供水站與水廠并網(wǎng)工程設(shè)計要旨

楊衛(wèi)紅

(商丘市水利建筑勘測設(shè)計院，河南 商丘 476000)

0 引言

隨著供水站供水規(guī)模增大，供水壓力大，再加上運(yùn)行10余年，部分設(shè)備及設(shè)施老化，不能滿足現(xiàn)狀供水要求，需與水廠并網(wǎng)來滿足居民用水需求，并網(wǎng)后后期供水以水廠為主。

1 基本情況

水廠建于2011年，目前供水人口為32 710人，設(shè)計供水規(guī)模為2 298 m3/d。水廠內(nèi)設(shè)置有1座2×400 m3清水池，半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；2套型號為200QJ50-78/6潛水泵，1套型號為200QJ50-104/8潛水泵，深井3眼，單井設(shè)計出水量為50 m3/h；水廠現(xiàn)有離心泵6套為：流量100 m3/h、揚(yáng)程41 m的離心泵1臺，流量50 m3/h、揚(yáng)程58 m的離心泵4臺，流量21.63 m3/h、揚(yáng)程60 m的離心泵1臺；現(xiàn)有4臺40 t/h除氟設(shè)備。

2 工程供水規(guī)模

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計規(guī)范》(SL687-2014)3.1規(guī)定，本工程并網(wǎng)后水廠總供水規(guī)模主要對居民生活用水量、公共建筑用水量、管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見用水量進(jìn)行預(yù)測。

2.1 設(shè)計人口數(shù)量的確定

設(shè)計經(jīng)濟(jì)使用年限15年，人口有一定自然增長率，用水量也會逐年增加，為了正確反映客觀規(guī)律，根據(jù)商丘市統(tǒng)計資料，人口自然增長率為7‰。

P1=P0(1+R)n

(1)

式中：P1—設(shè)計用水居民數(shù)，人；P0—并網(wǎng)后供水范圍現(xiàn)狀常住人口，人；R—設(shè)計年限內(nèi)人口自然增長率，‰；n—設(shè)計年限。

2.2 用水量計算

2.2.1 居民生活用水

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計規(guī)范》和根據(jù)商丘市統(tǒng)計資料，人口自然增長率為7‰，居民生活用水定額取50 L/d，居民生活用水量按下式計算：

Q1=P1q1/1 000

(2)

式中：Q1—居民生活用水量，m3/d；P1—設(shè)計用水居民數(shù)，人；q1—最高日用水定額，L/人·d。

2.2.2 公共建筑用水量

公共建筑用水量根據(jù)公共建筑性質(zhì)、規(guī)模及其用水定額確定。其它公共建筑用水量按居民生活用水量的10%計算。

Q2=Q1×10%

(3)

式中：Q2—其他公共建筑用水量，m3/d；Q1—同上。

2.2.3 其他用水量管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見用水量

管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見用水量按居民生活用水量、公共建筑用水量之和的15%計算。用Q3來表示。

2.2.4 最高日設(shè)計給水量

按上述用水標(biāo)準(zhǔn)計算各供水區(qū)居民生活用水量、公共建筑用水量及管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見用水量之和。

2.2.5 最高日平均時用水量

最高日平均時用水量=最高日用水量÷日工作時間，日工作時間T1取24 h。

Qoo=Qd/T1

(4)

式中字母含義同上。

2.2.6 輸水管道設(shè)計流量Qop

按最高日平均時用水量計。

2.2.7 最高日最高時給水量

最高日最高時給水量按下式計算：

Qmax=khQop

(5)

式中：Qmax—最高日最高時給水流量，m3/h；Qop—輸水管道設(shè)計流量，m3/h；kh—時變化系數(shù)。

按2036年的供水站并網(wǎng)后水廠人口總數(shù)量47 233人計算供水規(guī)模，經(jīng)計算，其用水量見表1。

表1 用水量計算表

2.3 供水規(guī)模確定

工程供水規(guī)模按最高日用水量計算，水廠現(xiàn)有供水規(guī)模2 298 m3/d，供水站供水規(guī)模為690 m3/d，并網(wǎng)后水廠總供水規(guī)模2 988 m3/d。

3 并網(wǎng)后水廠內(nèi)建筑物、設(shè)備復(fù)核

3.1 機(jī)井流量復(fù)核

水廠現(xiàn)有供水規(guī)模2 298 m3/d，供水站現(xiàn)有用水居民9 831人，全部并網(wǎng)入水廠，供水站現(xiàn)供水規(guī)模為690 m3/d，并網(wǎng)后水廠總供水規(guī)模2 988 m3/d。輸水管道總設(shè)計流量為124.48 m3/h。水廠現(xiàn)有深井3眼，單井出水量為50 m3/h，供水能力150 m3/h，2套型號為200QJ50-78/6的潛水泵，1套型號為200QJ50-104/8潛水泵，能滿足工程供水量要求，不需要新打機(jī)井及配備潛水泵。

