屯留區(qū)四個(gè)村飲水安全鞏固提升工程建設(shè)方案

焦志麗

（長治市農(nóng)村供水工程管理中心）

1 自然地理與社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況

1.1 自然地理概況

長治市屯留區(qū)地處山西省東南部的上黨盆地西側(cè)，距長治市主城區(qū)20 km。地勢西高東低，由西向東分別為山區(qū)、丘陵區(qū)和平川，從面積上看，大體各占1/3。北部與西部邊緣為丘陵山地，地表沖溝發(fā)育，地形較復(fù)雜，溝底有零星基巖露出；中部有絳河貫穿，由西向東注入漳澤水庫，以河谷階地為主；南部地形平緩，主要地類為耕地。

屯留區(qū)屬典型的大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，干燥多風(fēng)。據(jù)區(qū)氣象觀測資料，年均氣溫9.2℃，極端最高氣溫37.2℃，極端最低氣溫-26.2℃。年均降水量519.0mm，最大年降水量917.0mm，最小年降水量414.0mm，6-9月降水集中，約占年降水量的72%，日最大降水量150.6mm（1989年8月16日）。年均蒸發(fā)量1 553.3mm，約為年降水量的3倍。年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，平均風(fēng)速1.2m/s，瞬時(shí)最大風(fēng)速17m/s。無霜期180 d左右，最大凍土深度0.83m。

屯留區(qū)主要河流有5條，絳河最大，其余為谷河、嵐河、交川河和雞鳴河。絳河是海河水系漳河支流濁漳南源的一條最大支流，全長84.9 km，流域面積876.1 km2，其中屯留819.4 km2，主河槽縱坡2.1‰。

區(qū)域主要為第四系黃土所覆蓋，僅在北部與西部的溝谷中有二疊系上統(tǒng)上石盒子組、石千峰組以及三疊系下統(tǒng)劉家溝組地層出露。主要含水層組為松散巖類含水層組和碎屑巖夾碳酸巖類含水層組。松散巖類含水層組由第四系沉積物組成，厚度變化較大，最大可達(dá)150余m，主要補(bǔ)給來源為大氣降水，局部通過斷裂破碎帶直接補(bǔ)給，徑流區(qū)和排泄區(qū)不明顯，富水性差異較大，受地形控制明顯，水位較淺，一般高于河水位，單位涌水量0.007 5-19.00 L/s·m，滲透系數(shù)0.01-24.00m/d。碎屑巖夾碳酸巖類含水層組，主要由砂巖、巖質(zhì)泥巖夾煤層等組成，富水性較差，單位涌水量0.000 3-0.82 L/s·m，滲透系數(shù)0.04-1.74m/d。區(qū)域主要隔水層由第四系下更統(tǒng)隔水層、第三系上新統(tǒng)隔水層和碎屑巖層間隔水層組成。地下水補(bǔ)給方式主要是大氣降水垂直補(bǔ)給、地表水滲漏補(bǔ)給，排泄方式主要為人工開采和垂直蒸發(fā)。區(qū)域淺層地下水流向由西向東排泄于濁漳河南源漳澤水庫，深層巖溶水由西向東在辛安泉一帶排泄，屯留區(qū)處于徑流地段。

1.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況

屯留區(qū)國土面積1 142 km2，轄7鎮(zhèn)4鄉(xiāng)3個(gè)開發(fā)區(qū)和1個(gè)工業(yè)園區(qū)?？?cè)丝?7.3萬，以農(nóng)業(yè)人口為主。耕地面積4萬hm2，人均耕地0.147 hm2。2018年地區(qū)生產(chǎn)總值128億元。

2 項(xiàng)目區(qū)供水現(xiàn)狀與工程建設(shè)的必要性

2.1 項(xiàng)目區(qū)供水現(xiàn)狀

屯留區(qū)2019年農(nóng)村飲水安全提升工程，主要涉及3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的4個(gè)村，總戶數(shù)799戶，總?cè)丝? 227人，其中貧困戶30戶，貧困人口68人（詳見表1）。各村目前供水現(xiàn)狀如下：

羅莊村：水源為村內(nèi)的2口人工淺井，深約10m，村內(nèi)沒有鋪設(shè)管網(wǎng)，自來水未入戶。村民在淺井抽水到儲(chǔ)水器，然后運(yùn)回家中使用，飲水極為不便，且現(xiàn)有水源出水量不足，無法滿足村民用水需求。

