【正文】 計(jì)取水量 570m3/h相差較大。而區(qū)域內(nèi)深層地下水大多為基巖裂隙水，雖水質(zhì)優(yōu)良，但水量同樣難以保證，且埋藏較深，一般地區(qū)埋深大都超過(guò) 100m，若以此作為供水水源，工程運(yùn)行費(fèi)用勢(shì)必將有較大增加。綜合分析認(rèn)為，工程區(qū)域內(nèi)可供規(guī)模利用的水源為洮河地表水和主要由其補(bǔ)給的河谷區(qū)淺層地下水。同時(shí)，根據(jù)洮河水質(zhì)年內(nèi)變化情況，設(shè)計(jì)采用不同的取水方式，通過(guò)豎井式取水泵站向凈水廠加壓輸水。尤其是暴雨洪水季節(jié)泥沙含量高，水中雜草、植物腐殖質(zhì)等飄浮物均較多，直接作為供水水源，需要采取一定的工程措施，通過(guò)復(fù)雜的水質(zhì)處理工藝進(jìn)行深度處理。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，滲渠有一定的凈化作用，一般可去除懸浮物 70%以上，去除細(xì)菌 70%95%，去除大腸菌群 70%以上，當(dāng)?shù)乇硭|(zhì)變化較大且水質(zhì)較差時(shí)，是比較理想的取水工程方式。具體為在汛期，地表水水質(zhì)較差時(shí)，河床水位較高，滲渠集水量較大，設(shè)計(jì)通過(guò)滲渠匯集河床潛流水；而在枯水期，河床水位較低時(shí)，滲渠集水無(wú)法滿足設(shè)計(jì)取水流量要求。(1)方案一本方案設(shè)計(jì)從某縣縣城上游 7km的十里鄉(xiāng)政府所在地上游的洮河南岸取水。設(shè)計(jì)通過(guò)滲渠、引水管、集水池、豎井式取水泵站，提取洮河地表水（河床潛流水）到凈水廠，首先進(jìn)行過(guò)濾、消毒處理，然后通過(guò)加壓泵站輸水到高位水池，最后通過(guò)高位水池，依靠自重力，實(shí)現(xiàn)大部分地區(qū)的自壓供水。按多年平均枯水期水位考慮，滲渠設(shè)在距岸邊 ，通過(guò)混凝土引水管（長(zhǎng)度 10m）引水進(jìn)入集水池，再通過(guò)豎井式取水泵站提水進(jìn)入凈水廠。設(shè)計(jì)安裝IS1500110315A型臥式離心泵 3臺(tái)，單泵額定流量 188m3/h，總流量 564m3/h，額定揚(yáng)程 111m，配套電機(jī)功率 90KW，向高位水池加壓輸水；輸水管道采用 Dg350壓力鋼管，總長(zhǎng)度 1000m。尤其是北岸清水、西寨鄉(xiāng)受益區(qū)的供水，甚至需要通過(guò)二次加壓完成。除北二干管控制受益區(qū)西寨鄉(xiāng)全部、清水鄉(xiāng)、十里鄉(xiāng)部分村社等地勢(shì)較高區(qū)域需要進(jìn)行二次加壓供水外，絕大部分區(qū)域可依靠高位水池實(shí)現(xiàn)自壓供水。(2)方案二受地形條件的限制，本方案設(shè)計(jì)從某縣縣城上游 12km的清水鄉(xiāng)政府所在地洮河北岸灘地取水。設(shè)計(jì)取水方法及水處理工藝與方案一完全相同。按多年平均枯水期水位考慮，滲渠設(shè)在距岸邊 ，通過(guò)預(yù)制混凝土引水管（長(zhǎng)度 50m）引水進(jìn)入集水池，再通過(guò)豎井式取水泵站提水進(jìn)入凈水廠。設(shè)計(jì)安裝 6DA86型臥式離心泵 3臺(tái)，單泵額定流量 180m3/h，額定揚(yáng)程 141m，配套電機(jī)功率 115KW，向高位水池加壓輸水。本方案凈水廠及高位水池工程基本位于本工程供水區(qū)域中心位置，亦具有實(shí)現(xiàn)自壓供水的條件，倒坡供水距離較方案一有所縮短。