横山县韩梁村安全饮水工程方案

马艳霞

（横山县水利灌溉管理工作站 陕西 横山 719100）

1 概况

韩梁村位于横山县西南18km处的雷龙湾乡，属黄土丘陵沟壑区，境内山大沟深，梁峁纵横，自然条件恶劣。主要地貌类型为梁、峁、沟壑地貌，地势起伏不平，海拔标高在1004m～1154.0m之间，相对高差151m。属中温带半干旱大陆性季风气候区，春季干旱多风，夏季干燥炎热，秋季凉爽短促，冬季干冷漫长。年平均气温8.1℃，年平均降水量414.1mm，年平均蒸发量1870.9mm，无霜期157d，最大冻土深度1.44m。工程区自然灾害频繁，主要表现为干旱、霜冻、洪涝、冰雹等，尤以干旱频率最高，危害最广，损失最大，俗有“十年九旱”之说。韩梁村共有151户，806人，大牲畜100头，猪800头、羊2200只，耕地总面积1924亩，农业人均耕地4.2亩。产业以农业为主，主要种植玉米、豆类、薯类等农作物，人均纯收入2800元。该村人口密度较大，以自然村为单元相对集中居住。

2 饮水现状及存在的问题

近年来，随着农村基础设施的建设，韩梁村交通、电力、通讯等设施有了明显改善，群众生活水平有了较大程度的提高，但饮水不安全一直是该村建设社会主义新农村的主要障碍之一。

韩梁村属无定河水系沙峁沟流域，该区域地表水资源水量缺乏，且年内分布不均，主要集中在7月份～9月份，占全年的60%左右，径流量受大气降水的影响较大，径流过程与用水过程极不协调，地表水资源调节利用难度大。由于受含水层岩性和排泄条件的影响，地下水储量少，埋藏深，开采利用难度大。区内水系不发育，由于地下水储存和开采利用条件较差，自然条件恶劣。村民现状饮用水水源位于距村庄420m处的沟底，吃水只有靠畜驮或人挑，且水质安全没有保障，饮水问题占用了大量的劳动力，严重影响着群众正常的农业、畜牧业生产和外出务工。再加上经常干旱，不仅使得农业生产受到严重危害，而且还造成人畜饮水困难，严重地制约着韩梁村经济发展和当地群众脱贫致富的步伐，群众极其渴望能通过国家的援助和自己的努力共同解决这一世世代代的生活难题，因此，韩梁村安全饮水工程的兴建显得非常必要和迫切。

3 供水方案

3.1 用水量计算

用水量包括生活用水、牲畜用水、公共建筑用水、管网漏失水量和不可预见用水。根据水利部和卫生部联合下发的《关于印发农村饮用水安全卫生评价指标体系的通知》要求，结合工程实际情况，确定本工程最高日用水定额为:人40L/d，大畜牲40L/d，猪20L/d，羊 10L/d。

最高居民日生活用水量按下式计算：

式中，W生——最高居民日生活用水量（m3/d）；

P0——现有人口数；

q——最高居民日生活用水定额（L/人·d）；

α——人口年自然增长率取6‰。

牲畜日用水量：计算公式及方法同上。

管网漏失水量和不可预见用水：取生活用水量和牲畜日用水量之和的15%，即W漏=（W生+W牲）×15%

经计算，以满足日用水量要求确定本工程设计供水规模，设计供水规模为20.29m3/d。

3.2 水源及工程布置

经实地勘测，韩梁村水系不发育，没有可利用的地表水，故只能打机井，提取地下水作为饮用水水源。地下潜水埋藏较深，不易污染，水质良好，直观清澈透明无味，符合人畜饮用标准。故本工程采用打机井作水源。

该工程属小型工程项目，以水利部对北方缺水地区人畜饮水项目实施的技术标准为依据，结合有关行业标准进行设计。设计基准年为2012年，设计水平年为2027年，设计供水保证率为95%。本工程拟建机井泵站型饮水工程，在榆树界自然村打机井作为水源，建泵站和机房，沿沟坡埋设上水管道至高位蓄水池，从高位水池底部分别接出供水管道，形成分级供水管网，供水到各居民区。工程主要建设内容包括：水源工程、泵站工程、上水管道、高位水池、机电及动力线路工程和供水管网工程。

3.3 机井设计

设计井型为潜水完整井，井深170m，松散层 80m，岩层90m，由钻机钻成，井径为φ300mm。井筒上部松散土质段衬钢筋砼管，下部基岩段不衬砌，井口用浆砌砖围砌井台及井筒，井筒用0.24m厚砖圆形围护，井筒高1.5m，钢丝、电缆等装入井筒防止冻损，并设铸铁井盖。井深15m以内为密封管，井壁外用粘土密封；井深15m以下至含水层底部为滤水管，井壁外填充滤水材料，为碎石与粗砂混合料，粗砂直径0.5mm～2mm，碎石直径5mm～20mm；钻井深度深入基岩层。

3.4 泵站工程

设计机房为砖混结构，采用M7.5水泥砂浆砌砖砌筑，钢筋砼楼板盖顶，内墙用M10水泥砂浆抹面，并刮胶腻两遍，外墙采用白色贴面砖，雨棚采用现浇C20钢筋砼，宽0.6m，厚0.1m，平面轴线尺寸为a×b=2.5m×3m，净高3m。考虑到机组安装尺寸及采光和通风要求，设置一门一窗，窗子采用铝合金推拉窗，并安装防盗窗；房门采用成品钢防盗门，并在机房顶部安装吊泵杠，机房内安装配电柜一面。

