西沟工程初步设计变更2015.6.24.doc
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工程设计资质证书
第A261000289号
神木县西沟办事处农村集中供水工程
变更设计报告
榆林市绿巨人水利设计有限责任公司
二0一七年六月·榆林
II
II
神木县西沟办事处农村集中供水工程
变更设计报告
批准：
薛振章
审核：
张强
编写：
刘华盛王秋唐王兰菊王涛
武强董新华
II
II
神木县西沟办事处农村集中供水工程初步设计报告
目录
1综合说明 4
1.1概况 4
1.2工程建设条件 5
1.3供水范围及供水规模 5
1.4变更概括及变更缘由 6
1.5投资概算 6
2工程规模 7
2.1设计范围、供水对象及设计年限 7
2.2需水量预测 7
2.3需水量计算 8
2.4供水规模 9
3水源选择 10
3.1水源选择的原则 10
3.2地表水水源 10
3.3地下水水源 10
3.4水源水质分析 10
3.5水源论证及水源的确定 10
4工程总体布置 11
4.1设计依据及原则 11
4.2工程等级、类型和设计标准 11
4.3总体布置 12
4.4供水系统选择 13
5工程设计 14
5.1取水构筑物设计 14
5.2输水工程 15
5.3配水厂设计 16
5.4进水前池设计 18
5.5配水工程设计 18
5.6供配电设计 20
附录
1.设计预算书
1综合说明
1.1概况
神木县位于陕西省北部，秦晋蒙三省接壤地带，交通发达物产丰富、气候宜人，地理位置介于北纬38°13′11″～39°27′15″，东径109°40′12″～110°54′13″之间。
北接内蒙古伊金霍洛旗、南隔黄河与山西兴县相望，西北与榆阳区毗邻，东北和府谷县接壤。
南北最大长度141km，东西宽95km，总土地面积7635km2。
图1-1项目区地理位置
西沟办事处与神木县城相连，地处西大门位置，办事处所在地距县城8公里。
总面积175平方公里，其中耕地面积20200亩。
地貌为黄土丘陵沟壑区，办辖23个行政村分布于两山一沟（南山、北山和东西沟），有常住人口10728人，流动人口4000人左右。
一直以来，西沟办事处西沟河沿岸居住的村民以西沟河为饮用水源，近年来由于煤矿开采和化工厂污染等原因，西沟河水污染非常严重，现水源已不能保证居民的安全饮水。
所以群众迫切盼望政府部门帮助解决饮水困难。
为此西沟办事处计划彻底解决延河岸边群众饮水不安全问题，改善人民群众的生产生活条件。
按照省政府《关于加快解决农村群众饮水困难问题的意见》和工作部署，根据省水利厅省发改委陕水规计发[2006]189号文件及神木县水务局、西沟办事处相关文件精神，神木县在十三五期间，要让人民吃上安全水、放心水。
受西沟办事处委托，我院承担了神木县西沟办事处农村集中供水工程初步设计工作。
解决西沟办事处8个行政村2300户7176人的饮水安全问题。
1.2工程建设条件
工程项目区属典型的中温带半干旱大陆性气候，四季冷热干湿分明，多年平均降水量423.8mm，7—9月份降水占全年降雨量的66.4%，且多以局部暴雨和雷阵雨出现，多年平均蒸发量1788.4mm，多年平均气温8.6℃，最冷月1月平均气温-9.3℃,最热月7月平均气温23.9℃；极端最低气温-28.1℃；极端最高气温38.9℃；年平均风速2.5-2.7m/s,最大风速28m/s，全年大于5级日数45天，大于8级日数13.6天，最大风力10级，多集中在3-5月份，秋末冬春盛行西北风，平均风速3.9m/s,夏季多东南风，平均风速2.9m/s；多年平均无霜期179天。
当地总的气候特征是：
光照充足,热量丰富,雨水稀少,蒸发量大,气候干燥。
神木县地处祁（连）吕（梁）贺（兰）山字型构造，马蹄型盾地的东翼与新华夏系第三沉降带的复合部位，由于受多期次构造应力的作用，形成了不同序次，不同方向的褶皱和断裂等构造形迹。