全供水區(qū)域通過(guò)總干管、北一干管、北二干管、南干管和分干管以及各供水支管供水。平面布置詳見(jiàn)“某農(nóng)村供水工程平面布置圖(方案二)” 。所以說(shuō)，兩種供水方案的供水工藝完全相同，詳見(jiàn)圖一。表 43 方案一、方案二設(shè)計(jì)結(jié)果表數(shù) 量序號(hào) 工程名稱 單 位方案一 方案二 備 注一 取水工程滲渠長(zhǎng)度 m 120 120滲渠直徑 m 滲渠出水量 m3/d 14400 14400引水管 m 10 50集水池 m3 20 2025豎井式取水泵站直徑 m 井 深 m 取水流量 m3/h 570 576凈提水高度 m 裝機(jī)容量 KW 75 55取水管直徑 mm 350 350取水管長(zhǎng)度 km 二 凈水廠重力式無(wú)閥濾池 m3/h 2320 2320清水池 m3 500 500加壓泵站提水高度 m 加壓泵站裝機(jī)容量 KW 390 3115三 輸水管道直 徑 mm 350 350長(zhǎng) 度 km 四 高位水池 m3 21000 21000五 供水管網(wǎng)供水管網(wǎng)最大直徑 mm 500 450供水干支管總長(zhǎng)度 km 六 其他工程管道過(guò)河工程 處 2 2變頻加壓泵站 處 5 3變頻加壓泵站總裝機(jī) KW 七 動(dòng)力總裝機(jī) KW 擬定的比選方案一與方案二，其布置形式、取水方式等均相同，但取水口位置和凈水廠位置發(fā)生了較大變化。另外凈水廠距高位水池距離較近，所需取水、輸水管道稍短；方案二水源地所選位置雖然基本處于供水區(qū)域中心，但逆坡供水的管線仍然較長(zhǎng)。但事實(shí)上，為最大限度地滿足通過(guò)高位水池自壓供水的要求，北一干管的管徑有了比較大的變化，不僅長(zhǎng)度增加，而且在相同的供水流量時(shí)，管徑普遍增大 1個(gè)級(jí)別，部分甚至增加 2個(gè)級(jí)別，管材重量增加較多。另一方面，為了最大限度地滿足依靠自重力實(shí)現(xiàn)自壓供水的需要，高位水池高程增加，從水源凈水廠高26位水池的相對(duì)高程也隨之增大，從而增加了加壓泵站的提水高度和工程運(yùn)行成本。(1)運(yùn)營(yíng)電耗計(jì)算運(yùn)營(yíng)電費(fèi) F根據(jù)下列公式計(jì)算： (45)式中： γ —水的容重(1t/m 3)D—電費(fèi)，按 i—第 i臺(tái)水泵的取水流量(m 3/d)QHi—第 i臺(tái)水泵的揚(yáng)程(m)η i—第 i臺(tái)水泵的工作效率K 日 —日變化系數(shù)經(jīng)計(jì)算，方案一設(shè)計(jì)動(dòng)力總裝機(jī)容量 ，年耗電量 ，年電費(fèi) ；方案二動(dòng)力總裝機(jī) ，年耗電量 萬(wàn) ，年電費(fèi) 。(2)等額年總成本等額年總成本 A可通過(guò)下式計(jì)算： (46)式中， A0—年運(yùn)營(yíng)總成本P—工程總投資Ii—內(nèi)部收益率，取 6%計(jì)算n—工程運(yùn)行效益計(jì)算期，取 30年方案一、方案二計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 44。根據(jù)上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較，明顯可以看出：方案一在工程總投資、年度總成本、年度運(yùn)營(yíng)總成本及等額年總成本費(fèi)用方面均具有明顯優(yōu)勢(shì)，是兩方案中較為經(jīng)濟(jì)的供水工程實(shí)施方案。