孟 文

(庄河市水务事务服务中心，辽宁 庄河 116400)

1 项目区基本情况

1.1 工程地理位置及覆盖范围

兰店乡位于庄河市东郊，乡政府距庄河市区仅6 km，辖区面积82.8 km2，耕地面积2350 hm2。兰店乡农村饮水及城市自来水管网延伸工程供水范围为兰店农场兰店、荒地2个分场，共惠及642户、1915人[1]。

1.2 水文气象

项目区地处北半球的暖温带，气候属于暖温带湿润大陆性季风气候，具有一定的海洋性气候特征。气候温和，四季分明，雨热同季，降雨集中，日照丰富，季风盛行。

以庄河气象站为代表站，经对1981—2010年共30年资料统计分析，多年平均气温9.3 ℃；最低气温-28.1 ℃，最高气温36.0 ℃；多年平均降水量736 mm，7—8月份降水量占全年降水量的50%左右，受地形和季风影响，降水量自西南向东北递增；多年平均径流深380.6 mm；多年平均日照2429.7 h；多年平均风速2.9 m/s，最大风速23.7 m/s；最大冻土深1.2 m；历年无霜期平均181 d。

1.3 地形、地貌

兰店乡位于庄河市东部，属低山丘陵区，整体地势北高南低，北部为低山丘陵区，南临黄海。棕壤土类是该区域的主要土类，占总面积95%以上，其特点是土层薄，面积大，多为山林荒地，部分为坡耕地，土层薄，多砾面，水土流失严重，土壤肥力低。

1.4 水文地质

区域内地下水的分布主要受地层岩性、地质构造、地形地貌和水文气象等因素控制，地下水类型主要分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两大类。

松散岩类孔隙水主要赋存在砂卵(砾)石、砂壤土及壤土中，受大气降水补给，与河水、渠道灌溉水有密切的补排关系，水量丰富，地下水埋藏较浅。

基岩裂隙水，含水层包括火成岩、变质岩及碎屑岩的沉积岩，但地下水富集条件很差，含水微弱且很不均匀。

2 水泵选型计算

根据兰店乡城市自来水管网延伸工程接入点压力复核情况，1号供水区本次设计需要二次加压，2号供水区远期需要二次加压，供水方案为：利用不锈钢水箱作为调节构筑物，配套水泵变频智能供水。

根据《村镇供水工程设计技术规范》SL 310—2019 8.0.2规定，Ⅳ型工程调节构筑物的有效容积可为最高日用水量的25%～40%，1号供水区本次设计最高日用水量70.17 m3/d，调节水箱有效容积按照80%计，本次设计水箱尺寸选用6 m×2 m×2 m，加压泵站最低运行水位7.00 m，最高运行水位33.04 m，高差26.04 m，服务水头取10 m，管路水头损失计算如下表1。

表1 水泵选型管路损失计算结果统计表

经计算水泵扬程H=41.74 m，选用Q=10 m3/h，H=49 m，智能变频供水水泵，一用一备。

3 管道工程设计

3.1 给水管线布置原则

项目区供水管网布设前，设计人员在项目区所在乡镇水利站和村屯两级负责人的引领下，参照项目区具体地形图，对给水管线走向和受益户数进行现场定位和逐一核查，输水线路的选择应遵循以下原则。

(1)尽量缩短线路长度，减少工程投资。

(2)尽量避开建筑物、农业设施及养殖设施等。

(3)尽量少穿河流、铁路、公路，增加供水的安全程度。

(4)尽量重力流输水，加压站数量要少，水泵扬程尽量小，减少基建投资和能电的消耗。

(5)管线穿越城镇应符合城市总体规划。同时为施工和运行维护创造方便条件，从而达到节约工程投资、缩短建设周期，尽快发挥工程效益的目的。

3.2 管道埋深设计

在寒冷地区管道的埋深，除考虑外部荷载、管材强度以及土壤的地基因素外，还要考虑土壤的冰冻深度，已知庄河地区的最大冰冻深度为l.1 m。本次设计管道埋设深度要在冰冻线以下，管顶覆土厚为1.2 m。在管道交叉及与铁路、公路交叉处，埋深依具体情况和有关规定特殊处理。

