农村给水工程初步设计报告.doc

村自来水工程初步设计报告市水利勘测设计院二六年三月单位负责人：市水利勘测设计院院长： 设计人员： 预算编制： 制 图： 打 字： 目 录1、综合说明12、自然概况13、工程的必要性和可行性34、设计的依据及参数的选择45、经济技术方案比较及厂址选择56、水处理及取水构筑物77、输配水98、水源地的卫生防护水土保持189、施工组织设计1910、工程管理2011、设计预算22附件：*镇村自来水工程初步设计图1、综合说明村位于市的西北部，属*镇所辖。现有人口2991人，997户居民。现有耕地6000亩，其中水田3000亩，旱田3000亩。截止2004年底，该村农民人均收入为3182.00元。该工程计划完成管井1眼，泵房1座，输水干支管54900米。工程供水规模为377.73吨/日，总投资1045340.69元，完成工程量92478.46m3，土方92428.15m3，石方30.62m3，砼17.69m3。 该工程完工后可解决村居民的饮用水中铁锰严重超标问题。2、自然概况2.1 水文与气象（1）降雨量区内多年平均降雨量967mm，年最大降雨量为1186mm，年最小降雨量为500mm，降雨量年内分配不均，水稻生育期（59月），降雨量占全年降雨量的80%左右。（2）蒸发量年蒸发量8651554mm，多年平均为1208mm，5月份最大为229mm。（3）气温年平均气温在8.19.5，年最高极端气温为32.735.6，年最低极端气温为20.428.2，1月份最低，8月份最高，多年平均0以上积温为3734.2，5以上积温为3610.6，10以上积温为3257.2。（4）湿度多年平均相对湿度为72%，4月份最小为59%，7月份最大为88%。（5）日照多年平均日照时数为2484.3小时，其中49月日照时数最短，多年均值为154.9小时。（6）风向、风速该区冬季多北风、西北风，夏季多南风。多年平均风速3.2m/s，最大风速为24.6m/s。（7）霜期、结冰期初霜日一般在10月8日10月31日，终霜日一般在3月28日5月2日，全年无霜期168199天，水面结冰一般始于10月18日，终结于次年4月13日，最大冰层厚度26cm。（8）地温、冻土深度多年平均地温为10.8，地表以下1.2m处，年最高温度为18.7（8月份），年最低温度为2.45（3月份），土壤冻结时间，一般在11月中旬至次年3月下旬，土壤最大冻结深度为81cm。2.2 水文地质承压水距地表01.5m左右，单孔涌水量在降深5m时为400500m3/昼夜，影响半径为120150m，渗透系数69m/昼夜。咸淡水的分界线，在丘陵和平原的结合部位。2.3地震烈度区域地震烈度为7度。3、工程的必要性和可行性3.1 工程的必要性该地区居民自古以来就饮用坑塘、苦涩水，水量少且水质差。十一届三中全会以后，随着农村经济的发展，当地居民逐渐改为饮用大口井及手压机井水，饮水条件得到了一定的改善。但由于农药化肥的大量使用及生活、生产污水的污染、各种介水疾病的发病率是改水地区的5倍以上，饮用水中的细菌总数及大肠菌群平均超过国家标准20倍以上。再由于该地区地下藏在铁锰矿脉，导致居民饮用的水中铁锰严重超标。贫乏的水源、恶劣的水质严重的损害了当地居民的身体健康，阻碍了当地经济的快速发展。因此，彻底改变当地居民的饮水卫生条件势在必行。3.2 工程的可行性市自1985年进行农村改水工作以来，已经培养了大批优秀的改水技术人员，能出色的完成改水所需的规划、设计、施工及运行管理等方面的任务。该村经多年发展具备了一定的经济基础，村民要求改水的迫切性和积极性都较高，这为下一步的资金筹措、土地征用、施工人员组织创造了良好的条件。3.3 综合论述该工程建成以后，可彻底改善农村居民的饮水条件，使他们吃上安全、卫生、方便的自来水，提高当地居民的健康水平，节约大量劳动力。饮水条件的改善也为当地经济的快速发展提供了一个良好的契机，对改善当地的投资环境也是十分有益的，因此该工程是非常必要的，也是切实可行的。