1、江西省农村饮水安全工程设计指南(试行)江 西 省 水 利 科 学 研 究 院南昌大学设计研究院市政工程设计研究所二九年十月江西省农村饮水安全工程设计指南编委会主 任:孙晓山副主任:杨丕龙 罗小云 张文捷委 员:何长高 曾晓旦 李少平 黎文杰 李荣昉姚毅臣 王火利 张开明 顾 问:刘学功 刘文朝 审 查:江 凌主 编:吕祖云 副主编:余 雷 詹 健 姚毅臣 徐卫明编辑人员:王萱子 万迪文 朱冬梅 童建舟 刘义明谭 翼 谢 彪 钟爱民 袁秀琪 涂 伟黄福昌 梅 娜 李建锋 张戴军 张 丽郑 勇I目 录序 .1前 言 .3第一章 工程方案 .5第一节 供水人口与设计规模 5一、各用水量的计算 .5二
2、、供水规模的确定 .9第二节 水源选择及工艺流程 11一、水源选择原则及顺序 .11二、工艺流程 .12第二章 工程设计 .18第一节 工程总体布置 18第二节 取水工程 19一、低坝取水构筑物 .19二、大口井 .21三、管井 .23四、岸边式泵站 .25第三节 输水工程 26一、浑水输水管设计 .26二、调节构筑物设计 .35第四节 净水工程 37一、净化工艺设计 .37二、消毒设计 .43三、铁锰超标地下水处理工艺 .50第五节 配水工程 52一、布置原则 .52二、设计计算依据 .53三、管材选择、管道附件与配件及敷设要求 .53II四、配水管网水力计算 .55第六节 计算实例 64第
3、三章 水质管理 .69第一节 水源水质管理 69一、地表水源的卫生防护 .69二、地表水源日常水质管理 .70三、地下水源的卫生防护 .71四、地下水源日常水质管理 .71第二节 净水厂水质管理 72一、混凝剂的选择与投加 .72二、加氯消毒管理 .73三、水质检验 .74第三节 管道水质管理 79第四章 水量管理 .81第一节 地表水源水量管理 81第二节 地下水源水量管理 82第五章 生产运行管理 .83第一节 生产与技术 83第二节 水泵运行管理 85第三节 滤池的运行管理 91第四节 加药消毒的操作管理 94第五节 管网的维护管理 97第六节 水表及入户管的维护 102江西省农村饮水安
4、全工程设计指南1序“让 广大人民群众喝上干净的水” 是党中央、国 务院向全国人民作出的庄重承诺,也是中央大力推进的一项重大民生工程。自 2003 年以来,历年中央一号文件都对农村饮水安全工作提出了明确要求。2009 年中央一号文件更要求加快工程建设步伐,在五年内,即 2013 年底前解决全部农村饮水安全问题。在水利部等国家部委的大力支持下,自 2005 年以来,江西省大力推进农村饮水安全工程建设进程。截至目前,我省已累计完成农村饮水安全工程总投资 19 亿元,共兴建集中供水工程 1.3 万余处,分散工程 5.5 万余处,解决了 472.31 万农村人口的饮水安全问题。全省农村饮水安全工作在取得
5、阶段性成果的同时,在规划、前期工作、投资计划管理、工程建设、运行保障措施等方面也积累了一定的经验,为今后大规模实施农村饮水安全项目、顺利完成规划确定的目标任务奠定了良好基础。从农村饮水安全项目的实施情况看,工程设计大多由各设区市、县水利行业的设计单位承担。由于这些单位长期从事水利工程设计,在农村饮水工程设计方面缺乏相关专业人员,技术力量匮乏,再加上当前可供借鉴、参考的针对性设计工具书和资料较少,因此设计人员急切盼望得到农村饮水安全工程规划设计工作的技术指导。为此,我们组织江西省水利科学研究院和南昌大学设计研究院编制了这套设计指南和设计实用图集,旨在为扎实做好农村饮水安全工程前期工作,提高前期工
