河口镇集中供水工程设计

1、古 交 市河口集中供水工程初 步 设 计古交市水务局二0一一年三月目 录第一章 综合说明1第二章 工程概况2第一节 设计依据2第二节 自然和社会条件2第三节 现有供水工程概况3第三章 工程设计1第一节 总体设计51、工程规模51.1用水量计算51.2水源取水泵设计流量计算61.3配水管网设计流量计算61.4工程规模设计指标62、水源工程确定73、供水工程、布局方案7第二节 水源工程设计71、水源工程构筑物设计72、提水管道水力计算及水泵配套82.1管道设计82.2管道水力计算82.3水泵选型9第三节 输水管道设计9第四节 调节高位蓄水池设计10第五节 配水管网设计111、配水管网布置112、管

2、径确定123、水头损失计算124、管道纵横断面设计135、附属建筑物设计13第六节 供水管理站设计14第七节 供电设计14第四章 工程概算141、编制依据142、工程概算15第五章 建设管理15第六章 经营管理16第七章节 供水成本计算及经济效益分析161、供水成本计算172、国民经济评价182.1费用计算182.2效益计算182.3经济指标192.4社会效益分析202.5环境影响评价212.6综合评价21附:工程概算表1-5工程平面布置图第一章 综合说明河口镇河口村、寨上村，东曲办小峪沟社区居委会位于古交市城区以东10华里处，处于古交市汾河段下游两岸，居住人口达22787人。河口村和寨上村位

3、于北岸、小峪沟社区居委会位于南岸,该处是下一步古交市城镇化建设的重点区。河口镇镇政府、古交四中、四中附小、河口小学、古交水泥厂位于河口村；千峰精煤公司选煤厂、国岱小学、古交五中、古交东站位于小峪沟居委会。以上三个村庄、社区属于转置村，但由于一直未能享受国家安置政策，所以现在古交市一直按照农村来对待，村民享受全部农村的政策。1995年以来，三个村庄虽然都先后解决过饮水工程，但由于当时居住人口少及资金的原因，工程设计规模及建设标准不高，大部分管道没有更换。近几年随着居住人口剧增（主要一个原因是为了孩子上学附近村民移居该区）、经济的发展、新农村和城镇化建设加快，原有的供水设施不堪重负，水量也严重不足

4、，居民生活用水不能保障，严重影响到该地方人们的正常生活和经济发展。为了满足新农村和城镇化建设的需求，合理开发利用水资源，节约水资源，急需新建集中供水工程，统一管理，彻底地解决该区的供水问题。本工程主要依据山西省乡镇供水工程初步设计编制提纲及山西省农村供水工程设计要点进行设计。确定工程供水规模1978m3/d。常住人口考虑15年的设计年限，人口自然增长率按1.2%计算。设计水源为深井4眼，设计供水流量132m3/h，高位调节蓄水池4座、容量700m3，输配水管道采用PE管。共安装主支管道21740m。河口村设计80m2管理站一座。工程概算总投资749.54万元，其中：建筑工程585.40万元，设

5、备及安装工程70.57万元，临时工程5万元，独立费用52.88万元，基本预备费35.69万元。经过经济效益分析计算，本工程经济净现值为171.12万元，效益费用比1.14，经济内部收益率15%，投资回收期为12年。第二章 工程概况第一节 设计依据1、山西省乡镇供水工程初步设计编制提纲（晋水农字199226号文印发）。2、山西省农村供水工程设计要点（晋水农字2003419号文印发）。3、其它有关设计技术规范。第二节 自然和社会条件河口镇河口村、寨上村，东曲办小峪沟社区居委会位于古交市城区以东10华里处，处于古交市汾河段下游两岸。河口村和寨上村位于北岸、小峪沟社区居委会位于南岸。该处是古交市城镇化