神木县境内以新华夏构造形迹最为明显，其次为纬向构造。
二者均以褶皱构造为主，断裂构造次之。
拟建防洪工程区地层岩性主要由侏罗系中、下统沉积岩和第四系松散堆积层组成，属榆林拗陷与东胜隆起的过渡地带，为相对稳定地区，区内构造简单，变形轻微。
根据2001年发布的1/400万《中国地震动峰值加速度区划图》及《中国地震动反应谱特征周期区划图》，工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.45S，地震基本烈度为6度。
1.3供水范围及供水规模
本项目供水范围包括神木县西沟办事处四卜树、沙哈拉、三道河、沙峁沟、头道河、黑石岩、灰昌沟、丰家塔8个行政村，30个村民小组，设计基准年2016年总人数7176人，设计水平年2026年总人数将达到7772人，设计年限为10年。
供水范围内所有农村人口均为受益人口，使供水范围内自来水普及率达到100%，水质符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。
依据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004），按人口增长率8‰计，人最高日用水量为60L/人·d，日变化系数取1.5，时变化系数取2.0，24小时全日制供水，管网损失及未预见水量按生活用水及公共建筑用水量之和的10%计。
西沟办事处农村集中供水工程最高日设计供水量为1000m3/d，年总供水量26.8万m3/a。
1.4变更概括及变更缘由
西沟办事处农村集中供水工程2016年6月初步设计通过评审，同年10月完成招标工作，2017年3月施工企业进驻场地。
本项目原有的水源取水方式为抽取响水河煤矿4-2煤矿坑水，由于煤矿开采5-2煤的原因，致使4-2煤层的矿坑水下降到5-2煤层，加之水源取水影响煤矿的正常生产安全，原有的煤矿矿坑水已不能继续做为本工程的取水水源。
西沟办事处政府要求变更该供水工程取水水源。
1.5投资概算
项目变更总投资545.44万元。
其中建筑工程费383.84万元，机电设备122.57万元，金属结构23.12万元，临时费0.4万元，其他费用15.51万元。
20
2工程规模
2.1设计范围、供水对象及设计年限
本工程根据供水规模，取设计基准年为2016年，设计水平年为2026年，设计年限为10年。
本项目供水范围包括神木县西沟办事处8行政村，现状总人数7176人，规划内核定饮水不安全人数为7176人。
到设计水平年2026年，供水范围内总人数将达到7772人，供水范围内所有农村人口均为受益人口，使供水范围内自来水普及率达到100%，水质符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。
神木县西沟办事处农村集中供水工程计划解决该该办事处8个行政村7176人的饮水不安全问题，人口统计表详见表2-1。
该项目实施后可完全满足村民对水量水质要求，进一步促进当地经济可持续发展。
2.2需水量预测
根据《村镇供水工程技术规范》要求和对供水范围用户的实地考察，同时考虑村民生活习惯与用水状况，结合本地经济发展状况，确定有关用水参数，其主要参数如下：
2.2.1居民生活用水量
神木县西沟办事处农村集中供水工程设计用水人口7176人，人口自然增长率根据近年来的人口增长情况取8‰，设计年限取10年，根据中华人民共和国水利行业标准《村镇供水工程设计规范》（s1687-2014），本设计将最高日居民生活用水定额确定为：
农村人口：
60L/（人·d），以满足生活用水量要求。
2.2.2家畜用水量
畜禽类别
用水定额
畜禽类别
用水定额
畜禽类别
用水定额
马
40～50
育成牛
50～60
育肥猪
30～40
骡
40～50
奶牛
