径：虹吸上升管采用DN300,虹吸下降管采用DN300,可满足要求。滤池出水管管径：采用与进水管相同的管径DN250;排水管管径：排水流量8.31L/s,排水管采用DN600,流速,。其他管径：虹吸辅助管管径采用32mm40mm,虹吸破坏管和强制冲洗管管径均采用DN15mm。6.3.3.5消毒常用的消毒药有液氯、二氧化氯、氯胺及臭氧等。液氯成本低,有持续的消毒能力,但原水有污染时宜产生有害衍生物,适用于源水无有机污染时消毒,或有氧化工艺后消毒。臭氧消毒能力最强,且无有害副产品产生,但电耗大、成本高、管理复杂,无持续消毒作用。采用二氧化氯可以避免生氯酚味和三卤甲烷等副产物,其氧化消毒效果好,生产成本虽比氯气高,但臭氧低,生产工艺及其设备维护也比较简单,适用于单独作为轻度有机污染的预氧化工艺。从运行管理方便、无副作用、经营成本较低出发,参考产品规格型号资料,选用XSCXD-4型二氧化氯自动投加装置两套,水处理能力为120m3/h,一用一备。6.3.3.6清水池1清水池容积计算清水池有效容积一般设为最高日供水量的20%。本项目最高日供水量为1436.7m3,故清水池有效容积应为287.34m3。故清水池有效容积取300m3,水池为圆形,空半径5.5m,空高3.2m。2结构形式清水池为钢筋混凝土结构。池壁采用C20钢筋砼,钢筋采用级,箍筋采用级。3配管与布置a、进水管按最高日工作时间和用水量计算,取200mm,进水流速0.935m/s。管口在池平均水位以上。b、溢流管稍大于进水管,管径为300mm,进口端为喇叭口,与池最高水位持平,管道出口设网罩。c、排水管管径按2h将池中水泄空计算。但最小管径不得小于100mm。此处管径取200mm,排水流速为2.26m/s。d、通气管及进人孔,池顶设通气管,管径为200mm。进人孔孔径为1000mm,沿池壁设钢制爬梯。池设水位显示及控制装置,出水管设阀门、水表及阀门井。表65 *水厂工程清水池设计参数表供水规模有效容积构筑物型式外形尺寸m半径高1015300圆形5.53.26.3.3.7加压泵*水厂由于涉及围大,要满足全部用水户的水压要求必须对进入供水管网前的水加压,根据管网水力计算在进口加压水头为50米,因此必须设置加压泵。1、水泵选型水泵流量的确定,按105.7m3/h,考虑供水时变化系数2.0,水泵流量按3770L/min选用,水泵扬程按50米。查水泵选型手册,确定选用凯泉第四代卧式离心水泵,KQW150/400-45/4,水泵进口管直径150mm,叶轮名义直径为400mm,电动机功率为45KW,电动机极数为4极。选用两台水泵一用一备。2、泵房尺寸泵房按两台水泵布置并布置一台控制屏实现水泵切换操作。厂房长度为4.3米,宽2.5米,高3.1米。6.3.4 辅助建筑物的设计辅助生产建筑物主要为办公用房及职工生活用房。办公用房主要为材料仓库和办公用房,仓库主要设三个,分别存放水厂药品、管材配件、设备备件,办公用房设置财务室、值班室、娱乐室、会议室,职工住宅按5人设置,辅助用房集中建成一栋三层平房,第一层办公用房,第二三层为宿舍,每层6间房。建筑面积为450m2,另建一个仓库,两间面积为50m2,总建筑面积为500m2。6.4 配水建筑物设计6.4.1 配水管网设计项目区涉及*镇10个行政村。配水管网沿线布置要遵循以下原则：1、管网合理分布于整个用水区,线路尽量短,并符合村镇有关建设规划。2、本供水工程规模不大,供水村庄比较分布较散,主管采用一字形布置分管管网采用树状布置。3、干管布置以较短的距离引向用水大户,管道尽可能沿现有道路或规划道路路边布置。4、管道布置避免穿越毒物