XX供水工程初步设计报告.docx
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XX供水工程初步设计报告
1.总论
1.1项目名称、业主及建设地点
项目名称：
XX县XX城区供水系统改扩建工程
项目业主：
XX县发展计划局
项目地点：
XX县XX城区
1.2设计依据及基础资料和采用设计标准
1.1.1设计依据
（1）湖北省XX县发展计划局下达的《设计委托书》2004年10月
（2）湖北省XX县发展计划局与我院签订的《建设工程设计合同》
2004年10月
（3）湖北省发展和改革委员会《省发展改革委关于XX县XX城区给水系统改造工程可行性研究报告的批复》
可研及其批复文内容如下：
该工程的建设规模为水源工程2.8万吨/日，净水厂扩建1万吨/日，配水管网为2.8万吨/日。
原则同意以九子渠调节池为供水水源，在现有的厂址处进行供水工程的扩建。
取水方式为取水头直接由调节池取水，原水采用一条全长4112米的DN700PE管道重力输送到净水厂。
同意采用管式静态混合器——穿孔旋流絮凝池——斜管沉淀池——重力式无阀滤池——加氯消毒的水处理工艺。
本次扩建共新增DN100~DN500配水管道总长9497。
该项目的总投资为3152.50万元，其中工程费用2302.66万元，其它费用414.29万元，预备费284.00万元，铺底流动资金28.56万元，资金筹措方案为企业自筹3152.50万元。
1.2.2基础资料
（1）XX县XX城区给水系统改扩建工程可行性研究报告；
（2）XX县城区总体规划（1996~2010）及图册；
（3）原水输水管线1:
500地形图；
（4）XX县XX城区1:
1000地形图；
（5）XX县自来水厂1:
500地形图；
（6）中华人民共和国取水许可证；
（7）湖北省宜昌市水文水资源勘测局XX水文站提供的九子溪站水文资料；
（8）XX县人民政府下发的建设项目选址意见书。
1.2.3采用设计标准
《城市给水工程规划规范》（GB50282-99）
《城市工程管线综合规划规范》（GB50289-98）
《室外给水设计规范》1997年版（GBJl3-86）
《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）
《地表水环境质量标准》（GHZBl-1999）
《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020-93）
《城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ41-91）
《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）
《城市防洪工程设计规范》（CJJ50-92）
《泵站设计规范》（GB/T50265-97）
《供水水文地质勘察规范》（GBJ27-88）
《厂矿道路设计规范》（GBJ22-87）
《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）
《建筑结构荷载规范》（GBJ50009-2000）
《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191-96）
《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）
《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
《建筑地基处理技术规范》（GBJ79-2002）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137:
2002）
《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS138:
2002）
《建筑设计防火规范》》（GBJl6-87）
