某镇自来水厂工程供水水厂部分初步设计报告.docx
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某镇自来水厂工程供水水厂部分初步设计报告
**市**区**镇自来水厂工程
（供水水厂部分）
初
步
设
计
报
告
广东揭阳市市政综合设计院
第一章设计说明书4
1.1概述4
1.1.1主要设计资料4
1.1.2主要设计资料7
1.1.3城市概况7
1.1.4现有供水设施概况10
1.1.5城市供水规划11
1.2设计内容11
1.2.1总体设计11
1.2.2净水厂设计21
1.2.3配水管网27
1.2.4建筑设计27
1.2.5结构设计29
1.2.6采暖通风与空气调节29
1.2.7供电设计30
1.2.8自动控制、仪表及通讯设计32
1.2.9机械设计33
1.2.10环境保护35
1.3劳动保护与安全37
1.3.1设计依据37
1.3.2建设场地自然条件存在的危害因素37
1.3.3建设场地自然条件危害因素的对策37
1.3.4运行阶段中的职业危险、危害因素分析38
1.3.5各危险因素的相关防范措施：
38
1.3.6劳动安全卫生机构39
1.3.7主要防范措施安全评价40
1.4消防40
1.4.1工程概况及其特征40
1.4.2消防设计依据及设计原则40
1.4.3消防设计40
1.5节能41
1.5.1节电41
1.5.2节水42
1.5.3节药42
1.5.4建筑物隔热措施42
1.6人员编制及经营管理42
1.6.1管理机构及人员编制43
1.6.2经营成本及单位制水成本44
1.6.3单位水量的投资指标44
1.6.4关于分期投资的确定44
1.7下阶段的设计要求44
1.7.1审批时需要确定的主要问题44
1.7.2施工图设计需要的资料及勘测要求44
1.8附录45
第一章设计说明书
1.1概述
1.1.1主要设计资料
1.设计委托书
依据黄石市东阳镇政府签定的设计委托合同。
2.根据上级主管部门批准的《东阳镇农村饮用水安全项目可行性研究报告》及《黄石市城市供水系统二期扩建工程可行性研究报告》
3．********引水工程设计资料
4．工程地质勘测报告
5．采用的主要规范及标准
（1）室外给水设计规范（GB50013-2006）
（2）室外排水设计规范（GB50014-2006）
（3）建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）
（4）生活饮用水卫生标准（GB5749-85）
（5）地表水环境质量标准（GB3838-2002）
（6）生活饮用水水源水质标准（CJ3020-93）
（7）给水排水设计基本术语标准（GBJ125-89）
（8）城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ41-91）
（9）建筑设计防火规范（GB50016）
（10）城市给水工程规划规范（GB50282-98）
（11）给水排水工程结构设计规范（GB50069-2002）
（12）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）
（13）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）
（14）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）
（15）建筑抗震设计规范（GB50011-2002）
（16）砌体结构设计规范（GB50003-2001）
（17）屋面工程质量验收规范（GB50207-2002）
（18）市政工程勘察规范（CJJ56-94）
（19）岩土工程勘察规范（GB50021-2001）
（20）软土地区工程地质勘察标准（JGJ83-91）
（21）建筑结构设计术语和符号标准（GB/T50083-97）
（22）构筑物抗震设计规范（GB50191-93）
（23）建筑抗震设防分类标准（GB50223-95）
