南阳市官庄镇供水管网工程(供环评)

南阳市官庄镇供水管网工程1概述 1.1 设计依据1.1.1 基本设计依据 官庄镇区地形图南阳市官庄工区总体规划（20112030）南阳市官庄工区管委会上海同济城市规划设计研究院官庄镇区现状管网图黄山水厂黄山水厂基本情况黄山水厂黄山水厂月报表（20102012）黄山水厂需要改造的供水管道相关资料黄山水厂设计委托书南阳市官庄工区管委会1.1.2 设计采用的主要规范及标准 室外给水设计规范(GB50013-2006) 城市给水工程规划规范（GB 50282-98） 城市工程管线综合规划规范（GB50289-98） 建筑给水排水设计规范(GB 50015-2003) 建筑设计防火规范(GB50016-2006) 埋地聚乙烯给水管道工程技术规程（CJJ 101-2004） 给水排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2002) 给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008） 建筑抗震设计规范（GB 5000112001）（2008 年版） 室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范(GB50032-2003) 其它相关设计规范及标准1.2 设计原则 根据城市总体规划的要求，在城市总体规划指导下，结合城市供水现状，合理布置管道，做到设计方案合理可行、安全可靠，符合国家现行有关给水工程的设计规范和标准。 从总体经济效益出发，充分利用现有管道，按照经济实用的原则，结合官庄镇区的具体情况，优先考虑技术可行，价格低廉，运输方便的材料与设备，尽量做到投资省、能耗低、效益高、供水安全可靠。 坚持“统筹兼顾、近远结合、分步实施”的方针。 在技术可行的前提下采用先进技术科学管理，减少管网漏损，节约水资源。 尽量考虑工程施工和投产运行以后日常维护的方便。优化操作控制，提高供水系统的安全可靠性。1.3 编制范围 目前官庄镇现状供水设施主要是黄山水厂，规划供水范围是官庄镇区，该区域也是官庄工区的中心城区。本工程对近期规划区域进行设计，对远期规划区域进行校核。本工程服务范围以涧河为界分为东、西两部分，涧河以西是五一路以北，涧河以西的区域；涧河以东是恒山路以北，涧河以东，黄山路以西，行政大道以南的区域。 结合城市发展状况、水厂供水能力及供水管网现状，对城区供水管网覆盖范围及规模进行论证。并对工程方案进行投资估算和经济分析。1.4 城市概况及自然条件1.4.1 城市概况南阳市官庄镇位于河南省西南部，属南阳市重点镇，隶属于南阳市官庄工区，河南油田中心区与官庄工区主要依托官庄镇发展起来。官庄镇位于南阳市区、唐河县城和新野县城所构成的三角区域内，距唐河县城较近为22km；距南阳市区和新野县城均为42km。官庄镇区目前发展成官庄工区中心城区（河南油田中心区），根据南阳市官庄工区总体规划（20112030），城市性质是：南阳市中心城区南翼综合性新城，河南省特色石油化工基地，彰显油田文化的绿色宜居城区。规划官庄镇区至2015年城区人口为12万人，规划城区建设用地面积12.5km2，2020年城区人口为16万人，规划城区建设用地面积17km2。1.4.2 自然条件 地形地貌官庄镇区位于南阳盆地底部平原地带，境内地势平坦，地势自北向南缓倾，东高西低，地形坡度在1.5以上。官庄工区外围，北部和西北部为伏牛山，西部为秦岭余脉，东部及东南部为桐柏山。 气候官庄镇区处于温带和北亚热带地区，在我国元月份日均0等温线两侧，气候过渡性明显，温暖适中，兼有南北之长。四季气候变化大致是冬季寒冷而少雪，春季干旱而多风，夏季炎热而多雨，秋季晴朗日照长。主导风为东北风20，次之为西南风占7，全年春季风最大(风向东北)，秋季风较小(西北风)，最大风速为18米缈，平均风速为2-3米秒，风力多为34级。年平均气温1315。C，极端最高气温可达44，极端最低气温可达-21。年平均无霜期l 90-230天。年平均降水量600mm1200mm，自东南向西北逐渐减少，降水变幅一般为1626。从季节上看降水多集中在7-8月份，约占全年降水量的5060，高温期与多雨期相一致。年平均水面蒸发量1100mm1700mm，自南向北递减；年平均陆面蒸发量500mm800mm，自西向东渐少。 水文官庄镇区虽地处中原地带，但仍属长江流域；区域内部河流均为南北向，自西向东依次为白桐千渠、涧河、石佛渠和二分千渠。涧河位于中心城区西部，为唐河支流，流向自北向南，河流流程短、河面窄、河床浅，主要为地表沟渠汇集而成，在枯水季节流量很小。白桐干渠和二分干渠为农用，在干旱季节，由白河上游鸭河口水库放水浇灌农田。石佛渠位于中心城区东部。