6、作效江西省农村饮水安全工程设计指南2率和质量,解决类似以往农村饮水安全项目实施过程中普遍遇到的问题,更好地服务于我省下一阶段农村饮水安全规划项目的设计、施工和建设管理,使之更趋于规范化等方面提供借鉴和指导。本设计指南和设计实用图集的编制,适用于农村日供水规模 1000 立方米(或供水受益人口 1 万人)以下集中供水工程。在充分调研和论证的基础上,综合考虑我省各地农村饮水安全工程背景和条件的差异,科学、规范、合理地提出了相应的工程设计和工程建设管理方案。作为工具书,其适用面广,实用性强,可弥补水利行业工程技术人员在农村饮水安全工程设计和建设管理方面的专业不足。本设计指南和设计实用图集的施行,对提
7、高农村饮水安全项目前期工作质量,加快工程建设步伐,促进农村饮水安全工作又好又快发展将起到有效的指导和帮助作用。希望全省各级水利部门特别是基层水利部门,要认真学习指南、使用指南,大力推动农村饮水安全这惠及千万农民群众的“ 民生工程” 、“德政工程”建设,确保如期完成中央确定的目 标任务,确保工程建的成、用得起、管得好,长受益,为促进江西经济社会发展,全面建设小康社会作出新的更大贡献。孙晓山2009 年 10 月江西省农村饮水安全工程设计指南3前 言党中央、国务院高度重视农村饮水安全工作。自 2003 年以来,历年中央一号文件都对农村饮水安全工程提出了明确要求。2009 年中央一号提出了要在五年内
8、,即 2013 年底前解决全部农村饮水安全问题,让农民群众喝上干净卫生的水。在水利部等国家部委的大力支持下,自 2005 年以来,江西省大力推进农村饮水安全工程建设进程。截止目前,我省已累计完成了农村饮水安全工程总投资 19 亿元,其中,中央投资9.3 亿元,地方配套资金 9.7 亿元,共兴建集中供水工程 1.3 万余处、分散工程 5.5 万余处,已解决了 472.31 万农村人口的饮水安全问题。全省农村饮水安全工作在取得了阶段性成果的同时,在规划、前期工作、投资计划管理、工程建设、运行保障措施等方面积累了一定的经验,为今后大规模实施农村饮水安全项目、顺利完成规划确定的目标任务奠定了良好的基础
9、。指南分工程方案、工程设计、水质管理、水量管理和生产运行管理 5 个章节。第一章工程方案包括供水人口与设计规模、水源选择及工艺流程两方面内容;第二章工程设计包括工程总体布置、取水工程、输水工程、净水工程、配水工程 5 个方面设计内容;第三章水质管理包括水源水质管理、净水厂水质管理、管道水质管理 3 个方面的内容;第四章水量管理包括地表水源水量管理、地下水源水量管理 2 个方面的内容;第五章生产运行管理包括生产与技术、水泵运行管理、滤池的运行管理、加药消江西省农村饮水安全工程设计指南4毒的操作管理、管网的维护管理、水表及入户管的维护 6 个方面的内容。 图集包括取水工程、输水工程、净水工程、配水
10、工程 4 个分册。2009 年 10 月江西省水利厅组织编制了江西省农村饮水安全集中供水单项工程实施方案编制提纲,供项目设计单位使用,并为单项工程审查审批工作提供依据。本指南和图集主要是针对其中工程设计和工程建设管理方案内容的细化,供广大水利工作者,特别是基层的水利同行们学习、参考和借鉴。本指南和图集由省水利厅颁发,省水利科学研究院和南昌大学设计研究院市政工程设计所负责具体解释工作。在使用过程中,希望各单位能积极总结经验,提出意见和修改建议。在指南和图集编制过程中,得到了许多领导与专家的大力支持和指导,以及厅有关处室的积极配合和帮助,在此表示衷心感谢。由于设计水平有限,加之时间较为仓促,本书难
11、以概全,存在不足与疏漏之处,恳请读者批评指正,以便于今后进一步完善、充实提高。编者2009 年 10 月江西省农村饮水安全工程设计指南5第一章 工程方案第一节 供水人口与设计规模一、各用水量的计算农村饮水安全供水工程设计时,首先须确定该工程在设计年限内供水规模,因为系统中取水、净水和管网等设施的规模都须按供水规模确定。农村供水工程的设计年限,应与当地村镇总体规划相衔接,以近期为主,近、远期结合,设计年限宜为 10 年15 年。农村供水工程设计供水规模,即最高日的用水量应包括下列水量:居民生活用水量、公共建筑用水量、饲养畜禽用水量、企业用水量、消防用水量、浇洒道路和绿地用水量、管网漏失水量和未预
