供水管道工程可研

神农架林区新华镇集镇供水项目可行性研究报告武汉华中科大建筑设计研究院二九年五月目 录1. 总论11.1 项目名称、地点及主管单位11.2 编制依据11.3 编制范围及编制目的11.4编制原则21.5 采用的主要规范和标准21.6 城市概况及自然条件31.7 工程建设标准62 项目建设的必要性82.1 满足城市发展的需要82.2 提高供水安全可靠性82.3 减少漏损率83、供水规模103.1 城市需水量预测103.2 工程规模124. 供水方案设计及比选134. 1 管网扩建原则134.2 供水工程方案比较134.3 供水工程内容144.4 管材选择154.5 管网配套设施174.6 高阳镇蓄配水工程184.7 主要工程量235.净水厂工艺方案选择245.1 混凝工艺245.2 沉淀工艺275.3 过滤305.4 净水厂工艺选择346净水厂工程设计376.1 工艺运行方式376.2 工程分期与分组376.3 主体工艺构筑物设计376.4 辅助构筑物设计406.5 总平面布置416.6 厂区竖向设计426.7 建筑设计426.8 结构设计436.9 电气工程设计446.10 机械及通风设计467. 环境保护48.1 项目实施过程中的环境影响及对策48.2 项目建成后的环境影响及对策508. 劳动安全卫生529. 节能与节水539.1 节能设计539.2 节水5310. 工程招投标5510.1 概述5510.2 发包方式5510.3 招标组织形式5610.4 招标方式5611. 项目管理、实施计划及效益分析5411.1 实施原则5411.2 管理机构5411.3 人员编制5511.4 设计施工与安装5511.5 建设进度安排5611.6 效益分析5712. 主要材料及工程设备表5812.1 三材用量5812.2 主要工程量5812.3 主要设备5913. 投资估算6213.1 建设投资估算6213.2 流动资金估算6413.3 项目投入总资金及分年投入计划6514. 融资方案6614.1 项目融资主体6614.2 项目资金来源6614.3 融资方案分析6615. 财务评价6815.1 财务评价基础数据与参数选取6815.2 营业收入与成本费用估算6915.3 财务评价报表7015.4 盈利能力分析7015.5 偿债能力分析7115.6 不确定性分析7115.7 财务评价结论7216. 结论与建议7416.1 结论7416.2 建议7541. 总论1.1 项目名称、地点及主管单位项目名称：神农架林区新华镇集镇供水项目项目地点：湖北省神农架林区新华镇集镇业主单位：神农架林区龙兴旅游开发有限责任公司项目法人代表：高开科1.2 编制依据（1） 神农架林区土地利用总体规划；（2） 神农架旅游总体规划（3） 神农架林区新华乡村镇总体规划（2008-2020）（4） 新华镇“十一五“发展规划（5） 新华镇提供的规划资料及有关建设意见1.3 编制范围及编制目的1.3.1 编制范围及年限编制范围：神农架林区新华镇城区。编制年限：根据神农架林区新华乡村镇总体规划研究年限，本研究与集镇总体规划一致，服务到2020年。1.3.2 编制目的1)、按照可持续发展战略，为新华镇社会经济的快速稳定发展打下基础。2)、选择和推荐最优的净水厂方案与管道工程方案，以提高供水安全可靠性，提高供水自动化和科学管理水平，减少管网漏耗，提高经济效益。3)、为上级主管部门决策提供参考。4)、为下一步开展设计工作提供依据。1.4编制原则1)、在城区总体规划指导下，以新华镇社会经济、城市建设发展要求为出发点，从总体上进行全面布局，统筹兼顾，注重城区建设合理性并充分发挥神农架林区新华镇整体投资效益。2)、从实际情况出发，工程方案要切实可行，并力求工程投资省、运行费用低、管理方便、安全可靠。3)、为了提高科学管理，优化运行水平，利用部分先进的计量控制设备。1.5 采用的主要规范和标准村镇供水工程技术规范（SL310-2004）地表水环境质量标准（GB3838-2002）生活饮用水水源水质标准（CJ3020-1993）生活饮用水卫生标准（GB5749-2006） 室外给水设计规范（GB50013-2006）城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ41-91）城市给水工程项目建设标准（1994年）城镇供水厂运行、维护及安全技术规程（CJJ58-94）钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范（1999年版）市政工程勘察规范（CJJ56-94）建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）建筑工程设计文件编制深度规定（DBJ08-64-97）建筑结构荷载规范（GB60009-2001）建筑设计防火规范（2001年版）（GBJ16-87）民用建筑设计规范（JGJ37-87）建筑抗震设计规范（GB500111）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）混凝土外加剂应用技术规范（GB50119-2003）砌体结构设计规范（GB60003-2001）钢结构设计规范（GBJ17-88）给水排水工程管道结构设计规范（GB50332-2002）室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范（GB50032-2003）给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