表1 屯留區(qū)2019年農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程區(qū)基本情況表

黑麻池村：水源為村邊人工淺井，經(jīng)提水至高位蓄水池，出蓄水池后經(jīng)村內(nèi)管線入戶?，F(xiàn)有水源出水量不足，無法滿足村民用水需求，村內(nèi)現(xiàn)有的30m3高位蓄水池及輸水管線，年久失修，損毀嚴(yán)重，現(xiàn)已無法正常使用。

古城村：水源為村內(nèi)自建的人工淺井，鋪設(shè)有管網(wǎng)，現(xiàn)有水源出水量不足，無法滿足村民用水需求。

趙家?guī)X村：水源為與醋柳腳村共用一眼機(jī)井，經(jīng)提水至高位蓄水池后鋪設(shè)管線至村內(nèi)管網(wǎng)供水?，F(xiàn)有水源出水量不足，無法滿足村民用水需求。

2.2 工程建設(shè)的必要性

2.2.1 全面建成小康社會(huì)的需要

歷史已經(jīng)進(jìn)入了高質(zhì)量發(fā)展的新時(shí)代。隨著我國綜合國力的顯著增強(qiáng)，人們對美好生活的向往日益強(qiáng)烈，對生活質(zhì)量已經(jīng)從低層次的“有沒有”轉(zhuǎn)向了高層次的“好不好”。十八大以來，黨中央把貧困人口的全面脫貧，作為2020年全面建成小康社會(huì)的底線任務(wù)和標(biāo)志性指標(biāo)。為了全面建成小康社會(huì)，屯留區(qū)委、區(qū)政府根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際，將農(nóng)村飲水安全作為水利扶貧攻堅(jiān)的頭號(hào)工程，科學(xué)規(guī)劃，加快實(shí)施。由此可見，解決羅莊村等4個(gè)村的飲水安全十分必要。

2.2.2 統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展的需要

以城鎮(zhèn)帶動(dòng)農(nóng)村是統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展的突破口。為使“工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)、城市支持農(nóng)村”戰(zhàn)略方針得到真正落實(shí)，需要改變城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)，縮小城鄉(xiāng)發(fā)展差距，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面發(fā)展。“十三五”期間，水利部門實(shí)施的“農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程”，就是統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。針對屯留區(qū)羅莊村等4個(gè)村水源沒有保證、難以實(shí)現(xiàn)飲水安全的情況，盡快解決水源不足的用水矛盾，也是統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展的具體落實(shí)。

2.2.3 實(shí)施脫貧攻堅(jiān)的需要

中共中央在“十三五”規(guī)劃中提出，要實(shí)施脫貧攻堅(jiān)工程，通過精準(zhǔn)扶貧，因人因地施策，提高扶貧實(shí)效；擴(kuò)大貧困地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋面，因地制宜地解決通路、通水、通電等問題。項(xiàng)目區(qū)共有貧困戶30戶，貧困人口68人，雖然占比不大，但也不能拉下。從脫貧攻堅(jiān)角度看，解決貧困人口的飲水安全也很必要。

3 飲水安全鞏固提升工程建設(shè)方案

經(jīng)過多次實(shí)地勘察、測量和收集相關(guān)資料，對項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行調(diào)查分析判斷，提出了更新水源，對相關(guān)設(shè)施、管道進(jìn)行新建和維修，提高供水保證率實(shí)施方案。工程實(shí)施后，可以有效改善項(xiàng)目區(qū)的水源水量不足和保證率不達(dá)標(biāo)等問題。

3.1 工程標(biāo)準(zhǔn)與具體要求

根據(jù)《山西省農(nóng)村供水工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)（試行）》和《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，村鎮(zhèn)供水工程近期設(shè)計(jì)年限宜為5-10 a，遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)年限宜為15-20 a。結(jié)合當(dāng)?shù)匕l(fā)展情況實(shí)際，本工程設(shè)計(jì)年限15 a，設(shè)計(jì)水平年為2033年。具體要求如下：

（1）水質(zhì)。供水水質(zhì)力爭符合國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）的要求。在水源奇缺的地區(qū)，應(yīng)符合《農(nóng)村實(shí)施<生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)>準(zhǔn)則》的要求。

（2）水量。根據(jù)我國農(nóng)村生活用水量標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合屯留區(qū)項(xiàng)目區(qū)的實(shí)際，參照《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL687-2014），最高日用水量采用每人每天60 L計(jì)算，大牲畜每頭每天的用水量不低于60 L。

