李媛媛

(洛川县水务局水利工作队，陕西 延安 727400)

洛川县交口河镇供水方案

李媛媛

(洛川县水务局水利工作队，陕西 延安 727400)

洛川县位于黄土高原区，地形破碎，水资源较为紧缺。为了加大农村饮水工程建设，现以交口河镇供水工程为例，通过分析交口河镇概况和供水现状及供水存在问题，对交口河镇集中供水工程建设的必要性和需水量、供水规模进行了探讨，从水源选择、输水线路、过河倒虹工程、净水工艺等方面，对其供水方案进行了深入分析，从而提出利用南沟门水库作为交口河镇远期供水水源，供水量为3420 m3/d，采用分区分压供水系统，切实解决交口河镇未来十年发展用水需求。可供黄土高原区村镇集中供水工程建设进行参考。

黄土高原；洛川；集中供水

1 基本概况

洛川县位于黄土高塬中南部，面积1804 km2，全县辖6镇13乡总人口19万人，地形呈东北高西南低，高程616～1527 m。洛川县属暖温带半湿润大陆性季风气候区，年平均降雨量580 mm，降水量多集中在7—9月，占年降雨量的60%。

交口河镇位于洛川县城南15 km处，不仅是洛川县最大的集镇，也是陕西省小城镇建设试点镇之一。由于受河流切割，镇区地形较为复杂，项目区地层为第四系风积黄土，厚80～100 m左右，土质均匀，大孔隙、针孔发育，具自重湿陷性，湿陷等级Ⅱ级。镇区面积42 km2，共有13个村，24家企事业单位，总人口18 023人，其中农业人口2799人。

2 供水现状及存在问题

2.1 供水现状

交口河镇目前供水方式采用分区供水系统，延炼油厂为单独供水系统，镇区其他用户为一个供水系统。延炼油厂自备供水系统，有马家湾、老厂区和仙姑河三座水厂。马家湾水厂以仙姑河流域拓家河水库地表水为供水水源，设计供水能力10 000 m3/d，最大供水能力13 000 m3/d，有10 000 m3调节水池2座，利用高差自流向镇区供水。老厂区水厂水源取用葫芦河地表水，设计供水能力24 000 m3/d。仙姑河净水厂取用仙姑河地表水，设计供水能力24 000 m3/d。由于受供水水源限制，厂区现状用水主要以马家湾水厂为主。采用分质供水系统，生活用水量1500 m3/d左右，生产用水量12 000 m3/d左右。镇区现状供水水源接自洛川县城，采用PE90 mm管道自常家塬接入，供水人口3000人左右，平均用水量150 m3/d，镇区现建400 m3蓄水池一座。此外，镇区目前尚有少部分群众采用自备水源井供水。随着工业发展和镇区人口的增加，用水量日益加大。

2.2 存在问题

(1)由于交口河镇为工业型城镇，工业用水量较大，镇区附近水资源相对缺乏。随着镇区工业快速发展，未来用水缺口加大，急需寻找一处稳定可靠的水源解决未来用水需求。

(2)除延炼油厂供水设施较为完善外，交口河镇供水设施较为简陋，供水可靠性较低。此外，镇区尚有少部分群众采用自备水源井供水，供水水质难以保证，建议尽快建立镇区供水水厂。

(3)地下水开采困难。交口河镇地下水以潜水为主，地下潜水按含水层岩性分为两类，第四系松散岩类的孔隙裂隙水和基岩裂隙水，孔隙裂隙水含水层岩性为黄土状壤土、砂砾、卵石层等，基岩裂隙水一般分布于基岩裸露山区和沟谷地带的基岩强风化带中。地下水补给来源为大气降水，多排泄于附近沟谷河流，水质属重碳酸基类淡水。根据项目区已成井资料，井深一般150 m，单井出水量5～10 m3/h，开采利用价值不大。

3 项目建设必要性及受水范围

3.1 建设必要性

长期以来，交口河镇的群众饮水困难及饮水安全问题一直未得到解决，群众生活用水极其不便，严重影响着生产生活和社会经济发展。因此，建设交口河镇供水工程是解决民生问题的重要举措，是科学发展观、社会主义新农村建设和以人为本理念的最根本体现。项目实施后，可有效改善当地群众的卫生条件和人居环境，提高群众生活质量。该项目的实施，是当地群众近年来最关心、最迫切和最现实的需求。