区域外围河流有唐河、白河、溧河和三夹河等大小河流自北、东向南、西流注于长江的支流汉水。唐河位于官庄工区外围东侧，发源于方城县伏牛山脉的七顶山，经唐河县、新野县汇人白河，全长267km，流域面积9140km2，年平均径流量10.5亿m3，河宽30m50m，水深数米不等。白河位于官庄工区外围西侧，发源于嵩县玉皇顶，经南阳县、新野县进入湖北省境内与唐河汇合入汉水泄人长江，全长264 km，流域面积12270 km2，年径流量27.1亿m3。 工程地质河南地处华北板块和扬子板块两大构造单元。自早元古代之后至燕山运动之前，整个华北地台陆壳和秦岭地槽洋壳以整体运动形式活动。华北地台经历了两次大的沉降和两次大的隆升。第一次沉降始于中元古代和中奥陶纪，沉积了近l9300米的以海相碳酸盐为主的地层；第二次沉降发生在晚古生代中晚石炭纪和三叠纪，沉积了近8000米的海陆交互层和路相地层。第一次隆升造成晚奥陶纪、志留纪、泥盆纪倒灶石炭纪地层的区域性缺失。第二次隆升造成早中侏罗纪地层的区域性缺失，仅在河南西部的济源、洛阳盆地保留了较完整的中侏罗纪地层。在这段漫长的地质历史时期，构造运动的主要形式以地台型的缓慢升降运动为主。秦岭褶皱带地区在早中元古代形成陆核之后，晚元古代为优地槽到冒地槽，形成中国地台，又经兴凯运动使中国地台解体，在北秦岭地区形成盲肠状的加里东地槽，沉积了一套海底火山喷发岩建造和复理石建造。加里东运动使北秦岭地槽关闭，归人华北地块。在南秦岭地区形成了华力西地槽，沉积了一套晚古生代的厚达6000米的类复理石建造。印支运动由于扬子板块和会华北板块发生碰撞，使南秦岭褶皱带归并入扬子板块，结束了秦岭地槽的历史，形成了整个秦岭褶皱系，秦岭褶皱带从合到分，再由分到合的构造发育演变过程中形成的北西向构造线，被华北地块南部的构造影响至关重要。进人晚中生代侏罗纪后，由于太平洋板块向欧亚板块猛烈俯；中，燕山运动日趋强烈，华北地块又一次解体，形成一系列巨大的北东向断裂带，断裂纵横。从此，河南境内一些大的隆起和坳陷已见雏形。新生代时期，喜马拉雅运动基本继承和发展了燕山运动的构造特点，加强了北东向构造体系，复活了北东向构造体系。强烈的板块活动使坳陷剧烈下沉。隆起继续上升，同时在隆起和坳陷内部也强烈地发生了断块分裂，把大的隆起和坳陷又分离成许多次级的凹陷和凸起，形成众多的中、小型断陷盆地。这些构造运动中新生代油气的生成、运移、聚集起着巨大的作用。 地震烈度根据建筑抗震设计规范（GB500112010），官庄工区地震基本烈度为七度。1.5 南阳市官庄工区总体规划中城区供水工程规划概况南阳市官庄工区总体规划对城区供水工程分章节进行了论述，供水规划相关内容如下：1.5.1 用水量规划预测2030年中心城区最高日用水量为12.2万m3/d，平均日供水量9.4万m3/d，中水处理量2.2万m3/d。1.5.2 水源选择规划近期水源采用涧河地下水源；远期水源纳入南阳市水网进行整体统筹。1.5.3 水厂规划规划中心城区共设置2个水厂，分别为：黄山水厂，规划在原有的基础上进行完善，不扩大规模，主要为中心城区供水，规划设计最高日供水量5.0万m3/d。涧河水厂，规划位于中心城区西北角涧河东侧，考虑到远期中水系统的建立，规划设计最高日供水量6.0万m3/d，主要向规划的工业区供水。1.5.4 供水管网规划为确保城区供水的可靠性，规划采用环状管网，形成较完整的城区供水管网系统。在管网布置上充分利用现状给水管网，生活、工业、消防统一给水。规划主城区给水主干管沿五一路、振兴路、辽河路、广南路、河东路和工业路敷设，主干管管径采用DN1000800mm，次干管DN400300mm。管网控制点水压自由水头不低于28米。消火栓布置按照消防设计规范的要求，每不大于120米的间距布置一个消火栓。1.6 对南阳市官庄工区总体规划供水工程规划的评价（1）总规中规划黄山水厂不再扩建，主要供中心城区即官庄镇镇区用水是合适的。（2）规划中的涧河水厂位置尚未确定，主要供规划中石佛渠以东的工业区用水，由于工业区尚未形成规模，工业用水量又具有一定的不确定性，因此，总规中将规划水厂的规模适当放大是合适的，考虑了一定的前瞻性。（3）供水管网环状布置，以确保城区供水安全性的合适的。2给水工程现状及工程建设的必要性2.1 城市给水现状及存在的问题2.1.1 供水厂现状黄山水厂于1997年建成通水，设计规模5万m3/d，隶属河南油田，公司下设办公、财务、技术、化验、机电、维修、计量、收费等科室。黄山水厂位于黄山路与大庆路交叉口西北角，目前主要供中心城区的三十多个生活小区和公用建筑、社区供热站及工区管委会等用水单位，水源井27眼。黄山水厂建成之初主要供油田职工用水，由于当时作为企业福利，不收取水费，用水浪费情况较严重，1998年用水最高峰曾达到5.4万m3/d用水量。