實例探析人飲工程設計

□郭先權(貴州遵義市習水縣寨壩鎮水利站)

寨壩鎮友誼村生期灣占地群眾的人畜飲水主要是在就近田邊土角取水，該區內上壩組于2004年修建的簡易飲水工程已經報廢。近年由于干旱嚴重，群眾在干旱季節只得到附近的溪流中取水，嚴重影響了群眾的生產生活和經濟發展。寨壩鎮友誼村生期灣人飲工程需新修50m3清水池2口，鋪設輸、供水管13.34 km，安裝緩釋消毒器2套，工程總投資27.36萬元。資金來源為小型水庫移民困難問題項目資金。

1.工程概況

寨壩鎮友誼村生期灣人飲工程項目規劃為解決友誼村上壩、東升、青杠坪三組612人的飲水安全問題。設計目標年（2021年）638人進行規劃設計。綜合考慮日變化系數為1.5，日最大需水量為93.54m3/d，由于水量充足，按最大日需水量的100%修建水池，因此選擇設計水池蓄水量為100m3。該工程屬小型集中式供水工程。

1.1 地理位置

寨壩鎮友誼村生期灣人飲工程供水區位于海拔1154～891 m之間。友誼村生期灣位于寨壩鎮東北部，距寨壩鎮政府所在地16km，該區域內共有3個村民組148戶612人。該區屬小（二）型水庫-生期灣水庫占地涉及村組，占地影響54戶215人，區內其他人口94戶397人。

1.2 氣候、水文條件

寨壩鎮氣候四季分明，冬無嚴寒、夏無酷署，多年平均氣溫14.1℃，多年平均降雨量1113mm，降雨主要集中在5-10月份，其降雨量約為全年降雨量的80%。

1.3 社會經濟

該項目區地處友誼村邊界地帶，比較偏遠，只有一條簡易公路通到該地區，基本上屬于晴通雨阻。項目區內的群眾都是以傳統的種植水稻、玉米和傳統養殖業為主，農民收入極大地靠外出務工收入，農民人均純收入低于全鎮平均水平，很多群眾還生活在貧困線以下。

1.4 工程地質

該項目區地處習水山脈地帶，位于黔北高原西北部，地勢呈東高西低狀，區內以巖溶地貌為主，其山脈組合特征為東西走向，與槽谷相間近似平行排列，屬于低山侵蝕、溶蝕地貌，地勢切割較深。管線線路主要沿人行路及簡易公路邊布置，地勢總體呈一定坡度，沒有跨越大的河流、峽谷及絕壁等，管線基礎多為泥土，僅有少數直接裸露于巖石上，供水管線路沿途地形地質條件較好。

1.5 人均綜合用水量

本工程設計目標年為10年，設計人口612人，設計供水規模100m3/d，人均綜合用水量 =設計規模 /設計人口=100/612=0.163m3/d。

2.供水方案及工程總體布置

2.1 供水方案

項目區居民居住位置都在生期灣水庫以下，供水方案采用從水庫引水，通過供水調節池連接管網直接進行供水。

2.2 工程總體布置

根據項目區水源點位置、地形特點、人口分布特點和建筑物情況，工程總體布置為：取水系統→水處理系統→供水調節池→配水管網→用戶。

從生期灣水庫引水，分兩條管道，一條至上壩、東升組，一條至青杠坪組。分別經消毒處理后進入供水調節池，通過兩供水池向居住地農戶鋪設管網供水。

2.3 凈水工藝

該項目水源為水庫取水，雖然現階段水庫上游植被好，無污染，庫內無人工養殖生物，且水庫內水經習水縣衛生防疫站檢測，各項指標均滿足GB5749—2006《生活飲用水水質標準》要求，但考慮該水庫除險加固后的使用、養殖等，因此該項目水質處理采用緩釋消毒器自動投放消毒藥對水質進行消毒處理。

3.工程設計

3.1 取水建筑物

該項目取水在生期灣水庫庫內，根據目前水庫結構情況，直接從放水涵洞將水管從最低放水孔插入水庫，在水庫內設置一個攔污箱體取水。

3.2 供水調節池

3.2.1 水池容積確定

生期灣人飲工程供水區最高日用水量為93.54m3，由于供水區分布在兩條山梁上，兩邊人口分布相差不大，且供水區內住戶海拔高差比較大，因此確定采用兩個容積均是50m3/口、尺寸為5m×5m×2m相同大小的供水調節池分片供水。

3.2.2 水池結構設計

水池基礎經開挖后巖層為灰巖或老土，水池附近多巖石，因此池墻采用M10漿砌條石砌筑成，內側直，墻頂寬0.5m,底寬1m,高2m,水池內側采用10cm厚C15混凝土防滲，底板采用20cm碎石墊層現澆20cm厚C15混凝土防滲，池頂采用C20鋼筋混凝土現澆板蓋頂。

水池邊墻穩定計算：

由公式：K=M抗/M傾（K≥1.1)

運用試算法計算：(條石容重取2.3T/m3）

M抗=M△抗+M□抗=0.5×（1-0.5）×2.4×2.3×（1-0.5）/3+2.4×0.5×2.3×[（1-0.5)+0.5/2]=0.23+2.07=2.3T·m

M傾=0.5×2.4/2×2.4/3×1=0.48T·m

則K＝2.3/0.48=4.79>1.1

滿足抗傾穩定要求。開挖時邊墻設置齒墻基礎，故不考慮抗滑穩定性。

3.3 管網設計

3.3.1 管網布置

根據項目區的地形特點，從生期灣水源點A引流分兩條線分別進入兩個供水調節池：1#和平供水池和2#巖上供水池；1#供水池以下分4條線路供水，第一條從節點B至C，供水人口58人，第二條從節點D至青杠坪E，供水人口54人，第三條從節點D至大石包F，供水人口132人，第四條從節點D至G，供水人口62人。2＃巖上供水池以下設一條主管和兩條分線供水，分別是主管至H，供水人口328人，然后分東升和上壩兩條支管，東升線路供水人口236人，上壩線路供水人口118人。

3.3.2 管道設計

1#和平水池：供水設計人口310人，配水管最高日設計流量0.702L/s。

2#巖上水池：供水設計人口328人，配水管最高日設計流量0.742L/s。

根據各管段供水人口計算的流量、管道長度、節點水壓高程，采用公式i=0.000915Q1.774/d1.774(i-單位管長水損、Q-管段流量、d-管道內徑），經反復試算，從而確定供水管管徑。

3.3.3 金屬結構及安裝

由于本工程海拔高差較大，有的超過了100m，因此須增設減壓閥，在輸配水管的首尾部設控制閘閥，方便檢修，在水池底部設排污閥。

[1]韓少利.農村供水工程中運用重力流輸水技術存在的問題與處理方法[J].水利天地，2012(10)：12-34.

[2]再勝,欒嵐.全省農村飲水安全工程建設現場會[J].水利天地，2012(10)：45-76.

[3]許磊.靈璧縣農村飲水安全現狀分析及對策建議[J].民營科技，2012(09)：98.

[4]錢玉民,金武龍.關于農村飲水安全工程管理的思考與對策[J].吉林農業，2012(08)：120.