（24）混凝土水池软弱地基处理设计规范（CECS86-96）
（25）建筑桩基技术规范（JGJ94-94）
（26）建筑地面设计规范（GB50037-96）
（27）工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046-95）
（28）建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002）
（29）给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程（CECS138:
2002）
（30）办公建筑设计规范（JGJ67-89）
（31）3～110kv高压配电装置设计规范（GB50060-92）
（32）工业企业照明设计标准（GB50034-92）
（33）电力装置的电测量仪表装置设计规范（GBJ63-90）
（34）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-92）
（35）通用用电设备配电设计规范（GB50055-93）
（36）供配电系统设计规范（GB50052-95）
（37）工业与民用电力装置的过电压保护设计规范（GBJ64-83）
（38）10kv及以下变电所设计规范（GB50053-94）
（39）建筑物防雷设计规范（GB50057-94）
（40）工业与民用电力装置的接地设计规范（GBJ65-83）
（41）《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）
（42）建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定（劳动部1996年第3号令）
1.1.2主要设计资料
⑴《东阳镇农村饮水安全项目可行性研究报告》
-----黄石市工程咨询中心2007年2月编制
⑵《黄石市城市供水系统二期扩建工程可行性研究报告》
-----黄石市政府投资项目评审中心2006年8月编制
⑶《地形图》1:
10000、1：
1000以及1：
500现状地形图
⑷水源水质检验报告
⑸业主提供的其他有关材料
1.1.3城市概况
⑴城市区域现状及总体规划
①经济社会概况
东阳镇现辖14个村委会，一个社区居委会，总人口59483人。
东阳镇水陆交通发达，湖泉高速公路、省道403线及规划中的高速铁路横贯全境，二级港口已建成使用。
域内山、海、田资源俱备，有山地4.8万亩，耕地2.32万亩，海岸线12.03公里，滩涂浅海面积1.23万亩，淡水域面积1365亩。
水产养殖历史悠久，****花蛤久负盛名，已形成育苗、种养、精加工一条龙产业链；畜牧业发展迅猛，全省百家农业产业化龙头企业—黄石（广东）温禽有限公司年产值超亿元。
另有康华饲料有限公司、七才集团华灵时装公司、振兴、鹭飞旅游用品公司、佳源气体、协性气体、祥元编织等，2005年全镇国内总产值35760万元，工农业生产总值58880万元，财政收入1378万元，农民人均纯收入3870元。
②人口规模
现区内人口主要是由墩西、峰书等14个自然村，进东工业区、榜头工业区及东阳镇工矿企业职工组成，根据2007年统计：
村庄人口59483人。
村庄人口按黄石市人口年自然增长率8‰计算，到设计水平年（2020年）总人口可达65975人，具体预测如下：
人口预测表
村、居委会名称
2007年人口
目标年限人口
备注
2020年
⑵自然条件
①地形地貌
东阳镇所在地属亚热带海洋性季风气候，热量丰富，光照充足，雨量充沛。
年平均气温为20.2℃，年均日照时数1947~2200小时左右，年降雨量为941.9—1894.4毫米。
常年主导风向为东北风，年平均风速为2.4m／s，夏季常受热带风暴影响。
东阳镇北枕大寨山、洋尾山等山脉，南临南溪，地势北高南低，有海头等主要溪流。
②地震
据国标《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）有关条款及《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）湖北省区划一览表有关规定，项目区抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.10g。