3.2 项目区供水规划及供水范围

依据《室外给水设计规范》[1]《城市给水工程规划规范》[2]，并结合交口河镇现状用水水平，规划采用分类用水指标进行预测。人均综合生活用水指标近期取180 L/(人·d)，远期取220 L/(人·d)，工业用水量采用用地指标法进行计算，工业用水指标近期取200 m3/(hm2·d)，远期取180 m3/(hm2·d)。未预见及漏损水量按以上用水量之和的15%计。城市消防用水量按同一时间发生一次火灾计算，一次灭火用水量为25 L/s。则镇区每日总用水量近期为30 360 m3/d，远期38 640 m3/d。

3.3 需水量预测

因为交口镇地处村镇区，利用城市给水工程规范算下来的总需求水量较大，不太符合交口镇实际，所以应根据村镇供水工程规范计算其需水量。设计供水规模按照最高日最高时用水量计算。根据当地的水资源条件，对供水范围的群众实地调查，根据村民生活习惯和用水状况，确定有关参数。其近期用水按2万人计算，远期人口预测为3万人。其主要参数如下：

(1)居民最高日生活用水量。按照《村镇供水工程技术规范》[3](SL 310-2004)中公式计算：

W=PQ/1000

(1)

P=P0(1+γ)n+P1

(2)

式中：W为居民生活用水量，m3/d；P为设计居民用水人数近期2万人，远期3万人；P0为供水范围内现状常住人口数，18 023人；γ为设计年限内人口的自然增长率，依据人口政策，取6‰；n为工程设计年限，近期取5 a，远期取10 a；P1为设计年限内人口的机械增长总数，可根据各村的人口规划及近年来的流动人口和户籍迁移人口的变化按平均增长法计算；Q为最高日居民生活用水定额标准，取80 L/(人·d)。

居民最高日生活用水量水量计算结果，近期为20 000×80/1000=1600 m3/d；远期为30 000×80/1000=2400 m3/d。

(2)村镇工业企业和专业户饲养畜禽用水量。由于镇区为工业型城镇，工业用水量较大。炼油厂、第二项目部等大型企业，由于用水水质差别较大，采用自备水源形式进行供水，供水水质由各企业自行处理。

(3)公共建筑用水量。一般按居民生活用水量的10%～25%计列，取20%。近期为1600×20%=320 m3/d；远期为2400×20%=480 m3/d。

(4)管网漏失水量和未预见水量。一般按居民生活用水量，公建用水量，集体或专业户饲养畜禽用水量之和的10%～25%计列，取15%。计算近期为(1600+320)×15%=288 m3/d；远期为(2400+480)×15%=432 m3/d。

(5)消防用水量。根据规范要求消防用水量应按照《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)[4]和《农村防火规范》(GB 50039-2010)[5]的有关规定确定。按照同一时间发生一次火灾，每次灭火用水量标准15 L/s，灭火持续时间按2 h进行计算。消防用水量为3600×2×1×15/1000=108 m3。

(6)最高日总用水量。近期为1600+320+288+108=2316 m3/d；远期为2400+480+432+108=3420 m3/d。

(7)农村用水变化系数及供水时间。时变化系数Kh，按表1采用Kh=2.0。

日变化系数Kd采用Kd=1.5，采用全日制供水，每日供水时间为24 h。

(8)总高日最高时用水量。近期为2316×2.0=4632 m3/d=53.6 L/s；远期为3420×2.0=6840 m3/d=79.2 L/s。

(9)年总需水量。近期为2316÷1.5×365=56.36万m3；远期为3420÷1.5×365=83.22万m3。

表1 时变化系数

3.4 供水规模的确定

交口河镇供水规模为水厂最高日供水能力，应为居民生活用水量、公共建筑用水量、村镇企业和专业户饲养畜禽用水量、管网漏失水量和未预见用水量之和。即近期日最高供水规模达到2316 m3/d，远期日最高供水规模达到3420 m3/d。

4 供水方案

4.1 水源选择

交口河镇近期年总需水量53.36万m3，远期年总需水量83.22万m3。根据水源水量可靠、水质合格、取水方便、便于管理等综合因素，以及整体工程技术和经济合理选择工程水源。交口河镇近期仍以葫芦河地表水、拓家河水库、仙姑河地表水及洛川县城供水为主，基本可满足镇区用水需求。远期考虑到拓家河水库将来主要为洛川县城供水，建议用南沟门水库作为镇区未来供水水源，利用南沟门水库拦河坝取水，经坝后电站向镇区净水厂输水，经净水厂净化处理，通过输配水管网向交口河镇镇区供水，同时加大节水措施，加强水源地保护，实行中水回用。