《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）
《地下工程防水技术规范》（GBJl08-87）
《10kV及以下变电所设计规范》（GB50050-94）
《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
《低压配电设计规范》（GB50054-95）
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-92）
《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）
《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16－92）
《工业企业照明设计标准》（GB50034－92）
《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ65-83）
《过程检测和控制流程图图形符号和文字代号标准》（GBJ133-1994）
《城市给水工程项目建设标准》（建标[1994]574号）
1.3设计范围及内容
1.3.1设计范围
本工程设计的主要供水范围为XX县XX镇老城区及其拟发展的新城区，服务面积约为727.79公顷，用水普及率为100％，用水人口达7万人。
1.3.2设计内容
（1）原水工程：
D710重力自流原水输水管道一条，管道总长约4.2km；
（2）净水工程：
在XX县水厂内扩建一组规模为1.0x104m3/d的净水构筑物及加药间，并增加相应的工艺及电气设备。
（3）XX县城区配水干管和管网。
2.概况
2.1城市概况
XX县地处鄂西山区向江汉平原的过渡地带，西临举世瞩目的三峡工程所在地宜昌，素有“西蜀门户、荆襄要冲”之称。
县域地处鄂西山区向江汉平原的过渡地带，属中、低山地带，东、东南分别与荆门市、当阳市毗连，南、西南与宜昌县为邻，北同保康、南漳接壤。
境内地跨东经110°14’~111°52’，北纬30°53’~31°22’之间。
东西北长61.3公里，南北宽54公里。
全县总国土面积1752km2。
境内有荷当公路、保宜公路、南远公路三条省级公路贯穿全境。
城区东距武汉市355km，西南距宜昌市116km。
西至三峡国际机场和宜昌长江港运码头90km，距焦枝铁路当阳站38km。
与宜黄高速公路、远当国防路、宜保路顺利贯通。
XX县历史悠久，春秋战国时属楚国封地。
西汉建元元年以其临沮水”得名临沮县，东晋隆安末改临沮为高安，北周武成元年（公元559年），改高安为XX，“以其折遥而远置之”，含“远害近安”之意。
这个吉祥如意的县名一直延引至今。
解放后隶属于宜昌地区管辖。
XX县下辖六镇一乡，114个村，总人口为20.7万人。
全县国土面积266.8万亩，其中耕地面积21.84万亩（水田13.5万亩，旱田8.34万亩），占总面积的8.31%；山地面积199.06万亩，占总面积的75.75%；水域面积21万亩（河滩近十一万亩），占总面积的7.99%；其它用地20.9万亩。
县镇XX镇建成区面积为5km2，人口3.9万。
经过50年特别是近20年来的发展，XX综合经济实力日益增强。
2003年全县国内生产总值17.53万元，财政收入11800万元，城镇居民可支配收入6575元，农民人均纯收入2587元。
农业区域性产业体系初显规模，形成了食用菌、桑蚕、优质米和草食畜四大主导产业，新建桑蚕等产业化体系基本形成，构建了新型建材、绿色食品、矿山化工三大工业支柱产业，新型建材、食品加工、精细化、森工林化、机械加工、针织服饰六大主导工业产品系列。
以宜昌XX化工有限公司为龙头的磷化工产业、以德中茧丝有限公司为龙头的茧丝产业、以XX星球宜林人造板有限公司和XX武星装饰板有限公司为龙头的森工林化产业，以宜昌森源集团为龙头的食用菌产业渐成规模。
商贸流通、金融服务加快发展，旅游业逐步成为第三产业的龙头。