4、设计的依据及参数的选择4.1设计的依据中国农村饮水供应规划手册农村给水工程全国通用图村镇供水技术规范室外给水设计规范4.2设计年限 设计年限应根据设备的使用寿命、村镇发展速度、当前经济水平等因素确定设计年限。设计年限过长，用水人口增加，将会增大供水规模，增加基建投资；设计年限过短，则可能在设备、管材尚未报废之前，随着用水量的增加就需更新设备。设计年限过长或过短都不经济，因此确定合适的设计年限十分重要。根据农村给水规范的要求，结合当地的经济水平、发展速度以及管材设备的使用寿命，决定该工程的设计年限为20年。4.3用水量标准 由于该给水工程主要解决居民饮水问题，所以只考虑生活用水量，而非生活用水及田园用水不予考虑，一旦发生火警，可一方面提高水厂的出水量，一方面减少其它用户的用水量，以满足消防要求。 根据我地多年的设计经验和部分省市在农村所做的调查结果，确定用水量标准为60升/人、日。4.4参数的选择 日变化系数为1.5，时变化系数3.0，经济流速：干管为1.00m/s，支管取0.6/秒，街区管网取0.30m/s，漏失水量及不可预见水量按最高日的15%计。人口自然增长率为10。最不利点的自由水头为10m。5、经济技术方案比较及厂址选择5.1经济技术方案比较5.1.1工程规模（1）设计人口设计人口=P(1+a)n式中：P现有人口数a人口自然增长率n设计年限则设计人口=2291(1+0.01)20=3650人)（2）平均日用水量： Q1=365060升/人.日=218.98（吨/日）（3）最高日用水量 Q2=Q11.5=218.981.5=328.46（吨/日）（4）漏失水量及不可预见水量Q3=Q215%=328.4615%=49.27（吨/日）（5）最高日供水量Q=Q2+Q3=328.46+49.27=377.73（吨/日）则该工程项目拟建规模为：377.73吨/日。5.1.2 经济技术方案比较该自来水工程可选用以下两种方案：方案1：在水源井提水并同时消毒，经潜水泵加压由输水管将水送至配水管网，再由配水管网将水配给用户。方案2：在水源进提水并同时消毒，经潜水泵加压送至水塔，再由水塔将水经输水管送至配水管网，再由配水管网将水配给用户。根据村的地形特点，结合我地区多年的改水设计经验，经综合比较，决定选用方案1，该方案的工艺流程如下图所示：水源井输水管配水管网用户消毒5.2 水源地的选择该项工程的水源地有两种方案可供选择。方案一：选择河水和水库水作为供水水源。由于该区域内，无河水和水库水可利用，从远处引水，管道投资大，水处理建筑物造价昂贵，水质易受到污染，供水安全性低。方案二：选择地下水作为供水水源。利用地下水作为水源，具有投资少、见效快、水质净、水温低、使用便利及安全的特点。经比较，决定选用方案二。6、水处理及取水构筑物6.1 建设内容6.1.1 水质标准 农村给水主要供作生活饮用，故水质必须符合国家现行生活饮用水水质标准。兴建自来水工程之前，必须先进行水源选择、水资源评价，同时通过水质分析，确定水源水质是否符合卫生要求，水厂建成以后，也必须经常化验水质，以确保供水安全。6.1.2 消毒方法及设备由于选用的为地下水，所以不需要很复杂的水处理设施，我们采取的方法是：在水源井处直接向水中加氯，接触时间不少于30分钟，水中存在0.3毫克/升游离性余氯，即可水中细菌，保证供水安全。游离性余氯采用目视比色法检测，加氯设备为二氧化氯发生器。6.2 取水构筑物6.2.1位置的选择 选择地下水取水构筑物的位置时，应根据水文地质条件而定，并应符合下列要求：（1）、位于水质良好、水量丰富、不受污染的地域。（2）、接近主要用水地区。（3）、位于生活区的上游，周围无污染源。（4）、施工、运输、管理和维护方便。 根据以上要求，经勘探将井位定于砬前村民组。6.2.2 构筑物的型式及构造 地下水取水构筑物一般包括管井、大口井、渗渠、压水井等型式，由于管井具有使用寿命长、出水量大、水质不易受污染等特点，所以，我地区水厂取水构筑物都选用管井。 