【正文】 供水工程初步設計報告前 言某鎮(zhèn)位于和某縣中部，烏市至阿勒泰地區(qū)“217”國道從該鎮(zhèn)通過，該鎮(zhèn)是和某縣的工業(yè)區(qū)，年產(chǎn)值及財政收入占全縣80%以上。區(qū)域內地下礦產(chǎn)資源豐富，以煤、鹽、澎潤土為主，經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿艽?。目前某?zhèn)受上游水利條件影響，主要是區(qū)域內飲用水源和工業(yè)生產(chǎn)用水水源水質惡化，水量不滿足，已成為該區(qū)域經(jīng)濟文化發(fā)展的制約因素。某鎮(zhèn)是目前我國百家試點鎮(zhèn)之一，為帶動該地區(qū)經(jīng)濟文化的快速發(fā)展，首先應改變該地區(qū)目前惡劣的用水環(huán)境。必須對該區(qū)的生產(chǎn)、生活用水作出統(tǒng)一規(guī)劃。我院受某鎮(zhèn)政府的委托，承擔了某鎮(zhèn)供水工程的設計任務，于2000年12月完成了《某鎮(zhèn)供水工程可行性研究報告》，上報自治區(qū)審查，自治區(qū)計委2001年5月22日以新計農(nóng)經(jīng)（2001）689號文對《某鎮(zhèn)供水工程可行性研究報告》進行了批復。自治區(qū)水利廳2001年4月2日以新水改字（2001）2號對《某鎮(zhèn)供水工程可行性研究報告》提出了審查意見。我院根據(jù)自治區(qū)計委和水利廳的批復精神和審查意見，進一步收集了有關資料。按照水利水電工程初步設計報告編制規(guī)程的要求于2001年5月完成了《某供水工程初步設計報告》。1091 綜合說明1．1地理位置某鎮(zhèn)地處和某蒙古自治縣（以下簡稱和豐縣） 中部 ，地理坐標為東徑85176。57′～86176。00′，北緯46176。35′～46176。39′，位于烏魯木齊市至阿勒泰市“217”國道上，往西距和豐縣城46km，往南距克拉瑪依市150km，往北距阿勒泰市240km，屬和豐縣的一個鎮(zhèn)。1． 2社會經(jīng)濟、自然條件某鎮(zhèn)全鎮(zhèn)目前人口約22000人，其中城鎮(zhèn)人口約18000人，農(nóng)村人口約4000人，居民以蒙、漢、哈、維族為主。全鎮(zhèn)現(xiàn)種植面積1萬畝，牲畜25000頭。該鎮(zhèn)是以工副業(yè)生產(chǎn)為主的地區(qū)，區(qū)內礦藏豐富，含有煤、鹽、澎潤土等多種礦產(chǎn)，區(qū)內有和豐縣“一、二、三”煤礦，和豐縣火電廠、水泥廠、化工廠、和豐鹽廠，農(nóng)十師煤礦、火電廠、水泥廠，阿勒泰煤礦，農(nóng)七師煤礦等廠礦企業(yè)，鎮(zhèn)區(qū)內1999年農(nóng)、牧業(yè)產(chǎn)值2700多萬元，，占全和豐縣財政收入的80%以上。1．3水文、氣象及水土條件現(xiàn)狀某鎮(zhèn)地處準噶爾盆地西北邊緣，屬典型的大陸型干旱氣候，冬季寒冷，夏季炎熱，降水少，蒸發(fā)大，氣候干燥，，℃，℃，極端最高氣溫39℃，℃，年最大積雪厚度160mm，最大凍土層深度183cm，最大風力12級，風速38m/s。和布克河流經(jīng)該鎮(zhèn)全區(qū)，該河發(fā)源于和豐縣西北部，全長114km，多年平均徑流量3829*104m3，豐水年P=25%年徑流量4250*104m3，平水年P=50%年徑流量3791*104m3，偏枯水年P=75%年徑流量3392*104m3，枯水年P=95%年徑流量2882*104m3。另外上游還有支流布侖河，屬季節(jié)性河流，年徑流總量約280*104m3。