③水文与水质
地下水：
东阳镇地处沿海丘陵，地下水主要是丘陵台地孔隙裂隙水、基岩裂隙水及沿海空隙水，其特点是苦咸水、出水量小且易受气候影响等。
④地质概况
本工程地处地震相对活跃的东南沿海地震带中部。
根据测区地震历史记载和近期微震观测，测区内区域稳定性属于基本稳定区，可不考虑其对本工程的影响。
1.1.4现有供水设施概况
区内现无自来水厂及其配套设施，区内居民用水主要靠打井取地下水。
1.1.5城市供水规划
规划区内今后用水及周边村庄用水统一考虑。
1.2设计内容
1.2.1总体设计
⑴需水量预测
城镇的需水量应根据城镇的地理位置、水资源情况、城镇的性质和规模、产业结构、国民经济发展和居民生活水平等因素综合确定。
根据东阳镇总体规划中提出的城镇建设目标，考虑到东阳镇经济发展特点，确定本供水工程设计水平年为2020年。
工程受益范围包括*******村，
现状受益人口59483人，远期考虑65975人用水，加上****工业区用水。
①居住区生活用水量Q1
由所给气象资料，可知该城区是位于我国湖建东南部，除流动人口外，大部分家庭室内均有给排水卫生设备，淋浴设备普及度也较高，根据《村镇供水工程技术规范》，本工程属第五分区，结合黄石市城乡生活习惯及用水定额，农村居民按室内有给水排水卫生设备但无淋浴设备取值，农村居民最高日综合生活用水量标准为120L/Cap·d，现状考虑供水普及率90%。
2020年用水定额根据《室内给水设计规范》（GBJ13-86）中规定并结合当前人均用水量逐步增加的实际情况，2020年最高日生活用水标准为150L/Cap·d。
考虑到随着经济的发展和供水条件的改善，供水普及率将有大幅提高，设计2020年本供水工程供水普及率取95%。
近期：
近期：
Q1=∑q1n1f1=59483×0.12×90%=6424m3
远期：
Q1=∑q1n1f1=65975×0.15×95%=9401m3
②工业企业用水量预测Q2：
进东工业区和榜头工业区规划用水量均为1000m3/d，则东阳镇企业日用水量为2000m3/d。
考虑远期发展需要，预测将增加到3000m3/d，
****工业园区现已进驻10几家食品企业，按这部分企业目前用水需求，每天所需水量在3000～4000吨左右。
到2020年，随着园区不断地开发建设，还有更多的企业进驻，需水量也将不断地提升，预计到2020年，园区内各种用水量总计将达到12000吨左右。
近期：
Q2=2000+3500=5500吨
远期
Q2=3000+12000=15000吨
③市政及大型公共建筑用水量Q3
市政及公共建筑用水量按最高日生活用水量和工业企业用水量的5%计，则市政及公共建筑用水量Q3为
近期：
Q3=（Q1+Q2）×5%=（6424+5500）×5%=596m3/d
远期：
Q3=（Q1+Q2）×5%=（9401+15000）×5%=1220m3/d
④消防用水Q4
消防用水按同一时间内火灾次数为2次，每次历时2小时，一次灭火用水流量35L/S计为：
Q4=2次×35L/S×2小时×3600秒=504000L/d=504m3/d
⑤不可预见用水量Q5
近期：
Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4）×0.15
=（6424+5500+596+504）×0.15
=1954m3/d
远期：
Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4）×1.15
=（9401+15000+1220+504）×0.15
=3919m3/d
⑥最高日用水量Qd：
近期：
Qd=（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）
=6424+5500+596+504+1954
=14978m3/d
远期：