12、见用水量等。各用水量的计算如下:1、居民生活用水量 Q1(1)居民生活用水量计算公式:Q1=Pq1/1000 (1-1) 式中:Q 1居民生活用水量,m 3/d。q1最高日居民生活用水定额,根据对江西省已建成农村饮水工程的实际调查,若该供水区域没有向集镇发展的可能,则取 60L/(人d )90 L/(人d) 。若该供水区域有向集镇发展的可能,则需考虑远期发展需要,人均用水定额取 120-150L/(人d) ;具体取值时,应根据后面所列的原则确定。P设计用水居民人数,人;江西省农村饮水安全工程设计指南6若该供水区域没有向集镇发展的可能,则 P 为供水范围内的现状常住人口数,其中包括无当地户籍的常
13、住人口。若供水区域有向集镇发展的可能,需考虑人口自然增长率和机械增长率,则P=P0(1+) n + P1 (1-2) 式中:P设计用水居民人数,人;P0供水范围内的现状常住人口数,其中包括无当地户籍的常住人口,人;设计年限内人口的自然增长率,可根据当地近年来的人口自然增长率确定;n 工程设计年限,a;P1设计年限内人口的机械增长总数,可根据各村镇的人口规划以及近年来流动人口和户籍迁移人口的变化情况按平均增长法确定,一般取 0 人。(2)最高日居民用水定额的选取原则该用水定额包括居民散养畜禽用水量、散用汽车和拖拉机用水量、家庭小作坊生产用水量;取值时,应对当地实际情况,如各村镇居民的用水现状、用
14、水条件、供水方式、经济条件、用水习惯、发展潜力等情况进行调查分析,一般认为:a)村庄比镇区取值低;b)水源水量贫乏地区比水源水量丰富地区取值低;江西省农村饮水安全工程设计指南7c)山区比平原地区取值低;d)定时供水比全日供水取值低;e)发展潜力相对较小的地区取较低值;f)制水成本高的地区取较低值;g)村内有其他清洁水源便于使用时取较低值;h)环境污染较轻地区比环境污染严重地区取值低; i)村庄内大多数住户无“三大件”卫生设施(热水器、洗衣机和大便器)的取较低值。2、公共建筑用水量 Q2农村内的公共建筑一般为学校,无学校的村庄不计此项。公共建筑用水量的取值可按下式:Q2=q2P2 /1000+
15、q2P 2/1000 (1-3) 式中:Q 2公共建筑用水量,m 3/d;q2住宿生的人均用水量,取 20L/(人 d)P2住宿生人数,人;q2走读生的人均用水量,取 10L/(人 d)P2走读生人数,人;3、畜禽饲养用水量 Q3集体或专业户饲养畜禽最高日用水量,应根据畜禽饲养方式、种类、数量、用水现状和近期发展计划确定。若村庄内无企业养殖,或企业养殖有独立的自备水源,以及家养畜禽,不计此项。江西省农村饮水安全工程设计指南8圈养时,畜禽饲养用水量可按下式计算:Q3=(该类型畜禽用水量定额 数量) (1-4) 各畜禽最高日用水定额可按表 1-1 选取。表 1-1 饲养畜禽最高日用水定额 单位:L
16、/(头或只d)畜禽类别 用水定额 畜禽类别 用水定额 畜禽类别 用水定额马 4050 育成牛 5060 育肥猪 3040骡 4050 奶牛 70120 羊 510驴 4050 母猪 6090 鸡 0.51.04、企业用水量 Q4有企业的村庄,企业用水量应根据企业类型、规模、生产工艺、用水现状、近期发展计划和当地的生产用水定额标准确定。企业内部工作人员的生活用水量,应根据车间性质确定,无淋浴的可为 2035L/(人班) ;有淋浴的可根据具体情况确定,淋浴用水定额可为 4060L/(人 班) 。对耗水量大、水质要求低或远离居民区的企业,是否将其列入供水范围应根据水源充沛程度、经济比较和水资源管理要