3.3 管路沿线施工方案设计

管路沿线大部分为Ⅲ、Ⅳ类土，部分管线穿河、沥青路、混凝土路、混凝土硬覆盖和方砖硬覆盖。

(1)管路过河段采用干砌石防护，过河管道干砌石防护宽度为管顶以上1.1 m，干砌石防护厚度600 mm，管道周围200 mm范围内应采用中粗砂回填，管道两侧和管顶以上250 mm范围内，应采用轻夯压实，管道两侧压实面的高差不应超过150 mm，管路沟槽开挖底宽1.5 m，开挖边坡1∶1.5。

(2)管路穿沥青路不破拆，采用顶管形式。

(3)管路沟槽开挖施工时破坏混凝土路、混凝土硬覆盖和方砖硬覆盖等，施工结束后须按原状恢复。

3.4 管材压力设计与管材选择

按照规范SL 310—2019规定，球墨铸铁管最大工作压力P>0.5 MPa时，设计内水压为P+0.5，PE管设计内水压为1.5P，计算可知后期更换水泵扬程为89 m，本次设计球墨铸铁管选用K9级专用给水管，PE管选用公称压力1.25 MPa的PE100级专用给水管[2]。

管材性能优缺点比较详见表2。

表2 管材性能及价格比较表

根据管材性能优缺点比较和管材价格比较，结合庄河市自来水公司要求，兰店乡城市自来水管网延伸工程本次设计管径大于等于150 mm选用K9级球墨铸铁管，管径小于150 mm选用PE100级专用给水管。

3.5 管线方案比较

综合以上原则，并充分考虑到线路上的各方面因素，提出二个方案[3-6]。

3.5.1 输水线路布置方案一

输水管线由庄河市彩虹桥南侧，一环路与兰小线交汇处，距彩虹桥400 m左右，在城市管网DN700主干管上接入后，沿兰小线途经兴达街道干沟村、穿越寡妇河后，沿寡妇河向北直至加兰店乡荒地分场压泵站位置。

管线总长5635 m；管路穿河1处，穿渠道1处，穿沥青路2处，管路沿线障碍物非常多，兰小线道路两侧除了绿化树木就是居民房屋，管路沟槽开挖施工难度很大。

3.5.2 输水线路布置方案二

输水管线由庄河市彩虹桥南侧，一环路与兰小线交汇处，距彩虹桥400 m左右，在城市管网DN700主干管上接入后，沿一环路向南44 m穿河后，沿东西方向土路向东1112 m穿越平顶山南干渠后，沿平顶山南干渠向北783 m后，沿穿越平顶山南干渠分支的支渠向北直至与兰小线交汇，沿兰小线向东557 m穿越寡妇河后，沿寡妇河向北直至加兰店乡荒地分场压泵站位置。

管线总长5675 m；管路穿河2处，穿渠道2处，穿沥青路1处，管路沿线基本土方开挖，管路沟槽开挖施工难度相对较小。

综合比较方案一和方案二，两个方案管路总长度差别不大，而方案二施工难度相对较小，输水管线布置选用方案二。

4 结 论

农村饮水城市自来水管网延伸工程的研究是长期的、具有前瞻性的研究，在解决农村饮水安全问题的同时，也扩大了自来水用户，庄河市城市自来水厂能力富余，无须扩建就可增加用水户，增加了自来水经营单位的经济效益，是一种双赢措施。无论经济还是技术评估，都明显优于其他方式，运行管理方面，有利于实现“建得成，管得好，用得起，长受益”；受益群众认为能够与城镇居民一样享受自来水待遇，也乐于参与。在我市城市供水专业规划方面，必须与周边农村饮水安全规划对接，构建庄河市优质城乡供水网络。