随着黄山水厂由企业自备水厂转为公共供水厂，并对现有用户进行了一户一表改造，用水量大为减少，近三年月报表显示，水厂日供水量在2.5万m3左右。黄山水厂内设置5000立方米的半地下式清水池2座，加氯间1座，加氯间内采用二氧化氯消毒系统，配变电和送水泵房1座，泵房内设有单级双吸离心泵5台，具体型号如下：黄山水厂水泵情况统计表序号水泵台数流量（m3/h）扬程（m）功率（kW）134625313222106053190黄山水厂水源为地下水。处理工艺采用如下工艺流程：消毒水源井 输水管道 清水池 送水泵房 供水管网2.1.2 供水厂运行情况黄山水厂建设之初主要为油田职工服务，配套供水管网服务面积较小，实际供水量小于设计供水能力，黄山水厂提供的近三年每月平均日供水量统计表如下：黄山水厂2010年每月供水统计表月份水厂供水量(m3)实际售水量(m3) 网损率%1月897336593302 33.88 2月936625536211 42.75 3月780576593296 23.99 4月802109558893 30.32 5月756126519691 31.27 6月747710503628 32.64 7月822003603839 26.54 8月844501580167 31.30 9月830249609364 26.60 10月736630501791 31.88 11月703609495323 29.60 12月661508486240 26.50 合计95189826581745 30.86 平均日260791803230.86黄山水厂2011年每月供水统计表月份水厂供水量(m3)实际售水量(m3) 网损率%1月803346587970 26.81 2月802744612922 23.65 3月719038530790 26.18 4月710791489982 31.07 5月743170515826 30.59 6月799788551624 31.03 7月796030531897 33.18 8月830804585177 29.56 9月765721541532 29.28 10月778195516804 33.59 11月739420521297 29.50 12月737692524792 28.86 合计92267396510613 29.44 平均日252791783729.44黄山水厂2012年每月供水统计表月份水厂供水量(m3)实际售水量(m3) 网损率%1月809565575066 28.97 2月895994678601 24.26 3月737081542260 26.43 4月778725574381 26.24 5月727005562714 22.60 6月762701512895 32.75 7月795406592433 25.52 8月787203584498 25.75 合计62936804622848.226.55 平均日259001902426.55从上表可以看出黄山水厂供水能力大于实际用水量，出现这种情况主要是由于以下几种因素造成的： 黄山水厂最初是作为企业福利，不向用户收取水费，因此出现用水浪费的情况，单位用水指标高，为满足较高的用水需求，黄山水厂的设计规模较大。随着一户一表改造，和水费的正常收取，城区用水量有较大回落，出现了水厂供水能力大于实际用水量的情况。城市框架不断扩大，城市处于快速建设阶段，但由于管网没有配套等因素，部分城区没有能够纳入城市集中供水的范围内。 部分地区的城市居民采用自备水源供水，由于供水管网没有配套等原因，部分城区，尤其是涧河以西城区仍采用自备井水源供居民生活使用。 部分城区还处于初步建设阶段，尤其是涧河以西城区。随着官庄工区的成立，官庄镇有了较快的发展，镇区建设初具规模，但和规划的规模还有一定的差距。根据以上分析，黄山水厂供水量偏低是以上几种因素综合作用产生的结果。随着供水管网的完善，新建城区逐步纳入集中供水范围内，以及加强水资源的管理，严格限制自备水源对地下水的开采，将自备水源改为城市集中供水，城市用水总量将会有一个较大的发展。2.1.3 供水管网现状1997年城区配水管网与黄山水厂配套建设，目前城区供水管网现有DN100以上的配水管道约15公里，主要分布在胜利路、五一路、大庆路、恒山路、广南路、嵩山路、泰山路、黄山路等。