程（CECS138：2002）给水排水工程构筑物设计规范（GB50069-2002）给水排水工程管道结构设计规范（GB50332-2002）给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程（CECS117:2000）建筑地基基础设计规范（GB60007-2002）建筑地基处理技术规范（JGJ94-94）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）构筑物抗震设计规范（GB50191-93）供配电系统设计规范（GB50052-95）低压配电设计规范（GB50054-95）通用用电设备配电设计规范（GB50055-93）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-92）建筑防雷设计规范（GB50057-94）工业与民用电力装置的接地设计规范（GBJ65-83）电力工程电缆设计规范（GB50217-94）水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252） 国家工程建设标准强制性条文城镇供水厂运行、维护及安全技术规程GJJ5894城镇供水水量计量仪表的配备和管理通则CJ/T3019931.6 地区概况及自然条件1.6.1 地区概况新华镇位于神农架林区东南边陲，东接襄樊市保康县马桥镇和歇马镇，南抵宜昌市兴山县古夫镇，西与林区宋洛乡接壤，北与林区阳日镇毗邻。长江三峡库区主要支流香溪河支流龙口河流域贯穿新华镇全境，209国道（复线）由北向南贯穿新华镇。新华镇现辖高白岩、龙潭、龙口、桃坪、大岭、马鹿场、猫儿观、石屋头、豹儿洞九个村，国土面积228.85平方公里。2006年底，全乡总人口4049人，城镇人口500人，城镇化水平12.3。2009年1月，经湖北省人民政府批准，同意神农架林区撤销新华乡，设立新华镇，以原新华乡的行政区域为新华镇的行政区域。新华乡改乡建镇，为新华经济、社会发展开拓了广阔空间，带来了更多机遇。新华镇原属宜昌地区兴山县古夫区，1970年划神农架林区阳日区管理，1975年撤区并社后直属神农架林区管辖至今。新华镇文化底蕴深厚，自然资源丰富，雨量充沛、山青水秀、洞奇谷幽，旅游开发潜力巨大；矿产资源丰富，已探明磷矿石5000万吨，目前，马鹿场村、龙口村已具备年产10万吨的开采规模，磷矿资源的开发已成为新华镇的支柱产业之一；药材资源丰富，新华镇天然杜仲资源丰富，可利用资源1.5万亩。近年来，新华镇经济事业发展迅猛，以磷矿开采、中药材种植、家禽养殖、劳务输出为主的乡域经济实现大飞跃。目前经济支柱产业为磷矿石开采业，辖区内有规模以上矿产开发企业三家，2008年全镇实现地区生产总值1.51亿元，完成财政收入2102.63万元，完成固定资产5282万元，完成农村经济收入2228.3万元，农民人均纯收入3776元，人均增收308元。新华镇镇区为镇政府所在地，位于乡域中部，距林区政府所在地松柏镇53.8公里，香溪河支流龙口河从镇区中部流过，209国道（复线）沿镇区边缘穿越而过。镇区内现有乡政府、林场、派出所、邮政所、财政所、国土资源所、林业站、卫生院、信用合作社等行政、事业单位，设有中小学一所。2006年底，新华镇集镇人口为480人。据神农架林区新华乡村镇总体规划近期(2010年):镇区城镇人口为720人（其中常住人口680人，流动人口40人）。新华乡镇区性质确定为：全乡政治、经济和文化中心，是以发展旅游服务业为主要职能的口子镇。1.6.2 自然条件1.6.2.1地质地貌新华镇全区位于龙口河流域，秦岭褶皱系东段南缘，扬子准台北侧，横跨两个大地构造单元，单元内部以褶皱为主，由背向斜组成褶皱束，可分为三、四级构造单位，单元之间断裂构造为主。著名的新华大断裂从这两个构造单元之间穿过。地质上具有地层岩种类齐全，构造上复杂多样，多回旋发展历程等特点，是历史以来内外力地质作用较为强烈的地区。以新华大断裂为界南为扬子区，北为秦岭区。新华镇地貌可分为低山、中山、高山三种地貌类型。低山：一般海拔400-800米之间，平均坡度25以下，切割深度200-400米，占总面积的30.4%；中山：一般海拔在1000-1400米，切割深度400-800米，占总面积的42.6%；高山：一般海拔在1500米以上，切割深度大于800米，占总面积的27%。地势呈西北高、东南低，自西北向东南倾斜，山大谷狭，山岭起伏，地形高差大，切割深的特点。复杂的地质导致地质灾害频繁发生，项目区常见地质灾害有岩崩、滑坡、泥石流、溪河洪水。镇区地质构造为马槽园群和震旦系的不整合覆盖，震旦系和下古生界环绕基层周围，主要岩性为板岩，有轻微变系的碎屑岩，火山碎屑石及砾岩、砂岩、页岩、白云岩和硅质岩等，集镇地质条件稳定，无易发山洪、泥石流、滑坡、塌方等地质灾害地段。1.6.2.2气象新华镇辖区位于秦巴山气候区，属于北亚热带大陆性季风气候。光、热、水的分布不均，四季分明，冬长夏短，春秋相连，春季升温快，冷空气活跃，冷暖变化大；夏季光温同步，雨热同季，降水分布不均，旱涝灾害重；秋季降温快，秋寒早，秋汛明显；冬季多雨雪，经常出现严冬现象，垂直高差大，立体气候显著。区内平均温度12，北低南高，北部为10，南部为15。最热的7月平均日温38，最冷的1月平均日温-18，极端最高气温40，南部比北部高5，极端最低气温-18-21，年平均相对湿度为74%，年平均绝对湿度13.9毫巴，年无霜期216天。全年主导风向：夏季多东南风，冬季多西北风，全年80%的盛行东南风，风速12级，最大风速10m/s，多年平均风速2.7m/s。