6、建设的重点区，河口镇镇政府、古交四中、四中附小、河口小学、古交水泥厂位于河口村；千峰精煤公司选煤厂、国岱小学、古交五中、古交东站位于小峪沟居委会。河口、寨上片海拨高程最低956m，最高1045m；小峪沟居委会片海拨高程最低956m，最高1040m。本地属暖温带大陆性季风气候，多年平均气温9.3，极端最高气温36.8，最低气温-30，无霜期为116165天，多年平均降雨量474mm，蒸发量是降雨量的12倍，降雨量年际变化大，分配不均匀，最大降雨量为763mm，最水降雨量为235mm，降雨主要集中在69月份，占全年降雨量的62%，最大冻土深度向阳处为0.5m，背阴处为0.8m。该区现有22787人

7、，2010年人均收入达3000元。其中：河口村有15771人，其中本村户籍人口1641户、6171人；古交四中师生2000人；两所小学1500人；外藉附近村庄人口6100人。寨上村有480户、1860人。小峪沟居委会有5156人，其中户籍人口2256人；国岱小学600人；古交五中1300人；外籍人口1000人。该区是古交市连接太原的东大门，是太古高速公路的起点，即将开通的太古高速公路必将为该区的发展带来巨大的潜力。第三节 现有供水工程概况该地区供水水源全部为奥陶系岩溶裂隙水。寨上村没有单独的水源，由金嘉公司供水，据调查是3天供水1次，1次30方，显然不能满足需求；并且供水主管道是利用上世纪70

8、年代古钢为解决生活区供水铺设的钢管，管道已严重老化，腐蚀严重，经常发生漏水现象，严重影响该村的村民生活。河口村供水工程水源为深井1眼，是2003年饮水解困工程为解决该村饮水困难建设的，当时由于资金问题，工程只解决了管理房和深井，未解决管道工程。由于河口村属于镇政府所在地，并且是古交市第四中学和四中附小、河口小学驻地，现随着城镇化发展和家长对教育的重视，附近村庄的家庭由于种种原因来到河口村居住生活，该村聚集居住的人口达15000多人。单井水量已远远不能满足需水要求，并且供水主管道都是利用上世纪70年代古钢为解决生活区供水铺设的钢管，管道已严重老化，腐蚀严重，去年该村管道发生多次漏水现象，造成两处

9、村民房屋和供水管理房出现裂缝，村委会因此赔偿村民损失数十万元。河口村供水工程现有蓄水池1座容积200方，也已不能满足供水要求。小峪沟居委会户籍人口2256人，但现实际居住人口达5156人。现该地用水由古交市千峰洗煤厂供水，供水水源为千峰洗煤厂内的1眼深井，千峰洗煤厂除了内部生产、生活供水外，还要供河口镇河下村和小峪沟居委会用水，现随着洗煤产量的增加和居住人口的增加，水井供水量已不能满足要求。同样，管道老化，蓄水池容量小也影响着居民用水的正常。鉴于以上原因，为了满足新农村和城镇化建设的发展，合理开发利用水资源，节约水资源，急需新建集中供水工程，统一管理，彻底地解决该区的供水问题，为加快城镇建设步

10、伐，促进经济快速发展奠定基础。第三章 工程设计第一节 总体设计1、工程规模本工程规模按照山西省农村供水工程设计要点的要求，设计供水量主要包括居民生活用水量、公共建筑用水量、企业用水量和其它用水量，按现有常住居民22787人，规划年限15年，日变化系数1.6，时变化系数取1.6进行计算。1.1用水量计算1）居民生活用水量W1村镇居民最高日用水定额取60升/人.天，设计年限内的人口增长率取1.2%。W1=q1P110-3=60227871.0121510-3=1635(m3/d)2）公共建筑用水量W2 公共建筑用水量按居民生活用水量的10%估算。W2=16350.1 =163（m3/d）3）其它用

11、水量管网漏失水量和其它未预见水量，按10%考虑179810%=180（m3/d）4）设计供水量计算设计供水量为以上各项之和。Qd=W1+W2+W3=1978m3/d（其中：河口片1530 m3/d，小峪沟片448 m3/d）1.2水源取水泵设计流量Qp计算 水源泵每日工作小时数取16小时，则设计取水流量为：Qp=Qd/Tp=1978/16=124m3/h（其中：河口片96 m3/h，小峪沟片28 m3/h）1.3配水管网设计流量Qt计算配水管网每日工作小时数取24小时，时变化系数取1.6，则配水管网设计流量Qt=KhQd/Tt（m3/h） =1.61978/24=132m3/h（其中：河口片1