根据项目组现场调研情况和黄山水厂提供的资料，官庄镇供水管网现状如下表所示：路名管道起止点管径材质胜利路华山西路恒山路DN200PE恒山路泰山路DN350球墨铸铁管五一路恒山路广南路DN400球墨铸铁管广南路泰山路DN450球墨铸铁管泰山路黄山路DN400球墨铸铁管大庆路华山西路广南路DN200钢管广南路泰山路DN600球墨铸铁管泰山路黄山水厂2DN700球墨铸铁管黄山水厂黄山路DN500球墨铸铁管恒山路胜利路辽河路DN200UPVC广南路五一路大庆路DN300PE大庆路辽河路DN200PE嵩山路胜利路五一路DN400球墨铸铁管五一路大庆路DN300PE大庆路辽河路DN500球墨铸铁管辽河路恒山南路DN300球墨铸铁管泰山路胜利路五一路DN500球墨铸铁管五一路大庆路2DN600球墨铸铁管黄山路五一路大庆路DN400球墨铸铁管2.1.4 供水厂和供水管网存在的问题及供水现状存在的问题 伴随着官庄工区的成立，官庄镇区城市框架不断扩大，城市处于快速建设阶段，但由于管网没有配套等因素，部分城区没有能够纳入城市集中供水的范围内。 随着官庄工区管委会、新建小区和部分企业等用水单位的迁入或新建，镇区用水需求增加，但供水管网没有配套完善，部分地区的城市居民和工业企业至今仍采用自备井水源供企业生产和生活使用。 黄山水厂生产设施较为完善，供水能力可满足镇区现在和未来的用水需要，但配套管网较短，将导致实际供水量小于设计供水能力。 城区部分管网铺设已久，没有进行更新改造，有锈蚀老化和建筑物占压的情况，“跑、冒、滴、漏”较严重，根据黄山水厂提供的近三年运行月报表显示，管网漏失率在26%30%。 由于缺少资金和管网缺少统一的规划、设计等原因，镇区新建道路配套的供水管网难以实施，不仅影响了整个镇区管网的供水能力，而且影响了新建区域的开发建设，限制了关庄镇区经济发展和人民生活水平的提高。尤其是新建道路需要同期铺设供水管道。 部分镇区没有铺设给水管道，镇区内部分区域仍在使用自备井供水，水源没有经过消毒就直供用户，用水安全无法得到保证。 由于供水管道不配套，导致管道水头损失偏大，为了满足城区的用水要求，须增加出厂水的供水压力，进而增加了水厂的能耗和运行费用。2.2 工程建设的必要性城市供水是城市的命脉，它是城市的生产、生活的必要条件，是制约城市发展的决定性因素之一，甚至也构成了关系社会安定的重要因素。供水事业是城市基础设施建设的重要组成部分，在国家产业政策中已明确为国家重点支持的产业。随着改革开放的不断深入，城市的发展，工业产值的增长，人民生活水平的日益提高，都对城市基础设施之一的供水工程有更高的要求。合理地建设供水工程是国民经济建设发展的前提，也是保障人们日常生活的基本设施，同时也是对外开放和吸引外资的必要条件。城市供水是城市最重要的基础设施之一，是城市发展的战略问题。目前，官庄镇区建设规模不断扩大，随着官庄工区管委会的迁入和部分住宅小区的建设，镇区供水需求增加，但镇区供水管网尚不完善，这使得镇区居民生产、生活用水不便，水质得不到保障。随着官庄镇区的快速建设，其各项基础设施工程处于加速建设阶段。为了适应城市建设开发的需要，避免城市道路的重复开挖，在道路建设的同时，急需同步建设供水管道。南阳市官庄镇供水管网工程是关庄镇区重要的基础设施项目，该项目的建设是完善官庄镇区供水管网，提高黄山水厂供水能力，使城区供水管网的配水能力与水厂设计供水能力相适应、极大地改善城区用水紧张状况，将基本解决由于供水管网布局不合理所带来的各种问题，改善官庄镇的投资环境，从而为城市经济发展和人民生活水平提高提供保障。同时，该项目的实施将使供水管网系统趋向合理，增加供水企业售水量，从而极大地改善企业的经营状况。综上所述，南阳市官庄镇供水管网工程是迫在眉睫的大事，本工程的建设是十分必要的。3需水量预测和工程规模的确定3.1 需水量预测3.1.1 需水量预测的方法城市需水量预测影响因素多，涉及面广，其主要影响因素有经济发展水平、工业产业结构、节约用水水平、地理位置、气候、生活水平、生活习惯、居住条件等；此外经济发展目标、节水政策等政府行为及公众节水意识也将对需水量预测有直接影响。关于城市用水总量的预测现有以下几种方法：（1）近几年供水平均增长率法；（2）历年供水量拟合曲线数字模型法；（3）弹性系数法；（4）比例法；（5）用地指标法；（6）类比法；（7）生活用水指标和工业用水量分解法。对于本工程而言，为了较为准确的预测本地区用水量，根据室外给水设计规范，本工程采用按生活和工业用水分项预测法预测城市需水量。以2015年和2020年为预测年限。3.1.2 基本参数的选定（1）城市用水总量预测年限：2015年、2020年。（2）城市人口规模根据南阳市官庄工区总体规划（20112030），城市性质是：南阳市中心城区南翼综合性新城，河南省特色石油化工基地，彰显油田文化的绿色宜居城区。官庄镇区已与官庄工区中心城区合并为一体，目前主要是镇区常住居民和油田职工，现状人口9.35万人，现状建设用地面积10.24 km2，规划官庄镇区至2015年城区人口为12万人，规划城区建设用地面积12.5km2，2020年城区人口为16万人，规划城区建设用地面积17km2。