上水管道长度为350m，采用DN50钢管85m、1.6MPaDN50PE管260m，设计流量为水泵出水量，初选水泵出水量Q=6m3/h。上水管路起始于水泵出水阀，在机房外埋入地下，采取挖沟埋压法，管沟开挖深度不小于1.5m，净埋深不小于1.4m。

3.5 机井设备配套

机组选型根据流量和扬程确定。流量即水泵出水量，为6m3/h。

扬程：h设=h净+h损

式中，h设——设计扬程；

h净——净扬程，净扬程为机井动水位与高位水池设计水位之差，经实地勘测，h净=85.14m；

h损——管路损失扬程，为低位水池以后上水管路逐段沿程和局部损失之和。h损=hf+hj，hf为沿程水头损失，hf=λ·L/d·v2/2g，式中：λ—沿程损失系数，由λ=8g/C2计算，C为谢才系数；L—管道长度，d—管道内径，v2/2g—流速水头。经计算，hf=11.13m。局部损失采用近似计算法，取hj=hf·10%，则：hj=11.13×10%=1.11m。h损=hf+hj=11.13+1.11=12.24m。则水泵设计总扬程为：H总=H地+h损=85.14+12.24=97.38m。

根据供水量要求和实践经验，经比较分析该工程采用潜水泵提水，根据水泵最高扬程H总选用三相潜水泵6-140-9.2kW潜水泵一台，配水泵额定扬程140m，每小时出水量6t，满足设计要求。

3.6 电气设备

榆树界村庄中央有一台变压器可满足动力需求，设计从该变压器引线，埋设380V动力电缆线路200m到站址。输电线为三相四线制，VV22—3×10＋1×6铜芯电缆线。

3.7 高位水池

本工程需建高位水池一座，建在榆树界自然村较近，地势较高的山顶上，以满足各村民小组大部分用户自流用水要求，其蓄水容积按满足5日用水量要求，应为：榆树界V高=100m3。高位水池采用地埋式浆砌砖楼板断面，净尺寸为b×h×L=3m×2.8m×11.9m，2.8m作为正常蓄水深。

高位水池位于山顶，土层干燥，开挖方便，故池深定为2.8m。池顶部填土不小于1m。进水管道从池上部进入，自由出流，可防止停机倒流。池边墙盖楼板处设溢流管，防止池水位过高。池底设排砂管,以利于清洁池底。水池采用M7.5水泥砂浆砌青砖建筑（墙体为直墙式，内壁用M10水泥砂浆抹面。侧墙宽37cm，池底下铺37cm砖砌体）。如开挖后，基础土质非硬胶土质，则需铺垫3∶7灰土0.3m厚，顶部设检查井，检查井上部采用M7.5水泥砂浆砌青砖建筑，铸铁盖板封闭。

3.8 供水管网

3.8.1 供水管网布设原则

供水管网布设，本着方便安全、经济合理、施工管理便利、运行成本低的原则，根据项目区的地形地貌特点将管网布置成树状结构。设计中考虑人口分布情况，力求水流顺畅，供水管线短、工程量小、造价低，达到经济、适用、美观的要求。

3.8.2 供水管网布设

供水管网选用PE塑料管，塑料管转弯、分支、变径等均采用不同规格国产塑料管件。从高位水池引出1路主供水管道，再从主供水管道引出分供水管，分级埋设，形成管网，供水到各村民小组。各路供水管道以全日制供水设计，设计供水流量等于最高日最高时用水量，经水力计算确定管径，共布设供水管网600m，采用1.6MPaDN32型 PE管 400m，1.6MPaDN20型 PE管200m；溢流管10m，采用1.6MPaDN75型钢管；排污管15m，采用1.6MPaDN75型钢管。

3.8.3 阀井设置

为了管理和检修方便，在高位水池出口附近和管道分支处设检修井，内设控制闸阀。本工程共设检修井1眼，设在主支管道分叉的节点处。检修井内根据管径的不同安装相应的控制闸阀，采用手动闸阀。进户支管上安装控制阀、水表和水咀。检修井为口小底大的圆台形结构，采用M7.5水泥砂浆砌砖建筑，井口直径为0.8m，底部直径为1.5m，深1.6m。井盖采用供水标准铸铁井盖井台。

3.9 供水管材选择及管沟设计

根据供水管网压力要求，该项目区管道全部采用PE管。输水干管压力等级为1.6MPa，配水支管根据不同管径选择压力等级，GB/T1002.1-1996标准。管道变径一般均在分水井处，采用变径管接头连接，分水处采用等径或异径三通或四通连接。管道敷设采用地埋式，管沟平均开挖尺寸（宽×深）=0.5m×1.5m，沟槽开挖采用人工开挖。管道铺设后通过通水试压后方可填埋。

对管道须跨翻越的地方，一般均采用地埋式跨（翻）越，管材仍为相应的PE塑管，用聚氨脂发泡保温。并在管道产生负压的地形设排气井。凡管道跨沟跨渠穿路的地方，均设立警示牌柱等标志。

4 结语

恶劣的生态环境，使得韩梁村群众世世代代饮水困难，饮水安全没有保障。根据韩梁村地质条件和地下水埋藏情况，确定打深井，科学布设管网，采取自流的方式，解决全村群众饮水困难。工程实施后，解决了全村人口和牲畜用水问题，改变了祖祖辈辈吃水要靠畜驮（或人挑）的现状，提高了村民生活质量和健康水平，解放了农村生产力，加快了农村经济的发展，促进了精神文明建设，为建设“生产发展、生活富裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的社会主义新农村奠定了坚实的基础。陕西水利