（3）水壓標(biāo)準(zhǔn)。配水管網(wǎng)中用戶接管點(diǎn)的最小服務(wù)水頭，單層建筑取10m，雙層建筑取12m，二層以上每增高一層增加4m。用水戶水龍頭處的最大靜水壓力不超過40m，超過時(shí)采取減壓措施。

（4）方便程度。集中供水工程盡可能到戶，無法做到供水到戶時(shí)，人力取水時(shí)間不超過10min，特殊地區(qū)不超過20min。

（5）供水規(guī)模。該供水工程屬于小型集中供水工程V型。工程建設(shè)可改善2 385口人（設(shè)計(jì)水平年人口預(yù)測數(shù)，人口自然增長率按4.56‰考慮）及部分牲畜的飲水安全，設(shè)計(jì)總提水流量41.49m3/h，最高日給水總量為15.67-156.04m3/d，年平均供水總量為10.09萬m3。

（6）供水保證率。達(dá)到90%以上。

3.2 工程總體布置

3.2.1 侯家山提水工程

包括上蓮開發(fā)區(qū)羅莊村和黑麻池村。羅莊村水源為新鑿機(jī)井，安裝井泵，配備管理房、控制設(shè)備及輸電線路等。鋪設(shè)PE加筋管D63（4.0MPa）輸水管線至新建50m3高位調(diào)蓄水池，從高位水池鋪設(shè)Φ50PE（1.6MPa）配水干管至村內(nèi)。根據(jù)村內(nèi)實(shí)際情況，在管道布置排水閥門井、排氣閥門井、分水閥門井、減壓井、集控水表井，建設(shè)入戶管網(wǎng)。

黑麻池村水源為新鑿機(jī)井，安裝井泵，配備管理房、控制設(shè)備及輸電線路等。鋪設(shè)Φ50PE（1.6MPa）輸水管線至新建50m3高位調(diào)蓄水池，從高位水池鋪設(shè)Φ32PE（1.6 MPa）配水干管至村內(nèi)，管道布置排水、排氣、分水、減壓、水表等設(shè)施，建設(shè)入戶管網(wǎng)。

3.2.2 古城提水工程

李高鄉(xiāng)古城村水源為新鑿機(jī)井，安裝井泵，配備管理房、控制設(shè)備及輸電線路等。鋪設(shè)Φ90PE（1.6MPa）輸水管線至村內(nèi)管網(wǎng)，支管采用Φ63PE管，根據(jù)村內(nèi)實(shí)際情況，在管道布置排水、排氣、分水、減壓、水表等設(shè)施，建設(shè)入戶管網(wǎng)。

3.2.3 趙家?guī)X提水工程

吾元鎮(zhèn)趙家?guī)X村水源為新鑿機(jī)井，安裝井泵，維修管理房、配備控制設(shè)備及輸電線路等。鋪設(shè)Φ63PE（1.6MPa）輸水管線至新建50m3高位調(diào)蓄水池，從高位水池鋪設(shè)Φ50PE（1.6MPa）配水干管至村內(nèi)。管道布置排水、排氣、分水、減壓、水表等設(shè)施，

3.2.4 供水模式與工藝

該項(xiàng)目區(qū)供水系統(tǒng)采取無塔供水，由變頻柜對水泵進(jìn)行變頻調(diào)速，根據(jù)用水量變化來調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，通過改變水泵轉(zhuǎn)速來保持供水系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定。其供水工藝流程為：水源井→水泵→輸水壓力干管→分水閥門井→供水入戶。

3.3 取水工程設(shè)計(jì)

3.3.1 水源井深與出水量

水源井深根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件確定，出水量根據(jù)各項(xiàng)最高日需水量，計(jì)算水源井滿足飲水需求的最小出水量。羅莊村和黑麻池村，井深均為220m，設(shè)計(jì)流量均為5 m3/h；古城村，井深220 m，設(shè)計(jì)流量20m3/h；趙家?guī)X村，井深100m，設(shè)計(jì)流量5m3/h。

3.3.2 井深結(jié)構(gòu)

（1）鑿井井徑。設(shè)計(jì)的4眼水源井，出露的地層為亞黏土、輕亞黏土、粉砂層及砂卵（礫）石覆蓋層，覆蓋層以下為砂巖與紫紅色泥巖互層分布。根據(jù)以上地質(zhì)情況，確定水源井0-80m時(shí)開口孔徑311mm，80-180m時(shí)開口孔徑273mm，進(jìn)入180m后變徑為244mm至終止。

