1综合说明
1.1项目编制背景和依据 1.1.1项目背景
项目区位于平川区北部的王家山镇，距离平川区23km，王家山镇是平川区的一个建制镇，成立于1993年7月，总面积为235km2。项目区气候干燥，风多雨少，植被稀疏，水土流失严重，水资源贫乏，区内无常流地表水，大气降水是该地区地下水的主要补给来源。项目区目前大部分群众饮用灌区农灌黄河水，其水质污染严重，水质差，对群众健康危害大；少部分人饮用浅层地下水，浅层地下水受灌溉回归水的影响，水质也逐年变差，不符合国家《生活饮用水水质标准》（GB5749-2006）的标准，人畜饮水矛盾日益突出。根据《平川区农村饮水现状调查评估报告》结果，项目区现状总人口为6214人，其中饮水不安全人口为4743人，占项目区总人口的76%，安全人口为1471人。
随着社会经济发展和社会主义新农村的建设，解决农村人畜饮水问题已摆在各级政府的面前。王家山农村饮水安全工程已提到了当地政府的重要议事日程，近年来，当地群众以各种方式表达了对工程建设的渴望和要求。受平川区水务局的委托，我院与2010年1月组织技术力量，对该区域的水源进行了调查，对工程的管线进行了测量，对天然建筑材料进行了调查和评定，在现场勘测以及资料收集的基础上编制完成了《平川区王家山农村饮水安全供水工程初步设计报告》。 1.1.2本设计依据文件、资料：
（1）《平川区农村饮水现状调查评估报告》（平川区水务局2005.02）； （2）《甘肃省农村饮水安全工程项目建设管理办法》； （3）《甘肃省农村饮水安全工程建设与管理技术文本》； （4）工程设计合同；
（5）工程外业测量资料及当地提供的与设计项目有关的统计资料等。
1.1.3采用的有关规范、规程主要有：
（1）《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）； （2）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）； （3）《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020）； （4）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252）； （5）《建筑物抗震设计规范》（GB50011）；
（6）《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332）； （7）《室外给水设计规范》（GB50013-2006）； （8）《泵站设计规范》（GB/T50265-97）；
（9）《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》（CECS17-2000）； 1.2项目区地理位置及经济社会概况
项目区位于平川区王家山镇，距离平川区23km，王家山镇是平川区的一个建制镇，成立于1993年7月。属于腾格里沙漠的边缘地带，地处东径104°37´—104°52´，北纬36º15´—36°59´，东与靖远县东升乡接壤，西与水泉镇相连，南接宝积镇，北与靖远北滩乡相邻，总面积为235 km2。
项目区王家山镇共管辖4个行政村，20个自然村，1245户，现状总人口6214人，区内中、小学共7所。饲养大家畜3755头，猪6000头，羊1.4万只，鸡存栏超过12万只。总耕地面积1.98万亩，人均耕地2.8亩，其中水地0.31万亩，砂地0.49万亩，沟坝地1.17万亩。粮食生产主要以小麦、地膜玉米和地膜洋芋为主，经济作物主要以种植大田晚熟西瓜为主，大田晚熟西瓜是该镇的特色产业，年产量达700万kg，经济收入达到200万余元，大部分销往宁夏、内蒙等地。
境内有丰富的砂金、石灰石、陶土、煤炭等矿产资源，有年产200万吨的靖煤公司王家山煤矿。交通便利，国道109线横穿全境20多km。兴电工程主干从境内通过，发展水浇地的水资源便利。项目区近几年养殖业、运输业有了很大的发展，为当地居民的创收开辟了新道路。2009年全镇农
民人均纯收入达到2718元。 1.3项目区工程地质与水文地质
工程区地貌上属陇西黄土高原中低山丘陵区，工程区海拔高程约1760～1885m，区内相对高差约50～100m左右，最大高差约120m左右。从微观地貌上看，王家山镇以南为山前洪积平原地带，以北为低山丘陵区。供水管线从以上两种地貌形态上经过。与本工程有关的地层主要为第四系地层，本区分布广泛，成因较复杂，第四系地层(Q)由上更新统以来各类成因的松散堆积物组成，广泛分布于沙河沟道及两侧阶地及山体坡角地带，厚度变化较大。
工程区内地表水资源缺乏，无常年性地表径流。第四系黄土孔隙潜水主要在黄土层的底部，埋深大，含水层薄，水量极小，迳流循环缓慢的特点，该类地下水受大气降水补给，向下伏地层排泄转化为基岩裂隙水或在冲沟中以泉水形式排出。对本工程没有影响。 1.4项目区实施范围及饮水不安全类型