70～120
羊
5～10
驴
40～50
母猪
60～90
鸡
0.5～1.0
2.2.3公共建筑用水量
根据规范和本村实际情况,考虑当地发展情况，公共建筑用水量，按总供水量的5%计。
2.2.4企业用水量
根据规划要求，同时通过各村的实地调查确定。
本设计主要解决农村居民生活饮用水问题，各村的工业用水由企业自行解决，本次设计暂不考虑。
2.2.5消防用水量
不设
2.2.6管网漏水与其它未预见用水量
根据规范：
管网漏失水量和未预见水量之和，按上述用水量之和的10%～25%取值，本设计管网漏失水量和未预见水量之和按上述用水量之和的10%取值。
2.2.7用水变化系数及供水时间
《村镇给水工程技术规范》要求时变化系数根据供水规模和供水时间按表2-1选用。
结合本工程特点和供水规模，时变化系数Kh=2.0。
日变化系数Kd规范建议在1.3～1.6范围内取值，本次设计取日变化系数Kd=1.5。
供水时间：
24小时全日制供水。
表2-1时变化系数表
供水规模（W）
（m3/d）
W﹥5000
5000≥W﹥1000
1000≥W≥200
W﹤200
全日供水时变化系数（Kh）
1.6-2.0
1.8-2.2
2.0-2.5
2.5-3.0
2.3需水量计算
2.3.1供水区设计年限人口数量
设计用水居民人数的确定：
据近些年当地人口发展状况，取人口自然增长率为8‰；。
设计水平年为2026年，设计用水居民人数：
P==7176×（1+8‰）10+P1=7772人
2.3.2供水区家畜数量
西沟办事处沿线村庄共养猪12464头，基本为育肥猪
2.3.3供水量确定
（1）居民生活用水量
居民生活用水量：
Q1=Pq/1000=7772×60/1000=466.3m3/d
（2）饲养畜禽用水量
Q2=∑（该类型畜禽用水量定额×数量）=400m3/d
（2）公共建筑用水量
根据Q3=（Q1+Q2）×5%=43.31m3/d
（3）管网漏失水量和未预见水量
Q4=（Q1+Q2）×10%=866.3×10%=86.63m3/d
（4）最高日需水量
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4=952.9m3/d取1000m3/d
（5）最高日平均时供水量
＝41.67m3/h
（6）最高日最高时供水量
＝41.67×2.0＝83.33m3/h
（7）年平均供水量
＝24.3万m3/年
2.4供水规模
供水规模（即最高日供水量）=居民生活用水量+公共建筑用水量+管网漏失水量及其它未预见用水量，经计算本项目最高日用水量为952.9m3/d，工程供水规模确定为1000m3/d。
3水源选择
3.1水源选择的原则
根据《村镇给水工程技术规范》和《陕西省村镇供水工程初步设计要点》水源选择应遵循下述原则：
（1）水质良好、便于卫生防护，水源水质符合《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020）的要求。
（2）水量充沛，干旱年枯水期设计取水量的保证率，严重缺水地区不低于90%，其他地区不低于95%。
（3）符合当地水资源统一规划管理的要求，并按照优质水源优先保证生活用水的原则，合理安排与其它用水之间的关系。
3.2地表水水源
项目区的地表水主要为西沟河，西沟河现有的水量基本为沿线煤矿矿坑水外排，其流量受周边煤矿矿坑水外排的影响极大，流量不稳定，河水流量变化悬殊，含沙量大。
3.3地下水水源
3.3.1地下水水源
项目区域内煤矿较多，地下原有的水系已经破坏，只有选取废旧煤矿的矿坑水做为供水水源，该水源现已不能使用。
3.4水源水质分析
地表水：
经甲方取水化验，地表水符合《生活饮用水水源水质标准》。
3.5水源论证及水源的确定
项目区的地表水主要为西沟河，西沟河现有的水量基本为沿线煤矿矿坑水外排，其流量受周边煤矿矿坑水外排的影响极大，流量不稳定，河水流量变化悬殊，含沙量大。