（2）封閉位置及材料。為防止松散層地表及淺層地下水不良水體滲入井內(nèi)，0-200m松散層采用黏土封閉，松散層與砂巖層交接變徑處水泥砂漿封閉。

3.3.3 井管選用及安裝

成井井徑根據(jù)設(shè)計(jì)出水量、地層巖性等確定，依據(jù)《管井技術(shù)規(guī)范》（GB50296-2017）規(guī)定，設(shè)計(jì)井管采用鋼管。由于水源井地層不穩(wěn)定，井管安裝從井口以下1.2m開始安裝。井深220m時(shí)，安裝井壁管均為219m。井深100m時(shí)，安裝井壁管99m。

3.3.4 下臥式井臺(tái)井罩

機(jī)井井臺(tái)井罩為下臥式，采用M7.5水泥砂漿砌磚結(jié)構(gòu)，直徑2 000mm，壁厚0.24m，井臺(tái)內(nèi)外墻均用1∶2水泥砂漿抹面?；A(chǔ)采用C20混凝土，蓋板為C20鋼筋混凝土預(yù)制板，對接縫采用水泥砂漿勾縫。

3.3.5 井房及前池管理房

新打井后修建井房；在新建前池后修建前池管理房；井房及前池管理房采用磚混結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為條形基礎(chǔ)，屋頂為坡屋頂。井房A：長6.5m，寬4m，建筑面積26m，加院圍墻；井房B：長3.5m，寬4m，建筑面積14m2。

3.4 輸水工程設(shè)計(jì)

3.4.1 輸水線路

羅莊村從新鑿機(jī)井，鋪設(shè)PE加筋管D63長1 260m輸水管線至新建50m3高位調(diào)蓄水池；黑麻池村從新鑿機(jī)井，鋪設(shè)Φ50PE長300m輸水管線至新建50m3高位調(diào)蓄水池；古城村從新鑿機(jī)井，鋪設(shè)Φ90PE長2 500m輸水管線至村內(nèi)管網(wǎng)；趙家?guī)X村從新鑿機(jī)井，鋪設(shè)Φ63PE長1 000m輸水管線至新建50 m3高位調(diào)蓄水池。

3.4.2 管材選擇

供水管材選擇根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)徑、設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力、鋪設(shè)方式以及地形、地質(zhì)、外部荷載、施工和材料供應(yīng)等條件，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定：管道埋設(shè)方式采用地埋，地埋管材采用PE管、鋼管等。

鋼管具有耐高壓、韌性好的特點(diǎn)，一般管壁相對較薄，管段較長，具有重量輕、運(yùn)輸方便、接頭少等優(yōu)點(diǎn)，適宜于地形復(fù)雜地段和穿越各種障礙物。但鋼管價(jià)格較高，耐腐性性能較差，使用壽命相對較短，需對管道的內(nèi)外壁進(jìn)行防腐處理。

PE管材無毒、質(zhì)量輕、韌性好、可盤燒、耐腐蝕，在常溫下不溶于任何溶劑，低溫性能、抗沖擊性和耐久性均比聚氯乙烯好，宜用于飲用水管。但PE管強(qiáng)度較低，適用于壓力較低的工作環(huán)境，且耐熱性能不好，管壁易受尖銳物體損壞，不宜明管鋪設(shè)。

根據(jù)工程所在區(qū)域的地形特點(diǎn)和氣候條件，綜合考慮管材管件的性能特點(diǎn)、價(jià)格、施工費(fèi)用、使用年限和維修費(fèi)用等因素，確定羅莊、西嶺采用鋼管，其他采用PE管。

3.4.3 輸水流速

采用經(jīng)濟(jì)流速，參照《山西省農(nóng)村供水工程初步設(shè)計(jì)要點(diǎn)（試行）》及有關(guān)規(guī)范要求中經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，輸配水管網(wǎng)中經(jīng)濟(jì)流速為0.6-1.2m/s，本項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)取1.0m/s左右。

3.4.4 配套水泵

項(xiàng)目區(qū)水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程分兩部分計(jì)算：一是從井口至調(diào)節(jié)蓄水池的總楊程；二是井泵將水提至井口的總揚(yáng)程。根據(jù)計(jì)算結(jié)果：羅莊村選用175QJ5—310型水泵，功率18 kW；黑麻池村選用175QJ5—200型水泵，功率12 kW；古城村選用175QJ20—200型水泵，功率30 kW；趙家?guī)X村選用150QJ5—150型水泵，功率10 kW。