3.1.3 居民生活用水量预测官庄镇区已与河南油田中心城区融合为一体，居民生活水平达到城市用水标准，因此本工程采用室外给水设计规范（GB 500132006）确定的指标对居民生活用水量进行预测，根据规范官庄镇属二区中小城市，则最高日综合生活用水指标应为150240 L/人d。参考以上用水统计资料并结合当地用水现状及用水习惯，根据室外给水工程设计规范，确定官庄镇2015年最高日综合生活用水指标取170L/人d，至2020年随着城区居民生活水平的提高，用水器具的完善，用水量会有进一步的提高，确定2020年最高日综合生活用水指标为180 L/人d。 综 合 生 活 用 水 量 表 年份项目2015年2020年人口（万人）1216用水指标（L/人d）170180用水量（万m3/d）2.042.883.1.4 工业企业用水 工业产值涧河以东城区基本为生活、行政、商业用地，没有工业企业，仅在城区南部现状有一座精蜡厂，属于石油化工企业，目前该厂日用水量约5000m3/d，采用自备水源供水，水源取自唐河郭滩镇虎山水库的地表水。涧河以西城区的南部规划建设中小企业产业园，产业发展以农副产品及食品加工、建材、纺织服装制造等为主。依据总体规划，2015年中小企业产业园工业总产值5亿元，2020年中小企业产业园工业总产值7亿元。 工业产值工业用水量与工业产值、产业结构、工业用水重复利用率等密切相关，根据对官庄工区规划工业的性质，考虑到远期规划建设的中小企业产业园主要为农副产品及食品加工、建材、纺织服装制造，用水量较小，同时根据河南地方标准用水定额（DB41/T3852009）中工业万元产值用水量的描述，确定官庄镇2015年工业万元产值用水量为30m3/万元。2020年工业万元产值用水量为22m3/万元。 县城工业用水量根据官庄镇工业产值及工业万元产值取水量，确定官庄镇2015年和2020年工业用水量如下：工 业 用 水 量 表年份项目2015年2020年工业产值（亿元）57万元产值耗水量（m3/万元）3022工业用水量（万m3/d）0.410.423.1.5 浇洒道路和绿地用水根据总体规划中城区的市政公用设规划，至2015年城市道路广场用地面积为140公顷，绿地面积为150公顷；2020年城市道路广场用地面积为170公顷，绿地面积为190公顷。根据室外给水设计规范（GB 50013-2006），浇洒道路用水量取2.0L/（m2d），浇洒绿地用水量取2.0L/（m2d）。则2015年和2020年城区浇洒道路和绿地的用水量为：浇洒道路和绿地的用水量 年 份项 目2015年2020年道路、广场面积（ha）140170浇洒道路用水指标L/（m2d）22浇洒道路用水量（万m3/d）0.280.34绿地面积（ha）150190浇洒绿地用水指标L/（m2d）22浇洒绿地用水量（万m3/d）0.300.38用水量合计（万m3/d）0.580.723.1.6 管网漏损水量根据室外给水设计规范，城镇管网漏失水量可按综合生活用水、工业企业用水、浇洒道路和绿地用水的10%12%计算，本可研取12%。3.1.7 未预见用水量根据室外给水设计规范，未预见用水量可按综合生活用水、工业企业用水、浇洒道路和绿地用水、管网漏损水量的8%12%计算，本可研取12%。3.1.8 需水总量由上面的预测结果，得出城市总需水量预测。城区需水量预测表分 类项 目2015年2020年生活需水量规划人口（万人）1216综合生活用水量（L/人d）170180最高日需水量（万m3/d）2.042.88工业需水量需水量（万m3/d）0.410.42浇洒道路和绿地用水量0.580.72管网漏损水量（生活需水量+工业需水量+浇洒道路和绿地用水量）12%0.370.48未预见需水量（生活需水量+工业需水量+浇洒道路和绿地用水量+管网漏损水量）12%0.410.54总 计总需水量（万m3/d）3.815.043.2 供水管网工程规模的确定根据上述需水量预测，管庄镇（即官庄工区和油田的中心城区）2015年需水3.81万m3/d，2020年需水5.04万m3/d。考虑到目前黄山水厂供水能力为5.0万m3/d，可以满足城市用水需要。本工程为供水管道的改扩建工程，主要内容为改造城区老化、漏失严重、管径偏小的管网和增加城区的部分供水管道，使城区供水管网与供水规模相匹配，解决城区供水管网现状中存在的问题，因此本管网改扩建工程的规模按近期4.0万m3/d进行设计与计算，对远期5.0万m3/d进行校核。4工程方案的论证和工程建设目标4.1 供水管网布置原则 管线的走向和位置应符合城市总体规划的要求，布置时应考虑供水管网分期建设的可能，并留有充分的发展余地。 管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小。 管线遍布整个用水区内，保证用户有足够的水量和水压。 力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能耗。 