建议甲方委托相关资质的单位对水源的可靠性进行进一步论证，方可开关建设。
本设计只针对工程主体，不涉及水源可靠性。
神木县西沟办事处集中供水工程初步设计报告
4工程总体布置
4.1设计依据及原则
4.1.1设计依据
1）、《陕西省2016-2013年农村集中供水工程规划》（陕西省人民政府）
2）、《陕西省村镇供水工程初步设计要点》（陕西省水利厅2007.05）
3）、《村镇供水工程设计规范》（s1687-2014）
4）、《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）
5）、农村实施《生活饮用水卫生标准》准则
6）、《农村生活饮用水卫生要求》（GB11730）
7）、《水利水电工程等级划分及防洪标准》（SL252-2000）
8）、《防洪标准》（GB50201-94）
9）、《给水用硬聚氯乙烯（UPVC）管材》（GB/T10002.1-2006）
10）、《水利水电工程环境影响评价规范》（SDJ302－88）
11）、《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191-96）
12）、《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）
13）、《低压配电设计规范》（GB50054）
14）、《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
15）、《机井技术规范》（ SL256-86）。
16）、《水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件》（GB/T13925-2008）
4.1.2设计原则
1）坚持可持续发展的原则，保证村镇居民饮水安全的可持续性，保证水源可靠，工程运行管理不便。
2）结合村镇建设及发展情况，建设适应当地经济和各项事业发展相协调的供水工程，实现工程可持续发展，促进新农村建设，促进社会和谐。
3）按照统一规划，分步实施，先急后缓，先易后难的指导思想，近远期结合，解决项目区农民世代饮水不安全的历史。
4）充分利用当地地形、地貌条件实现选择合理的供水方式，便于管理，降低供水成本。
4.2工程等级、类型和设计标准
4.2.1工程等级及类型
根据《村镇供水工程设计规范》（s1687-2014），本工程为规模化供水工程Ⅲ型，主要建筑物，次要建筑物及临时工程均按三级建筑物设计。
4.2.2工程设计标准
4.2.2.1水质
项目区地表水作为水源，将地表水经过水处理后，使之符合国家《生活饮用水卫生标准》GB50013-2006的要求。
4.2.2.2取水不便程度
本项目区在陕西省属经济较发达地区，村民居住相对较集中，供水工程设计采用集中式供水，供水入户的方案，工程建成后可完全解决目前村民用水不便问题。
4.2.2.3服务水压
根据村镇供水现行规范要求，供水水压，应满足配水管网中用户接管点的最小服务水头。
配水管网中用户接管点的最小服务水头，单层建筑物为5～10m，两层建筑物为10～12m，二层以上每增高一层增加3.5～4.0m；当用户高于接管点时，尚应加上用户与接管点的地形高差。
结合工程区的实际情况，本设计选用最小服务水头为10m。
4.2.3工程防洪标准
本项目属集中式供水方式，集中式供水工程的防洪设计应符合《防洪标准》（GB50201—94）以及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252）的有关规定，确定该工程等级为Ⅲ型，Ⅲ型工程的主要建（构）筑物按20年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。