辖区多年平均年降水量1182毫米，4-10月降水量占全年降水总量的75%左右，尤其以7、8、9月降水量较为集中，降水特点为南多北少，由南向北递减，且多以暴雨出现，其暴雨特点多为局部性暴雨，暴雨强度大，历时短，这是产生水土流失的主要因素。1.6.2.3水文新华镇处于长江与汉水的分水岭南部，区内主要河流龙口河属长江流域北岸一级支流香溪河上游平水河的主要支流。年均流量为3249.6万立方米，多年平均流量1.03立方米/秒，水位径流深538.3毫米。枯水期11月至次年3月，丰水期6-9月。径流洪水由暴雨产生，由于降雨在时间上的分布不均，区内河流多为季节性河流，径流分布趋势与降雨基本一致，由南向北递减，项目区为山区性河流，坡陡流急，河流调蓄能力小，洪水具有峰高量大、来得猛、退的快、破坏力大的特点。极易发生如岩崩、滑坡、泥石流等多种地质灾害。龙口河为新华镇集镇污水的受纳水体。1.6.3 城区供水能力现状集镇供水于2004年修建，取水点位于供电所以北300米处的黑龙洞，建有3的蓄水池一个，另在中学后500米处建有一蓄水池。镇区集镇常住人口近800人，有大牲畜近50头（主要为家养牲猪）。集镇供水系统由于当初设计标准低，水源点选择不合理，已不能满足全镇发展需要。随着镇区居民人数逐日增长,水质较差、水流量较小等问题日益突出。需要新建一座新的水厂。1.6.4 城区供水管网现状现有给水范围上至供电所、下至林场，管网为DN100镀锌管1100余米（蓄水池至龙口村委会），DN40镀锌管800余米(龙口村委会至林场)，管网建设不完善，随着集镇的新规划，其已不能满足镇区用水需求。同时集镇的发展及新水厂的选址的建设，原管网没有了利用的价值，因此，新华镇的供水管网系统需要重新铺设。1.7 工程建设标准新华镇按城市分类属于三类，按城市供水行业划分现属第4类水司，应根据此划分及国家有关规定确定合适的标准，给水水压、水质、技术要求应按国家有关规范、标准、规定执行，生产技术水平按城市供水行业2000年技术进步规划的相应要求考虑。1.7.1 水压标准水压应达到设计规范GBJ1386(1997年版)的要求，管网中干管控制点压力大于20m，局部高层建筑采取加压解决。1.7.2 水质标准新华镇供水水质要求达到国家卫生部颁布的生活饮用水卫生规范的要求，同时考虑尽可能实现城市供水行业2000年技术进步发展规划(以下简称发展规划)的要求。为实现水质目标，发展规划将城市供水企业分为4类，并执行相应的标准。第1类水司为最高日供水量超过100万m的直辖市、对外开放城市、重点旅游城市和国家一级企业的水司，要求达到80年代国际先进水平，即以欧洲共同体(EC)饮用水的水质指标作为第1类水司水质目标；第2类水司为最高日供水量超过50万m的大城市，省会城市、国家二级企业的水司，要求达到80年代国际水平，即以世界卫生组织(WHO)水质准则作为第2类水司的水质目标；第3类水司为最高日供水量超过10万m的其他水司；第4类水司为最高日供水量小于10万m的水司。新华镇属于第4类水司。供水应达到4类水司水质目标：在主要技术方面多数接近于80年代国内先进水平。2 项目建设的必要性2.1 项目区饮水安全现状2004年前水源均为自取水源，取水构筑物为集水坑；部分居民以地表水体山泉、河坝作水源。至2004年底，供水服务区的农村饮水略有变化；集镇供水于2004年修建，取水点位于供电所以北300米处的黑龙洞，建有60m3的蓄水池一个，供水服务集镇部分居民。由于取水水源为山体溶洞出水，由于岩性本身的地质结构所致，经地下水不断溶解，水中溶解性总固体超标，居民有不少出现结石等症状。2.2 饮水安全存在的主要问题2.2.1存在的主要问题（1）供水服务区现有取水点，自流取水，水处理构筑物施工质量差，没有澄清池与过滤池匹配，水质难以达到生活饮用水卫生标准，且洪水、暴雨期间，由于水处理构筑物为负地形，渍水排不出去，水质污染严重；遇到枯水期，供水能力不能满足供水服务区用水需求。（2）供水服务区内的供水工程，无水处理设施，即使原水水质合格，也无任何消毒措施，水质难以保证。（3）饮水卫生状况的安全监测，起步于近年的环境监测与疾病，由于经费和技术装备的原因，环保部门仅对府河及中型水库等重点水源地的常规指标进行抽样监测，乡镇所在地以上的供水水源，由卫生部门每年对水源水质、管网末梢水质进行一次检测。对分散式供水工程和塘堰、河坝，无论环保部门还是卫生部门，尚无能力纳入工作日程加以水质检测或监管。2.2.2饮水不安全的危害（1）硬水新华镇用水主要是黑龙洞溶洞出水，这类水硬度较大，水质较差，长久饮用，容易得结石病。（2）用水方便程度问题供水服务区无取水设施，取水距离达1km以上的居民达1702人，取水来往时间最少达40min，4口人之家平均每天提水6担（40kg/担），时间约4个小时，取水既占用了正常的生产时间，且取水路途曲折，十分困难。2.3 工程建设的必要性根据党中央国务院的有关方针政策，坚持以人为本，按照全面、协调、可持续的科学发展和全面建设小康社会的要求，保障城镇居民的饮水安全，事关居民的身体健康和生活质量，是社会主义新城镇建设的基础条件。供水服务区虽有一定的供水设施，但和城镇饮水安全标准相比，仍存在着差距。（1）供水服务区新华镇政府所在地和各村的中心村及较大的居民点，供水不能满足各中心村及较大居民点的用水要求，由于供水设施不完善，严重制约了集镇建设的发展。（2）新华镇水厂水处理设备不配套，分散式供水工程没有任何消毒措施；河坝、塘堰水质污染严重，居民的饮水安全得不到保障，由于饮用水不符合生活饮用水标准，严重影响了居民的身体健康，居民迫切希望早日用上洁净的自来水，以改善生活条件，提高生活质量。