17、求等确定。5、消防用水量 Q5消防用水量 Q5 应按照建筑设计防火规范 (GBJ16 )和村镇建筑设计防火规范 (GBJ39)的有关规定确定。允许短时间间断供水的村镇,当上述用水量之和高于消防用水量时,确定供水规模时,可不计此项。6、浇洒道路和绿地用水量 Q6经济条件好或规模较大的镇可根据需要适当考虑,其余镇、村可不江西省农村饮水安全工程设计指南9计此项。7、管网漏失水量和未预见水量之和 Q7管网漏失水量和未预见水量之和,宜按上述用水量之和的 10%25% 取值,规模较小的供水区域取较低值、规模较大且有向集镇发展可能的供水区域取较高值。8、水厂自用水量 Q8水厂自用水量 Q8 应根据原水水质、
18、净水工艺和净水构筑物(设备)类型确定。采用常规净水工艺的水厂,可按最高日用水量的 5%10%计算;只进行消毒处理的水厂,可不计此项。二、供水规模的确定供水规模(即最高日用水量)Q d= Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6+ Q7(1-5)水源取水量= 供水规模+ 水厂自用水量 (1-6 )根据江西省实际情况,在简化水量计算过程,可以采用人均综合用水指标;具体人均综合用水指标一般为 80120L/(人d) ,但是若该供水区域有向集镇发展的可能,需考虑远期发展需要,人均综合用水指标为 200L/(人d) 。各设计人口设计供水规模上下限见表 1-2。江西省农村饮水安全工程设计指南10表 1
19、-2 设计供水规模表供水规模(m 3/d)下限 供水规模(m 3/d)上限序号 设计人口(人) 人均以 80( L/(人d))计 人均以 120(L/( 人d))计1 10000 800 12002 7500 600 9003 5000 400 6004 2500 200 3005 1500 120 1806 500 40 607 200 16 248 100 8 12根据慢滤池的设计等级,将万人以下的供水规模分为六个等级,各等级供水规模见表 1-3。表 1-3 供水规模等级表等级 供水规模(m 3/d) 等级 供水规模(m 3/d)1 1200415 4 7826.52 523175 5 3
20、3113 19666 6 13.14.4江西省农村饮水安全工程设计指南11第二节 水源选择及工艺流程一、水源选择原则及顺序(一)水源选择原则由于村镇水源的类型多,水源水质差异较大,应结合村镇水源特点考虑以下几个方面:1、水质良好,水量充沛,便于水源保护。地下水源水质符合地下水质量标准 (GB/T14848-93)的要求;地表水源水质符合地表水环境质量标准 (GB3838-2002)的要求,或符合生活饮用水水源水质标准 (CJ3020-93)的要求。 2、当有多个水源可选时,应从水质、水量、投资、运行成本、施工和管理条件、卫生防护条件进行综合比较,择优选取。3、当选用山泉水时,尽可能使之重力自流
21、,以节省造价。4、可使取水、输水、净化设施安全经济和维护方便。5、具有施工条件。6、符合当地水资源统一规划管理的要求。7、水源选择还应进行水源水量保证率分析,干旱年枯水期可供水量应为 90%以上,设计取水量保证率一般为 95%。(二)水源选择的一般顺序在选择农村供水水源时,可参照上述原则,并结合水源水质监测报告,在优先考虑城镇已建水厂管网延伸水源后,按以下先后顺序考虑:1、可直接饮用或经简单处理即可饮用的水源,如山泉水、深层地江西省农村饮水安全工程设计指南12下水、未受工业或农业污染的浅层地下水、未污染的洁净的水库水及未污染的洁净的湖水。2、经常规化处理后即可饮用的水源,如江河水、水库水及湖水
22、等。3、便于开采,但需经特殊处理方可饮用的地下水源,如铁(锰)量超过生活饮用水卫生标准 (GB5749-2006 )规定的地下水源。另外,一些特殊的水源即高氟、高砷水、苦咸水,由于处理工艺复杂、处理成本高和运行管理麻烦,一般不作为水源考虑;本指南未涉及该种水源。(三)常用水源结合江西省实际情况,有四种常用水源。分别是:山泉水、地下水、水库水(山塘水、湖泊水)及江河水。四种水源的特点见表 1-4。表 1-4 常用水源水特点水 源 种 类 主 要 特 点山泉水 浊度较低,细菌含量较少,水质良好。浅层地下水1、直接与大气相通,水位受大气降水与季节的影响较大,雨季水位上升,旱季水位下降。2、浊度低、且