12、02 m3/h，小峪沟片30m3/h）1.4工程规模设计指标通过以上计算得出该工程最高日供水量为1978m3/d，设计水源取水流量为124m3/h，配水管网的设计流量为132m3/h，因此确定水源供水规模为124m3/h以上，高位蓄水池总容积为500方，河口片1个300方；小峪沟片1个200方。2、水源工程确定根据该区的水文地质条件，决定采用奥陶系岩溶水，在河口村再打2眼深井，和原有的1眼深井共用作为河口片供水水源（其中1眼备用），初步设计井深430m，单井出水量可达50m3/h。在小峪沟居委会靠汾河岸边打1眼深井作为小峪沟片供水水源，初步设计井深430m，单井出水量可达50m3/h。3、供水

13、工程形式、布局方案根据实际情况，河口片和小峪沟片被汾河隔开，考虑到管理方面的问题，需分两片供水（备用井管道和小峪沟片相连）。由于居民居住地形落差达90米，规划分压分区供水。即在比大片居住区高45米的高地各建300方、200方水池1个，供大片范围，可用深井潜水泵直接提水到这两个高位水池，再通过自压向输配水管网供水。对于居于高地的少数用户，可建二级加压泵站提水到海拨高程1045米处，各建100方高位水池，通过自压输水管网只供高处的少数用户。第二节 水源工程设计1、水源工程构筑物设计根据地质条件、现有井资料，需4眼深井，其中1眼备用，取用奥陶系岩溶水，设计井深430m，单井出水量可达50m3/h。预

14、估静水位为100m，动水位为120m。2、提水管道水力计算及水泵配套2.1管道设计根据确定的取水设计流量：河口片96m3/h，选定提水管道：井内为4钢管，井外至高位水池提水管道为：主管道225PE管，需390m，160PE管，需管道1000m。小峪沟片30m3/h，选定提水管道：井内为2.5钢管，井外至高位水池提水管道为110PE管，经实测需安装提水管道900m。2.2管道水力计算管道沿程损失按下式计算A：钢管h沿=10.3n2Q2（m）式中：n管材糙率，钢管为n=0.012 l管路长度（m） d管路内径（m） Q设计流量（m3/s）B：PE管hf=f式中hf沿程水头损失，m f摩阻系数，f=

15、0.948105 l管长，m Q流量，m3/h d管内径，mm m流量指数，m=1.77 b管径指数，b=4.77管道局部损失按沿程损失的15%计算设计扬程为净扬程加损失扬程，经过计算得出，河口片提水管道，1号井水泵至高位水池损失扬程为18.4m，净扬程为175m，总扬程为192.2m；2号井水泵至高位水池损失扬程为21.4m，净扬程为175m，总扬程为198.4m；3号井水泵至高位水池损失扬程为25.4m，净扬程为180m，总扬程为205.4m。小峪沟片提水管道损失扬程为20.8m，净扬程为175m，总扬程为196m。二级加压提水设计流量20 m3/h,采用75PE管,按提水管道长500m计

16、算,损失扬程为20m,提水净扬程按60m算,则二级提水设计扬程为80m。2.3水泵选型根据以上计算结果，选定采用山西天海泵业有限公司生产的200QJ（R）50-221/17深井潜水泵3台，其额定流量为50m3/h，额定扬程为221m，额定功率55kw；200QJ（R）32-234/18深井潜水泵1台，其额定流量为32m3/h，额定扬程为234m，额定功率37kw。两台二级提水加压泵可选用200QJ20-81/6，其额定流量为20m3/h，额定扬程81m，额定功率7.5KW。第三节 输水管道设计深井至高位蓄水池的提水管道河口片采用225 mmPE管、160mmPE管，小峪沟片采用110mmPE管

