襄垣縣供水方案研究及水廠工藝設計

翟慧霞

(太原供水集團有限公司供水設計研究院，山西太原 030009)

1 概述

1.1 縣城概況

襄垣縣位于山西省東南部，居太行山西麓，上黨盆地之北。根據縣城總體規劃，襄垣縣城是上黨北部中心城市，是以煤化工循環產業為主導的、生態宜居的現代化工業城市。2030年縣城中心城區范圍包括東外環路、北外環路和西外環路所包圍的區域以及潞安油化電熱一體化綜合示范園，規劃城市建設用地22.6 km2，規劃人口20萬人。

1.2 供水現狀

目前共有兩處水源地(東水廠水源地和西水廠水源地)和兩座水廠(東水廠和西水廠)，平均日供水量1.0萬m3/d;供水面積15.01 km2。東水廠水源地位于縣城東部，東水廠附近，主要取自濁漳河西岸的地下水，向東水廠供水，日供水能力為0.8萬m3/d。西水廠水源地位于縣城西部，西水廠附近，向西水廠供水，日供水能力為0.67萬 m3/d。東水廠位于縣城東北部，供水能力為0.8 萬 m3/d，現狀日供水量0.75 萬 m3/d，占地面積8.8 畝，地面標高862.69 m，采用加壓供水。西水廠位于縣城西北部，供水能力為0.8萬 m3/d，現狀日供水量 0.25 萬 m3/d，占地面積 14.5 畝，地面標高898 m，采用加壓供水。隨著縣城的發展，用水量的不斷增加，現狀供水設施已經無法滿足其快速發展的用水需求，存在著水源不足、供水管網布置不合理、管徑偏小、供水安全可靠性差等問題。

2 工程方案

根據縣城的供水現狀，結合縣城的發展規劃，在進行了需水量預測(2030年縣城需水量為3.9萬m3/d)、水源論證、方案比選的基礎上，確定了縣城的供水方案。規劃在縣城北部高地、水源地附近新建北水廠一座(供水規模2.5萬m3/d)，并對現狀東、西水廠進行改造。縣城將由新建北水廠、現狀東水廠、現狀西水廠聯合供水，其中新建北水廠重力流供縣城中部區域，改造后的東水廠供縣城東部區域，改造后的西水廠供縣城西部區域。

2.1 供水整體系統

1)水源:采用新建城北水源、現狀東水廠水源地和西水廠水源地。水源為辛安泉域的巖溶水。

2)輸水管線:包含水源井之間的聯絡線及水源井至新建北水廠的輸水管線、新建北水廠至中部配水管網的輸水管線、東水廠至東部配水管網的輸水管線、西水廠至西部配水管網的輸水管線及中部管網集中出流點至西水廠的輸水管線。

3)水廠:規劃新建北水廠一座，并對東水廠和西水廠進行改造。

4)配水管線:對各供水區域進行管網平差，根據平差結果，結合管網的現狀情況，確定需新建的管網。

2.2 供水區域劃分及供水方式

根據縣城的發展、地形特點、供水設施的建設等，以太行路和昶平路為界分為西部、中部和東部三個供水區域。

1)中部供水區域。中部供水區域:北外環路以南、太行路以東、昶平路以西、太長公路及倉橋街以北，供水面積12 km2，供水人口9.2萬人，地面標高850 m～880 m，規劃期內需水量1.8萬m3/d。規劃由新建北水廠采用重力流供水。

2)西部供水區域。西部供水區域供水范圍:北外環路以南、西外環路以東、太行路以西、古韓西街以北，供水面積5.1 km2，供水人口5.7萬人，地面標高880 m～910 m，規劃期內需水量1.1萬m3/d。規劃由改造后西水廠采用加壓供水，西水廠水源一部分為西水廠水源地，供水量為0.6萬m3/d，一部分由新建北水廠通過中部配水管網供給，供水量為0.5萬m3/d。

3)東部供水區域。東部供水區域:北外環路以南、昶平路以東、東外環路以西、倉橋街以北，供水面積5.5 km2，供水人口5.1萬人，地面標高880 m～930 m，規劃期內需水量1.0萬m3/d。規劃由改造后東水廠采用加壓供水，東水廠水源一部分為東水廠水源地，供水量為0.8萬m3/d，一部分由新建北水廠通過中部配水管網供給，供水量為0.2萬m3/d。

