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      福建莆田山區(qū)片城鄉(xiāng)供水一體化工程設(shè)計分析

      2021-04-16 06:32:18郭加躍
      陜西水利 2021年3期
      關(guān)鍵詞:莆田市高程供水

      郭加躍

      (福建省莆田市水利局水利建設(shè)站,福建 莆田 351100)

      保障人民群眾的飲水安全,是全面建設(shè)小康社會的一項重要內(nèi)容,是建設(shè)社會主義和諧社會的一項重要任務(wù)。目前莆田市城鄉(xiāng)居民基本實現(xiàn)有水喝,但廣大山區(qū)的飲水工程規(guī)模小、凈水設(shè)施弱,水質(zhì)水量水壓等均難以保證。且山區(qū)眾多的小微型農(nóng)村飲水安全工程多以群管為主,管理水平低,使得區(qū)域內(nèi)群眾生活用水難以得到保障,阻礙著當?shù)亟?jīng)濟社會的發(fā)展。所以推進建設(shè)城鄉(xiāng)供水一體化項目,整合優(yōu)化小型供水企業(yè),解決人民切實的安全飲用水需求迫在眉睫。

      1 項目背景

      莆田市位于福建省沿海福廈黃金海岸線中部、海峽西岸經(jīng)濟區(qū)閩南經(jīng)濟圈和閩江口經(jīng)濟圈的中間地帶,根據(jù)《莆田市水資源合理配置規(guī)劃》,降水的空間分布自西北山區(qū)向東南沿海遞減,多年平均降水量等值線走向基本上與地形高低相對應(yīng)。受氣候、水汽來源和地形綜合影響,年平均降水量在2000 mm以上的區(qū)域均分布在仙游縣西北部山區(qū),1600 mm~2000 mm之間的區(qū)域主要分布在仙游縣中部及東北部、城廂區(qū)西部以及涵江區(qū)西北部,1300 mm~1600 mm 之間的區(qū)域主要分布在仙游縣南部、城廂區(qū)中東部、涵江區(qū)中東部、荔城區(qū)西部以及秀嶼區(qū)西北部,小于1300 mm 的區(qū)域主要分布在涵江區(qū)東南部、荔城區(qū)東部以及秀嶼區(qū)大部分地區(qū)。

      2 山區(qū)片供水工程設(shè)計

      本次規(guī)劃的山區(qū)片供水工程主要為莆田市涵江區(qū)山區(qū)片供水工程、莆田市城廂區(qū)常太鎮(zhèn)供水工程、莆田市仙游縣北部山區(qū)片供水工程,根據(jù)工程布置情況,擬選擇莆田市城廂區(qū)常太鎮(zhèn)山區(qū)片供水工程作為典型設(shè)計。

      2.1 規(guī)劃水平年供水區(qū)人口計算

      本項目主要解決項目區(qū)內(nèi)的農(nóng)村人口的安全用水問題。項目區(qū)人口自然增長率按8.1‰計(依據(jù)莆田市2014—2017年統(tǒng)計年鑒匯總統(tǒng)計),設(shè)計水平年(2030年)的受益人口計算公式如下:

      式中:P為項目區(qū)設(shè)計水平年受益人口;P0為項目區(qū)現(xiàn)狀年受益人口;a為人口自然增長率;n為設(shè)計年限。

      根據(jù)常太鎮(zhèn)各個行政村人口分布情況,結(jié)合各村莊所處高程,本工程擬供水范圍涉及25 個行政村,另外汀洋村(高程430 m)、內(nèi)東坪村(高程542 m)、外東坪村(高程540 m)由于村莊高程遠遠超出常太鎮(zhèn)村莊平均高程,故三個村莊不列入本次供水范圍,村莊供水保持現(xiàn)狀山澗水為主,地下水為輔的基本狀態(tài)。經(jīng)計算,到規(guī)劃水平年(2030年)供水區(qū)用水人口為4.39 萬人,見表1。

      表1 城廂區(qū)常太鎮(zhèn)人口匯總統(tǒng)計表

      2.2 需水量預測

      (1)居民的生活用水量

      居民生活用水標準按《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計規(guī)范》(SL 687-2014)規(guī)定,及工程所處地理位置和經(jīng)濟發(fā)展情況,本工程取生活用水定額近期取100 L/(人·d),遠期隨著經(jīng)濟發(fā)展人民生活水平的提高,居民生活用水定額取200 L/(人·d)。

      (2)公共建筑用水量

      公共建筑用水量集鎮(zhèn)按10%計算。

      (3)消防用水量

      根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016-2014)規(guī)定,消防用水標準按同一時間內(nèi)火災次數(shù)為2 次,滅火流量取35 L/s,火災歷時按2 h 計。

      (4)管網(wǎng)漏失水量和未預見用水量

      管網(wǎng)漏失水量和未預見用水量按(1)到(3)總和的15%計算。

      工程為全日供水工程,時變化系數(shù)根據(jù)供水規(guī)模按《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計規(guī)范》(SL 687-2014)取1.6(實際管網(wǎng)水力計算時,考慮鄉(xiāng)鎮(zhèn)常住人口與在冊人口比例,實際管網(wǎng)時變化系數(shù)取1.0)。具體需水量見表2。

      表2 供水規(guī)模預測表

      經(jīng)過以上計算,并考慮留有適當余地,本工程近期設(shè)計供水量取6000 m3/d;遠期供水量取8500 m3/d。

      3.3 供水方案

      福建省莆田市城廂區(qū)常太鎮(zhèn)地處莆田市東圳水庫之畔,東臨荔城區(qū)西天尾鎮(zhèn),西毗仙游縣九鯉湖風景區(qū),南通華亭鎮(zhèn),北接涵江區(qū)白沙、莊邊鎮(zhèn),地形上系一山間盆地,四周為低山、丘陵所環(huán)繞,中央地勢較低。