（3）供水服务区无取水设施的居民，取用水十分艰难，既耗时又误工，生产出勤率低下，如用上自来水，不仅能把居民从取水的困扰中解放出来，还能促进居民小康经济的发展。（4）随着国民经济的全面发展，招商旅游项目日益增加，解决好供水这个基础设施，创造良好的招商和旅游环境，筑巢引凤，可促进当地经济快速发展。综上所述，解决供水服务区的饮水安全，建设供水工程，非常必要。3 供水规模3.1 受益范围及设计年限3.1.1受益范围本工程主要受益范围为新华镇集镇城区及后沟居民。3.1.2设计年限设计年限不分近期、远期，为12年，服务到2020年。3.2 需水量预测（1）设计人口供水服务区预测全乡总人口近期(2010年)约为4200人，城镇人口为1100人，城镇化水平26.2%，远期(2020年)为4450人，城镇人口为2000人，城镇化水平为44.9%。同时考虑城镇以旅游为主要产业，考虑旅游产业的发展，设计年限内按1000人考虑。（2）居民生活用水量W1居民生活用水量可由下式计算：W1=Pq式中：W1居民生活用水总量，m3/d；q最高日城镇居民生活用水定额，取160L/人d；P供水范围内的现状城镇常住人口数，其中包括旅游人口，服务人口为3000人。经计算， W1480m3/d。（3）公共建筑用水量W2该部分用水量不大，根据各镇镇政府的统计，公共建筑最高日用水量约占居民生活用水量的7-8。考虑今后的发展，本工程公共建筑最高日用水量按生活用水量的8计算， W2=W18=38.4m3/d。（4）饲养畜禽用水量W3家庭散养的畜禽用水量不计，项目区有养殖的鸡、鸭300只，定额2 L/头d；猪厂养殖猪共50头,考虑猪舍清洗消毒，定额40L/头d，则：W3=3000.002+0.0450=2.6m3/d（5）消防用水量同一时间内的火灾次数为1，一次灭火用水量为10L/s，根据规范要求，当上述用水量之和大于消防用水量时，确定供水规模可不单列消防用水量，本次设计不计入本项用水量。（6）管网漏损水量与未预见水量W5根据村镇供水工程技术规范，此项水量按照上述水量的1025计，其中村庄取低值，规模较大的城镇取高值。本项目按照上述水量之和的15计，W5为72m3/d。（7）用水总量Q水厂用水总量为：Q=W1+W2+W3+W4+W5=593m3/d。根据以上计算，供水规模为600m3/d。（8）用水变化系数及供水时间本工程为全日制供水，按照村镇供水工程技术规范的有关规定，日变化系数的选取应考虑供水规模、用水量组成、生活水平、气候条件等，结合当地相似供水工程的年内供水情况综合分析确定，可在1.31.6内取值。结合供水范围内的实际情况，本工程的日变化系数取1.5。根据规范规定以及供水服务区的实际情况，本工程的时变化系数取2.0。3.3 供、取水规模的确定（1）供水规模用水总量Q为：Q= W1+W2+W3+W4+W5 =593m3/d。根据以上计算，供水规模为600m3/d。（2）取水规模在供水规模的基础上，考虑水厂自用水量即为取水规模。水厂自用水系数取决于水处理工艺、构筑物类型及原水水质等因素，一般在1.051.10之间。取自用水系数为5%，经计算取水规模为：630m3/d。4. 供水方案设计及比选4.1 水源选择4.1.1项目区水资源概况供水服务区为龙口河流域，后沟直接入龙口河 1、地表水资源（1）本水资源区内有一些小河沟，但其为雨水所控制，连续供水没有保证。（2）客水资源区内主要河流龙口河属长江流域北岸一级支流香溪河上游平水河的主要支流。年均流量为3249.6万立方米，多年平均流量1.03立方米/秒，水位径流深538.3毫米。枯水期11月至次年3月，丰水期6-9月。径流洪水由暴雨产生，由于降雨在时间上的分布不均，区内河流多为季节性河流，径流分布趋势与降雨基本一致，由南向北递减，项目区为山区性河流，坡陡流急，河流调蓄能力小，洪水具有峰高量大、来得猛、退的快、破坏力大的特点。水量丰富但水质较差。2、地下水资源供水服务区地下水可分为第四系孔隙潜水和基岩孔隙裂隙水，前者主要分布在清水河两岸及冲畈，由清水河和支流侧向补给，后者主要由大气降水补给；前者单井涌水量80-100m3/d；水质多满足生活饮用水卫生标准；后者单井涌水量10m3/d左右，基岩为粘土质页岩，水质满足生活饮用水卫生标准；若基岩为红色泥质粉砂岩，则水中溶解性总固体超标，局部地区达苦咸水标准。4.1.2 水源的比选供水服务区内龙口河两岸的浅层地下水水质虽好，但取水构筑物位于河畈上，易受洪水淹没，且水量有限；并且浅丘区的地下水，特别是红色泥质粉砂岩中的地下水，由于水中溶解性总固体，氯化物和硫酸盐超标，要作特殊处理，处理成本高，水量也不够，因此不考虑作为取水水源。供水服务区内地表水水量有限，只有黄家沟水量充沛，流量大于0.9m3/s，水质较好，水质满足地表水环境质量标准中地表饮用水水源标准类I。且水源高程较高，可以自流供水。由于黄家沟水质和水量都满足取水水源要求，并且所处地理位置满足管网经济布置的要求，因此综合比较本工程选用黄家沟水作为新建水厂的取水水源。4.1.3 水源论证黄家沟水质满足地表水环境质量标准中地表饮用水水源标准I类，适合作为生活饮用水水源。黄家沟处实际承雨面积67.83km2，总库容1406万m3。黄家沟水流量充沛，常年流量大于0.9m3/s，在枯水年份水量是能保证的。同时该处位于镇区上游，高程较高，当水厂建设后，供水可以通过自流供水，不需要设加压设备，减少投资。4.2 供水工程内容4.2.1 供水工程系统方案根据新华镇详细规划，新建水厂向镇区统一供水。净水厂与水源地建设在一起，高程803-810m，镇区供水通过水厂直接供水，由于地形较好，不需要设置中间加压泵。