济阳县农村饮水安全巩固提升工程设计经验

济阳县农村饮水 安全 巩固提升工程设计经验

张凤建

山东省建设规划设计院有限公司 , 山东 济南 250000

[摘要]：“十三五”期间，结合济阳县即将投入运行的稍门水库引黄水源，实现全县“同源、同网、同质”的一体化供水目标，需通过实施农村饮水安全巩固提升工程，切实把成果巩固住、稳定住、不反复，全面提高农村饮水安全保障水平。

[关键词]：农村饮水；巩固提升工程；设计经验；

引言

随着济阳县经济社会的发展以及农村居民生活水平需求的不断提高，用水量缺口增长速度达到了每年约1万方左右。随着济南市“北跨”战略规划的加快实施，水源短缺矛盾更有加剧的势头。随着现有地下水源地的不断超采，水质恶化现象严重，寻求开发新水源与应急备用水源、改造提升制水工艺、提高供水保证率、水质达标率,已迫在眉睫。

一、工程规模

本次设计供水范围为济阳县农村饮水安全巩固提升工程项目，包含孙耿水厂的供水单位以及仁风水厂南线、北线供水范围，受益人口10万余人。根据《村镇供水工程设计规范》（SL687-2014），结合济南市北跨实施战略，本次设计最高日居民生活用水定额取为90L/（人·d）。

孙耿段设计流量5265m3/d、仁风北线为2808m3/d、仁风南线为3978m3/d。

根据《村镇供水工程设计规范》（SL687-2014）规定确定孙耿段工程规模为规模化供水工程II型；仁风北线和仁风南线工程规模为规模化供水工程III型。

二、主要内容

根据用水人口的数量计算设计用水量的大小，确定设计供水规模；管网总体布置；输水管网工程设计。

三、总体设计

（一）水量计算

设计规模包括：居民生活用水量、公共建筑用水量、饲养畜禽用水量、企业用水量、浇洒道路和绿地用水量、消防用水量、管网漏失水量和未预见水量。设计水量包括：最高日用水量和水厂自用水量

（1）孙耿水厂

孙耿水厂负责整个孙耿镇71个村、4.33万农村居民的用水需求。

至2025年人口数为：

居民生活用水量：45000×90L/（人·d）÷1000=4050m3/d

公共建筑用水量、畜禽饲养用水量、管网漏失水量以及其他未预见水量：4050×30%=1215m3/d

设计规模（最高日设计水量）：4050+1215=5265m3/d，配水管网漏损系数：8%；水厂自用水量：5%

设计水量（高日高时流量）： =421m3/h

（2）仁风水厂

仁风水厂负责整个仁风镇82个村、5.65万农村居民的用水需求。其中北线承担刘家庄、赵家庄、中张庄、罗家村以及北陈村等30多个村庄约计2.3万人的供水任务；南线承担北街村、姚家村、大里村、高纸村等50多个村庄约计3.3万人的供水任务。