和布克河洪水類型為融雪洪水，暴雨洪水及暴雨融雪混合型洪水，以暴雨洪水為主。：和布克河設計洪峰流量成果表頻率1251020加音塔拉水庫上游134118取水口處。和布克河的結冰期為當年12月至第二年3月，最大冰厚50cm，對工程不會產(chǎn)生威脅。區(qū)域內主要水利工程現(xiàn)狀：（1）加音塔拉水庫，位于和布克河上游，距某鎮(zhèn)18km，水庫設計總庫容1850*104m3。（2）“和夏”渠首，位于水庫下游11km，某上游8km，渠首設計引水流量5m3/s。（3）“和夏”干渠總長35km，設計流量5m3/s。下游農(nóng)業(yè)區(qū)包括：某鎮(zhèn)、夏孜蓋鄉(xiāng)及184團部分農(nóng)業(yè)連隊（以上簡稱“和夏”灌區(qū)）。在和布克河支流，布侖河上建有布侖水庫，庫容120*104m3，灌溉面積2000多畝，位于某鎮(zhèn)上游20km。1．4工程地質供水區(qū)域位于準噶爾盆地西北邊緣，沿和布克河中游河谷兩岸分布，地勢北高南低，以和夏渠首為界，上游至加音塔拉水庫之間，為低山丘陵地貌，河谷寬70～200m，海拔900～1070m，相對高差60m～80m，自北向南地形縱坡為6～15‰，下游往南至和豐縣化工廠約9km內，河谷寬700～1000m，海拔820～850m。供水區(qū)自北向南出露地層有泥盆系（D），石炭系（C），侏羅系（J）及第四系地層，其中在和夏干渠渠首以南有煤層、煤線等，第四系主要分布在河谷各階地上，上部砂壤土層，～，下部砂礫層，厚度5～10m，局部達28m，自然休止角37176。供水區(qū)域位于巴爾魯克—謝米斯塞復背斜、鐵廠溝山間坳陷二大構造單元邊緣，地震烈度“Ⅵ”度。、排泄該區(qū)地下水補給主要受加音塔拉水庫放水期的下泄水量補給，其次是非灌溉期水庫滲流量補給，第三受兩岸沖溝暴雨洪水補給。排泄以徑流排泄和人工開采排泄為主，～%。地下水河床斷面潛流量為42l/s，*104m3，*104m3。以“和夏”渠首為界，以北河床地表水和地下水，水質總硬度為250～350mg/L，礦化度為430～700 mg/L，～，水質好，屬于適用于各種用途的二級水。往南從和夏渠首至縣化工廠9km范圍的整個居民區(qū)和工礦區(qū)內，河床地下水總硬度615～920 mg/L，～，水質差，不能做為生活飲用和工業(yè)生產(chǎn)用水的水源。1．5供水工程的任務和規(guī)模（1）某鎮(zhèn)地處和豐縣區(qū)域中心，位于烏市至阿勒泰地區(qū)交通要道，區(qū)域內礦產(chǎn)豐富，廠礦企業(yè)眾多，是和豐縣經(jīng)濟發(fā)展中心。（2）由于區(qū)域內工業(yè)迅速發(fā)展，人口逐年增長等，區(qū)域內生活、生產(chǎn)用水量逐年增加，水資源供需矛盾日益突出，測算該區(qū)地下水年補給量132*104m3，靜儲量157*104m3，而目前區(qū)域內年取水量260*104m3，而預測到2015年區(qū)域內年用水量將接近500*104m3，區(qū)域內水資源量不能滿足社會經(jīng)濟發(fā)展要求，必須建設專項供水設施，從區(qū)域外取水。（3）區(qū)域內水源水質經(jīng)檢測，水質總硬度、礦化度、硫酸鹽含量等指標，高出國家規(guī)定的水質標準界限，工業(yè)用水水質評價為鍋圬多的水，具有硬沉淀物的水，~，高于全國規(guī)定標準的1~2倍，不能作為生活和工業(yè)用水的水源。供水工程的任務就是從和布克河上游引取符合水質標準，滿足該地區(qū)生活用水和工業(yè)用水的水；實現(xiàn)集中統(tǒng)一供水，保證水源的水質、水量的穩(wěn)定。