襄垣縣供水方案研究及水廠工藝設(shè)計(jì)

翟慧霞

(太原供水集團(tuán)有限公司供水設(shè)計(jì)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(jù)縣城總體規(guī)劃，襄垣縣城是上黨北部中心城市，是以煤化工循環(huán)產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的、生態(tài)宜居的現(xiàn)代化工業(yè)城市。2030年縣城中心城區(qū)范圍包括東外環(huán)路、北外環(huán)路和西外環(huán)路所包圍的區(qū)域以及潞安油化電熱一體化綜合示范園，規(guī)劃城市建設(shè)用地22.6 km2，規(guī)劃人口20萬(wàn)人。

1.2 供水現(xiàn)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(wàn)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(wàn)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(wàn) m3/d。東水廠位于縣城東北部，供水能力為0.8 萬(wàn) m3/d，現(xiàn)狀日供水量0.75 萬(wàn) m3/d，占地面積8.8 畝，地面標(biāo)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(wàn) m3/d，現(xiàn)狀日供水量 0.25 萬(wàn) m3/d，占地面積 14.5 畝，地面標(biāo)高898 m，采用加壓供水。隨著縣城的發(fā)展，用水量的不斷增加，現(xiàn)狀供水設(shè)施已經(jīng)無(wú)法滿足其快速發(fā)展的用水需求，存在著水源不足、供水管網(wǎng)布置不合理、管徑偏小、供水安全可靠性差等問(wèn)題。

2 工程方案

根據(jù)縣城的供水現(xiàn)狀，結(jié)合縣城的發(fā)展規(guī)劃，在進(jìn)行了需水量預(yù)測(cè)(2030年縣城需水量為3.9萬(wàn)m3/d)、水源論證、方案比選的基礎(chǔ)上，確定了縣城的供水方案。規(guī)劃在縣城北部高地、水源地附近新建北水廠一座(供水規(guī)模2.5萬(wàn)m3/d)，并對(duì)現(xiàn)狀東、西水廠進(jìn)行改造。縣城將由新建北水廠、現(xiàn)狀東水廠、現(xiàn)狀西水廠聯(lián)合供水，其中新建北水廠重力流供縣城中部區(qū)域，改造后的東水廠供縣城東部區(qū)域，改造后的西水廠供縣城西部區(qū)域。

2.1 供水整體系統(tǒng)

1)水源:采用新建城北水源、現(xiàn)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(lián)絡(luò)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(wǎng)的輸水管線、東水廠至東部配水管網(wǎng)的輸水管線、西水廠至西部配水管網(wǎng)的輸水管線及中部管網(wǎng)集中出流點(diǎn)至西水廠的輸水管線。

3)水廠:規(guī)劃新建北水廠一座，并對(duì)東水廠和西水廠進(jìn)行改造。

4)配水管線:對(duì)各供水區(qū)域進(jìn)行管網(wǎng)平差，根據(jù)平差結(jié)果，結(jié)合管網(wǎng)的現(xiàn)狀情況，確定需新建的管網(wǎng)。

2.2 供水區(qū)域劃分及供水方式

根據(jù)縣城的發(fā)展、地形特點(diǎn)、供水設(shè)施的建設(shè)等，以太行路和昶平路為界分為西部、中部和東部三個(gè)供水區(qū)域。

1)中部供水區(qū)域。中部供水區(qū)域:北外環(huán)路以南、太行路以東、昶平路以西、太長(zhǎng)公路及倉(cāng)橋街以北，供水面積12 km2，供水人口9.2萬(wàn)人，地面標(biāo)高850 m～880 m，規(guī)劃期內(nèi)需水量1.8萬(wàn)m3/d。規(guī)劃由新建北水廠采用重力流供水。

2)西部供水區(qū)域。西部供水區(qū)域供水范圍:北外環(huán)路以南、西外環(huán)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(wàn)人，地面標(biāo)高880 m～910 m，規(guī)劃期內(nèi)需水量1.1萬(wàn)m3/d。規(guī)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(wàn)m3/d，一部分由新建北水廠通過(guò)中部配水管網(wǎng)供給，供水量為0.5萬(wàn)m3/d。