4.2.4工程抗震标准
集中式供水工程的抗震设计应符合《建筑抗震设计规范》（GB500111）以及《构筑物抗震设计规范》（GB50191）的有关规定，Ⅴ型工程的主要建（构）筑物按该项目区抗震防裂度为6度，设计地震加速度为0.05g。
4.3总体布置
该工程属于新建工程，且项目区内没有已成的供水设施,根据《陕西省村镇供水工程初步设计要点》（陕西省水利厅2007.05）要求，所以工程总体布置应遵循下述原则：
（1）总体布置根据水源与供水区之间的平面高程空间关系，充分利用地形条件，拟定供水方式及工艺流程组合，合理拟定供水线路走向，确定建（构）筑物工程位置，充分利用自然地形条件，缩短供水线路，优化建（构）筑物布置，节约土地资源。
（2）节约投资原则：
工程布置应考虑尽可能与现有工程设施相结合，避免不必要浪费，节约投资。
（3）水源取水方式、线路及建筑物布置应有必要的方案比较，合理采用分区、分压供水，尽可能大的供水范围实现重力供水，降低运行费用。
建筑物位置尽量靠近公路，不便施工和运营管理期交通。
4.4供水系统选择
根据水源选择，结合供水对象、分布范围，该供水区地形变化较大，供水对象较为不集中，且高程变化大，按照工程布置原则及要求，为满足经济合理、可靠性高等要求，拟定该供水工程采用独立的水源及管网系统。
该供水系统由设在水源地的地表水取水，由加压泵站加压到高位蓄水池后靠自重供水。
其给水工艺流程系统见图6-1。
地表水水
水厂
供
水
管
网
用户
输水管道
调节调节构筑物
构筑物
构筑物
图6-1给水工艺流程系统图
5工程设计
5.1取水构筑物设计
本工程拟开采地表水，在响水湾煤矿沟底修建1600m3集水渗渠，渗渠设计长为400米，宽为2米，高为2米,渗渠主体采用M7.5浆砌块石墙体厚度为0.5m,顶部采用C30预制混凝土梁覆盖。
做法详见设计图。
5.1.1溢流坝设计
为了防止洪水对集水渗渠的下切破坏，在集水渗渠下游修建1座溢流坝，坝长24.53m；坝高2.5m,水面以上0.5m,基础深入岩石层0.5m,主体采用C20毛石混凝土（毛石含量不得超过30%），具体尺寸详见设计图。
5.1.2井泵选择
根据供水规模选择机组。
泵站至进水前池
1）设计流量：
根据《村镇供水工程技术规范》
Q1=w1/T1
式中：
Q1—泵站设计流量（m3/h）；
w1—最高日取水量。
根据工程建设规模计算，
T1—日工作时间。
w1=1000m3/h
T1—日工作时间。
选取每天抽水时间T1=20h；则得
Q1=w1/T1=1000/20=50m3/h；
Q单—单机设计流量；
n—机组台数。
根据取水情况，本次选取2台（1用1备）。
Q单=50m3/h
2）设计扬程：
按单井取水量50m3/h计算，地形扬程=99m。
设计扬程=地形扬程+⊿H
⊿H—从水泵至前池的水头总损失，经计算⊿H=36.35m
则设计扬程=99m+36.35m=135.35m,H=140m。
3）设备选型：
根据流量及扬程，水泵选用250QJ50-140潜水泵配套功率N=30kw
进水前池至水处理厂
1）设计扬程：
按单井取水量50m3/h计算，地形扬程=9.5m。
设计扬程=地形扬程+⊿H
⊿H—从水泵至前池的水头总损失，经计算⊿H=0.15m
则设计扬程=9.5m+0.15m=9.65m,H=10m。
2）设备选型：
根据流量及扬程，水泵选用QX50-10-3水泵配套功率N=3kw
5.1.3抽水泵站管理房设计
抽水泵站管理房为砖混结构，初步拟建在河道左岸一块滩地上（施工时根据甲方指定地点为准）。
做法详见设计图。
5.2输水工程
5.2.1输水管道设计
1）井单井输水管管径：
d=（4Q/Л•vj）1/2
式中：
Q—单井输水管输水流量。
Q=50m3/h=0.013888m3/s；
vj—输水管经济流速。
选取vj=1.1m/s；
由此计算得：