■仁风北线

至2025年人口数为：

居民生活用水量：24000×90L/（人·d）÷1000=2160m3/d

公共建筑用水量、畜禽饲养用水量、管网漏失水量以及其他未预见水量：2160×30%=648m3/d

设计规模（最高日设计水量）：2160+648=2808m3/d

配水管网漏损系数：8%；水厂自用水量：5%

设计水量（高日高时流量）： =225m3/h

■仁风南线

至2025年人口数为：

居民生活用水量：3.4×10000×90L/（人·d）÷1000=3060m3/d

公共建筑用水量、畜禽饲养用水量、管网漏失水量以及其他未预见水量：3060×30%=918m3/d

设计规模（最高日设计水量）：3060+6918=3978m3/d

配水管网漏损系数：8%；水厂自用水量：5%

设计水量（高日高时流量）： =318m3/h

（二）输水管网水力计算

1、仁风北线（至北陈村）

■设计流量（高日高时转输流量）

225m³/h÷3600=0.06m3/s

■设计流速

根据《村镇供水工程设计规范》（SL687-2014）7.2.5

输配水管道的设计流速宜采用经济流速，不宜大于2.0m/s。

输送浑水的输水管道，设计流速不宜小于0.6m/s。

本实施方案取设计流速为1.2m/s

■管道管径

D= = =0.252m（取 De315）

本段原设计管径满足要求，将新设计PE管按原有PVC管管径进行敷设。

（2）仁风南线（至高纸村）

■设计流量（高日高时转输流量）

318m³/h÷3600=0.09m3/s

■设计流速

根据《村镇供水工程设计规范》（SL687-2014）7.2.5

输配水管道的设计流速宜采用经济流速，不宜大于2.0m/s。

输送浑水的输水管道，设计流速不宜小于0.6m/s。

本实施方案取设计流速为1.2m/s

■管道管径

D= = =0.309m（取 De400）

本段原设计管径满足要求，将新设计PE管按原有PVC管管径进行敷设。

2、孙耿水厂

■设计流量（高日高时转输流量）

421m³/h÷3600=0.12m3/s

■设计流速

根据《村镇供水工程设计规范》（SL687-2014）7.2.5

输配水管道的设计流速宜采用经济流速，不宜大于2.0m/s。

输送浑水的输水管道，设计流速不宜小于0.6m/s。

本实施方案取设计流速为1.2m/s

■管道管径

D= = =0.36m（考虑本段为孙耿水厂的转输管段且为单管输送，为了提高供水安全系数，减小管道阻力，考虑北跨战略发展因素，本段管道取De500）

■水头损失计算

h=h₁+h₂

式中：h—水头损失（m）；

h₁—沿程水头损失（m）；

h₂—局部水头损失（m）；按规范取沿程水头损失的10%估算。

h₁=iL

式中：L—计算管段长度（m）；

i—单位管长水头损失（m/m）；

式中：q—设计流量（m3/s）；

C_h—海森威廉系数C_h=140

d_j—计算管径（m）

经计算沿程水头损失h₁；h₁=iL=5.5m

局部水头损失取值:h_j=0.1h_i=0.10×5.5=0.55m

h_水损=h_i+h_j=5.5+0.5=6.05m

庙廊南街村村南接驳处（距离富阳街加压站10公里）水压为0.22-0.27Mpa（22-27mH₂O）。

自庙廊南街村村南接驳处至孙耿水厂的水头损失总计为6.05mH₂O

则孙耿水厂入口处水压为：

（22-27）mH₂O-6.05mH₂O=（15.95-20.95）mH₂O

满足孙耿水厂入口处要求的0.1Mpa（10mH₂O）。

四、覆土和沟槽开挖

管道铺设采用地埋式，一般可以敷设在原状土上，基本覆土厚度在1.5米左右，最大深度不超过2.0m。De110以下管道，采用开槽机开槽。De125-De200的管道，采用0.6m3的小型反铲挖掘机放坡开挖。De250以上管道，采用1.0m3的大型反铲挖掘机放坡开挖。

结束语

济阳县农村饮水安全项目的实施，将从根本上扭转农村长期饮水不安全状况，提高农民生活质量。 总之，农村饮水安全巩固提升工程，不仅是政府的一项德政、民心工程，更是提高人口素质、促进社会稳定、繁荣区域经济战略的必然要求。因此该项目的实施对农村人民生活的改善，经济发展具有重大深远的意义。

【参考文献】

（1）《村镇供水工程设计规范》（SL687-2014）；

（2）《镇（乡）村给水工程规划规范》（CJJ/T246-2016）；

（3）《水利建设项目经济评价规范》（SL72-2013）；

（4）《城镇给水排水技术规范》（GB 50788-2012）；

（5）《农村饮水安全工程实施方案编制规程》（SL559-2011）；

（6）《水平定向钻法管道穿越工程技术规程》（CECS 382-2014）；