3.4.5 調(diào)節(jié)構(gòu)筑物

羅莊村、黑麻池村和趙家?guī)X村，須新建調(diào)節(jié)蓄水池；古城村蓄水池基本完好，但有滲漏現(xiàn)象，需對其進(jìn)行維修。蓄水池外側(cè)，設(shè)置防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)。新建蓄水池結(jié)構(gòu)尺寸、配筋，參照國標(biāo)圓形鋼筋混凝土蓄水池標(biāo)準(zhǔn)。

3.4.6 管道縱橫斷面

大部分設(shè)計(jì)管線敷設(shè)在山坡、田間和林地等，外部荷載不大，敷設(shè)深度只考慮凍土深度，適當(dāng)考慮雨水沖劇，管頂覆土不小于1.2m。

管道單管鋪設(shè)管槽開挖斷面底寬取0.5m，雙管鋪設(shè)管槽開挖斷面底寬取0.6m，三管鋪設(shè)管槽開挖斷面底寬取0.8m。土質(zhì)段開挖邊坡取1∶0.2，砂礫石段開挖邊坡鉛直。

管道應(yīng)埋設(shè)在未經(jīng)擾動(dòng)的原狀土層上，管底回填采用細(xì)粒土分層回填，每層厚度100-200mm，土中不得含有大于50mm的磚、石等硬塊，壓實(shí)度≥95%；管頂回填土料、厚度同管底，一般壓實(shí)度＞90%，管頂正上方部位壓實(shí)度85%±2%。如遇軟弱不良地基埋設(shè)管道時(shí)，應(yīng)進(jìn)行鋪設(shè)砂層處理，砂墊層厚度不應(yīng)小于0.1m。

在管道縱向變坡、橫向轉(zhuǎn)彎處及水平段，間隔每100m設(shè)置鎮(zhèn)墩，采用C20混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為0.5m×0.5m×0.5m。

3.5 配水管網(wǎng)

羅莊村配水干管采用PEФ50，長度4 000m；黑麻池村配水干管采用PEФ32，長度800m；古城村配水干管采用PEФ90，長度2 500m；趙家?guī)X村配水干管采用PEФ50，長度200m。

3.6 管道附屬建筑物

3.6.1 控制閥井

圓形磚砌井，井深1.2-1.5m，壁磚砌體采用M7.5水泥砂漿砌筑，井蓋采用直徑700mm球墨鑄鐵。底板碎石墊層，閥門支墩采用C15混凝土現(xiàn)澆，井內(nèi)壁采用1∶2水泥砂漿抹面。閥門井井口高出地面5-10 cm，控制閥門采用手動(dòng)法蘭式伸縮蝶閥。

3.6.2 排氣閥井

在管道凸起處設(shè)置排氣閥門井，內(nèi)設(shè)復(fù)合排氣閥，在供水時(shí)可以排氣，在退水時(shí)可以補(bǔ)氣。

3.6.3 排水閥井

在管道最低處或末端設(shè)置排水閥門井，內(nèi)設(shè)閘閥、排水管等，在工程檢修時(shí)可以排空管道內(nèi)存水。

3.6.4 分水閥井

在管路分岔處或連接處設(shè)置閥門井，作為分水、配水、檢修等用途。井內(nèi)按照不同功能設(shè)置三通、閘閥等設(shè)備管件。

3.6.5 減壓井

其作用是自動(dòng)降低管路工作壓力，可將閥前管路較高的液體壓力減少至閥后管路所需的水平。

3.6.6 水表集控井

水表井凈深1.25m，配件包括水表、鎖閉閥、閘閥及分水器等，需調(diào)試合格后才能進(jìn)行安裝。

排氣、排水、分水、減壓等閥井構(gòu)造同控制閥井。

3.7 工程量與資金籌措

3.7.1 主要工程量與材料用量

土方工程28 046.61m3，石方工程372m3，混凝土191.84m3，鋼筋制安9.53 t，模板制安651.62m2，砌磚288.05m3，安裝PE管道40 350m。主要材料用量：水泥84.79 t，鋼筋9.53 t，汽油2.64 t，柴油4.68 t，砂子64.46m3，碎石180.91m3。

3.7.2 工程預(yù)算

預(yù)算總投資542.78萬元，其中建筑工程費(fèi)357.27萬元，機(jī)電設(shè)備及安裝工程費(fèi)30.22萬元，管道設(shè)備及安裝工程費(fèi)97.52萬元，臨時(shí)工程費(fèi)12.13萬元，獨(dú)立費(fèi)用29.83萬元。

3.7.3 資金籌措方案

工程建設(shè)資金，50%為山西省2019年農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程第三批債券資金，50%為區(qū)（縣）級財(cái)政投資。