d=（4×0.0138/1.1/3.14）1/2=0.1276（m），选取De160mm（壁厚14.6mm，1.6mpa）。
3）输水管道长度
泵站至水处理厂前池
总长：
3810m
无缝钢管D108×5.9L=10m（集水井内）
D159×7.1L=200m
PE管（1.6mpa）De160L=3600m
前池至水处理厂
无缝钢管
D159×7.1L=10m
2）管材：
输水管管材井内及起步阶段选用无缝钢管、其他选用PE管。
3）管道控制：
管道纵断面设计的原则是管顶放置于冻土层以下，即管顶覆土厚度不小于1.5m来控制管中心高程。
4）镇墩：
输水管道的拐点处和长距离直线段设置镇墩，镇墩采用C15混凝土现浇浇筑一次成型。
Ⅰ型镇墩长×宽×高=1.5×1.5×1.5m共设置30个
5.2.2二次加压管道设计
由于四卜树村是移民新村，有新建小区楼房，水处理厂的清水池出水口水流压力不能满足该村的供水水压要求，故对该村供水需二次加压到现有的高位水池，靠重力自流到用户。
（包括提供配水厂生活用水）
1）输水管道
De63PE管：
150m
2）四卜树村高位蓄水池-配水池厂下水管道
De63PE管：
160m
3）水泵选型：
根据流量及扬程，水泵选用QX10-24-1.5水泵配套功率N=1.5kw（1用1备）
5.3配水厂设计
5.3.1厂址选择
根据规范:
配水厂厂址的选择应根据下列要求，通过技术经济比较确定：
（1）充分利用地形高程、靠近用水区和可靠电源，整个供水系统布局合理；
（2）与村镇建设规划相协调；
（3）满足水厂近、远期布置需要；
（4）不受洪水与内涝威胁；
（5）有良好的工程地质条件；
（6）有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；
（7）有较好的废水排放条件；
（8）少拆迁，不占或少占良田；
（9）施工、运行管理方便。
根据以上要求，经现场勘察、方案比较，最终西沟办事处农村集中供水工程厂址选在四卜树村村北，配水厂地面标高1229m。
水厂距离供电电源200m（电源电压10kV），交通条件良好。
依据1000m3/d供水规模，拟定配水厂面积为东西长65m×南北宽60m，占地5.85亩。
5.3.2供水工艺流程
本工程为水源井取水，为满足用户对水量、水质、水压的要求，根据原水水质情况水处理工艺流程见图7-1。
用
户
供水
管网
配水厂（消毒、调蓄）
输水
管道
原水
（水源井）
图5-1水处理工艺流程图
5.3.3主要构筑物
5.3.3.1水质净化厂设计
水质净化厂总建筑面积249.59m2，地上一层框架结构，单体设计水日处理能力为1000m3，净化工艺为原水进入净水厂房原水进入净水厂房，经计量、管道混合器加药混合、机械反应池反应、斜板沉淀池沉淀后，出水重力流进无阀滤池过滤，滤后水投加二氧化氯消毒输送至室外生活用水蓄水池。
净化水厂包括消毒间、控制室、化验室、值班室。
5.3.3.2管理房及锅楼房设计
根据配水厂管理需要，在厂内建一层管理房9间面积292m2和1间15.36m2锅楼房砖混结构，铺设C15砼垫层0.3m，。
管理房基础为条形基础，材料选用MUl0砖，M10水泥砂浆砌筑。
其余砌体均采用MUl0砖、M7.5混合砂浆砌筑，现浇的砼构件，砼强度等级均选用C25。
5.3.3.3围墙工程
围墙基础深1米，其中M7.5浆砌块石高0.6m，宽0.8m，上部构造做法见陕09J09砖围墙第5页做法，内外墙粉刷涂料（颜色甲方确定）高度为2.4m。
5.3.3.4室外地面及厂区道路设计
配水厂室外地面采用六棱砼预制块铺筑，进厂道路采用砼路面，路面宽度为4m，厚度为18cm,砂砾石垫层厚度为15cm长度为120m,道路俩侧种1行樟子松，株距为2.0
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