五、具體工程設(shè)計(jì)根據(jù)總體設(shè)計(jì)擬定的工程建設(shè)方案，本供水工程通過(guò)水源取水工程(滲渠、引水管、集水池、豎井式取水泵站)提取洮河地表水(河床潛流水)到凈水廠，經(jīng)水廠深度過(guò)濾處理和加氯消毒后，再通過(guò)加壓泵站輸水到高位水池，然后由高位水池通過(guò)供水管網(wǎng)，依靠自重力自壓供水給受益區(qū)村社。在擬定的兩種比選方案下，所不同的僅僅是水源位置的變化，為此，設(shè)計(jì)滲渠的規(guī)格、長(zhǎng)度、布置形式、運(yùn)行方式等也完全相同。方案一設(shè)計(jì)滲渠位于十里鄉(xiāng)政府所在地上游洮河南岸，滲渠設(shè)計(jì)與河流平行布置。為避免沖刷和方便取水，滲渠鋪設(shè)在河灘下，渠底距現(xiàn)狀河床深槽線以下 ，滲渠中心距多年平均枯水期岸邊距離 ，形式為完整式滲渠。根據(jù)滲渠布置方式及滲渠所在位置河床水文地質(zhì)條件，滲渠出水量可按公式（51）計(jì)算。管壁四周設(shè)計(jì)范圍內(nèi)換填人工砂礫石反濾料，其他部位用顆粒較大的河床砂礫石回填。當(dāng)河道來(lái)水頻率為 90%時(shí)，洮河枯水期最小流量發(fā)生在 2月份，為 ，相應(yīng)平均水深 。根據(jù)洮河水質(zhì)在年內(nèi)的變化情況，由于洮河水質(zhì)在枯水期泥沙含量很少，地表水完全滿足凈水構(gòu)筑物對(duì)原水水質(zhì)的要求。同時(shí)，在滲渠上段起始端設(shè)一進(jìn)水閘門。經(jīng)計(jì)算，在枯水期洮河徑流量小于 65m3/s，平均水深小于 ，水質(zhì)較好時(shí)，可打開(kāi)此進(jìn)水閘門直接引水。根據(jù) 90%來(lái)水頻率計(jì)算結(jié)果，在每年 5月中、上旬—9 月下旬，來(lái)水流量將大于 65m3/s時(shí)，可關(guān)閉閘門，經(jīng)由滲渠取水；在 10月初次年4月底的枯水期，打開(kāi)進(jìn)水閘門直接取水。但由于本處河床開(kāi)闊，在 90%來(lái)水頻率最枯流量時(shí)，水深僅為 ，單位長(zhǎng)度（1m）滲渠出水量約為 75m3/d（ 3/h） ，欲滿足29水廠設(shè)計(jì)取水流量 570m3/h的要求，需要滲渠長(zhǎng)度為 183m。經(jīng)計(jì)算，在枯水期洮河徑流量小于87m3/s，平均水深小于 ，滲渠集水不能滿足取水流量要求。經(jīng)計(jì)算，通過(guò)進(jìn)水閘門直接引水時(shí)間為當(dāng)年 9月底—次年 5月初。表 51 擬定方案滲渠設(shè)計(jì)參數(shù)表直接引水時(shí)方案編號(hào) 直徑(m) 長(zhǎng)度(m) 徑流量(m3/s) 平均水深(m)直接引水時(shí)段 設(shè)計(jì)集水流量 (m3/h)方案一 120 ＜65 ＜ 當(dāng)年 10月初次年 4月底 600方案二 120 ＜87 ＜ 當(dāng)年 9月底—次年 5月初 600 方案一集水池布置在距滲渠 10m處的洮河南岸淺灘地，通過(guò)引水管與滲渠相連。方案二集水池布置在距滲渠 50m處的洮河北岸淺灘地，其他技術(shù)數(shù)據(jù)均同一。表 52 集水池設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)表方案編號(hào) 平面尺寸（mm） 底板高程 （m） 頂板高程 （m） 動(dòng)水位（m） 備注方案一 方案二 由于集水池位于河床部位，為此，設(shè)計(jì)采用豎井式取水泵站取水。