以XX福安车桥有限公司为龙头的机械加工和以XX云台香酒厂为龙头的酒类生产发展强劲，其中酒类生产已达到年产500吨的生产规模。
XX县在湖北省内率先被国家环保总局列为全国生态示范区。
XX镇继2001年获得湖北省城镇规划建设管理“楚天杯”后，2002年又荣获“湖北省园林城市”称号。
进入21世纪，XX县确立了“工业立县、绿色富县、项目强县和科教兴县”的战略，以“二次企业”为核心，通过5~10年的努力，把XX建成山区工业强县、绿色经济富县和生态旅游名县。
使XX经济、政治、文化发展走在全省山区县市前列。
2.2自然条件
2.2.1气象
XX县属亚热带大陆性季风气候区，气候温和，雨量充沛。
光照充足、四季分明。
年平均气温12~16℃,历年最高气温40.2℃，最低气温-19℃；年平均降雨量1000~1100毫米，年太阳辐射80~107kcal/cm2。
由于垂直气候带明显，造成各种复杂的小气候。
主要分为沮西山地温凉区，沮中平畈温暖区，沮东丘陵温和区。
其中三区的年平均温度分别为12.5℃~13.5℃，15℃~16℃，13.5℃~15℃。
三区的年平均无霜期分别为210~220天，240~250天，230~240天。
夏天主导风向为东南风，冬季主导风向为西北风。
2.2.2地形、地貌
XX县境内次高山、丘陵、河谷冲积平原兼而有之。
西北部山地占总面积的38%，东部丘陵占总面积的38%，中部河谷冲积平畈占总面积的231%，县内最高海拔1325.1米（太平顶），最低海拔76米（雷打岩），平均海拔500米左右。
沮中平畈位于XX中部，北连南漳县的百福头，沿沮河南伸，直至石头店与当阳的清溪场接壤，低山为主，海拔多在300~500米之间，占全县总面积的23.4％。
沮东丘陵位于县域东部，丘陵起伏，缓坡、宽谷、冲畈相间，岗顶浑固，占全县总面积的37.93％。
2.2.3水文资料
XX县境内地表水有沮河、漳河、西河（黄柏河）三大流域及其大于20km2承雨面积的24条支流，地表水系发达，多年平均径流量7.15亿m3。
其中沮河流域最大（沮河流域面积3376km2），沮河是沮漳河上游的一条主要支流，发源于保康县欧店。
沮河北自阳坪镇的南襄城入境，向南经旧县镇、XX镇，到花林寺镇的雷打岩出境，县境内河段长63km，流域面积1179km2，自然落差101m，河床坡降16‰，平均宽度150m，沮河沿岸为冲积平原，海拔150m左右，宽1.5km~1.5km。
九子溪为沮河的支流，据湖北省宜昌市水文水资源勘测局XX水文站提供的九子溪站水文资料显示，2003年九子溪的年迳流量为1.29×108m3，最大流量为12.70m3/s，最小流量为1.18m3/s，平均流量为4.07m3/s；2002年九子溪的年迳流量为1.01×108m3，最大流量为13.45m3/s，最小流量为1.93m3/s，平均流量为3.19m3/s。
2.2.4工程地质
XX县XX城区位于沮河河谷地带，河流多为宽谷，两岸滩地及阶地发育、谷坡较缓。
城区北部表层为粉砂质土，厚1.80～3.00米、下部为砂砾石层及红色砂岩，其承载力为10～30Mpa：
城区南部表层为粘性土，厚2.0～4.3米，其下为砂砾层，深6.0～9.0米，其承载力为12～40Mpa。
2.2.5地震
XX县地震基本烈度为Ⅵ度，设计按Ⅵ度进行抗震设防。
2.3供水现状及存在问题
2.3.1供水现状
城区现有一座水厂，位于沮河东岸的螺祖路，占地面积1.6ha，制水能力为1.8x104m3/d。
水厂以沮河河漫滩地下潜流水为水源，在沮河西岸、一桥以北采用大口井取水，后经泵站输送至自来水厂，净水厂的净水工艺为絮凝池→沉淀池→滤池→加氯→清水池，水厂清水池标高144.4米，净化后的水依重力流将水送至城区大部分地区。
另外厂内设有泵站一座，向城西高区（地面高程130米左右）供水，供水压力为0.62~0.64MPa，日供水约1000m3/d。
目前XX县城区人口约3.9万人，2003年用水量为283.3万m3，平均日综合用水量200L/cap.d。