      根據(jù)常太鎮(zhèn)所處地理位置及現(xiàn)有的水源和供水條件,常太鎮(zhèn)供水工程建設(shè)采用跨區(qū)域供水方案- 莆田市自來水公司管網(wǎng)延伸方案:

      在荔城大道行政服務(wù)中心附近DN800 供水主管道開口,利用龍橋溪暗涵橫穿荔城大道后,沿市政府辦公區(qū)道路邊的人行道鋪設(shè)DN400 配水主管至東圳渠道邊。

      3.4 配水線路水力計算

      (1)基本情況

      莆田市自來水公司第二水廠出廠水壓50 m(靜水壓);荔城大道行政服務(wù)中心段配水主管為DN800 球墨管;新建一級加壓泵站(市政府加壓泵站)地面標高25 m;新建二級加壓泵站(東圳電站加壓泵站)地面標高100 m。

      本工程新建配水主管道83.9 km,管徑DN63-400,管材采用PE 管,公稱壓力1.0 MPa。鋪設(shè)村莊入戶配水支管長度1120 km,管徑DN50 和DN25,管道公稱壓力1.6 MPa。

      (2)計算公式

      根據(jù)《室外給水工程設(shè)計規(guī)范》(GB 50013-2006)和《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計規(guī)范》(SL 687-2014),PE 管水頭損失計算采用公式[1]:

      式中:h 為管道沿程水頭損失;i 為水力坡度;C 為海曾威廉系數(shù);Q 為流量,m3/s;d 為管道內(nèi)徑,m;L 為管道長度,m。

      根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計規(guī)范》(SL 687-2014)中的規(guī)定,本工程村鎮(zhèn)配水支管網(wǎng)時變化系數(shù)取1.6,各加壓泵站及高位水池之間的連接配水主管時變化系數(shù)取1.0。村莊配水管網(wǎng)最不利點用水水壓按三層計算,即最不利點供水水壓不小于16 m 的要求。

      (3)計算成果

      根據(jù)以上公式,近、遠期水力計算成果見表3。

      表3 配水主管管道水力計算成果匯總表

      根據(jù)上表計算結(jié)果,本工程新建配水主管道能夠滿足城廂區(qū)常太片各個村莊居民用水要求。

      4 主體工程施工

      (1)土石方開挖

      本工程水泵間基坑土石方開挖工程量不大,擬采用0.6 m3的小型挖掘機進行溝槽開挖,基坑底部按設(shè)計高程采用人工配合進行平整、修底,基坑的開挖斷面須滿足設(shè)計要求斷面。

      開挖的土石方可堆放在基坑遠離延壽溪河道的一側(cè),由5 t 自重汽車運至統(tǒng)一規(guī)劃的棄碴場?;娱_挖時應(yīng)按設(shè)計支護方案進行基坑開挖支護。

      (2)球墨鑄鐵管安裝施工

      ①管道安裝施工

      首先在溝槽底部鋪設(shè)枕木安裝軌道,然后在軌道上組裝龍門吊,龍門吊組裝完成后,移至待裝管道處;管道經(jīng)安裝橡校密封圈后中心調(diào)整、高程調(diào)整就位,采用手拉葫蘆拉近待安裝管道與已安裝好管道對接,再采用墊層料對該管道的進行穩(wěn)固。管道安裝經(jīng)驗收合格后即可進行溝槽回填。

      ②溝槽回填:首先進行清除溝槽內(nèi)雜物,并排除積水,使溝底應(yīng)保持干燥,管道試壓前只能在管體局部,回填土方,待壓水試驗合格后再全面回填。管道兩側(cè)應(yīng)對稱下料,分層夯實,均勻上升。

      ③壓水試驗:壓水試驗可分段進行,分段長度在1 km 以內(nèi)。試驗所用的管端堵頭為特制的鋼板堵頭或試壓后背。最后要進行全段的試通水試驗。

      (3)現(xiàn)澆混凝土

      澆筑前,先進行扎筋、立模、搭設(shè)倉面腳手架和清倉。砼由0.8 m3拌機供料,砼基礎(chǔ)由人工推雙膠輪車水平運輸或通過滑槽入倉,砼閘、橋墩等用腳手架由人工推雙膠輪車提升入倉,砼采用平倉澆筑法,鋪料厚度控制在30 cm~50 cm,普遍以40 cm厚控制。為保證上、下層砼完整結(jié)構(gòu),振搗器需插入下層砼5 cm~10 cm,振搗器布點應(yīng)避開預埋件、止水帶等結(jié)構(gòu),以免對其損壞或移位。

      5 結(jié)語

      莆田市城鄉(xiāng)供水一體化項目規(guī)劃將新建(擴建、遷建)水廠12 座,遠期總設(shè)計供水能力170 萬m3/d;配套建設(shè)水廠配水管網(wǎng)工程共計約20 處,并配套建設(shè)莆田市城鄉(xiāng)供水一體化信息化系統(tǒng)。本項目的建設(shè),可將莆田市城鄉(xiāng)自來水普及率由81%提高到98%,大大提高城鄉(xiāng)居民的生活水平,促進社會基礎(chǔ)設(shè)施的完善,具有明顯的社會經(jīng)濟效益,工程建設(shè)技術(shù)上可行,經(jīng)濟上合理。

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