23、细菌含量少。地下水 深层地下水 1、存在于两个隔水层之间,外界影响较小。2、水量、水质较稳定,且不易受污染。3、比浅层地下水水质更好。水库水(山塘水、湖泊水)1、水量、水质受季节与降水的影响一般比江河水要大。2、浊度一般较江河水低。3、水中藻类及浮游生物在春秋季繁殖较快、且有时引起臭味。江河水 1、水量和水质受季节与降水的影响较大。2、浊度较湖泊、水库水高。江西省农村饮水安全工程设计指南13二、工艺流程农村饮水安全工程主要以生活饮用水为主。由于水源不同,水质也有较大的差别,因此,其工艺流程的确定应根据水源水质检测报告、用户对水质的要求并结合有关规范、以及参考相似情况下已建成运行工程的工艺流程确
24、定。(1)以地表水为水源的生活饮用水,其处理工艺流程中一般包括混合絮凝、澄清、过滤和消毒等。其工艺流程如下:原水混凝沉淀(澄清)过滤消毒管网用户通常,在农村饮水工程中,采用混凝沉淀(沉淀)+过滤工艺的采用一体化净水设备或者慢滤技术。(2)当地表水原水浊度比较低、长期不超过 20NTU、瞬间不超过60NTU 时,同时不受工业废水污染且水质变化不大,可省略混凝沉淀(或澄清)构筑物,原水采用双层滤料或多层滤料滤池直接过滤。其工艺流程如下:原水接触过滤消毒管网用户(3)当原水水质除细菌学指标外,其余指标必须符合生活饮用水卫生标准 (GB5749-2006)规定,则一般只需经过消毒即可供给用户饮用。其工
25、艺流程如下:原水消毒管网用户(4)若原水中铁、锰含量超过饮用水水质标准时,则需经过曝气与催化氧化过滤等处理工艺,其处理工艺流程如下:原水曝气催化氧化过滤管网用户江西省农村饮水安全工程设计指南14结合江西省实际情况,主要有四种水源,即山泉水、地下水、水库水及江河水,这四种水源的净水处理工艺流程主要分为两类:一类只需消毒即可供给用户,如地下水,山泉水;另一类须经常规工艺处理后方可供给用户,如水库水(山塘水、湖泊水) 、江河水。下列工艺流程可作参考:1、山泉水消毒山泉水 高位水池 管网 用户选用以上工艺的山泉水水源水质除细菌学指标外,其余指标必须符合生活饮用水卫生标准 (GB5749-2006)规定
26、。当山泉水水质经常不达标时,其工艺流程可以按照江河水处理;当山泉水由于历时较短的暴雨导致水质不达标,可短时间内停止供水。选用山泉水作为水源,应尽量利用重力自流供水,以降低造价,方便运行管理。2、浅层地下水方案一:消毒 (变频或气压控制) 浅层地下水 大口井 泵房 管网 用户方案二:消毒 (液位控制) 浅层地下水 大口井 泵房 高位水池(水塔) 管网 用户选用浅层地下水作为水源,采用该工艺除其水质除细菌学指标外,江西省农村饮水安全工程设计指南15其余指标必须符合生活饮用水卫生标准 (GB5749-2006)规定;否则按江河水处理。若供电电源稳定可靠,且净水厂附近有高地可建高位水池,则可通过经济技
27、术比选确定工艺流程;若净水工程无稳定的供电电源,则选用高位水池。3、深层地下水方案一:(变频或气压控制) 消毒 深层地下水 管井 泵房 管网 用户方案二:(液位控制)消毒 深层地下水 管井 泵房 高位水池(水塔) 管网 用户选用深层地下水水源采用该工艺除水质除细菌学指标外,其余指标必须符合生活饮用水卫生标准 (GB5749-2006)规定;否则按江河水处理。若供电电源稳定可靠,且净水厂附近有高地可建高位水池,则可通过经济技术比选变频控制和高位水池方案。若净水工程无稳定的供电电源,则选用高位水池。4、水库水(山塘水、湖泊水)方案一:杀藻剂 混凝剂 消毒 水库水 取水泵房 一体化净水设备或慢滤技术