經(jīng)計(jì)算，1%設(shè)計(jì)洪水時(shí)，方案一、方案二相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水位分別為 、相應(yīng)井頂設(shè)計(jì)高程為 ，豎井式取水泵站總深分別為 ，均可滿足防洪要求。擬定方案豎井式取水泵站設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表 53。取水管道是指從豎井式取水泵站到凈水廠水處理構(gòu)筑物之間的管道。取水管道設(shè)計(jì)采用管徑 350mm壓力鋼管。 （52）式中， 沿程水頭損失（m）jh 設(shè)計(jì)流速（m/s）v管徑（m）jd 管路長(zhǎng)度（m）l局部水頭損失按沿程水頭損失的 10%計(jì)算。表 54 擬定方案取水管道技術(shù)參數(shù)表方案編號(hào) 凈提水高度 (m) 管長(zhǎng)(m) 管徑(m) 取水流量 (m3/h) 管損(m) 設(shè)計(jì)總揚(yáng)程 (m)方案一 350 350 570 方案二 160 350 576 由于本工程擬定比選方案均為匯集、提取洮河河床潛流水，所采取的取水、輸水、供水和水處理工藝完全相同。其中，方案一設(shè)計(jì)標(biāo)高 ，方案二設(shè)計(jì)ldvjj .?31標(biāo)高 。建筑物包括生產(chǎn)和生活服務(wù)兩類。本凈水廠其他附屬構(gòu)筑物有供水閥門井、排水閥門井、排水檢查井以及供排水管路等。本凈水廠水質(zhì)凈化處理設(shè)施設(shè)計(jì)采用重力式無(wú)閥濾池。濾池為矩形結(jié)構(gòu)，單座平面尺寸 。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，為解決重力式無(wú)閥濾池冬季的防凍問(wèn)題，設(shè)計(jì)有過(guò)濾車間，解決無(wú)閥濾池的防凍問(wèn)題。本供水工程設(shè)計(jì)取用洮河地表水。根據(jù)水源特點(diǎn)，為運(yùn)行管理方便，選用可通過(guò)虹吸作用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反沖洗的重力式無(wú)閥濾池進(jìn)行過(guò)濾處理，在原水濁度不超過(guò) 15mg/L水時(shí)，濾后水的渾濁度可達(dá)到 5mg/L以下；同時(shí)，在濾后選用二氧化氯發(fā)生器進(jìn)行消毒處理。本設(shè)計(jì)選用 OTH99500型二氧化氯發(fā)生器，采用化學(xué)法負(fù)壓曝氣工藝生產(chǎn)。用于輸送二氧化氯消毒液的水射器要求的最小壓力水頭為 ，水射器提升消毒液額定32流量為 。本設(shè)計(jì)采用容積為 500m3鋼筋混凝土圓形結(jié)構(gòu)清水池 1座，選用國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)《圓形鋼筋混凝土清水池》96S817 型，直徑 ，池深，采用半挖半填式結(jié)構(gòu)。加壓泵站與配電室聯(lián)合建設(shè)，平面尺寸 。方案一清水池最低水位 ，高位水池最高水位 ，凈提水高度 。設(shè)計(jì)安裝 5DA88型臥式離心泵 3臺(tái)，額定流量180m3/h，總輸水流量 540 m3/h，額定揚(yáng)程 144m，配套電機(jī)功率 N=115KW，向高位水池加壓輸水。其他建筑物包括綜合管理樓和鍋爐房、廚房等生活服務(wù)區(qū)。