4.2.2 净水厂工程在黄家沟处建设600m3/d的净水厂一座，水厂清水池出水高程804m，采用混凝-沉淀-过滤-消毒的水处理工艺。4.2.3 从水厂至配水管网输水管道工程本部分工程内容主要有DN150输水管，管线长5.3km。4.2.4 新华镇配水工程本部分主要工程内容有DN80和DN10配水干管总长3.0km，。4.3 管网建设原则1)、配水管网布置按神农架林区新华乡村镇总体规划（2008-2020）确定的城区建设范围进行规划，最高日供水量按2020年600m3d。2)、水源至管网处采用一根供水管，管道布置考虑采用环状管网，以提高供水安全性。3)、管网供水尽量利用自然高程，不使用加压泵。4)、供水干管尽可能布置在两侧均有较大用户的道路上，以减少配水支管的数量。4.4 管材选择输配水管管材的选择对工程造价、系统的安全可靠性影响较大，应慎重对待，输配水工程中常用的管材有预应力钢筋砼管(三阶段)、球墨铸铁管、PE管、钢套筒预应力钢筋砼管(PCCP)管、钢管和离心浇铸夹沙玻璃钢管(HOBAS管)等，根据工程的具体特点和市场供应条件选用。应用较多的管材有预应力钢筋砼管、球墨铸铁管、PE管、UPVC管和钢管。1)、球黑铸铁管球墨铸铁管是一种优质管材，但价格较高，最大口径可到DN2000；球墨铸铁管具有阻力小、输水能力大、重量轻、安装方便，防腐能力强等优点2)、预应力钢筋砼管预应力钢筋砼管造价低，抗震性能及水力条件好，一般不需防腐处理，是一种经济的管材。预应力砼管分为一阶段成型工艺和三阶段成型工艺。一阶段管整体性好，承受内压较高，但承插口有椭圆度；三阶段成型工艺接口准确，但管材整体性差、易起鼓。预应力钢筋砼管在我国应用较广泛，一度曾为长距离输水工程的主要管材，缺点是笨重，运输不方便，破损率高。近年来由于一些新型管材的引进和钢材供应充足，使得一些条件好、经济实力强、要求标准高的工程，逐步由其它管材替代。3)、PE管PE管道较轻，不需防腐，施工方便并具有光滑的管道内壁，比其它管道的摩擦阻力系数小，经久耐用，漏损率低，可节省输水运行成本，减少维修费用，且施工费用低和不生锈的优点。由于PE管材料特有的优良的物理与机械性能，使它成为比传统管材（钢管、球墨铸铁管等）更佳的选择。但PE管价格最高，尤其是管径较大（DN400）时几乎是同等管径球墨铸管的2倍。4)、钢管钢管较轻，加工使用灵活、方便、可承受较高内压，应用历史悠久，范围广，是一种常用、安全的管材。缺点是防腐麻烦，总造价高，适宜应用于特殊地段。结合本工程的实际情况，现对各种管材在公称压力为1.6MPa。施工条件相当的条件下的综合价格比较见表4-2：表4-2 管材综合价格比较表管径（mm） 造价管材 （元/m）DN150DN100DN80钢管340246161球墨铸铁管282230205PE管422347210玻璃钢夹砂管329259182鉴于以上各种管材所列之优缺，结合本工程的具体情况，在保证新华镇安全供水的前提下，DN150mm的输水管道采用承压高的钢管，DN100mm以内的城区配水管网采用球墨铸铁管。4.5 管网配套设施4.5.1 附属设施根据配水管道设计规范和运行维护规程，管道沿线设计以下附属设施：管道沿线每隔0.50.8km左右设一隔断阀，以便管道分段检修，阀门选用寿命长的金属硬密封蝶阀。两个隔断阀之间最低处设泄水阀，用于检修时放空管道。每隔120m设消火栓。根据用户情况设置水表。管道检修设备一台。4.5.2 供水管线与其它管线的综合由于新华镇的供水管线是在回填造地的区域内新建，因此城市所需的各种市政设施届时都会同时施工，因此建议在各项市政工程的设计单位如：供电，污水管道、雨水管道、天然气等各种管道施工前一定要与给水管道的设计单位一同进行管道综合，以防各自施工造成管道交叉，互相防碍，导致工程浪费与施工费用的增加。管道综合时应注意以下原则：当供水管道与污水管道、合流管道相交时，应将给水管道敷设在其它管道上面；给水管道易破裂，应避免敷设在车行道的下面。4.6 新华镇蓄配水工程4.6.1 蓄配水系统方案设计结合新华镇规划和地形特征，直接在水源地建设清水水池一座，输水管终端最低水压50m，能够满足城区的低区用水水压要求。4.6.2 配水管网布置根据新华镇镇区地形比较平坦，镇区沿209国道沿线，因此管网布置成枝状，镇区内为环状。各区管网布置及主要工程数量详见蓄配水管网工程平面布置图。4.6.3 管网平差计算1) 计算条件为了保证各区用水所需的水量水压要求，确定配水干管各管段的经济管径，需进行管网平差计算。本工程进行低、高两区配水管网在最高日最大时用水条件下的管网平差计算。2) 水力计算程序及采用的公式管网平差计算程序采用联合国教科文组织编写的LOOP程序进行计算，其水力计算公式采用的是海曾威廉公式：C值为管材系数，在60140之间选取。 4.7 主要工程量本工程的主要工程量包括输配水管道和将旧管道更换为适应城市供水发展所需要的管径、管材。工程数量详见表4-1。表4-1输配水工程主要管材表项目名称规格材料单位数量备注输配水管道工程钢管D150钢m5300钢管DN100钢m1200钢管DN80钢m1800可调式减压阀DN150 PN1.0铸铁台5可调式减压阀DN100 PN1.0铸铁台4可调式减压阀DN80 PN1.0铸铁台3室外消防火栓个10阀门井DN1000个125.净水厂工艺方案选择给水处理工艺的发展受到诸多因素影响，社会人口增加，城镇规模扩大，经济繁荣和科技发展是给水技术发展的主要原因，早在我国唐代曾使用明矾净水。