3.2 清水池容積復(fù)核

供水站并網(wǎng)后水廠總供水規(guī)模2 988 m3/d。并網(wǎng)后水廠屬Ⅲ型工程，單獨(dú)設(shè)立的清水池有效容積按最高日用水量的15%～25%計算，按20%計算清水池容積597.60 m3，該水廠現(xiàn)有2×400 m3清水池1座，清水池容積能夠滿足工程供水量要求。清水池復(fù)核成果見表2。

表2 清水池復(fù)核成果表

3.3 離心泵流量、揚(yáng)程復(fù)核

供水站現(xiàn)有配水管網(wǎng)設(shè)計流量為57.53 m3/h，水廠現(xiàn)有配水管網(wǎng)設(shè)計流量為191.43 m3/h，并網(wǎng)之后配水管網(wǎng)總設(shè)計流量為248.96 m3/h，水廠現(xiàn)有6臺離心泵，其中：流量50 m3/h、揚(yáng)程58 m離心泵4臺；流量21.63 m3/h、揚(yáng)程60 m離心泵1臺；流量100 m3/h，揚(yáng)程50 m離心泵1臺，總流量為321.63 m3/h，配水管網(wǎng)流量滿足要求。

根據(jù)配水管網(wǎng)水力計算，在滿足最不利管段用戶接管點(diǎn)的最小服務(wù)水頭14 m情況下，接口處的自由水頭為33.93 m，滿足供水要求，現(xiàn)有離心泵揚(yáng)程滿足要求。

3.4 除氟、消毒設(shè)備復(fù)核

水廠現(xiàn)有處理能力40 t/h除氟設(shè)備4臺，總處理能力160 t/h。供水站并入水廠后，水廠最高日平均時供水量為124.48 m3/h，除氟能力大于總出水流量，除氟設(shè)備滿足要求。

水廠現(xiàn)有產(chǎn)氯量100 g/h次氯酸鈉消毒器2套，滿足要求。

3.5 電氣復(fù)核

并網(wǎng)工程沒有新增的機(jī)電設(shè)備，沒有新增功率。

4 并網(wǎng)管網(wǎng)水力計算

供水站現(xiàn)有用水居民9 831人全部并入水廠，接入口節(jié)點(diǎn)6位于姬窯村西南角，接入φ160管道。干管水力計算從水廠開始，管段0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11，該段涉及用水總?cè)丝?2 562人。

依據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計規(guī)范》(SL687—2014)第7.2.4條規(guī)定，管網(wǎng)中所有管段的節(jié)點(diǎn)出流量之和應(yīng)等于最高日最高時用水量。各管段的節(jié)點(diǎn)出流量，可根據(jù)人均用水當(dāng)量和各管段用水人口、用水大戶的配水流量計算確定。管網(wǎng)水頭損失主要包括兩部分：沿程水頭損失和局部水頭損失。

4.1 沿程水頭損失

hf=10.67×C-1.852×Q1.852×d-4.87×L

(6)

式中：hf—沿程水頭損失，m；C—海曾威廉系數(shù)；L—管道長度，按最不利點(diǎn)供水長度計算，m；Q—管道設(shè)計流量，m3/h；d—管道直徑，mm。

4.2 局部水頭損失

為簡化計算，局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計算。配水管網(wǎng)最不利用戶接管點(diǎn)處的最小服務(wù)水頭12 m，最不利用戶接管點(diǎn)處至節(jié)點(diǎn)11管道損失考慮2.00 m，配水干管水力計算見表3，干管節(jié)點(diǎn)服務(wù)水頭計算見表4。

表3 配水干管水力計算表

表4 干管節(jié)點(diǎn)服務(wù)水頭計算表

根據(jù)計算結(jié)果，結(jié)合工程規(guī)劃要求，確定從節(jié)點(diǎn)6接入干管管徑為Φ160、Φ110、Φ90，長度分別是1 296、1 962、886 m。干管、支管均選用PE管。

5 結(jié)語

綜上所述。以上幾個方面論述了早期修建供水站撤站并網(wǎng)工程設(shè)計，解決供水站存在的供水壓力不足、管道老化漏水嚴(yán)重，設(shè)備不配套老化失修、運(yùn)行管護(hù)計量設(shè)施不規(guī)范等問題。為解決這部分居民用水提供水源可靠、水質(zhì)達(dá)標(biāo)、水量充足的飲用水，既是普遍提高人民生活水平和生活質(zhì)量的重要保障，

又是減少疾病、確保身體健康、提高健康水平的必然條件。實(shí)現(xiàn)農(nóng)村供水安全、水質(zhì)達(dá)標(biāo)、管護(hù)規(guī)范的農(nóng)村飲水工程良性長效運(yùn)行的目標(biāo)。