其中，鍋爐房?jī)?nèi)安裝 80D12型 2級(jí)給水泵一臺(tái)， CLHS100 型鍋爐 1臺(tái)，為管理樓及生活服務(wù)區(qū)供給開(kāi)水及暖氣。廠區(qū)用水由高位水池供給，廠區(qū)內(nèi)管路部分直埋，部分結(jié)合供暖管溝布設(shè)，室外管路全部采用 PE管，室內(nèi)均采用鍍鋅鋼管；廠區(qū)排水分三部分：一是消毒間和過(guò)濾間排水，二是清水池排水和溢水，三是生產(chǎn)化驗(yàn)以及生活污水，均采用排水管最后集中排出廠區(qū)。設(shè)計(jì)底板標(biāo)高 ，采用半挖半填結(jié)構(gòu)，頂部覆土厚度不小于 。本管道從加壓泵出口開(kāi)始，垂直等高線沿Ⅰ級(jí)階地前行至山麓后，繼續(xù)垂直等高線沿山坡向上直至高位水池。管道起點(diǎn)高程為水泵安裝高程即 ，管道末端高程為高位水池進(jìn)水口高程；清水池最低水位 ，高位水池最高水位 ，凈提水高度 。設(shè)計(jì)最大凈提水高度 。水頭損失計(jì)算仍按公式（52）計(jì)算。擬定方案其他設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 55。為充分利用有利地形落差，供水管網(wǎng)擬定采用重力流方式輸水，即全供水管網(wǎng)由位于供水區(qū)域中上游的高位水池統(tǒng)一供水。同時(shí)，按照全供水區(qū)的地形及各分散用水區(qū)域之間的位置、高程和行政區(qū)劃，結(jié)合取水點(diǎn)與高位水池的距離等影響因素進(jìn)行管網(wǎng)分區(qū)。并根據(jù)水源取水口位置的不同，按照區(qū)域內(nèi)相應(yīng)供水規(guī)模的大小，將劃定的35供水區(qū)域南區(qū)和北區(qū)，又分別劃分為 6個(gè)供水干管區(qū)。根據(jù)本工程供水區(qū)域分布狀況，供水管網(wǎng)分為總干管、干管（分干管）、支管和村級(jí)管網(wǎng)四級(jí)，總體上呈樹(shù)枝狀展布。供水區(qū)域?yàn)殇觾砂丢M長(zhǎng)地帶，長(zhǎng)度約 20多km，高程范圍在 23102417m之間。根據(jù)以上特點(diǎn)，初步確定供水管網(wǎng)的布設(shè)均沿公路和渠道進(jìn)行。擬定方案一設(shè)計(jì)從十里鄉(xiāng)政府以南山坡臺(tái)地高程為 池向供水管網(wǎng)供水，其特點(diǎn)是山坡陡峭，落差集中，進(jìn)水管及出水管線均較短?？偢晒苋L(zhǎng)1900m，在樁號(hào) 0+700處分出南一干管、南二干管，分別向東、西兩個(gè)方向布置。在總干管末端樁號(hào)為 1+900處分出北一干管、北二干管，分別向供水北區(qū)東西兩個(gè)方向供水。全部供水管網(wǎng)總干管、北干管、南干管、直屬支管及支管總長(zhǎng)度 72380m，涉及 6個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，60 個(gè)行政村，設(shè)計(jì)總供水人口149543人。從總供水閥門井(樁號(hào) 0+000)開(kāi)始，布置總干管。北一干管、北二干管分別向西、東布置，北一干管全長(zhǎng) 13840m，共布置 6條支管，長(zhǎng)度 3670m。全部供水管網(wǎng)干、支管管道總長(zhǎng)為 72350m，設(shè)計(jì)供水總?cè)丝?149543人。支管末端作為村級(jí)管網(wǎng)的接引端，布置在各自然村所處區(qū)域的中心位置并能控制本村最不利點(diǎn)的