管井一般由井口、井管、过滤器和沉淀管组成，井口用粘土封闭，井管一般选用铸铁管和钢管，壁厚为8mm，过滤器管采用桥式和条式过滤器，井深为50米，井径为325mm，沉淀管长度为2-3m（详见管井结构图）。7、输配水7.1 配水管网的布置7.1.1配水管网布置形式 配水管网一般分为树枝状和环状两种形式，树枝状管网把管网布置成树枝分叉状，设计简单，管道投资少，倡但是供水可靠性差。环状管网把所有的管道连接成环状，保证水流四通八达，可以提高供水的安全可靠性，但是由于管道较长，阀门、接头等管件较多，故造价很高，设计计算也很复杂，经综合比较，确定在该项工程中，配水管网采用树枝状布置形式，待以后条件允许的情况下再将各管道未端连接起来，以提高供水的连续性和可靠性。7.1.2管网布置原则（1）满足各用户对水量、水压的需求。（2）管网的布置应尽可能便于施工和检修，管线应尽量沿居民区的街道布置。（3）管线尽量沿道路一侧布置，不穿越道路，管线不应布置在道路背阴的一侧，因长期得不到光照，不利于防冻，所以东西走向的街道，管线应布置在北侧，南北走向的街道，应布置在西侧。（4）配水管网的干管应通过两侧用水量的地区，走向应和用水量最大的方向保持一致。（5）树枝状管网的未端应设有泄水阀，以便放空管路中的存水，保证水质清洁和防止冰冻。（6）干支管的连接处应设有闸阀。7.2 配水管网的计算7.2.1管径的确定 管径是按以下公式计算： D= 式中：D管径直径（mm） Q管段流量（m3/s） V经济流速（m/s） 即根据一定长度管道内需要转输的流量和经济流速，从水力计算表中，查出i的值（水力坡度），利用公式h=iL得出管道的水头损失，这样就可以算出整个管网的水头损失，当总水头损失、管网要求的最低水压（最不利点所需的自由水头）和输水几何高差之和小于或者等于现有压力时，即可最后确定管径。7.2.2 水力计算（1）在平面图上根据管网布置的要求，对相互交叉的管线交点（称为节点）进行编号，并量出两节点间的长度。（2）采用人口流量法计算出各管段的流量。（3）根据各管段的流量及经济流速选定管径。（4）计算每一管段的水头损失。（5）根据各管径的水头损失、地形标高和用户对水压的要求，计算出潜水泵的扬程。该设计的水力计算采用人口流量法和列表法，详见表7-17-3及水力计算简图。村各村民组用水量统计表表71自然屯户数现有人口设计人口日平均用水量(m3/d)最高日用水量(m3/d)漏失水量(m3/d)最高日供水量(m3/d)最高日最高时供水量(m3/h)180240293 17.57 26.36 3.95 30.31 3.79 2116349426 25.55 38.33 5.75 44.08 5.51 364194237 14.20 21.30 3.20 24.50 3.06 487262320 19.18 28.77 4.32 33.09 4.14 569208254 15.23 22.84 3.43 26.27 3.28 654156190 11.42 17.13 2.57 19.70 2.46 757173211 12.67 19.00 2.85 21.85 2.73 865195238 14.28 21.41 3.21 24.63 3.08 948137167 10.03 15.04 2.26 17.30 2.16 1068205250 15.01 22.51 3.38 25.89 3.24 1156169206 12.37 18.56 2.78 21.34 2.67 1276229279 16.77 25.15 3.77 28.92 3.62 1384254310 18.60 27.89 4.18 32.08 4.01 1473220268 16.11 24.16 3.62 27.78 3.47 合计99729913650 218.98 328.46 49.27 377.73 47.22 