17、，二级提水管道采用75mmPE管。焊接连接，埋于地下1.2m。第四节 调节高位蓄水池设计按山西省农村供水工程设计要点要求，调节构筑物的有效容积按最高日供水量的2040%设计，确定：河口片低压区高位调节蓄水池300m3，高压区蓄水池100 m3。小峪沟片低压区高位调节蓄水池200m3，高压区蓄水池100 m3。河口片调节水池位于北侧山梁上，300方水池地面标高1015m，通过自流向管网供水；100方水池地面标高1070m。300方蓄水池为地埋式圆形钢筋砼结构，池顶覆土厚度为0.7m。水池内径12m，池深3m，壁厚0.25m，池底板厚0.3m。池中设置支承柱4根。砼强度等级为C25，抗渗等级S6。

18、小峪沟片调节水池位于南侧山梁上，200方水池地面标高1016m，通过自流向管网供水；100方水池地面标高1066m。200方蓄水池为地埋式圆形钢筋砼结构，池顶覆土厚度为0.5m。水池内径9m，池深3.5m，壁厚0.20m，池底板厚0.2m。池中设置支承柱1根。砼强度等级为C25，抗渗等级S6。蓄水池设进水管、溢水管、排空管、通气孔、检修孔及水位指示装置，具体结构见附图。第五节 配水管网设计1、配水管网布置根据河口镇和小峪沟居委会的自然地理特点和地形条件，配水管网采用树枝状布置形式，管网由干管、分干管和支管三级组成。河口供水区干管起点为高位调节水池出水口，可与提水管道同用一条管道，全长3190m

19、，管材为HDPE管，管径为225mm、160mm，压力为0.6Mpa。低压区分干管根据村庄布局及村民居住情况，管径分为以下2种管径110mm，长1500m，压力为0.6Mpa。管径75mm，长2000m，压力为0.6Mpa。支管管径分为以下2种管径50mm，长1800m，压力为0.8Mpa。管径40mm，长2100m，压力为0.8Mpa。高压区管道有：主管63mm，长2800m，压力为0.8Mpa。支管50mm，长3000m，压力为0.8Mpa。40mm，长3000m，压力为0.8Mpa。小峪沟供水区共有管道6350m，其中：低压区主管110mm，长11850m，压力为0.6Mpa；支管50m

20、m，长2500m，压力为0.6Mpa。高压区主管75mm，长600m，压力为0.6Mpa；支管50mm，长1400m，压力为0.6Mpa。2、管径确定配水管道选用聚乙烯塑管，管径的确定可由经济流速和管路所需要的流量确定，管网的水力计算原则是保障最不利用户的服务水头不小于28m，确定管径和管道压力等级。管径确定按下式计算D=式中D管道直径，m Q管道设计流量，m3/s V管内流速，m/s供水管网布置见工程总体布置图。3、水头损失计算管道水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失两部分，管道沿程水头损失按下式计算。hf=f式中hf沿程水头损失，m f摩阻系数，f=0.948105 l管长，m Q流量，

21、m3/h d管内径，mm m流量指数，m=1.77 b管径指数，b=4.77局部水头损失按沿程水头损失的10%计算。可根据管网布置图进行水力计算，由各管段需要的流量和经济流速确定管径，再通过计算简图计算各管段的水头损失。经计算前面选择的水泵扬程和高位水池高程可满足输配水管网的压力要求。4、管道纵横断面设计管道纵坡设计应根据实际地形条件，使管道纵坡尽量与地面坡降一致，以减少管沟的土方开挖回填量。管道的埋设深度满足抗冻要求即可，当地最大冻土深度为0.8m，管沟开挖深度按1.0+d（管径）m考虑。管槽开挖宽度结合施工情况，开挖底宽为0.5+dm，边坡系数为0.3，根据当地土质条件，在保证施工安全和满

22、足管道安装要求的前提下，边坡可适当减小或直立开挖。5、附属建筑物设计调节水池入口及出口入均设阀门井并布设相应的调节控制闸阀。输水管线干管、分干管及支管在各引水处设置分水阀门井，井内布置与分水管管径相匹配的闸阀，各井井径的大小依据供水管管径及井内设施而定，取井径为1.21.8m，本工程共布置集中水表井、阀门井及分水井50座。第六节 供水管理站设计根据要点要求，该工程属型工程，必须建设管理站。该工程设计建80m2管理房共四间，其中一间为配电室，一间办公室，一间宿舍，一间为修理间。为砖混结构，屋顶采用钢筋砼现浇，外墙用白瓷砖贴面装饰，门窗采用铝合金并安装防护栏，具体结构见附图。管理站建围墙院落。三眼