28、 清水池 管网 用户江西省农村饮水安全工程设计指南16方案二:杀藻剂 混凝剂 消毒 (变频或气压控制) 水库水 取水泵房 一体化净水设备或慢滤技术 清水池 送水泵房 管网 用户方案二:杀藻剂 混凝剂 消毒 (液位控制) 水库水 取水泵房 一体化净水设备或慢滤技术 清水池 送水泵房 高位水池(水塔) 管网 用户当水库水的浊度长期不超过 20NTU,瞬间不超过 60NTU 时,采用慢滤加消毒或接触过滤加消毒的净水工艺;否则采用一体化净水设备。若净水厂的高程高于供水最不利点的高程,且高差大于等于输水管网水头损失与最小服务水头之和,则不需设置送水泵房,可重力自流供水;若供电电源稳定可靠,且净水厂附近有
29、高地可建高位水池,则可通过经济技术比选确定工艺流程;若净水工程无稳定的供电电源,则选用高位水池。5、江河水方案一:混凝剂 消毒 (变频或气压控制) 江河水 取水泵房 一体化净水设备或慢滤技术 清水池 送水泵房 管网 用户方案二:江西省农村饮水安全工程设计指南17混凝剂 消毒 (液位控制) 江河水 取水泵房 一体化净水设备或慢滤技术 清水池 送水泵房 高位水池(水塔) 管网 用户当江河水的浊度长期不超过 20NTU,瞬间不超过 60NTU 时,采用慢滤加消毒或接触过滤加消毒的净水工艺;否则采用一体化净水设备。若供电电源稳定可靠,且净水厂附近有高地可建高位水池,则可通过经济技术比选确定工艺流程;若
30、无稳定的供电电源,则优先选用高位水池。6、铁锰超标地下水方案一:(变频或气压控制) 消毒 铁锰超标地下水 泵房 曝气 锰砂过滤器 管网 用户方案二:(液位控制) 消毒 铁锰超标地下水 泵房 曝气 锰砂过滤器 高位水池(水塔) 管网 用户若供电电源稳定可靠,且净水厂附近有高地可建高位水池,则可通过经济技术比选确定工艺流程;若无稳定的供电电源,则优先选用高位水池。江西省农村饮水安全工程设计指南18第二章 工程设计第一节 工程总体布置农村供水工程的总体布置主要考虑以下几个因素:1、以人口的发展以及相应的水量、水质、水压资料作为其考虑的因素。2、供水的安全性和可靠性。3、供水系统一般可按远期设计,近期
31、实施。4、供水系统的压力应满足国家规范和当地行政主管部门有关规定的要求。5、水源选择应根据第一章第二节水源选择的一般顺序,经过多方案经济比较,选择经济合理的水源。6、为了尽量减少占地,水厂及泵站的布置应尽量布置紧凑。且为了减少投资,应尽量减少工程的征地和拆迁。7、水厂位置宜选择在交通方便,以及供电安全可靠和水厂生产废水处置方便的地方。8、当取水地点距离用水区较近时,水厂与取水构筑物建在一起。当取水地点距离用水区较远时,将水厂设置在离用水区域较近的地方。除此之外,还应充分考虑地形、地质等条件,力求整个系统经济合理、高效。江西省农村饮水安全工程设计指南19第二节 取水工程根据前面所述的水源类型及选
32、取的原则,取水工程设计中主要包括四种取水构筑物,分别是:低坝取水构筑物、大口井、管井及岸边式取水泵站。一、低坝取水构筑物引山泉供水方式可以实现山泉高位水池配水管网用户的全线重力自流,是最节能的一种供水方式。为能有效地取得山泉水,需在水源处建低坝取水构筑物。考虑到农村的实际情况,坝体采用浆砌石重力坝,坝高 H 分别采用 1.0m、1.5m、2.0m、2.5m 和 3.0m,5 种坝高相应的断面形式详见表 2-1,各地可根据山泉水水源的实际情况和相应的供水规模采用不同的坝高。低坝取水构筑物的设计图详见江西省农村饮水安全工程设计实用图集(取水工程分册) 。图 2-1 为五种坝高相应的断面形式。江西省
