供水管道工程可研讲义Word格式文档下载.docx
《供水管道工程可研讲义Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供水管道工程可研讲义Word格式文档下载.docx（64页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
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》GJJ58－94
《城镇供水水量计量仪表的配备和管理通则》CJ/T3019－93
1.6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1—2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GBJ13－86（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m³
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m³
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m³
的其他水司；
第4类水司为最高日供水量小于10万m³
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=P×
q
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，W1＝480m3/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=W1×
8％=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2L/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=300×
0.002+0.04×
50=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10％－25％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1.3~1.6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。
（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1.05～1.10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。
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600m3／d。
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（DN>
400）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）
DN150
DN100
升级会员 