村给水管网输水干管水力计算成果表表7-2管段编号设计流量(m3/h)管长(m)计算管径(mm)采用管径(mm)1000i阻力修正系数k1水头损失(m)流速修正系数k2流速(m/s)节点地面高程水压高程自由高程4-55.81 120045 703.35 1.424 6.30 1.160 0.43 5 34.80 44.80 10.00 3-49.09 60057 803.10 1.262 2.58 1.103 0.46 4 12.00 51.10 39.10 2-317.85 33079 1003.85 1.152 1.61 1.061 0.60 3 6.20 53.68 47.48 1-221.64 60087 1005.42 1.152 4.12 1.061 0.72 2 9.00 55.29 46.29 0-147.22 60129 1256.85 1.204 0.54 1.081 0.97 1 6.50 59.41 52.91 0 4.80 59.95 55.15 村给水管网配水支管水力计算成果表表7-3管段编号设计流量(m3/h)管长(m)计算管径(mm)采用管径(mm)1000i阻力修正系数k1水头损失(m)流速修正系数k2流速(m/s)节点地面高程水压高程自由高程1-625.57 170 123 100 7.28 1.152 1.57 1.061 0.85 6 6.50 65.01 58.51 6-720.06 550 109 100 4.75 1.152 3.31 1.061 0.67 7 6.00 59.98 53.98 7-817.00 600 100 80 9.40 1.262 7.83 1.103 0.86 8 12.20 52.15 39.95 8-95.90 160 59 70 3.40 1.424 0.85 1.160 0.43 9 10.20 59.13 48.93 6-105.51 80 57 50 8.90 2.031 1.59 1.346 0.64 10 10.20 58.47 48.27 7-113.06 120 42 50 2.62 2.031 0.70 1.346 0.36 11 10.20 54.92 44.72 9-123.24 70 44 50 2.89 2.031 0.45 1.346 0.34 12 10.20 55.17 44.97 9-132.67 60 40 50 2.05 2.031 0.27 1.346 0.28 13 10.20 54.89 44.69 8-1411.10 300 81 80 4.40 1.262 1.83 1.103 0.56 14 10.20 53.34 43.14 村给水管网配水支管水力计算成果表表7-3管段编号设计流量(m3/h)管长(m)计算管径(mm)采用管径(mm)1000i阻力修正系数k1水头损失(m)流速修正系数k2流速(m/s)节点地面高程水压高程自由高程14-157.62 100 67 70 5.15 1.424 0.81 1.160 0.54 15 14.60 50.24 35.64 14-163.47 280 45 50 3.25 2.031 2.03 1.346 0.36 16 8.20 49.02 40.82 2-173.79 80 47 50 3.81 2.031 0.68 1.346 0.40 17 23.00 47.63 24.63 3-188.76 200 72 70 6.60 1.424 2.07 1.160 0.63 18 25.50 51.27 25.77 18-194.14 200 49 50 4.47 2.031 2.00 1.346 0.44 19 9.00 51.34 42.34 18-204.63 300 52 70 5.50 1.424 2.58 1.160 0.48 20 16.00 31.59 15.59 20-212.16 150 36 50 1.41 2.031 0.47 1.346 0.23 21 16.00 31.37 15.37 20-222.46 650 38 50 1.84 2.031 2.67 1.346 0.27 22 10.70 29.17 18.47 7.3管材7.3.1给水管材的种类给水管道可使用不同的管材，金属管有钢管、铸铁管、镀锌管，非金属管有自应力钢筋混凝土管，塑料管等，选择管材须考虑以下因素。