33、农村饮水安全工程设计指南20图 2-1 5 种坝高相应的断面形式1:0.51:0.310 3050 503505040101:0.51:0.35202102020501:0.31:0.5150201703605050 25050201:0.1:0.3101:0.51:0.3 30405050 5010 250170 12020江西省农村饮水安全工程设计指南21二、大口井当地下含水层总厚度 510m、底板埋深小于 20m,且涌水量满足当地供水规模时,可选择大口井作为供水水源。江西省大部分地区的潜水层埋藏厚度在 812m 且埋深小于 20m,因此大口井的适用范围较广。据有关资料表明,江西省潜水含水
34、层地层岩性处于细砂层粗砂夹小砾石层范围内;相应的渗透系数 K 处于 10 100m/d 之间;影响半径处于50500m 之间。大口井采用潜水非完整井井底进水,根据取水量计算井直径分别采用 2.0m、3.0m、4.0m、5.0m,含水层厚度取 10m,井底至不透水底板距离取 2m,稳定水位降落值取 4m(相应的井内水深也为 4m) ,潜水非完整井大口井井底进水流量公式为:(2-1)HRmrrmKSQ4lg185.sin221式中:Q 大口井出水流量,m 3/d;K 渗透系数,m/d;S 稳定水位降落深度, m;r 大口井半径,m;m 井底至含水层底板高度,m;R 影响半径,m;H 潜水层厚度,m
35、。根据公式(2-1)的计算结果得出 4 种直径大口井在不同含水层渗透系数条件下相应的供水规模,详见表 2-2。江西省农村饮水安全工程设计指南22表 2-2 4 种直径大口井在不同含水层渗透系数下相应的供水规模d=2m渗透系数(m/d) 10 20 30 40 50 60 80 100供水规模(m 3/d) 120 240 360 440 510 590 770 940d=3m渗透系数(m/d) 10 20 30 40 50 60 80 100供水规模(m 3/d) 160 320 480 570 650 740 960 1160d=4m渗透系数(m/d) 10 20 30 40 50 60 8
36、0 100供水规模(m 3/d) 190 380 570 690 770 870 1110 1340d=5m渗透系数(m/d) 10 20 30 40 50 60 80 100供水规模(m 3/d) 230 460 690 790 870 970 1240 1490各地修建大口井前需进行钻孔试验确定含水层厚度及底板埋深并且通过抽水试验确定含水层渗透系数。大口井设计图详见江西省农村饮水安全工程设计实用图集(取水工程分册) 。考虑到含水层埋深较大的情况下吸出高度的影响,大口井的地下水源一律采用清水潜水泵抽取,水泵的日工作时间根据实际情况确定,一般每天不少于 8h;其流量为根据水泵工作时间即后续工艺
37、确定:若 24h不间断供水,当采用变频泵直接供水时,则流量采用最高日最高时;当采用建调节构筑物的形式时,则流量为最高日平均时;间断供水,则为水泵设计流量为最高日用水量除以水泵工作时间。扬程根据输配水管网水头损失与控制点所需最小服务水头及两地高差之和计算确定确定,具江西省农村饮水安全工程设计指南23体见配水工程章节;水泵台数可按如下条件确定:允许间断供水的村庄,可选用一台水泵;不允许间断供水的村庄,可选用两台水泵,一用一备,以便检修。拟选用 QWG 型等清水潜水泵。为方便仪器设备、阀门及管道混合器等设施的安装,大口井泵房采用井上式,其设计遵照村镇供水工程技术规范 (SL310-2004)第5.0
38、.12 条的要求,大口井泵房的设计图详见江西省农村饮水安全工程设计实用图集(取水工程分册) 。三、管井当当含水层总厚度大于 5m、底板埋深大于 15m 时,可选择管井。管井设计采用潜水完整井,含水层厚度取 10m,稳定水位降落值取4m,潜水完整井管井流量计算公式为:(2-2)rRSHKQlg236.1式中:Q 管井出水流量,m 3/d;K 渗透系数,m/d;H 潜水含水层厚度,m;S 稳定水位降落, m;R 影响半径,m;r 管井半径,m。根据公式(2-2)的计算结果得出 2 种直径管井在不同含水层渗透系数条件下相应的供水规模,详见表 2-3。江西省农村饮水安全工程设计指南24表 2-3 2