3 工藝設計

新建北水廠位于縣城北外環以北約1.5 km，東垴頭村附近，站址標高912 m，設計供水規模2.5萬m3/d。水廠呈長方形，東西寬79 m，南北長189.5 m，占地面積22畝。

3.1 水廠總面布置

水廠平面功能分為南、北和中三部分，北部為生產區，中部為生活區，南部為辦公區。生產區設有清水池、吸水井、泵房/值班配電間、加氯間和水源熱泵機房;生活區內設有食堂/女職工宿舍、車庫/男職工宿舍和維修間/倉庫，辦公區設辦公樓及門房見表1。根據廠區工藝流程的布置，結合廠區內的地形和周邊的地形標高以及雨污水的排放等因素進行水廠豎向設計。豎向高程按水廠西側大門路中地面高程912 m為控制點，進行水廠的高程設計，設計標高由北向南逐漸降低。

表1 主要構(建)筑物表

3.2 水廠工藝流程

水廠水源為新建水源地的地下水，經水廠處理后達到GB 5749-2006生活飲用水衛生標準。根據水源的水質特點，水廠采用如下工藝流程:

3.3 清水池

水廠設清水池2座，每座容積3 000 m3，平面尺寸為29.2 m×29.2 m，有效水深3.8 m，超高0.2 m。清水池為半地下式，鋼筋混凝土結構，內設導流墻。池頂高出地面1 m覆土，高出地面部分做保溫處理。清水池設DN600進水管，DN600出水管，DN600溢流管等。

3.4 吸水井

水廠設吸水井1座，吸水井容積按最高日最高時流量的5 min～10 min的流量確定，容積為200 m3，平面尺寸為17 m×3 m，有效水深5 m，超高0.2 m。吸水井為半地下式，鋼筋混凝土結構，池頂高出地面1 m，高出地面部分做保溫處理。中間設隔墻將吸水井分為兩個獨立的工作單元。

3.5 泵房/值班配電間

泵房為半地下式，平面尺寸24.5 m×8 m，面積為199.9 m2，總高度為7.2 m，其中地上3.9 m，地下3.3 m，泵房設水泵7臺，其中:單級臥式雙吸離心泵5臺，4用1備，供縣城用水;立式離心泵2臺，1用1備供水廠自用水。水泵吸水方式為自灌式，吸水管管徑為DN300/DN100，出水管管徑為DN600/DN100。水泵采用變頻調速自動控制系統，以達到節能降耗，自動控制等功能。

3.6 加氯間

采用二氧化氯進行消毒，二氧化氯由發生器現場制備。加氯間為地上式，磚混結構，平面尺寸11 m×6.8 m，高度為5.1 m，面積76.95 m2。加氯間由二氧化氯發生間、配電室及值班室組成。

3.7 其他設計

1)水廠管線設計。a.工藝管線:工藝管線包括生產給水管線和加氯管線。生產給水管線包括清水池進水管、清水池至吸水井給水管線、吸水井至泵房給水管線、泵房出水管線至廠區圍墻。此外，設置了超越管，清水池出水管與水廠出水管線接通。加氯管線為加氯間至清水池加氯點的管線。b.排水管線:廠區排水采用雨污分流制，生活污水先流入化糞池后再進入廠區污水管道，最后經廠外道路排入廠區西側道路的污水管內。水廠雨水排入廠區雨水管道，最后經廠外道路排入廠區西側道路的雨水管內。

2)水廠道路設計。廠區設置環形車道，主干道寬6 m，局部7 m，次干道寬4 m，廠外道路寬9 m。

4 結語

1)本工程針對襄垣縣城供水現狀存在的問題，結合規劃，根據縣城的地形分布特點，對供水系統進行了合理的分區，確定了供水方案。2)針對原水水質情況，確定工藝流程，并結合水廠地形特點，對水廠進行平面布置和豎向設計。在此基礎上對各建(構)筑物單體進行了設計。

［1］上海市政工程設計研究院.給水排水設計手冊(第3冊)城鎮給水［M］.北京：中國建筑工業出版社，2004.

［2］GB 50013-2006，室外給水設計規范［S］.