其中工业占10％，人均综合生活用水量125L/cap/d（平均日），工业用水重复利用率30％。
给水干管呈中心环加放射状，干管沿北门路→东庄坪大道→南门路→解放路布置。
干管管径DN300～DN500。
城区DN100以上给水管总长为27496米。
2.3.2存在问题
⑴.原水水量不足：
现状取水大口井已经建成使用二十余年，现有取水工程供水能力仅为1.5×104m3/d，枯水季节取水量严重不足，直接影响到供水安全，在一定程度上制约了城市发展。
⑵.原水水质较差：
水厂取自近岸潜流水，由于城区段沮河水质已遭受到城市污水的污染，河水中的氮、磷等指标超标，其不良的水质将影响人民的身体健康，群众反映较为强烈。
⑶.净水厂的制水能力不足：
现有水厂的制水能力仅1.8x104m3/d，制水工艺简陋，不能满足县城城市建设不断发展的需要。
⑷.供水管网不完善：
现状城区输配水管网布局不合理，管径普遍偏小，枝状管网的供水安全性较差，管材多为混凝土管和灰口铸铁管，管网的漏失率高，供水管道未敷设至近期即将开发的工业园区、教育小区等。
因此，目前XX县水厂的供水量和出厂水水质，远不能满足已建成区范围内用水的需要，在一定程度上影响着城区的建设和发展。
综合以上XX水厂供水现状和存在问题，进行XX县供水系统改扩建工程迫在眉睫，急待解决。
实施XX县XX城区给水系统改造工程，可有效改善原水水质，降低了运行费用，经营成本降低高达15.3％、可望减少财政补贴、减轻人民群众和工矿企业的负担。
3.需水量预测及建设规模的确定
3.1总体规划摘要
⑴规划期限
近期：
1996年～2000年
远期：
2001年～2010年
⑵城区规模
近期：
2000年总人口为6万人，用地677.17公顷。
其中XX镇组团为5万人，规划用地556.17公顷；“三线”厂矿区组团为1万人，规划用地120.43公顷。
远期：
2010年总人口为8.1万人，规划用地855.14公顷。
其中“三线”厂矿区组团为1.1万人，规划用地127.35公顷；XX镇组团7万人，规划用地727.79公顷。
3.2预测基础数据
3.2.1设计年限
设计年限：
2010年
3.2.1规划人口
2003年建成区面积500公顷，用水人口3.97万人，年供水量283.3万m3。
2010年城区规划建设用地面积为727.79公顷，规划人口7万人。
3.3需水量预测
城市需水量预测涉及的因素较多，本报告拟采用分项用水量指标法、城市单位建设用地综合用水量定额指标法和人均综合用水量定额指标法对XX县城区的需水量进行预测。
①分项用水量指标法
生活需水量：
居民生活用水量标准采用220L/cap.d，城区规划人口为7万人，则生活需水量为7×0.22=1.54×104m3/d。
工业需水量：
XX县的工业有新型建材、绿色食品、矿山化工等，现有的工业用水量约为0.5×104m3/d，预测2010年工业用水量为1.0×104m3/d。
其它用水量：
含市政浇洒绿化用水量和漏耗，约占生活和工业用水量的20%，为（1.54+1.0）×1.20=0.30×104m3/d。
则XX县的总需水量为：
（1.54+1.0+.03）×104m3/d=2.84×104m3/d。
②城市单位建设用地综合用水量定额指标法
XX县XX城区城市建设用地为727.79公顷，《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）中提出的小城市单位建设用地综合用水量指标采用0.4~0.8×104m3/km2.d，根据XX县XX城区建设现状及发展的势头，确定单位建设用地综合用水量指标为0.40×104m3/km2.d，则城区的需水量为：
0.40×7.2779=2.91×104m3/d。
③人均综合用水量定额指标法
人均综合用水量指标主要根据《城市给水工程规划规范》，并适当结合现状用水量，确定人均综合用水量指标400升/人.天。
XX县XX城区规划人口为7万人，则需水量为7×0.40=2.8×104m3/d。
上述三种方法预测结果相近，因此预测具有较高的可信度。