23、深井处各设计20平米泵房一间，两处二级加压站各设计20平米泵房一间。第七节 供电设计经勘测管理站需安装80kwA变台器一台，160 kwA变台器一台。380V低压线路1600m。安装配电柜3 台及自藕降压起动器4 台。第四章 工程概算1、编制依据1.1土建工程采用2000年山西省建筑工程预算定额，安装工程采用2000年全国统一安装定额山西省价目表。1.2工程概算依据施工图设计编制。1.3钢塑管向太原厂家询价确定，钢材、钢管向古交市物资公司询价确定，其它材料价格采用当地市场价格。2、工程概算河口、小峪沟片集中供水工程，包括水源工程、输水工程、调节蓄水池工程、配水管网工程、入户工程、供电工程、管理

24、站工程，井泵房配电房工程，经概算总投资749.54万元，其中：建筑工程585.40万元，设备及安装工程70.57万元，临时工程5万元，独立费用52.88万元，基本预备费35.69万元。第五章 建设管理为把工程“进度、质量、投资”控制好，按照农村人畜饮水项目建设管理办法的要求，使本工程的建设达到科学化、正规化和专业化，实行工程项目法人负责制、工程监理制、工程招投标制，选用有经验和资质的施工单位。在施工过程中要严格按照设计标准进行施工，把好材料采购关，组织好施工队伍。要加强组织、严密管理，严格按照国家的有关建设程序实施，在施工中严格执行监理制和招投标制，聘请有资质的监理单位对工程质量进行把关，做到

25、项目的设计、监理、施工均有专业队伍实施。工程施工应遵循以下原则：（1）按审批规定的项目，保证按质、按时完成建设任务；（2）施工中各项工作、各环节应互相协调，做到有计划、有秩序地进行；（3）工程要严格实行经济核算，尽可能降低工程造价。质量控制接受省质检站指导和检查。保证工程建设所需的配套资金按时到位，根据工程建设内容，结合当地实际情况，确定工程建设总工期为一年。第六章 经营管理该工程建成后，在古交市水务局的监督下主要由河口水利中心站管理。实行企业化管理，财务独立核算，自负盈亏，走以水养水之路。设负责人一名，全面负责管理站的运行，管理及财务等有关事务，负责监督其它管理人员是否认真履行职责，做到赏罚

26、分明，保证供水工程的正常运行；下设管理人员7人，其中水泵工2人，维修工2人，会计兼出纳1人，收费员2人，负责所有设备和设施的维护，按时开泵供水，征收水费。水费征收采用以户计量、按户征收的办法，每月结算一次，管理站按所用水量和相应水价计算应收水费，用户在结清上月用水费的前提下，才予以提供下月用水，否则将停止供水。对于工程管理，应制定管理措施，建立运行规章制度，在水费征收上，以成本水价为基准，实行商品化供水，定额供水，超额加价，推行现代企业化管理，逐步走上自我积累，自我发展的良性运行轨道，从而实现可持续发展。第七章节 供水成本计算及经济效益分析本工程按水利建设项目经济评价规范（S172-94）和国

27、家计委、建设部1993年4月颁发的建设项目经济评价方法与参数（第二版）进行计算。采用动态分析法，基准年选在建设期第一年，基准点为年初。根据规范规定，计算期采用21年（包括建设期一年），社会折现率为12%。1、供水成本计算供水成本由以下费用组成：工资及工资附加费，维护费，材料、燃料及动力费，折旧费，管理费。1）工资及工资附加费：包括管理机构的职工工资及职工福利基金、日常开支等，本工程拟成立供水公司，固定管理员1人，每年工资及附加费20000元，非固定人员7人，每人每年工资补贴4000元，则工资及工资附加费为4.8万元。2）维护费：包括日常维修、养护和大修理费用。按固定资产的2%，为14.24万元