为满足供水经济安全的要求，管网采用环状与枝状相结合的布置形式。对供水要求高的地区采用环状管网，要求低的地区采用枝状管网。 供水管道按城市规划道路布置，应尽量避免在高级路面或重要道路下通过。管线在道路以下的平面位置和标高，应符合城市地下管线综合设计的要求，给水管线和建筑物及其它管道的水平净距，应符合有关规范。4.2 水质目标在水厂出厂水质满足生活饮用水卫生标准（GB57492006）的前提下，供水管网要保证整个管网的全部水质监测项目符合国家颁发的生活饮用水卫生标准。用户用到的水实际上是管网水，由于供水管网本身是一个大的反应器，供水管道常使管网水的浊度、色度、含铁量、含锰量等指标劣于出厂水；有时管网内余氯消失会造成水质恶化的事故，因此，保证管网水质是本工程的重要目标之一。为了保证管网的水质，本设计中采取了以下措施： 合理地选择管材，保证管道内壁光滑，不结垢，不滋生细菌，耐腐蚀性能好，使用寿命长。 运行管理上利用冲洗排水口和消火栓对管网进行定期冲洗。4.3 水压目标关庄镇区地势北高南低，主城区地势较平缓，供水管网控制点最高时自由水头不低于0.28MPa，对于个别高度较高的建筑，可采取自行加压措施，不作为本工程设计的控制条件。根据建筑设计防火规范（GB50016-2006），城区消防采用低压给水系统，即最不利点消防时，其室外消火栓自由水头不低于0.1MPa。4.4 供水安全可靠性保证不间断地供应质量良好的自来水是供水企业的根本任务，对于供水管网而言爆管是影响供水安全可靠性的重要原因。结合关庄镇区的基本地震烈度为七度的实际情况，本设计中采取以下措施来提高供水的安全可靠性。 合理进行城区管网的规划和布置。 合理选择管道材质、接口及防腐措施，尽量采用柔性接口。 完善通信设施和抢修工具，建立健全抢修组织。4.5 合理降低能耗供水管网是否合理是决定能耗的重要因素之一，管网合理化是工程投资和节能达到经济合理的重要措施之一。管网的设计是否合理、运行是否经济直接关系着水厂的运行费用，关系着整个公司的经济效益，因此供水管网在布置和设计计算时必须进行管网的合理化设计。4.6 加强漏损控制工作由于管网漏掉的水是经过处理净化的水，管网漏失不仅造成了水资源的大量浪费，还造成了城区的供水能力不足和能量无谓的消耗。因此，设计中建议加强检漏工作，采用先进技术，把管网漏失率降到最小。5管材选择近年来随着工程技术，新型材料的发展，加上大量引进国外先进技术设备，为供水工程管道管材的选择提供了更多的余地。目前用于供水的管材有钢管、球墨铸铁管、混凝土管、钢套筒混凝土管、夹砂玻璃钢管、UPVC管和PE管等。对于供水管道管材的选择，应考虑以下几个因素： 管材的安全可靠性 管材和管件的价格 施工费和施工条件 管道的运行维修管理费以及寿命 管材和管件的规格齐全5.1管材的性能特点5.1.1 钢管钢管是一种在各行业广泛应用的管材，具有长久的应用历史、丰富的使用经验。城市输水用钢管通常选用Q235A镇静钢钢板制作，它的强度高，具有良好的韧性，管材及管件易加工。大口径钢管成形工艺有两种，即直缝焊管与螺旋焊管。钢管为管道工程常用管材，特别适应地形复杂的地段，但钢管的刚度小，易变形，衬里及外防腐要求严格，必要时需作阴极保护，施工过程中组合焊接工作量大，与其它管材相比，造价较高。5.1.2 给水球墨铸铁管球墨铸铁管利用离心力铸造成形，管壁质密，石墨形态为球状，基体以铁素体为主，伸长率大、强度高，性能与钢管相似，具有柔韧性，适应突发力强，且抗弯强度比钢管大，使用过程中管段不易弯曲变形，能承受较大负荷，材料耐蚀性好，一般不需作特殊防腐蚀处理，其接口为柔性接口，具有伸缩性和曲折性，适应基础不均匀沉陷，是比较理想的管材。球墨铸铁管在生产工艺中经过熔化、脱硫、球化处理，孕育处理、离心铸造及退火处理等工艺，使管材具有良好的韧性和耐腐蚀性。无论在海水和不同的土壤中均优于钢管，其电阻抗比钢管大三倍。球墨铸铁有接近钢的性能。球墨铸铁管耐压强度比钢管高。此外，还由于管子内壁涂以水泥砂浆及环氧沥青漆，所以长时间使用后，流量和流速几乎不会有什么变化。同时，根据配套条件可自由选择或配套各种厚度的管子和采用各种橡胶圈柔性接口及管配件，所以能够适应各种类型的地质条件。采用滑入式和机械柔性接口方式，施工简单，因而能适应各种施工条件（包括在管内施工作业），接口作业不仅所花时间短，而且安全牢靠，且接口作业完毕，可立即回填，从而节省时间。球墨铸铁管的常用防腐做法是：在内表面衬水泥砂浆，外表面喷锌再涂沥青。根据实际使用经验，球墨铸铁管在腐蚀性较强的土壤中埋设，容易腐蚀穿孔，因而管外壁必须喷锌后作防腐涂层或用塑料薄膜包裹，才能达到铸铁管的使用年限。而且有些生产厂家在水泥内衬上存在一些问题，如不光滑、厚度偏差大、内衬收缩引起的裂缝等。