张晓曼

（陕西省泾惠渠灌溉中心,陕西 三原 713800）

1 工程概况

项目区位于三原县城东部,地下水矿化度高、硫酸盐、硝酸盐、硬度等超标严重,2010年以前,利用当地地下水源,完成了一批供水工程建设,但因水质问题,当地居民生活和生产发展严重受限,重新返困,饮水不安全问题长期制约当地经济社会的发展。2012年三原县组织实施了《三原县小道口水库供水工程》,该工程以小道口水库库水作为水源,通过库区泵站加压至新建水厂,经水厂和配干、支管的输配水,解决三原县西阳镇23146 人、大程镇25945 人及城关街办部分村庄的7310 人,共计56401 人的安全饮水问题。该工程的建设取得了显著的成效,极大地改善了西阳镇、大程镇水质较为严重区域的饮水安全,为当地居民健康提供者了保障。但随着城乡一体化的快速发展,小道口水库供水工程出现了新的饮水安全问题：

（1）供水工程受益范围扩大

由于俆木中心现状供水水质差,不符合生活饮用水标准,2018年三原县水利局将俆木供水范围纳入小道口水库供水工程受益区,项目区供水受益人口由56401 人增至72961 人。

（2）居民实际用水定额提高

随着供水工程受益区居民生活水平的逐步提高,区内洗涤设施和卫生设施全面提升,原设计最高日居民生活用水定额50 L/（人·d）,根据项目近年发展和供水实际运行资料可知,项目区实际最高日用水定额为70 L/d～90 L/d,原设计用水定额与当前实际用水量差距太大。

（3）区内工企业规模增大、用水量增加

项目区镇区优势明显,交通便利,工企业发展迅猛,生产、生活用水量不断增加。

由上可知项目区供水范围的扩大、居民用水标准的提高、工企业规模增大、用水量增加,致使现有的供水能力已无法满足供水范围居民的用水需求,严重制约了当地居民生活水平的提高和城镇化的快速发展。

针对项目区供水水源存在的资源型、水质型、设施型缺水的问题,三原县委托南京市市政设计研究院有限责任公司编制《三原县城供水新增调蓄输水工程初步设计》（2020年12 月）,该工程在鲁桥镇镇政府北200 m 新建6000 m3调蓄池1 座,99.3 m2加氯间1 座,自新建调蓄池至城关街办土官村铺设DN800 球墨铸铁输水管道1 条,水源为冯村水库和水库周边地下水联合供水,主要为促进城乡一体化建设,缓解近期发展用水紧张的局面,提高供水范围供水保障率,解决三原县城区与县城东部农村供水的矛盾问题。

随着《三原县供水新增调蓄输水工程》的批复实施,项目区水源不足的问题得以解决,但项目区现有输配水管线管径为DN400～200 UPVC,输配水能力无法满足项目区的用水需求。因此,只有对小道口水库供水系统进行提升改造,才能从根本上解决现有输配水管道供水能力不足、供水保障率低等存在的问题。

2 供水规划

2.1 需水量预测

按照《室外给水工程设计标准》（GB 50013-2018）、《村镇供水工程技术规范》（SL 310-2019）等规范标准和区域发展总体规划的要求,参照现状年实际用水水平,根据当地水资源状况合理确定用水定额,对规划水平年总需水量进行预测。

（1）设计水平年

基准年：2021年,设计水平年为：2031年。

（2）供水范围及对象

供水范围：城关街办、大程镇、西阳镇2 镇1 办30 个行政村72961 人的安全用水问题。

供水对象：供水范围内的居民生活用水以及企业生产用水。

（3）用水定额

①居民最高日综合生活用水定额

根据《村镇供水工程技术规范》（SL 310-2019）,经分析计算,确定的居民生活最高日用水定额为80 L/（人·d）,本工程用水人口以受益村现状年72961 人为基数,根据三原县2020年统计年鉴,人口自然增长率为3‰,设计水平年2031年的供水人口为75180 人,居民生活用水量为6014 m3/d。

②公共建筑用水量

项目区共有走读师生幼儿园、中小学17 所师生6960 人,最高日生活用水定额为15 L/（人·d）,设计水平年用水量105 m3/d；寄宿师生西阳职业技术教育中心1 所师生1500 人,最高日生活用水定额为30 L/（人·d）,设计水平年用水量45 m3/d；其他公共建筑用水量按居民生活用水量的15%估算,设计水平年2031年的公共建筑用水量为902 m3/d；设计水平年公共建筑总用水量为1052 m3/d。

③家畜用水量

本工程区饲养家畜量较小,对散养家畜用水以人的生活弃水解决,设计不计用量。

④企业用水量

根据对项目区企业近五年用水量的实地调查后,并结合当地的发展需求确定企业用水指标为111 m3/d。

⑤其他用水量

管网其他用水量是指浇洒道路及绿地用水量和未预见用水量及管网漏失水量等。其中未预见水量系指在给水系统设计中对难以预见的因素而保留的水量,未预见水量和管网漏失水量按最高日需水量的10%～25%计算；浇洒道路和绿地用水量,应根据路面、绿地、气候和土壤等条件确定。本工程其他用水量采用居民用水量、公共建筑、家畜、企业用水量之和的15%,设计水平年2031年用水量为1077 m3/d。