（1）管道的寿命：管道在随承受水压和埋于土中的条件下至少须有20年以上的使用寿命。（2）农村给水系统大多数压力较低，故可采用任何标准化的给水管材。（3）土壤性质：选用的管材须适合当地的土壤。（4）材料的供应：尽量选用当地的管材，保证随时有充足的货源，管材应便于运输，容易安装，此外，管材就具有统一的规格和多种型号。7.3.2各种管材的特点(1)铸铁管具有较大的抗腐性,经久耐用,但因本身重量大,搬运、施工极不方便。（2）钢管具有耐压高、韧性强、管壁厚、管身长、接口少等优点，但造价高，易腐蚀。（3）塑料管具有表面光滑、耐腐蚀、不结垢、重量轻、价格低、运输和安装方便等优点。缺点是热胀冷缩大、强度低、不能承受局部压力。 由于在农村自来水工程中使用塑料管具有：质量好、节约钢材、施工方便、工程造价低、输水能力大、运转费用省等优点，已取得广泛的运用，具有显著的社会效益和经济效益，因此，在村自来水工程中，选用塑料管作为输水管材。7.4管道的连接与敷设7.4.1管道的连接 管道的连接主要用焊接的方式，应尽量减少各种管件的使用，以降低造价及日后运行管理中维修费用。7.4.2管道的敷设 管道的开挖采用上宽0.8m、下宽0.6m、深1.2m的倒梯形，敷设管道时，在沟底应先辅上10cm厚的细沙，回填时，应在管道上辅上1015cm的软土，然后再大面积的回填（详见管道敷设横断面图）。7.5水泵及泵房7.5.1水泵（1）水泵扬程的确定水泵的扬程按下式进行计算：H=HZ+HJ+Hh+Hf式中 HZ水头损失 HJ管井动水位到最不利点的几何高差 Hh最不利点所需的自由水头（10m） Hf泵站内的水头损失及整个管网的富余水头根据上式可计算出村自来水工程水泵所需的扬程是：H=38.51+10.1+10+10+5=73.61(m)（2）流量的确定水泵的流量既要满足设计流量的需要又不能超过管井的最大生产能力，该工程的日供水量为275.82吨,水泵的工作时间定为10小时，每小时的流量为27.58吨，经勘探水源井的最大生产能力为35m3/h，因此，水泵的流量确定为30m3/h。（3）水泵型号的确定 由于深水潜水泵具有安装维修方便、效率高、省电等优点，目前，在我市已运行的水厂等到普遍使用，因此，该工程选用深井潜水泵供为提水工具。根据已知的扬程和流量，确定村自来水工程的水泵型号是：150QJ(R)3077/12。水 泵 性 能 表表7-4潜水泵型号流量(m3/h)扬程(m)潜水电机型号功率(KW)尺寸(mm)重量(kg)L1L2150QJ(R)30-77/123077YQS(U)150-9.29.2225310521207.5.2泵房（1）泵房采用地面式泵房布置形式，房高为3.0m（2）水泵出水管的流速为1.5m/s,采用明敷的方式布置。（3）水泵与墙壁之间的距离为0.8m，泵房内配电室前的通道不得小于1.5m。（4）泵房应有可靠的外部电源，水厂动力设备的电压按380伏考虑，变配电设备应安装在泵房附近。（5）水厂出水管应安装出厂总表，以利于进行成本核算。8、水源地的卫生防护及水土保持8.1水源地的卫生防护 该项工程的水源地位于旱田种植区内，周围无工业及水产品加工业，井的周围无污染源，在水厂建成后，应以水厂为中心，设有30m的防护半径，厕所为防渗式，地下水经二氧化氯发生器消毒后，可达到国家规定的饮用水卫生标准，可以保证供水的卫生安全。8.2 水土保持8.2.1水土保持范围该项工程的水土流失防治范围主要为泵房，由于输水管道全部在旱田和菜田里通过，只要及时做好回填对原地貌及植被没有影响。