4.2 输水线路及管材选择

鉴于交口河镇地形琐碎，地形复杂，高差较大，建议结合镇区地形及规划用地布局，采用分区分压供水系统。

南沟门水库主要以城镇供水及农田灌溉为主，以交口河镇为供水对象，所以可不再考虑输水管道。在镇区管网布设中，依据“线路最短、节约水头、运行安全、施工管理方便、节约投资”的原则布置。管道定线时，根据各受水区域的受水面积进行布置，以确定配水管网所含工程内容、管道配置状况、管道附件等。管道沿主要的街道、交通干道布置，以利于两侧供水方便。管线按现有或规划道路定线，管道埋设在人行道下面或靠公路一侧，尽量避免和减少与道路交叉。此次铺设配水管网中配水干管总长4.488 km。现状年管网建成后，在整个项目区内给水管网将形成环状管网。供水管线一般挖深1～3 m，所处地层为第四系风积黄土，黄土具有湿陷性，湿陷等级为Ⅱ级，地基承载力110 kPa，由于供水管径较小，可直接铺埋于地下。

根据低压输水对管道性能的要求，本着安全、经济、耐用、水力条件良好的原则，综合比较，本工程中的给水管网推荐管材全部选用PVC-U管，只是在过路处外加钢筋混凝土套管，过河倒虹吸管选用球墨铸铁管。

4.3 过河倒虹吸管设计

根据管线走向，输水及配水主干管穿越洛河共4次，因此修建过河倒虹吸管4座。本次倒虹吸管设计采用沟埋式倒虹吸管，倒虹吸管采用一个DN200、三个DN150球墨铸铁管，管道上方回填砂砾石，砂砾石周围用30 cm厚M7.5浆砌石砌筑，以增大抗冲能力。根据测量、地质资料及水文估算，由于葫芦河冲刷深度不大，为防止局部冲刷对倒虹吸管的影响，对延河两岸倒虹吸管进出口处均采用M5.0、MU30进行砌护，根据河势、结合地形要求砌护在原河道坡面上进行，且上下游平顺连接，砌护长度按管中心线上下游各10 m控制，齿墙嵌入河底2.0 m，砌护顶高程不低于30 a一遇洪水位。

4.4 净水工艺确定

近期保留现状供水形式，新建第二项目部采用自备水源形式。远期建设镇区水厂，主要供应生活用水及小型企业用水，供水规模3420 m3/d，水源为南沟门水库，厂址建议位于镇区上游。本着节省投资，根据供水规模，净水设施选用两套SDJ型一体化净水器，该净水器是将混凝、沉淀、过滤、消毒等净水工艺紧密结合的设备。净水工艺采用一体化净水器，其优点是混凝、沉淀、过滤一并完成，运行可靠，造价低，维护简便，适合于小流量水的净化处理。经净化后的水再加二氧化氯消毒,使其符合《生活饮用水卫生标准》[6]，然后流入1500 m3清水池。

净水能力根据供水规模确定，交口镇供水工程选用两套一体化净水器可满足净水能力，一体化净水器选用SDJ-75型，每套外形尺寸为长×宽×深=8 m×2.5 m×4.4 m，净水能力为75 m3/h，两套总净水能力为150 m3/h，进水压力不小于5 m水头。

为了方便运行管理，将净水设备和制氯设备布置在同一车间内，互相用隔间分离，便门相连通。净水车间采用单层砖混结构，净水器冲洗水由管道引至净水厂外的沟道。净水车间建筑面积为21.84 m×10.24 m=223.64 m2。

5 结 论

由于地形复杂、水资源紧缺，交口河镇至今尚未解决饮水安全问题。通过分析交口河镇用水缺口和用水存在的问题，确定远期供水人口为3万人，供水规模为3420 m3/d。工程供水水源取自南沟门水库，水源水量充足，水质符合《生活饮用水水源水质标准》的要求。通过科学设计管线，选择管材，加强净水工艺，完全可以解决交口河镇的发展用水需求。

[1] 中华人民共和国建设部．室外给水设计规范：GB 50013-2006[S]．北京：中国计划出版社，2006．

[2] 中华人民共和国住房城乡建设部．城市给水工程规划规范：GB 50282-2016[S]．北京：中国计划出版社，2016．

[3] 中华人民共和国水利部.村镇供水工程技术规范：SL 310-2004[S]．北京：中国水利水电出版社，2004．

[4] 中华人民共和国住房城乡建设部．建筑设计防火规范：GB 50016-2014[S]．北京：中国计划出版社，2014．

[5] 中华人民共和国住房城乡建设部．农村防火规范：GB 50039-2010[S]．北京：中国计划出版社，2010．

[6] 中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会．生活饮用水卫生标准：GB 5749-2006[S]．北京：中国标准出版社，2006．

李媛媛(1975-)，女，陕西洛川人，工程师，主要从事水利相关工作。E-mail:1720715106@qq.com。

TU991

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2096-0506(2017)07-0091-04