由于当时的人口少，地表水和地下水未曾被污染，只需经过简单的处理即可达到饮用水要求，然而从十九世纪英国工业革命开始，给人类历史带来了一场前所未有的社会经济变革，于是出现了大型工业企业，城镇规模扩大，人口密度大幅度增加，使得水源受到各种不同程度的污染，再加上科技的进步，人们逐渐深入了解水质，并发展了一系列净水技术，并逐步发展为现在的常规处理流程，即混凝沉淀过滤消毒。5.1 混凝工艺 5.1.1 隔板反应池 隔板反应池是应用历史较久、目前仍常用的一种水力搅拌絮凝池，有往复式和回转式两种。欧美和日本等国在50年代前多使用往复式隔板反应池，我国目前仍有许多大中型水处理厂采用。虽然隔板絮凝工艺是一种古老的水处理工艺，但其构造简单，管理方便，且积有多年的运行经验，当水量变化不大时，絮凝效果好。其缺点是水流条件不理想，水头损失较大，絮凝时间较长，且池型较大，当流量变化大时，絮凝效果不稳定。目前，往往把往复式和回转式两种形式组合使用，因絮凝初期絮体尺寸小，不易破碎，采用往复式较好；后期絮体尺寸较大，采用回转式较好。隔板絮凝池通常应用于大、中型水厂,因水量过小时,隔板间距过窄不便施工与维修。5.1.2 机械絮凝池 机械絮凝池是利用电动机经减速装置驱动叶片水搅拌完成絮凝过程。根据搅拌器安装方式,分水平轴式和垂直轴式,我国多用水平轴式。叶片多采用条形桨板,也有网桨式。一般可将多个单独的机械搅拌絮凝池串联起来,每个絮凝池相当于CSTR反应器，串联起来则接近于PF型反应器。为了适应絮体成长规律，G值大小应逐级递减，因此搅拌强度应逐渐降低。机械絮凝池的优点是，可不受水质、水量变化的影响而保证絮凝效果，适用于各种规模水厂，缺点是需要机械设备而增加了机械维修工作。5.1.3 竖流式折板絮凝池 竖流式折板絮凝池是在隔板反应池的基础上发展起来的，目前已得到广泛应用。折板是用钢丝网水泥板或塑料板拼装而成的，投药后的原水在池内上下流动，利用折板间通道断面的变化，反复改变流态，增大流速梯度，促使颗粒相互碰撞，提高絮凝效果。池型可分为两种，一种是相邻两块折板的波峰与波谷平行安装，称“同波折板”，另一种是波峰与波谷相对安装，称“异波折板”。整个絮凝池设计一般分三段，前段布置“异波”，中段布置“同波”，末段布置平板。这种絮凝池具有絮凝时间较短，构造简单，能耗较低，容积利用率高，絮凝效果好等优点，但安装维修较困难，一般用于中小规模的水厂。5.1.4 穿孔旋流絮凝池多孔旋流絮凝池是由多个方格组成，一般不小于6格，隔墙上沿池壁开孔。孔口上下交错布置，水流沿池壁切线方向进入后形成旋流，孔口尺寸沿流线逐渐变大，流速梯度逐渐减小以适应絮体成长。其优点是构造简单，施工方便，造价低，适用于中小水厂或与其他形式絮凝池组合使用，缺点是受流量变化影响较大，絮凝效果较低，池底易积泥。5.1.5 网格、栅条絮凝池网格、栅条絮凝池具有絮凝效果好，絮凝时间短，水头损失小，结构简单，节省材料等优点，应用广泛。缺点是安装维修比较麻烦，絮凝此末端的竖井底部容易产生积泥现象，个别厂还发现网格上滋生藻类。一般设计也分三段，每段的絮凝时间也大致相等。前段由于絮体较小，需要较大G值以增大颗粒之间的碰撞频率，采用密栅或网格；中段采用疏栅，因此时絮体已形成一定大小，所需G值应较小；末段G值应进一步降低，以防止絮体破碎，故此时不安放栅条或网格。该池标准型分两类，其中“洪湖池型”适用于中、高浊度水质；“昆山池型”适用于低浊度原水水质。5.1.6 波形板填料反应器该反应器应用于水处理的絮凝过程.加混凝剂的水经过混合后使水中悬浮物脱稳后,在反应器中结成足以沉淀下来的大颗粒矾花,以便在后续过程中把悬浮物去除。由于其能量施加的均匀性，使反应容积的效果得以充分发挥，试验和生产实践，表明波形板反应器具有反应时间短，反应效率高，对流量的变化有较强的适应性，从而克服了水力反应器对水流量变化敏感的弱点，获得优良的反应性能，技术上达到了国内领先水平。此外不同形式絮凝池的组合应用也是我国水处理工艺的一大色。不同形式的絮凝池组合应用往往能够相互补充，取长补短，充分发挥每种絮凝池的优点，提高絮凝效果，降低造价。如隔板絮凝池和桨板式机械絮凝池的组合，当水质、水量变化时，可以调节机械搅拌速度以弥补隔板絮凝池的不足；当机械搅拌装置需要维修时，隔板絮凝池仍可继续运行。实践证明，不同形式絮凝池组合应用，效果良好，但设备形式增多，需根据具体情况决定。以上是我国近年来在絮凝技术上的发展，大大提高了反应效果，反应时间也从传统的20-30min缩短到数分钟，与此同时，国内外在絮凝反应工艺观念上也发生了重要转变，以现代化工反应形式代替传统混凝土构筑物形式，进行强化水质处理，做到简化工艺流程，扩大处理范围，提高效能，降低药耗，缩短反应时间，减少投资和操作成本，做到高效药剂与高效反应工艺设备的相互协调，达到最优化处理效果。目前，在高效反应器研究方面已取得一定进展，如微涡旋絮凝系统，微絮凝直接过滤等。但这些高效反应池由于理论基础不够扎实，结构设计不太合理因此有待进一步研究。5.2 沉淀工艺 沉淀池经历了许多变化，自六十、七十年代开始，各种沉淀（澄清）池的形式曾经有过广泛的应用，经过多年来的实践总结，目前较多地倾向于平流沉淀池、机械搅拌澄清池和斜管沉淀池等几种池型。水力循环澄清、脉冲澄清池、悬浮澄清池及同向流斜板沉淀池已很少在新建水厂中采用。对于较大规模的水厂，平流沉淀池由于对水量、水质的适应性强以及操作管理方便，已为较多水厂所欢迎。以下是对于各种沉淀工艺的介绍：5.2.1 平流沉淀池平流沉淀池应用很广，特别是在城市水厂中常被采用，池型为矩形，池体由沉淀区，污泥区，进水区和出水区组成。经混凝的原水流入沉淀池后，沿进水区整个截面均匀分配，进入沉淀区，然后缓慢流向出口区。水中的颗粒沉于池底，沉积的污泥连续或定期排出池外。平流沉淀池的优点是可就地取材，造价低，操作管理方便，施工较简单，适应性强，潜力大，处理效果稳定，带有机械排泥装置时，排泥效果好。