8.2.2水土保持方案（1）厂房区域内，院墙外栽树，院墙内种花，面积不得小于总建筑面积的40%。（2）进厂路，在道路两侧栽上柳树，树间种花，既防止了水土流失，又美化了环境。8.3环境影响评价 该工程完工后，对原有地貌及植被不造成任何破坏和污染，对生态环境没有不利影响。在日常运行管理中，做好水厂的绿化、美化，将使水厂周围的生态环境得到较大的改善。9、施工组织设计9.1 施工条件9.1.1 工程地理位置该项工程所涉及的管路建设都分布在公路的两侧，所以交通比较方便。泵房及进厂路占地属永久性占地，需办理征地手续，主管路需经过的旱田及菜田，应及早与农民达成临时占地协议。9.1.2 施工自然概况1、施工期气象：该地区属温带季风海洋性气候，常年受海洋季风的影响，年平均气温为7.3，78月份气温最高，122月份气温最低，多年平均风速为4.23m/s，多年平均相对湿度为76%。无霜期182天，年平均日照2481.2h，多年平均蒸发量为1208mm，土壤开始结冻日期为3月13日，化通期为4月7日。（2）当地建筑材料：砂料供应地为北部的*市*镇，石料供应地为*石场，水泥供应地为*水泥厂。9.2 施工总体布置该项目动工前需将稻田内积水排尽，以利施工。施工动力用电及照明，设临时用电线路，供施工照明、排水与砼搅拌等机械使用，线路架设要按有关规定执行。施工用水利用附近干渠内的积水或从远处拉水。9.3 施工进度安排由于该项目泵房的施工现场及输水管道所经过的路线均是旱田种植区，一般在5月上旬耕地，10月初进行收割，所以该工程的最佳施工期为每年的11月初至来年4月底。因此，对于施工进度将作以下按排：（1）2006年5月6月完成工程的各项前期准备工作；（2）2006年7月10月中旬进行钻井工程的建设和泵房建设。（3）2006年10月下旬11月中旬，进行管路铺设工作。（4）2006年11月下旬进行试运行供水，12月1日正式入运行。项目建设期为7个月。10、工程管理10.1 项目法人组织方案根据国家计委关于实施建设项目法人责任制暂行规定的通知精神，由项目法人组建成项目建设领导班子，对项目的策划、资金筹措、建设实施、质量保证、竣工验收等实行全过程负责，并对项目承担风险责任和法律责任。（1）项目法人名称：市农村改水办。（2）项目法人：*10.2管理范围该工程建成以后，按“谁投资，谁所有”的原则，其产权归国家所有，由*镇自来水管理站行使经营管理自主权，不以营利为目的。10.3 转变经营机制在明确经营自主权以后，要使该项目尽快由工程管理向经营管理转变，推行合同供水，与用户签订供水协议，明确双方权利和义务。在保证供水前提下，可以开展多种经营，以水养水，提高水厂的整体效益。10.4 量水设施及水费收缴该工程要改变以前按人头收费的办法，要做到水表到户，实行计量收费，这样做可以避免浪费有限的水资源，大大降低水厂的运行成本。水费收缴按市物价局有关规定执行。10.5 建章立制，实行规范化、科学化管理水厂建成后，要逐步建立健全水厂的各项管理规章制度和管理人员岗位责任制，完善运营机制。即，统一制定水厂的各项管理制度及机泵操作规程，市办要协助自来水管理站建立厂长、化验员、运转工、收费员等工作人员岗位责任制，通过以上工作要建立一整套适应社会主义市场经济要求的管理体制，使水厂走上良性循环的发展道路。11、设计预算11.1 工程概况 本预算为市村自来水工程，主要工程项目有：泵房及围墙1项，配电设备一套，输水干支管54900m。工程总投资为：1045340.69 元，其中给水及其附属工程为：956568.28元；独立费用为：88772.41元。 11.2编制原则和依据 全国统一安装工程预算定额，辽宁省单位估价表给排水、采暖、燃气工程。 统一市政工程预算定额辽宁省单位估价表通用项目、给水工程。 全国统一建筑装饰工程预算定额辽宁省单位估价表 辽宁省建筑工程预算定物量定额上下册。 勘测设计费按国家发展委员会、建设部200210号文件颁发的工程勘察设计收费标准取费。11.3附工程概预算表。