供水范圍包括沿烏市至阿勒泰市“217”國道240～244 km范圍內的居民和企業(yè)用水，沿某鎮(zhèn)至和豐縣公路5～8m處的工礦區(qū)及農(nóng)十師煤礦區(qū)內的居民生活用水和生產(chǎn)用水，以及“217”國道253km處的和豐縣“二、三”煤礦區(qū)的生活用水，供水范圍為南北向長8km，東西向寬2～4km。某鎮(zhèn)供水工程現(xiàn)狀年為2000年，設計水平年為2015年，供水保證率95%。設計水平年供水人口35000人，牲畜27000頭。（1）用水量計算： 經(jīng)計算在設計水平年2015年，其中生活用水3770m3/d，工業(yè)用水7358m3/d，綠化用水630m3/d，其它用水1764 m3/d，*104m3。（2）經(jīng)對用水過程線分析計算，在2015年設計水平年，最大用水在8月份，日用水量16231m3/d，最小在3月份，日用水9568 m3/d。（3）供水設計規(guī)模根據(jù)用水量和用水過程計算， m3/s，*104m3，蓄水調節(jié)容量3000 m3。（1）和夏渠首以北（上游）河道地表水和地下水，水質經(jīng)檢測符合標準，可以引取作為全鎮(zhèn)區(qū)內生活飲用水和工業(yè)生產(chǎn)用水的水源。（2）經(jīng)對供水區(qū)域及“和夏”灌區(qū)統(tǒng)一進行水土平衡計算，結果為：現(xiàn)狀年2000年：在保證率75%時，河道年徑流量3392*104m3，*104m3。在保證率95%時，河道年徑流量2882*104m3，*104m3。設計水平年：在保證率75%時，河道年徑流量3392*104m3，*104m3。在保證率95%時，河道年徑流量2882*104m3，*104m3。，因此說修建供水工程對下游灌區(qū)不會造成影響，水土是平衡的。（3）水源至供水區(qū)域地面落差60～70m，有利于設計壓力供水管網(wǎng)。（4）該區(qū)居民及各廠礦企業(yè)，對興建供水工程要求積極性高，并愿意出資和集資承擔供水工程的部分費用。1．6供水工程設計方案比選某鎮(zhèn)供水工程設計日供水量13522m3/日，*104m3/日，屬小（Ⅰ）型工程，工程等別為四等，主要建筑物為四級，次要建筑物為五級。該階段對以下二個取水方案進行了進一步的比較。一、 從加音塔拉水庫直接取水； 二、從哈拉布侖處截潛流取水；經(jīng)過對以上兩個取水方案的進一步比選：水庫取水方案管線往返穿越河床，沿線沒有施工道路，施工難度大，工程造價高，沿線經(jīng)過很多洪水沖溝，埋設的水管每年都要遭受洪水沖刷，不夠安全可靠；一旦遭到破壞，維修困難，管線穿越原始河谷林和優(yōu)質草場，對生態(tài)破壞嚴重。經(jīng)綜合比較分析，本階段仍推薦哈爾布侖截潛流取水方案。本階段在滿足供水安全正常運行條件下初選三種管材。（1） 鋼筋砼管；（2） UPVC塑料管；（3） 玻璃鋼夾砂管；經(jīng)對鋼筋砼管同UPVC塑料管及玻璃鋼夾砂管進行比較，鋼筋砼管費用高于后兩種，且施工安裝技術難度大，施工不便，不如后兩種管材。經(jīng)對UPVC塑料管和玻璃鋼夾砂管進行比較，兩者輸水水力特性相同。玻璃鋼夾砂管的力學特性、耐久性優(yōu)于UPVC塑料管，并對不同管徑的兩種管材進行單位造價比較，結果為:管徑ф300以上玻璃鋼夾砂管費用明顯低于UPVC管。綜合比較分析，本階段供水工程管道設計為在ф300以上供水管選用玻璃鋼夾砂管，在ф300以下的供水管選用UVPC塑料管。1．7供水工程建筑物結構設計取水口位于哈爾布侖處，上游距加音塔拉水庫7km，取水建筑包括以下：（1）截潛流砼防滲墻：，深度平均12m，最深20m，；（2）集水池：集水池為長條形，，砌石結構；（3）河床換填區(qū)：換填面積9468m2，～，換填料下部為碎石，上部為經(jīng)篩分的砂礫料三級反濾。