28、。3）材料、燃料及动力费：本工程为分区供水，深井潜水泵配套动力127kw，额定提水流量为132m3/h，年提水量为72万m3，则年耗电69万kw.h；二级加压泵配套动力15 kw，提水流量为40m3/h，年提水量为4.6万m3，则年耗电1.73万kw.h；电价0.50元/kw.h，则年动力费为35.37万元。4）折旧费：本工程总投资749.54万元，运行期20年，残值5%，则年折旧费35.6万元。5）管理费：按以上1）至4）和的10%计算，则年管理费9.0万元。上述费用合计为99万元，年设计供水量72万m3，供水成本水价为1.38元/m3。2、国民经济评价2.1费用计算工程费用包括工程投资和年

29、运行费二项。1）工程投资。工程投资为749.54万元。2）年运行费。包括工资及工资附加费，维护费和材料、燃料动力费，管理费。各项费用同上，则年运行费为63.4万元。2.2效益计算本项目效益包括健康效益、劳动力节约效益和大牲畜增产效益等。1）健康效益健康效益指因工程的建设改变了受益人群的饮水条件，水媒价疾病下降，减少医疗费用及增加劳动出工率所产生的经济效益，采用市场价值综合计算方法估算：A1=a+b=CfP（m+）式中：A1健康效益（元） a劳动出工率增值（元） b Cf发病人数，按饮水人数的10%计算为2278人 P工程建成后水致疾病递减率10% m工程建成前人均年医疗费，500元/人.年 年

30、人均产值，按4000元/人.年经计算，健康效益为102.5万元。2）劳动力节约效益A2=0.2Cqr/x式中：A2劳动力节约效益（元） C饮用自来水人数，22787人 q劳力利用系数，0.2 r折扣系数，0.8 x每户平均人数，4人 年人均产值，按4000元/人.年经计算，劳动力节约效益为72.92万元。3）大牲畜增产效益A3=T1SD2tr式中：A3大牲畜增产效益（元） T1受益农户数，2690户 S农户受益后户均增养大牲畜头数，0.06头 D2大牲畜头均增产值，2500元/头 T产值提高系数，5%15%，取10% R折扣系数，0.8经计算，大牲畜增产效益为3.22万元。以上三项效益之和为1

31、78.64万元。2.3经济指标国民经济效益费用流量计算见表7-1各项经济指标计算结果如下：经济净现值：171.12万元（大于零）效益费用比：1.17（大于1.0）经济内部收益率：15%（大于社会折现率12%）投资回收期（含建设期1年）：12年各项经济指标均很好，说明本工程在经济上是合理的。2.4社会效益分析社会经济的不断发展，逐渐改变着人们的生活习惯和生产观念，发展农村养殖业、小型加工业、兴办各种绿色经济实体已成为壮大农村经济的主要形式，也是广大农民的迫切要求。人畜饮水困难不仅制约了农民的生活水平和卫生保健水平的提高，同时还滞留了劳动力外出打工，阻碍了农村养殖业、小型加工业、各种经济实体的发展

32、，成为影响农村经济发展和农民致富奔小康的最基本障碍，因此解决农村人畜饮水困难是落实“十六大” 精神，全面建设小康社会和实践“三个代表”的具体体现，是广大农民的迫切需求。通过人畜饮水工程的建设，一方面可以提高当地农民的生活质量和健康水平，解决农村生产力，直接增加农民的产出和收益；另一方面对保持社会稳定，促进安定团结，加强精神文明建设，改善更易于人类生存的生态环境和社会环境更有直接意义。劳动力的解决，农村经济的发展，不仅能带动本地区的社会和经济发展，也有利于国家整个社会经济发展战略的实施。2.5环境影响评价在工程施工期间，土方开挖、混凝土拌和及机动车辆运输等会使局部地区噪声加大，粉尘增加，不过这些因素对环境的影响是暂时的，对居民生活和劳作影响不大，通过施工程序的调整可以得到一定的改善。同时，水源地选择在受益区的富水区，水量充足，所需水量开采不会对水源地造成影响。2.6综合评价工程