Qd=（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）
=9401+15000+1220+504+3919
=30044m3/d
远期用水量为30000吨/日，近期用水量为15000吨/日。
本项目拟分期建设，一期建设15000吨/日的净水厂，满足东阳镇近期工业生活用水需求；二期再将净水厂的供水能力扩建至30000吨/日。
⑵水质及水压要求
水质标准：
按《城市供水行业2000年技术进步发展规划》的要求，城市供水企业分为4类，并执行相关标准。
本项目水厂日供水量设计位为15000m3,执行4类水司标准，即NTU指标值为1，最高允许值为3，其他水质标准符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）。
各类水司水质检验合格率
水样检验项目
出厂水或管网水
第1类水司
第2类水司
第3类水司
第4类水司
4项检验
26项检验
35项检验
其它新增项目检验
98.75%
98.00%
95.94%
80.00%
98.25%
98.00%
92.37%
80.00%
95.00%
90.00%
85.00%
--
95.00%
90.00%
85.00%
--
水压目标：
按《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）的要求，管网中用户按管点的最小服务水头,单层建筑为5～10m，双层建筑为10～12m，二层以上每增加一层水头增加3.5～4.0m。
消防消火栓最小服务水头不小于10m。
⑶水源选择
地表水：
目前，东阳镇周边可供选择的地表水主要有本地区的水库来水、****水库渠道水、********供水工程引水。
a）本地区水库来水：
本地区共有两座小
（一）型水库，一为****水库，集雨面积8.0平方公里，总库容472万立方米，正常库容344立方米，设计灌溉面积4700亩；二为****水库，集水面积14.3平方公里，总库容950立方米，正常库容671立方米，设计灌溉面积6000亩。
两座水库上游因有养殖场，且水库内养鱼，经检测水质目前达不到生活饮用水水源水质标准，详见水质检测报告。
****、****水库位于东阳镇中西部，在水源水质许可的情况下取水较为方便，经分析在P=95%平水年可以满足水厂的用水需求，但目前水质不符合饮用水水源水质标准，不能作为水厂原水。
b）********供水工程引水：
源自****水库水，设计供水总规模为26万吨/日，共分两期建设，其中一期工程供水能力为8.64万吨/日，已陆续向****区行政区内的****国家旅游度假区及********供水工程输水管沿线的城镇供应生活用水及生产用水。
至今原规划用水大户除了****火电厂一期工程、3.5万T杂货码头上马建设，其余的建设项目现暂无落地可能，因而造成目前****工业区和东吴工业区实际用水量仅为0.7万m3/d。
********供水工程输水管已供给沿线的城镇水厂包括黄石镇自来水厂（1.0万m3/d）及北高镇自来水厂（1.0万m3/d），该供水工程实际用水量没有达到设计供水能力。
东阳镇供水工程项目供水规模为30000m3/d，水量可以得到保证。
水厂设计近期采用********供水工程作为本项目的水源，其水量、水质和水压有保证。
远期考虑采用****引水工程作为水源水的补充。
⑷净水厂厂址选择及供水流程
根据初选的两个厂址拟定二个水厂布置方案，
方案一：
由********供水工程输水管取水，输水管采用1根DN600预应力钢筋砼管，长9770m，将原水自流引至****与****村交接地面高程25米山脚的提升泵房，原水经加压提升至地面高程65米山上的水厂，而后经过净水构筑物净化进入清水池，再通过配水管网自流至供水区。
优点有：
①运行管理简单，只需设置提升泵房；②山坡地质初步估计较好；③征地赔偿费用低；④排水方便。
缺点是：
需要较大扬程的加压水泵，增加运行费。
方案二：