（4）取水防護段：沿換填區(qū)兩岸設置防護段，漿砌石擋土墻結構。（5）集水井和檢查井。，集水井為鋼筋砼結構，檢查井為漿砌石結構。供水水廠位于主干管線3+000處，距某鎮(zhèn)區(qū)約8km。水廠包括：（1）沉淀池：池長72m，寬2*，～，鋼筋砼結構。（2）蓄水調節(jié)池，水廠蓄水調節(jié)池容量2000 m3（另外1000 m3布置在供水管線末端），寬2*6m，～，鋼筋砼結構。（3）泵房：泵房面積276 m2，磚砼結構，安裝變頻調速供水設備一套，供水能力1100m3/小時，揚程60m。排砂泵選用200WQ2501518兩臺，泵站總裝機容量341Kw。供水主干管各段的特性見下表：供水主干管管材特性表 樁 號長度(m)管徑(mm)工作壓力Mpa流量m3/s管材0+000~1+6001600500無壓玻璃鋼夾砂管1+600~2+100500400無壓2+100~2+855755450無壓2+855~3+000145供水水廠3+000~3+200200400玻璃鋼夾砂管3+200~5+10019005+100~6+10010003506+100~6+7006003506+700~7+80011007+800~8+8+~9+7103509+710~10+23052030010+230~10+48025010+480~10+75027010+750~10+97022010+970~11+11+~12+40012+400~13+0002*600225UPVC塑料管沿主干管3+200～5+100處布置三條支干管，、 m3/s，長度分別為1000m、1900m、1473，總長4373m。、UPVC塑料管2473m，ф160UPVC塑料管1900m。管網(wǎng)支管共14條，從主干管8+652~12+400布置，總長度7030m，～，選取UPVC塑料管ф160；ф12 MPa400m；ф1 MPa3050m。用水戶共5000戶，到戶管共300km ，管材為PE管，管徑為φ32mm。在主干管末端13+000處，設反調節(jié)池一個，容量1000 m3，池長23m，寬2*，~，鋼筋砼結構。整個供水管網(wǎng)共設置檢查井35座，防凍給水栓55個。1．8供水工程管理成立供水公司，管理供水工程，公司編制定員標準25人，管理費用從收取供水水費中提取。工程管理范圍為管道全長，取水口、水廠，總面積5000 m2，保護范圍為取水口上游3km河段。管理設施有水廠（泵站、沉淀池、蓄水池），取水口，管道末端反調節(jié)池及其它附屬建筑物。1．9供水工程施工組織某鎮(zhèn)地處和豐縣中部，供水工程全線沿“217”國道及該鎮(zhèn)至和豐縣公路布置，擬建水廠位于東側，和夏渠首右側300m。取水口位于其上游3km處，有簡易公路，可通行各種車輛。325水泥由和豐縣水泥廠供應，（水泥廠位于主干管5+000處），425水泥由烏市“天山”水泥廠供應（運距約450km），木材從阿勒泰地區(qū)林場運進（運距約250km），鋼材和機電設備外購。砂礫料分布于取水口下游約10km，石料開采區(qū)位于取水口上游3km范圍內。（1）施工導流：在取水口換填區(qū)上游河道距砼防滲墻180m處填筑圍堰。在河道左岸的階地上開挖導流明渠,下泄施工期的洪水及灌溉期間的農(nóng)業(yè)用水。待整個取水口施工完畢后，將導流明渠封堵，河道來水通過取水口下泄。（2）截水墻施工：河床基巖埋深在10m以內的覆蓋層，采用機械大開挖方式開挖，大于10m的覆蓋層采用倒掛井開挖方式開挖。截水墻砼澆筑采用立模澆筑砼的工序施工。（3）換填區(qū)施工：采用機械開挖河床覆蓋層，