3)東部供水區(qū)域。東部供水區(qū)域:北外環(huán)路以南、昶平路以東、東外環(huán)路以西、倉(cāng)橋街以北，供水面積5.5 km2，供水人口5.1萬(wàn)人，地面標(biāo)高880 m～930 m，規(guī)劃期內(nèi)需水量1.0萬(wàn)m3/d。規(guī)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(wàn)m3/d，一部分由新建北水廠通過(guò)中部配水管網(wǎng)供給，供水量為0.2萬(wàn)m3/d。

3 工藝設(shè)計(jì)

新建北水廠位于縣城北外環(huán)以北約1.5 km，東垴頭村附近，站址標(biāo)高912 m，設(shè)計(jì)供水規(guī)模2.5萬(wàn)m3/d。水廠呈長(zhǎng)方形，東西寬79 m，南北長(zhǎng)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(chǎn)區(qū)，中部為生活區(qū)，南部為辦公區(qū)。生產(chǎn)區(qū)設(shè)有清水池、吸水井、泵房/值班配電間、加氯間和水源熱泵機(jī)房;生活區(qū)內(nèi)設(shè)有食堂/女職工宿舍、車庫(kù)/男職工宿舍和維修間/倉(cāng)庫(kù)，辦公區(qū)設(shè)辦公樓及門房見(jiàn)表1。根據(jù)廠區(qū)工藝流程的布置，結(jié)合廠區(qū)內(nèi)的地形和周邊的地形標(biāo)高以及雨污水的排放等因素進(jìn)行水廠豎向設(shè)計(jì)。豎向高程按水廠西側(cè)大門路中地面高程912 m為控制點(diǎn)，進(jìn)行水廠的高程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)標(biāo)高由北向南逐漸降低。

表1 主要構(gòu)(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(jīng)水廠處理后達(dá)到GB 5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)水源的水質(zhì)特點(diǎn)，水廠采用如下工藝流程:

3.3 清水池

水廠設(shè)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(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)導(dǎo)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(shè)DN600進(jìn)水管，DN600出水管，DN600溢流管等。

3.4 吸水井

水廠設(shè)吸水井1座，吸水井容積按最高日最高時(shí)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(jié)構(gòu)，池頂高出地面1 m，高出地面部分做保溫處理。中間設(shè)隔墻將吸水井分為兩個(gè)獨(dú)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(shè)水泵7臺(tái)，其中:單級(jí)臥式雙吸離心泵5臺(tái)，4用1備，供縣城用水;立式離心泵2臺(tái)，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(diào)速自動(dòng)控制系統(tǒng)，以達(dá)到節(jié)能降耗，自動(dòng)控制等功能。

3.6 加氯間

采用二氧化氯進(jìn)行消毒，二氧化氯由發(fā)生器現(xiàn)場(chǎng)制備。加氯間為地上式，磚混結(jié)構(gòu)，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(fā)生間、配電室及值班室組成。

3.7 其他設(shè)計(jì)

1)水廠管線設(shè)計(jì)。a.工藝管線:工藝管線包括生產(chǎn)給水管線和加氯管線。生產(chǎn)給水管線包括清水池進(jìn)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(qū)圍墻。此外，設(shè)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(diǎn)的管線。b.排水管線:廠區(qū)排水采用雨污分流制，生活污水先流入化糞池后再進(jìn)入廠區(qū)污水管道，最后經(jīng)廠外道路排入廠區(qū)西側(cè)道路的污水管內(nèi)。水廠雨水排入廠區(qū)雨水管道，最后經(jīng)廠外道路排入廠區(qū)西側(cè)道路的雨水管內(nèi)。

2)水廠道路設(shè)計(jì)。廠區(qū)設(shè)置環(huán)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(jié)語(yǔ)

1)本工程針對(duì)襄垣縣城供水現(xiàn)狀存在的問(wèn)題，結(jié)合規(guī)劃，根據(jù)縣城的地形分布特點(diǎn)，對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行了合理的分區(qū)，確定了供水方案。2)針對(duì)原水水質(zhì)情況，確定工藝流程，并結(jié)合水廠地形特點(diǎn)，對(duì)水廠進(jìn)行平面布置和豎向設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上對(duì)各建(構(gòu))筑物單體進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

［1］上海市政工程設(shè)計(jì)研究院.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)(第3冊(cè))城鎮(zhèn)給水［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

［2］GB 50013-2006，室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.