由********供水工程输水管取水，输水管采用1根DN600预应力钢筋砼管，长9770m，将原水自流引至****与****村交接地面高程25米山脚的厂区，而后经过净水构筑物净化进入清水池，净化水经送水泵站加压后，通过配水管网流至供水区。
优点有：
①远期可考虑从****引水工程取水，自流到厂区降低制水费用；②交通方便，管理方便；③排水方便。
缺点是：
①送水泵房电机功率大，初期投资较大；②山脚为旱地，征地赔偿费用多。
综上所述，设计选择方案二作为本项目的水厂厂址的方案。
⑸净水工艺
根据原水水质和《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）的要求来确定净水工艺流程。
本工程采用****供水工程管道水作为水源，****供水工程管道水引自****水库，****水库的水质达到国家Ⅱ类地表水环境质量标准，常年浊度在100度以下，洪水时短时可达到1500度左右。
根据黄石市已有成熟的水库水净化流程，本工程拟采用的净化工艺流程为：
以下对新水厂建设的15000吨/日水厂从技术、经济、耗用能源及主要材料等进行比较，选择合理先进的净水系统。
该水厂的水处理方案可采用以下方案：
①适用于15000吨/日规模水厂絮凝池主要有折板絮凝池、网格（栅条）絮凝池、机械絮凝池，它们的主要特点如下表所示：
形式
优点
缺点
折板絮凝池
絮凝时间短，体积较小；絮凝效果好。
构造复杂，水量变化影响絮凝效果。
网格（栅条）絮凝池
絮凝时间短，体积较小；絮凝效果好。
构造复杂，水量变化影响絮凝效果。
机械絮凝池
絮凝效果好；水头损失小；可适应水量水质的变化。
需要机械设备及经常维修
絮凝池池体均为钢筋混凝土结构。
该水厂主要供给东阳镇区内工业和生活用水，水量变化较小，水厂处理水量比较均衡，波动小，这样机械絮凝池、网格（栅条）絮凝池都可以克服水量变化影响絮凝效果的缺点。
从技术上来看三种池型都可采用，但网格（栅条）絮凝池在运行中经常出现网格（栅条）上滋生水藻而影响水质的情况，应采取相应措施防止水藻滋生。
机械絮凝池需要购置机械设备，投资较大，运行耗能较多，不宜采用。
折板絮凝池结构相对网格（栅条）絮凝池构造比较复杂，但该因素对水厂建设投资和运行影响不大。
至此，本水厂的絮凝池可以采用折板絮凝池或网格絮凝池（栅条絮凝池构造相对网格絮凝池较复杂）。
②目前沉淀池的形式主要有斜管沉淀池、平流沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池。
平流沉淀池一般用于大中型水厂。
竖流式沉淀池由于表面负荷小，处理效果差，基本上已经被淘汰。
辐流式沉淀池一般用做高浊度水的预沉。
适用于15000吨/日规模水厂的沉淀池主要是斜管沉淀池。
斜管沉淀池沉淀效率高，池体小、占地少。
③适用于15000吨/日规模水厂过滤池主要有普通快滤池、高速V型纤维滤池、重力式无阀池，它们的主要特点如下表所示：
形式
优点
缺点
普通快滤池
有成熟的运行经验，运行稳妥可靠；采用砂滤料，材料易得，价格便宜；可采用降速过滤，水质较好。
阀门多；必须有全套冲洗设备。
均滤料滤池
运行稳妥可靠；滤床含污量大、周期长、滤速高、水质好；滤料寿命长、占地面积小；具用气水反洗和水面表扫洗，冲洗效果好。
配套设备多，滤料价格贵，土建较复杂，池深比普通快滤池深。
重力式无阀池
不需要设置阀门；自动冲洗，管理方便；
运行过程看不到滤层情况；清砂不便，单冲洗效果较差，反洗时需要浪费部分水量，水质较差。
总体考虑普通快滤池阀门多，管理不方便，必须设置全套的冲洗设备。
重力式无阀滤池运行过程看不到滤层情况，清砂不便，冲洗效果较差，反洗时要浪费部分水量，变水位等速过滤，水质不如降速过滤，但是一般都能满足水质标准的要求，重力式无阀滤池不需设置阀门，自动冲洗，管理方便，节省人力，可成套定型制作，单池生产能力有限（一般＜10000吨/日,＝适合规模比较小的水厂。
均滤料滤池采用气水反冲洗，先气冲，然后气水同时冲洗，最后水冲洗，并伴随有表面扫洗，反冲洗效果很好。
该池型运行稳妥可靠，砂滤料便宜易得，滤床含污量大、周期长、滤速高、水质好，适合大中型水厂。
按规范要求，新建水厂应设计成两组以上，保证检修时不停水。