缺点是不采用机械排泥装置时，排泥较困难，采用机械排泥设备时，维护较复杂，且占地面积较大。平流沉淀池一般用于大中型净水厂，原水含砂量大时，作预沉池。5.2.2 幅流式沉淀池辐流式沉淀池是一种池深较浅的圆形构筑物，原水由中心引入，再沿池半径方向以辐射形式流至环形周边集水槽而溢出。辐流式沉淀池一般用于大、中型水厂高浊度水的预沉或一级。当原水最高含砂量为20kg/m3左右时，可采用自然沉淀方式；当原水含砂量最高为100 kg/m3时，可采用混凝沉淀方式。辐流式沉淀池的优点是沉淀效果好，用机械排泥装置时，排泥效果好，缺点是基建投资及费用大，刮泥机维护管理较复杂，金属耗量大，施工较平流式困难。5.2.3 斜管及斜板沉淀池斜板或斜管沉淀池，是一种在沉淀池内装有许多间隔较小的平行倾斜板，或直径较小的平行倾斜管的沉淀池。斜管沉淀技术是基于美国哈真（Hazen）提出的“颗粒沉降速度与沉淀面积有关，而与池深无关，当沉淀池容积一定时，池身浅些则表面积大些，去除率可以高些”的“浅池理论”发展起来的。1945年甘布（Camp）提出了层格沉淀池的方案，1964年汉逊（Hanson）发展为“斜管沉淀”的设计池型。1969年，中南设计院首先在国内开始试验研究，并于1972年建成国内第一座规模2万m3/d的斜管沉淀池，并开始在全国推广使用。斜板（管）沉淀池，按进水的方向不同可分为以下几种类型：（1）上向流斜板（管）沉淀池：进水由斜板(管)底部流入，沿板（管）壁向上流动，上部出水，泥渣由底部滑出。此种形式我国目前用的最多，尤其是斜管沉淀池。斜管材料一般用聚苯乙烯塑料或玻璃钢加工而成，斜管断面多为六角形或山字形，内径为2530mm,管长多采用1000mm，安装倾角60o,一般在安装前将塑料板压制成块体，块体平面尺寸通常不宜大于1m1m，并用支架撑装在池内。斜管沉淀池设计上升流速采用23mm/s。为使池内水流的进、出水均匀，一般多用中央底部配水渠对称配水方式，出水则采用集水槽。斜管沉淀池具有沉淀效率高、耗药量低、占地面积小、投资较少、管理方便等优点，特别适用于旧厂挖潜改造工程。但其耐冲击负荷较差，蜂窝斜管管材耐用性有待进一步提高。（2）同向流斜板沉淀池：同向流斜板沉淀池的水从斜板的顶部路口处流入，沿板壁向下流动，水和泥呈同一方向运动，因此也叫下向流斜板沉淀池。“兰美拉”分离器是同向流斜板沉淀池的另一种形式。这种池的原理是原水进入斜板单体水和沉泥一同向下流，沉泥借助自重而下滑进入下部集水区，澄清后的水则经分离区由上部集水系统导流出池外，其构造主要由斜板、集水槽和分割斜板单元体的肋条组成，其基本参数为，斜板间流速为2025mm，沉降速度为0.30.6mm/s，斜板倾角为30o40o，斜板长为2.02.5mm，滑泥板倾角为60o，断面高度为3550mm。这种沉淀池有的是倾斜角度小、沉淀面积较大、效率较高、占地面积小、建设投资较少，且易于标准化、商业化，但其板间易积泥，集水系统易堵塞。（3）侧向流斜板沉淀池：该斜板沉淀池是由多层斜板和骨架结构组成，在浅层池中按顺水流方向布置，使水中固液分离以提高沉淀效率。其进水从斜板侧面平行于板面流入，并沿水平方向流动，而沉泥由底部滑出，水和泥呈垂直方向运动。这种沉淀池具有浅池理论特性和同向流斜板沉淀特性，能适应水质变化、耐冲击负荷能力强、液面负荷高。它不需在斜板上部设集水槽，更有利于平流沉淀池的改造工程。（4）迷宫式斜板沉淀池：迷宫沉淀池又称翼片斜板沉淀池。迷宫沉淀池是在一般的斜板沉淀池的斜板垂直方向安装数道翼型叶片，叶片将进入的水流分为主流区、漩涡区和环流区，进入主流区内的絮体在流速和沉速的同时作用下，逐步下沉。在漩涡区内的絮体被强制输送到环流区，每经过一个翼片截留一些絮体。进入环流区的絮体，在环流作用下，呈螺旋形运动并沿翼片槽下沉到池底。迷宫斜板沉淀漩涡区的漩涡强制输送和环流区的高效沉淀作用，使其具有较高的沉淀效率，其表面负荷率可达1014m3/m2h。迷宫沉淀池无论是模拟小试还是生产运行对比，都证明了迷宫沉淀池的效率高于斜管沉淀池的效率，但迷宫沉淀池是一种新型沉淀装置，在实际应用中还存在很多问题，有待进一步改进。（5）纵向集水梯形斜板沉淀池：该沉淀池是由北京市市政设计院进行的模型试验和生产性试验，研究成果获国家发明三等奖。纵向集水梯形斜板沉淀池是沿斜板层间水流方向从两侧收集澄清水，采用纵向沿程集水方式，使沿程流量减少，沿程水流流速也不断降低，使更多的沉降速度小的颗粒杂质集于沉淀池内，提高了沉淀效率。该池主要由冯断面呈梯形的斜板体和纵向集水管组等构件组成的若干立体单元体及清水渠道、污泥浓缩室和排泥管组成。为防短流，采取在斜板组前、后采取封闭措施。这种沉淀池的优点是，解决了同向流板间积泥问题,构造较简单,材料省且管理方便。（6）气浮分离池：气浮分离技术是加压溶气水在水中释放大量的微气泡，与杂志絮体粘附形成比重小于水的絮凝体，随着水流上浮于液面，从而达到气、液分离的目的。气浮池的优点是池体构造简单，池深较浅，单位产水量较高，固液分离时间短，泥渣含水量低，工艺简单，适用于低温、低浊水，含藻类较多的水体以及受有机物污染的河、湖、水库等水体。80年代初，同济大学研制出的TS78型释放器的能耗比国外有较大降低，其高效压力溶气罐的效率，表面负荷率，分离效果及池高等均达到国外先进水平。气浮水工艺应用中有气浮、接触过滤和气浮、侧向流斜板沉淀、过滤两种工艺流程。5.3 过滤 在水处理过程中，过滤通常指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。