39、种直径管井在不同含水层渗透系数条件下相应的供水规模d=100mm渗透系数( m/d) 10 20 30 40 50 60 80 100供水规模(m 3/d) 290 580 870 1000 1200 1380 1790 2180d=150mm渗透系数( m/d) 10 20 30 40 50 60 80 100供水规模(m 3/d) 310 620 930 1110 1270 1450 1870 2280各地修建管井前需进行钻孔试验确定含水层厚度及底板埋深并且通过抽水试验确定含水层渗透系数。管井设计图详见江西省农村饮水安全工程设计实用图集(取水工程分册) 。管井的地下水源采用深井泵抽取,水泵
40、的日工作时间根据实际情况确定,一般每天不少于 8h;其流量为根据水泵工作时间即后续工艺确定:若 24h 不间断供水,当采用变频泵直接供水时,则流量采用最高日最高时;当采用建调节构筑物的形式时,则流量为最高日平均时;间断供水,则为水泵设计流量为最高日用水量除以水泵工作时间。扬程根据输配水管网水头损失与控制点所需最小服务水头及两地高差之和计算确定确定,具体见配水工程章节;水泵台数可按如下条件确定:允许间断供水的村庄,可选用一台水泵;不允许间断供水的村庄,可选用两台水泵,一用一备,以便检修。拟选用 QJ 或 JC 型等长轴型深井泵。管井泵房采用井上式,泵房的设计遵照村镇供水工程技术规范(SL310-
41、2004)第 5.0.12 条的要求,管井泵房的设计图详见江西省农村饮水安全工程设计实用图集(取水工程分册) 。江西省农村饮水安全工程设计指南25四、岸边式泵站对于山泉水和地下水的水源条件不能满足供水规模要求的村庄,可以考虑取用水库水(山塘水、湖泊水)及江河水等地表水源,取水口建岸边式泵站。岸边式泵站的设计只考虑供水规模大于 5000 人的村庄,水泵的日工作时间根据实际情况确定,一般每天不少于 8h;其流量为根据水泵工作时间即后续工艺确定:若 24h 不间断供水,当采用变频泵直接供水时,则流量采用最高日最高时;当采用建调节构筑物的形式时,则流量为最高日平均时;间断供水,则为水泵设计流量为最高日
42、用水量除以水泵工作时间。其扬程根据输配水管网水头损失与控制点所需最小服务水头及两地高差之和计算确定确定,具体见配水工程章节;水泵台数可按如下条件确定:允许间断供水的村庄,可选用一台水泵;不允许间断供水的村庄,可选用两台水泵,一用一备,以便检修。拟选用AOSh 或 S、SA 型等清水离心泵。根据供水规模确定的水泵台数选择不同类型的泵房,即容纳 1 台机组和 2 台机组的两种泵房。泵房的设计按照泵站设计规范(GB/T50265-97)的要求进行,泵房的设计图详见江西省农村饮水安全工程设计实用图集(取水工程分册) 。江西省农村饮水安全工程设计指南26第三节 输水工程一、浑水输水管设计以地表水(包括水
43、库水、山塘水、湖泊水和江河水)为水源的供水工程,需浑水输水管设计。(一)布置原则输水管的布置原则主要有以下几点:1、沿现有道路或规划道路;2、尽量缩短输水距离;3、输水方式的选择,往往受当地自然条件,特别是天然水源条件的制约。当水源高于供水区时,采用重力输水方式;否则均为压力输水。在水源水质好且水量充沛的情况下,一般优先考虑重力输水;4、尽可能避开障碍物和工程地质条件不良地区;5、减少占地和拆迁,少占农田,尽可能不占良田;6、便于施工、运行、维护;7、在管道凸起点,应设自动进(排)气阀;长距离无凸起点的管段,每隔一定距离亦应设自动进(排)气阀;8、在管道低凹处,应设排空阀;9、重力流输水管道,地形高差超过 60m 并有富余水头时,应在适当位置设减压设施;10、输水管线的条数,应根据给水系统的重要性、输水量的大小等因素,全面考虑确定。当允许间断供水或水源不止一个时,可设一条输