因此，近期设计采用两座滤池，规模较小，宜采用重力式无阀滤池，便于管理。
④根据原水水质及净水工艺的适应性考虑以下几个方案，对方案进行比选择优采用。
方案一：
组合式双圆净水器，采用波纹板网格絮凝池、斜管沉淀池、双阀滤池（重力式滤池的改进型）。
滤池采用单层砂滤料。
方案二：
采用常规的折板反应池、斜管沉淀池、重力式无阀滤池。
反应沉淀池合建，滤池独立建造，滤池采用单层砂滤料。
方案一中采用组合双圆净水器，由于受到双圆型结构的限制，单池要做到7500吨/日，滤池反冲洗不均匀。
特点占地面积少，投资省，比较适合相对用地紧张的水厂，但是整体结构相对复杂，空间狭小，施工检修难度大。
方案二滤池采用重力式无阀滤池，该滤池分两组建设，单池平面尺寸14.0m×4.4m。
滤池分三格，单格滤池有效过滤面积为18.5m2，设计滤速为7.51m/h，滤料厚度1.0m，滤料采用均粒石英砂0.8~0.9mm，承托层粒径为粗砂1~2mm，厚度均为0.05m。
总厚度为0.2m。
综上所述，该水厂净水工艺的示意图如下所示：
↓加药↓消毒
原水-------→管式混合器→折板反应池→斜管沉淀池
↓消毒
→重力式无阀滤池→清水池→送水泵房→用户
⑹征地范围及数量
水厂建于****与****村交接地面高程25米的山脚，需要征地主要是主厂区，主厂区占地约23.34亩。
该厂区无建筑物，不需要永久建筑物及房屋拆迁。
1.2.2净水厂设计
⑴工艺流程的确定
该水厂的源水来自********供水工程，其水质没有受到有机污染，没有臭味，不需要深度处理。
出水浊度一般为5度以下，5度以下的原水经过普通过滤其出水浊度一般在1度以下。
根据出水浊度一般情况下不超过1度，特殊情况下不超过3度的要求，可以选择混凝沉淀或澄清再加普通过滤的工艺，原水过滤后经消毒即可以向用户供水。
混凝沉淀和澄清之间任取一种，工艺流程如下图所示：
⑵净水厂总体布置
净水厂平面布置情况详见GS-01，净水工艺流程与生产管线轴侧图详见GS-02。
净水厂30000吨/日占地面积约23.34亩，一期布置按15000吨/日。
⑶净水厂主要工程内容设计
①混合
混合是使投加的药剂扩散于水体并使胶体脱稳的重要措施。
良好的混合对降低药耗、提高絮凝效果有很大作用。
本项目净水厂混凝剂选用精制固态硫酸铝，混凝剂与原水采用静态管式混合器进行混合。
管式静态混合器采用GW-300型，混合时间为4~5s，总水头损失0.5m，设在反应沉淀池的进水管上。
在混合器之前设置混凝剂加注点。
②折板反应
反应采用折板反应，反应时间为16.65min，设两组反应池，单组平面尺寸为5.5m×7.2m，有效水深5.4m。
反应池分为三段，水流为竖向流。
三段折板均采用异波折板，折板夹角为90°。
第一段折板峰速为0.621m/s，谷速为0.088m/s，第二段折板峰速为0.310m/s，谷速为0.044m/s，第三段折板峰速为0.124m/s，谷速为0.018m/s。
反应池与斜管沉淀池合建。
③斜管沉淀
沉淀采用斜管沉淀池，设两组沉淀池，单组平面尺寸为11.3m×7.2m，有效水深为5.09m，液面负荷2.4m/s，停留时间0.44h。
沉淀池进水端设隔墙作为缓冲区，出水采用三角形薄壁堰集水，底部排泥斗排泥。
斜管材料采用0.6mm厚塑料片热压成正六角形管，内接圆直径d=35mm，斜管水平倾角θ=60°，斜管长1m。
斜管沉淀池与反应池合建，反应沉淀池平面布置详见图GS-03。
④重力式无阀滤池
滤池采用重力式无阀滤池。
该滤池分两组建设，单池平面尺寸14.0m×4.4m。
滤池分三格，单格滤池有效过滤面积为18.5m2，设计滤速为7.51m/h，滤料厚度1.0m，滤料采用均粒石英砂0.8~0.9mm，承托层粒径为粗砂1~2mm，厚度均为0.05m。
总厚度为0.2m。
滤层下部设短柄滤头配水，为小阻力配水系统。
设计平均反冲洗强度为15L/s.m2（10~16L/s·m2），反冲洗时间取5min。
共用一个反
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