过滤工艺经过一百多年的发展，其过滤理论和技术都取得了很大进展，如今已发展成为一种较成熟的水处理工艺，然而，面对日益复杂的水源水质状况和人们对饮用水水质的更高要求，人们仍致力于过滤技术的研究，以寻求更为经济高效的过滤工艺。近年来，由于过滤技术的发展，出现了很多滤池类型，但其过滤过程均基于砂床过滤原理而进行，所不同的是，滤料设置方法、进水方式、操作手段及冲洗设施等。以下介绍常用的滤池工艺及其应用：5.3.1 普通快滤池 普快滤池滤站的设施主要由几个部分组成：滤池本体。它主要包括进水管渠、排水槽、过滤介质，过滤介质承托层（垫料层），和配（排）水系统。管廊。它主要设置有五种管渠，即浑水进水管、清水出水管、冲洗进水管、冲洗排水管及初滤排水管，以及闸阀、一次监测仪表设施等。冲洗设施。它包括冲洗水泵、水塔及辅助冲洗设施等。控制室。它是值班人员进行操作管理和巡视的工作现场，室内设有控制台、取样器及二次监测指示仪表等。一般普快滤池可分为单层滤料滤池和双层滤料滤池，单层滤料滤池的优点是运行管理可靠，有成熟的运行经验，池深较浅；缺点是阀件较多，一般为大阻力冲洗，需设冲洗设备，适用于大、中、小型水厂。双层滤料滤池的优点是滤速较其它滤池高，含污能力较大（约为单层滤料的1.52.0倍），工作周期较长，无烟煤作滤料易取得。缺点是，滤料粒径选择较严格，冲洗时操作要求较高，常因煤粒不符合规格，发生跑煤现象，且煤砂之间易积泥。5.3.2无阀滤池 无阀滤池多用于中、小型水厂，可分为重力式无阀滤池和压力式无阀滤池两种，两者工作原理和设计参数相同。无阀滤池的特点是不用大阀门，可自动过滤和冲洗，造价低，但单池面积较小，滤料装卸不方便。重力式应用较广，一般适用于水量小于1万m3/d的水厂，其优点是管理维护较简单，能自动冲洗，一般不设闸阀，但其清砂不太方便。压力式与重力式的工作原理基本相同，不同点在于采用水泵加压进水，并省去了混合、反应、沉淀设施，即利用水泵吸水管的负压吸入促凝药液，经泵叶轮搅拌混合后，压入滤池上部进行反应和过滤，滤后水经集水系统进入水塔。在自动冲洗前后，利用对水泵的开启与关闭，控制原水的送入和停止。可一次净化，单独成一小水厂，省去二级泵站，作小型、分散、临时性供水，缺点是加药管理复杂，工作周期较短，适用于小型水厂。5.3.3虹吸滤池虹吸滤池是利用滤池本身的出水水头进行反冲洗的滤池，它是在六十年代由美国开始应用的。又名为绿叶滤池（Green Leaf）。六十年代初传入日本，1964年北京市市政设计院根据日本资料进行试验研究后，首先设计和采用了这种自助式冲洗滤池，圆形一组七格，处理水量为700m3/时，取名虹吸滤池，随后在全国推广应用。虹吸滤池一般由68格滤池组成，双排对称布置。一般设计成矩形或圆形，矩形易于水厂平面布置。每一滤格的进水和排水采用虹吸管，省去普通快滤池所需的阀门。采用小阻力配水系统。因过滤时进水量恒定，属于等速过滤。滤池冲洗时用水由其余各格过滤水供给，因此可不设冲洗水箱或冲洗泵。虹吸滤池一般比普快滤池高2m左右。虹吸滤池进水时采用小虹吸，排水时采用大虹吸，其运行采用真空系统，由真空泵、真空罐、管路和进水、冲洗虹吸管组成，可以自动化运行。与一般的滤池相比，虹吸滤池有如下特点：利用自身的水头反冲洗，无需另设冲洗水箱或冲洗泵；进水、排水采用虹吸管，不需要阀门；操作管理方便，易于实现自动化；出水水位高出滤料面从而不会产生滤层中的负水头问题。因而其投资和材料比普通快滤池省。但其因冲洗条件限制，往往使用不长时间就出现滤层含泥量增加、过滤周期缩短、冲洗时间延长、产水量下降等现象，且需设置抽真空的设备而增加了基建投资。5.3.4 三层滤料滤池三层滤料滤池是放置三层滤料的滤池，又称反粒度滤池。三层滤料技术最早是在60年代由国外开始研究的，1975年中南设计院与我国黄石市自来水公司合作在其王家里水厂建成我国第一座三层滤料滤池，随后相继在全国各水厂推广应用。滤床中上层为大粒径、比重小的轻质滤料，中间层为中粒径、中比重的石英砂滤料，下层为小粒径、比重较大的重质滤料。滤床的三种滤料平均粒径从上至下逐渐变小，使得滤床的截污能力可以得到充分发挥。三层滤料滤池具有过滤效果好，过滤周期长，滤速高及占地少、投资省的优点，适用于旧厂改造滤池的工程。但是该种滤池容易产生轻质滤料流失、气阻、泥球等现象。5.3.5 移动冲洗罩滤池移动罩滤池一种采用新型冲洗设备的重力式变速过滤滤池。其特点是采用单一进出水方式，滤层一般分成多格，各格轮流单独冲洗，该滤池由移动冲洗罩和滤池本体组成，其过滤和反冲洗过程与虹吸滤池相似，不同的是其冲洗采用可移动的密封式冲洗罩。移动罩滤池一般有泵吸式和虹吸式两种方式，虹吸式适用于大、中型水厂，单格滤池面积不宜超过10m2；泵吸式适用于中、小型水厂，单格面积宜小于34m2。移动罩滤池的优点是不设闸阀，管件少，投资省，进出水系统简单；池深较浅，没有管廊，占地面积小；不需冲洗水塔，采用水泵抽吸，冲洗强度有保证，而且面积小，冲洗均匀，效果好；池体结构简单，清砂加砂方便，且实现了自动化操作。但由于其传动和前因不分的活动部件较多，电气自控系统也较为复杂，增加了维修的困难。目前，这种滤池已在我国南通、广州、武汉、南京、上海等地相继建成投产，并积累了一定的资料和设计运行经验。5.3.6 V型滤池 V型滤池是快滤池的一种形式，因其进水槽形状呈V字形而得名，在主要工艺上采用了均质滤料，故又称均质滤料滤池。它是我国于二十世纪八十年代末从法国Degremont公司引进的技术，和国内均质滤料气水反冲洗滤池相比，它在滤池构造、反冲洗方式、强度、运行方式和效果等方面均有所不同。V型滤池采用了较粗、较厚的均匀颗粒的石英砂滤层；采用了不使滤层膨胀的气、水同时反冲洗兼有待滤水的表面扫洗；采用了气垫分布空气和专用的长柄滤头