总的来说，给水球墨铸铁管有以下特点： 球墨铸铁管内衬水泥砂浆，输水符合卫生要求。 球墨铸铁管承受内力压力2.0MPa以上，可以满足供水管道输送压力水的要求。 球墨铸铁管具有较大的延伸率、刚度、抗拉强度，具有较强的承受土壤荷载及地面动荷载的能力。 球墨铸铁管的管件规格齐全，能适应安装的需要。 球墨铸铁管系柔性接口，拆装方便，承受局部沉陷能力好。 球墨铸铁管耐腐蚀性好。 球墨铸铁管使用寿命长。5.1.3 钢筋混凝土管用于承压输水的混凝土管道，目前国内使用的有两种：一种是预应力钢筋混凝土管，一种是钢套筒预应力混凝土管（简称PCCP管）。预应力钢筋混凝土管在我国是应用相当广泛的供水管材之一，并制定了完善的管道产品标准和工程设计、安装规范，它比钢铁管道节约钢材，在输水的过程中不结水垢，管径变化不大，送水能力及水质不变，安装预应力钢筋混凝土管只要在插口端套上密封橡胶圈，然后把它插进另一根管的承口端就行了，不需要打口，管道可整切，开孔相配管件，操作方便，安装速度快。预应力钢筋混凝土管主要缺点是管材质量不稳定，承插口加工精度差，多存在漏水现象，另外管材多存在表层混凝土脱落钢筋骨架外露腐蚀等情况，管材使用寿命短。在已建的管道中出现过爆管事故，漏水现象时有发生。近年引进国外技术生产的钢套筒预应力混凝土管，管道管身中夹有1-2毫米的钢板，钢板卷成管状，经过打压试验，可保证其不渗漏。接口采用钢环承插口，钢环与管身钢管焊接。钢环承插口的加工精度较高。承插口嵌入橡胶圈，可防止渗漏。多用于大口径管道。5.1.4 玻璃钢夹砂管夹砂玻璃钢管在国外的应用已有近60年的历史，实践证明它是一种性能优异的管材。现在国内许多供水工程中也有应用。夹砂玻璃钢管以其优异的耐腐蚀性能、轻质高强、输送流量大、安装方便、工期短和综合投资低等优点，成为输水工程和供水管网工程的最佳选择。它具有其它金属管材无法比拟的优越性，主要具有以下特点： 具有优良的耐腐蚀性能。 无毒害、无二次污染。 重量轻、装卸方便、易于安装。 单根管道长度长。 机械性能好、水力学性能优异、节省能耗。 热膨胀系数小。 使用寿命长、安全可靠。 设计灵活、产品适应性强。由于其单根管道长，开口较不易的特点，该管多用于长距离输水。5.1.5 UPVC管和PE管该类管材系新型塑料管材，UPVC管是硬聚氯乙烯管，PE管是高密度聚乙烯管，或称高联乙烯管。以上两种管材，经过近年来的科技进步，去除了生产工艺中的有毒助剂，其卫生指标可以满足饮用水的标准要求，在工程实践中显示出了化学建材旺盛的生命力。其内壁光滑，不结垢，不滋生细菌，耐腐蚀性能好，重量轻，使用寿命长，施工安装方便，连接安全可靠，已广泛地应用到给水工程领域。5.2 管材比较5.2.1 安全可靠性（1）钢管根据实践经验，钢管的安全性（抗震、承内外压）较好，但内外防腐质量影响使用寿命，故在施工时对防腐质量要求十分严格。（2）预应力钢筋砼管和预应力钢筒砼管两种管材基本上不需要防腐（钢制套筒接口处需作局部防腐处理），且预应力钢筒砼管在防腐、防渗、耐压等方面性能优于预应力钢筋砼管。但在施工时需保证接口质量。安全可靠性其取决于管材质量及施工质量。（3）球墨铸铁管球墨铸铁管安全性较好，国外使用较普遍，国内也已广泛使用。（4）玻璃钢管玻璃钢管耐腐蚀性较好，无需防腐处理，质量轻、运输施工方便；粘度小、节能；但由于技术引进时间不长，使用面尚在逐步扩大。其使用的性能特点正在实践中不断总结。（5）UPVC管和PE管内壁光滑，不结垢，耐腐蚀，重量轻，安装方便，使用寿命长，连接方式安全可靠，节约能源，无污染。UPVC管质地较脆，管道的安全性能不如PE管。5.2.2 施工条件各种管材的现场土方量相差不多；现场运输、吊装费用，砼管工作量最大，钢管、球墨铸铁管次之，玻璃钢管和UPVC及PE管最低。钢管现场的内、外壁防腐工作量较大，其他管材防腐工作量较少。玻璃钢管对埋设回填条件要求较高。5.2.3 管道运行、维护费用由于UPVC、PE和玻璃钢管内壁光滑，粗糙系数较其他管材低，同管径比较单位长度动力消耗少。因此上述管材的运行费用最低。钢管的日常维护费较高，包括防腐层的定期修补、加强等费用，其它管材的维护费则较少。5.2.4 管材综合性能比较管材比较详见下表：管材比较表管材项目预应力钢筋砼管预应力钢筒砼管钢管球墨铸铁管玻璃钢管UPVC和PE管承压能力较低较高高高高高重量重较重较重较重较轻轻市场供应附近可生产外地采购本地可生产外地采购外地采购本地、外地防腐成品不需防腐成品不需防腐接口处防腐内外壁均需防腐成品不需防腐成品不需防腐不需防腐施工条件安装、起吊、运输麻烦安装、起吊、运输麻烦安装、起吊、运输较方便安装、起吊、运输较方便安装、起吊、运输方便方便接口型式柔性柔性焊接（刚性）柔性柔性柔性使用经验丰富较丰富丰富丰富尝试阶段较丰富综合费用低较低高较高较高较低供水管材综合费用比较表 （万元/公里）序号管材管径UPVC给水管球墨铸铁管PE给水管1DN40080751052DN3005558603DN2003042355.3 供水管道管材选定供水管网担负向沿途居民供水、向远端居民输水的任务，因此其总长度较长，沿线需引出较多的支管，管径也较小，故选材时除应考虑管材供水安全性高、管材价格、施工费用低外，还应考虑管件价格低，管道开口、加工、连接性能好，不易渗漏，使用寿命长等性能。