因此确定XX县最高日用水量2.8×104m3/d。
此预测结果与可研报告批复规模一致。
3.4建设规模的确定
本次XX县XX城区供水系统改扩建工程需水量预测到2010年，需水量为最高日用水量2.8×104m3/d。
因此本次设计确定建设规模为在现状水厂1.8×104m3/d制水能力的基础上扩建1.0×104m3/d，使扩建后水厂总规模达到2.8×104m3/d。
4.工程目标
4.1设计规模目标
XX县XX城区供水系统改扩建工程，设计规模为2.8×104m3/d，其中含现有生产规模1.8×104m3/d，实施扩建规模为1.0×104m3/d。
水源为九子溪，取水点设在九子溪调节池处。
4.2设计内容及实施年限目标
4.2.1设计内容
①原水输水管道：
设计规模为2.8×104m3/d。
②净水厂工程：
扩建规模1.0×104m3/d。
③完善城区管网，提高供水安全性，设计配水管网的能力为2.8×104m3/d（kh＝1.6），供水普及率100％。
4.2.2实施年限目标
本供水工程的工艺设计为常规处理，主要工程量为原水输水管道1条，净水构筑物有：
孔室絮凝斜管沉淀池、虹吸滤池、清水池、加药间及供配电设备等，拟定的建设期为一年。
4.3水量、水质、水压目标
水量：
XX县XX城区供水系统改扩建工程水量规模为2.8x104m3/d（含现有1.8x104m3/d生产能力）。
水质：
出厂水水质应符合国家规定的“生活饮用水卫生标准”（卫生部2001年6月1日实施）。
水压：
净水厂内清水池内的设计水位为147.05m，XX县XX城区的地面高程多在107m～108m左右，可满足城区内大部分用水点的自由水头不小于28m（规范要求值）。
局部高地可经现有的泵房加压后供给。
5.取水工程设计
5.1水源
在本工程可行性研究报告中，对沮河水、九子溪渠道取水和九子溪电站调节池取水等方案进行了详细的比较，推荐水源为沮河的支流九子溪，取水点设在九子溪电站现有的调节池处，取水口位于城市以北约4km处。
湖北省发展和改革委员会对XX县XX城区给水系统改造工程可行性研究报告批复的内容为：
原则同意以九子渠调节池为供水水源，取水方式为取水头直接由调节池取水，原水采用一条全长4112米的DN700PE管道重力输送到净水厂。
由于九子溪汇水面积大，汇水面积内植被保持完好，沿线多为山地，交通不便，尚无工业企业，水质未受到污染，水量充沛，为一理想的取水水源。
因此，本初步设计确定本次供水工程取水水源为九子溪，取水点九子溪电站现有的调节池处。
5.2水量
据湖北省宜昌市水文水资源勘测局XX水文站提供的九子溪站水文资料显示，2003年九子溪的年迳流量为1.29×108m3，2002年九子溪的年迳流量为1.01×108m3，根据取水许可，XX县自来水公司每年可从电站取水1000×104m3。
XX水厂最高日需水量2.8x104m3/d，kd＝1.7，按7％水厂自用水考虑，水厂每年需水量643×104m3，该水源完全能满足用水需要。
5.3取水井设计
本设计在紧邻九子溪电站调节池西侧设置取水井，取水井尺寸为BxLxH=3.8x5.3x5.6m，取水井与调节池之间通过D720x9钢管相接，管中心高程153.397m（黄海高程，下同），取水井出水管采用D720x9钢管，接D710mmPE原水输水管道，在出水管道进口端设置DN700mm圆形手动闸门，可在一定范围内调节水量，并在取水井内设置检修闸槽，以便在发生事故时进行检修。
5.4原水输水管道设计
5.4.1设计原则
依据本工程可行性报告所确定的原则，原水输水管道采用一根D710输水管道，为保证供水安全，保留现有水厂在沮河处的取水设施，经核算，现状取水设施的取水量占扩建后水厂需水量的64.3％，基本满足规范要求。
因此，本初步设计的原水输水管道采用单条D710mmPE管道。
原水输水管道的设计原则如下：
（1）尽量缩短输水管道的长度；
（2）尽可能沿现有道路或规划道路敷设，并减少拆迁，少占农田；
（3）考虑管线的施工、运行和维护方便。
5.4.2管材