⑥最高日用水量

设计水平年2031年最高日用水量为以上合计,6014+1052+111+1077=8254 m3/d。

⑦用水变化系数及供水时间

根据《村镇供水工程技术规范》（SL 310-2019）要求,结合本工程特点和供水规模,日变化系数Kd规范建议在1.3～1.6 范围内取值,本次设计取日变化系数Kd=1.5,时变化系数 Kh取2.0。

（4）设计水平年需水量预测（表2）

表2 设计水平年需水量计算表

2.2 工程措施

现状供水工程主要通过小道口水库供水, 小道口水库原设计供水规模为3784 m3/d, 工程实施运行供水规模为3323 m3/d,《三原县“十四五”农村供水保障规划》（2021年12 月）规划在小道口库区新建2 眼850 m 深岩溶井作为小道口水库供水工程的补充水源,新增供水量934 m3/d,由此可知设计水平年2031年小道口水库供水工程可供水量为4257 m3/d。

根据供水范围及工程现状,本工程引入的《三原县城供水新增调蓄输水工程》建设6000 m3调蓄池水源,水源为冯村水库和水源井,根据供水水源的不同,现有配水干管与新增设配水干管采取分区供水方式,项目区配水支线及村级管网供水系统不变。根据分区计算,设计水平年2031年现有输配水干管需水量为3973 m3/d,新增设配水干管需水量为4281 m3/d。

3 工程设计

3.1 工程总体布置

小道口水库供水提升改造工程新引入县城水源,在原有供水设施的基础上新增设配水干管一条,以分解小道口水库供水工程现状输配水干管供水能力不足的问题。

新增设配水干管从三原县供水新增调蓄池向县城输水的DN800 输水管线桩号4+287 处引水, 配水干管在0+038～0+116 处穿越延西高速,基本上一路向东,在桩号2+705 处设青杨支线,在桩号4+490 处穿越安陵路,设西阳支线,在桩号5+120 处穿越老北滩支沟,在桩号6+046 处穿越城南庄排硝渠,在6+064 处穿S208 省道,在桩号6+500 处穿越泾惠一支渠,在桩号7+820 处经过康马村并设康马支线,在桩号9+178 处设西张支线,在杜家村东桩号9+763 处穿越G210 国道,在小户王村西与现状供水东刘支线相接,干管全长11.8 km。

3.2 配水干管管材及管道压力等级的确定

（1）管材：由于项目区西阳镇地下水位高、管线穿越农田段盐碱化严重,PE100 管材具有重量轻、搬运便捷、耐腐蚀性高、管道连接一体性好,管道运行后基本不需要特别维护、维护费用低等优势本工程管材均选用PE100。

（2）管道压力等级：根据勘测资料,6000 m3调蓄池与项目区配水干、支管最低点地形高差62.32 m,项目区计算节点水压均小于60 m,依据《村镇供水工程技术规范》PE 管设计工作压力不小于1.5 倍的管网最大工作压力,配水干、支管管材及管件压力等级选择1.0 MPa。

3.3 管道纵、横断面设计

（1）纵断面设计

管道纵断面设计的原则是管顶放置于冻土层以下,设计埋深管顶覆土不小于1.0 m,在管道凸起的位置设置排气阀,管道凹下的位置设置排泥阀。管道纵断面既能适应较为复杂的地形条件,同时要达到安全输水的效果。

（2）管沟横断面

干、支管管沟底宽为管径dn+0.6 m,开挖按1∶0.5 放坡,管道基础采用180°砂垫层,基础下铺设10 cm 厚砂垫层,管顶覆土不小于1.0 m。

3.4 管路交叉建筑物

（1）管道交叉防护措施

供水管道与污水管交叉时,供水管道应布置在上面,且不应有接口重叠；供水管道与建筑物基础的水平净距应大于3.0 m,与电力电缆、通信及照明线杆的水平净距应大于1.0 m,与高压电杆支座的水平净距应大于3.0 m,与污水管、天然气管的水平净距应大于1.5 m。

（2）管道穿沟渠

新增设配水干管分别在桩号0+238 处穿排水渠、4+470处穿老北滩分沟、5+118 处穿老北滩支沟、6+046 处穿城南庄排消渠、6+517 处穿泾惠一支渠,共计6 处沟渠采用架空铺设、配套套管,其余跨浅沟、小渠时采用管沟开挖敷设。

（3）管道穿路

新增设配水干管分别在桩号0+038-0+100 处穿延西高速、4+490 处穿安陵路、6+064 处穿S208 省道、9+763 处穿G210 国道,共计4 处等级公路采用定向钻孔拉管施工,其余穿路均采用开砼路槽的形式进行施工。

3.5 管路附属设施

为确保管线正常运行、日常维修和事故抢修及供水系统的调度管理,沿管线设有阀门等附件和阀门井等附属构筑物,阀门井均采用图集05S502 圆形砖砌阀井。

3.6 管线指示桩

为了便于对管道的养护和检修,本工程在新增设配水干管沿线布设指示桩,设置间距200 m,并在管线转角处各增设1 个,共计80 处。指示桩采用C20 预制砼,规格为长×宽×深=15 cm×15 cm×80 cm,桩顶黄色喷墨标示,标注管道走向。

4 结论

通过对工程现状调查、项目区概况及区域规划情况的分析,在不改变原有配水支线及村级管网供水系统的前提下,引入新的水源新增设配水干管,并与现有配水干管采取分区供水的方式,从根本上解决了小道口水库供水工程现有供水能力不足、供水保障率低等存在的问题,该项目的建设实施的符合国家提升农村供水保障的政策,符合城镇基础设施建设的规划要求,更符合广大居民的根本利益。