上述管材中，因钢管造价高、防腐性能差、寿命短不适宜长距离的做供水管道管材，但在局部穿越障碍物时可采用。玻璃钢管开口较难，且其多用于大管径管道，本工程不采用。混凝土管虽造价低，但供水安全性不高，寿命较短，易渗漏，特别开口较难，本工程不采用。UPVC管价格稍低，但质地较脆，管道的安全性能不如PE给水管，本工程不采用。PE给水管管材性能较好，并且官庄镇区近几年铺设的小管径管道均采用PE给水管，对该管材的性能较为满意，并积累了丰富的施工经验。结合管材选择，经过比较，本工程推荐供水管道管材为：DN200供水管道采用PE给水管；DN200以上供水管道采用给水球墨铸铁管在穿越沟渠等障碍物时采用钢管。6供水管网工艺设计6.1 服务范围及工程内容根据总体规划确定本工程的服务范围以涧河为界分为东、西两部分，涧河以西是五一路以北，涧河以西的区域；涧河以东是恒山路以北，涧河以东，黄山路以西，行政大道以南的区域。本工程项目为供水管网改扩建工程，是在现有可用的管网基础上进行供水管网系统的改造和完善，本工程对一些年久老化的管道进行改造，并在一些新的城市建成区建设新的供水管道，和这些现状的供水管网相互连接，以增强城市的配水能力，满足居民用水的需要和水厂新增供水规模的要求。6.2 供水管网设计原则 供水管网的走向和位置应符合城区总体规划的要求。 此次设计的主要内容是对现有管网系统进行优化，并在城区新开发的建设区建设供水管道，使城区供水管网与供水规模相匹配。 为保证城市供水的安全稳定，城区供水干管管网采用环状网布置方式，当部分管段发生事故时，停水范围应尽量小。 供水管网应覆盖整个供水区，保证用户有足够的水量与水压。 供水管网布置力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和能耗。 供水管网按最高日最大时布置，同时兼顾消防要求和事故流量转输要求。 供水干管尽可能布置在大的用水片区，以减少供水支管的数量。 供水管网应尽量沿现有管道和近期计划建设的规划道路敷设，管线在道路上的标高和平面布置，应符合城市管线综合设计规范的要求。6.3 供水管网布置目前关庄镇区现状供水管道主要分布在涧河以东的城区，具体分布在胜利路、五一路、大庆路、恒山路、广南路、嵩山路、泰山路、黄山路等。大部分现状供水管道运行较好，存在问题的地方主要有两处，一处是大庆路西段（华山西路广南路），该管段采用焊接钢管，由于铺设年代较长，管道腐蚀、漏损的情况较严重；另一处是恒山路北段（胜利路五一路），该管段在2005年因地方建筑施工造成部分管段填土塌方，引发爆管。当时为及时供水，现场处理不彻底，后多次爆管，需要重新铺设。受投资条件等多种因素制约，官庄镇区配套供水管道较少，随着镇区的发展，镇区面积的扩大，现状供水管网不能满足用户需求，因此需要对镇区供水管网进行扩建，增设供水管道。根据供水管网设计原则，本工程的供水管网布置方案如下：1）改造部分：改造管道一览表路名管道起止点现状管道改造后管道备注改造原因材质管径管径材质大庆路西段华山西路广南路DN200钢管DN500球铁管道老化恒山路北段胜利路五一路DN200UPVCDN200PE多次爆管2）新建部分：随着官庄镇区的不断发展，各项基础设施的建设，需要新铺供水管道，为新建设的城市道路同期铺设供水管道。为满足城市的发展要求，提高供水的安全可靠性并满足消防的要求，本次设计拟定沿振兴路、化北路、五一路、辽河路、华山西路、嵩山路、泰山路等道路铺设给水管，管径为DN200DN400。供水管道向沿途两侧街区供水，连接成环可增加供水的安全可靠性。新建管道一览表路名管道起止点管径材质管长（米）振兴路化西路交通路DN200PE452交通路化东路DN300球铁585化东路华山西路DN400球铁1622化北路化西路化东路DN200PE875五一路化西路交通路DN300球铁434交通路恒山路DN400球铁2743辽河路华山西路黄山路DN200PE2801化西路振兴路五一路DN200PE1672交通路振兴路五一路DN200PE1645化东路振兴路五一路DN200PE1525华山西路行政大道大庆路DN400球铁1595大庆路辽河路DN200PE491泰山路大庆路辽河路DN200PE632黄山路大庆路辽河路DN200PE695穿越工程一览表路名穿越障碍物管径材质管长（米）振兴路涧河DN40