本工程的可行性研究报告中对原水输水管道的管材，进行了充分的技术经济比较，就目前常用的球墨铸铁管、钢管、预应力钢筋混凝土管、纤维缠绕玻璃钢夹砂管、埋地聚乙稀管（PE高密度塑料管）等五种管道进行综合比较后，推荐采用埋地聚乙稀管（PE高密度塑料管）。
PE管是当前国家重点应用于城市埋地给水管道工程的无毒化学管材，并具有以下特点：
（1）化学结构稳定，管道内、外壁光滑，摩阻系数小，耐腐蚀性好，不结垢，可避免第二次污染，使用寿命长；
（2）管道质量轻，由于XX县九子溪电站调节池至水厂处的交通不便，可节省大量运输及起吊设施的费用，并减少施工的难度；
（3）管道采用热熔连接接口，严密性能好，施工便捷；当出现事故维修人员可以采用套管或热融焊接的方式维修，维修速度快。
（4）本工程原水输水管线从地形多变的山区穿过，折点较多，采用PE管道可充分利用管道的柔韧性直接敷设，可节省大量的管件，节省工程投资，并减少管道的水头损失；
（5）管道的价格相对较高。
因此本工程原水输水管线管材拟采用PE高密度塑料管。
5.4.3管道设计
本次原水输水管道设计原水输水管道1条，引水方向自北向南，尽可能沿现有道路，局部地段偏离道路取直以缩短原水输水管道长度。
原水输水管道管径D710mm（外径），引水量2.8x104m3/d，管中流速v＝1.07m/s，1000i＝1.116m，管长4180m，全程水头总损失约5.65m。
调节池常水位156.347m，水厂配水井地面标高145.90m，配水井中水位高程150.70m，源水可自流到水厂。
为了确保原水输水管道的安全，在管道的最高点设置排气阀，在管道的低点设计排泥阀，并在适当的位置设计检修阀。
穿越现有的河道时，管材采用钢管。
6.净水工程设计
6.1净水工艺流程
加矾
加氯
清水池
虹吸滤池
斜管沉淀池
穿孔旋流絮流池
管式静态混合器
自流至城区
九子溪
加压泵房
至高区
6.2净水厂枢纽设计
XX县水厂位于鸣风城区的北部，位于沮河以东约500m处，现占地15.5亩，用地形状极不规则，厂大门位于水厂南端，大门朝西。
水厂南北长163m，宽103m。
水厂内原有净水构筑物，顺工艺流程从北向南布置。
本次供水系统改扩建工程建设，净水厂布置设计，采取保留水厂现有构、建筑物不变，在水厂原有用地范围内的北部空地，结合地形由西向东布置新建的构筑物一组：
孔室絮凝沉淀池、虹吸滤池、清水池及加药间各一座，规模均为1.0x104m3/d，配套增加相应的电气自控设备。
在新、老两部分构筑物之间新增一座配水井，对原水进行相应的流量分配。
水厂原有构筑物分别为隔板反应池、斜管沉淀池、单阀滤池及清水池，其中清水池两座，容积分别为1000m3及300m3。
水厂的综合楼、仓库、机修和食堂等附属构筑物已建，本工程不再另外建设。
6.3净水工艺选择
净水处理厂的工艺选择应根据源水水质、出水要求、净水厂规模、当地温度、工程地质、征地费用、电价等因素综合考虑后决定。
净水处理的每项工艺都有其优点，适用条件和不足之处，不宜离开当地的具体条件，应因地制宜，适度地运用新技术和设备。
选用具体原则如下：
（1）技术合理、技术先进而成熟，对水质变化适应性强，出水达标且稳定性高。
（2）经济节能，耗电小，造价低、占地少。
（3）易于管理，操作管理方便，设备可靠。
（4）重视环境，厂区平面布置与周围环境相协调。
由于本次设计新水源水质较好，结合当地情况及现有水厂的运行经验，确定水质净化的主要目标是除浊和消毒，不考虑预处理和深度处理，选用常规净化工艺，处理后水质可以达到国标GB5749-85生活饮用水卫生标准。
根据工程可行性研究报告中所确定的净水工艺，本次初步设计的净水工艺拟采用穿孔旋流絮凝池、斜管沉淀池及虹吸滤池。
（1）混合
投加絮凝剂后的混合对絮凝沉淀效果的好坏有着重要影响。
混合方式有分别以浆板式机械混合和管式静态混合器为代表的机械混合和水力混合两大类。
前者水损小适应原水水质水量变化范围宽，但维护
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