项目供水区域为条带状，东西长约16km，南北宽约13km，受益面积208km2，涉及到王家山镇的4个行政村、20个自然村，1245户，现状总人口6214人。饮水不安全人口为4743人，饮水不安全类型为苦咸水和未经处理的Ⅳ类及超Ⅳ类地表水，有1471人为饮水基本安全人口，是在2000年的农村人饮解困工程中解决的。 1.5工程措施、建设内容及工程量
本工程拟采用靖远县新堡子川水厂作为供水水源，从水厂配水泵房经过加压后供入管网，干管中途设加压泵站和高位调节蓄水池，供水入户。
根据项目区人口居住情况，供水区域共设输水管1条，配水干管2条，配水支管20条。工程设计供水规模348m3/d。
工程主要建设内容：在靖远县兴堡子川水厂配水泵站内增设水泵2台套，一用一备，水厂内增设水泵进出水管道100m，检查井2座；配水工程
设配水管网，配水管网总长度105.248km。设输水干管1条，长11.776km，配水干管2条，总长度为14.32 km，配水支管20条，总长度23.127 km，分支管总长度37.35km。入户管总长度18.675 km。
设各种阀井212座。
设中途加压泵站2座，其中新建泵房1座，利用泵房1座；配套机组6台套，泵站前池2座，均为50m3。
管网调节蓄水池共1座，总容积100m3。
主要工程量：土石方挖填15.48万m3，现浇砼464.88m3，主要材料总用量：水泥为147.48t，钢材13.02t，砂子248.99m3，石子459.67m3， PE管14.38t，UPVC管47.26t，需总劳力1.8万个工日。 1.6 投资概算
工程总投资411.58万元，其中建筑工程327.82万元，设备安装工程44.27万元，金属结构设备及安装工程1.4万元，临时工程5.26万元，其他费用20.83万元，预备费11.99万元。
其中申请中央国债专项资金272.17万元，占总投资的66.12%，省、市配套68.35万元，占总投资的16.60%，地方配套71.06万元，占总投资的17.28%。
1.7 建设管理及运营管理
工程建设严格按照国家、省上制定的《农村饮水项目建设管理办法》、《甘肃省农村饮水建设管理实施细则》和《白银市村镇供水工程管理办法》的规定、要求进行，成立平川区王家山农村饮水安全工程指挥部，将项目建设与管理的各个环节逐一落实工作责任，加强领导，科学管理，认真组织实施，确保目标任务全面完成。平川区成立了由分管区长任组长，水利、计划、财政、扶贫、卫生等部门负责人为成员的饮水安全工程规划与建设领导小组，市政府与平川区政府、市水利局与平川区水务局签定目标管理责任书，形成了责任明确，各尽其职的工作机制。在工程建设中严格建设
程序，全面实行项目法人责任制，招标投标制、建设监理制、项目法人负责制。
工程建成后成立平川区王家山农村饮水安全工程管理站，进行资产管理，实行有偿供水，计量收费，以水养水，独立经营，自负盈亏的法人负责制，采用专业管理和群众管理相结合的形式进行管理。 1.8 经济评价
经财务分析计算，单位制水成本3.82元/t，运营水价1.71元/ t，依据国民经济评价规范有关规定，通过计算运行费用和效益，分析国民经济评价主要指标，项目经济效益费用比1.21，大于1；经济内部收益率11.14%，大于社会折现率8%，经济净现值为67.62万元，大于零；静态投资回收年限9.64年（含建设期2年），各项指标均满足规范要求，本项目国民经济评价合理。 1.9 工程特性表
工程特性见表1-1。
2项目区的基本情况 2.1项目区概况
（1）自然概况
项目区位于平川区北部的王家山镇，距离平川区23km，王家山镇是平川区的一个建制镇，成立于1993年7月。属于腾格里沙漠的边缘地带，地处东径104°37´—104°52´，北纬36º15´—36°59´，东与靖远县东升乡接壤，西与水泉镇相连，南接宝积乡，北与靖远北滩乡相邻，总面积为235km2。项目区地形高差较大，梁峁丘陵交错，沟壑纵横遍布的地形地貌，平均海拔1800m。
（2）气象条件
项目区地处甘肃省中部干旱区，没有实测气象资料，根据项目区所在平川区气象资料，其气候特点是降雨量少蒸发量大，干旱多风沙，土壤干燥，植被稀疏，气温日差大，无霜期较长。年平均气温8.8℃，极端最低气温发生在1月为-23.8℃，极端最高气温发生在7月为37.4℃。年平均降水量240mm，年平均蒸发量1657 mm，全年日照时数2689h，春季多风,平均风速1.2m/s，最大风速21m/s，风向多西北风，一般风力5~6级，最大风力可达8级。最大冻土深度110cm，属典型干旱山区。
（3）水文
本地区由于年降水量不大，且65％的降水量集中在7、8、9三个月，形成洪流的流量较小，且为季节性洪流。境内的地表水主要是兴电工程提取的农灌黄河水，灌区从平川区水泉镇黄湾村黄河右岸提水，总干设8级泵站，提高高度407.2m，设计流量9.6m3/s，取水许可量为12000万m3/年。第四系黄土孔隙潜水主要在黄土层的底部，埋深大，含水层薄，水量极小，迳流循环缓慢的特点，该类地下水受大气降水补给，向下伏地层排泄转化为基岩裂隙水或在冲沟中以泉水形式排出。对本工程没有影响。
（4）洪水
项目区内有多条沟道，常年没有径流，只有在雨季出现季节性洪水。根据调查分析，项目区内沟道流域面积小，降雨量少，暴雨强度小，降雨历时短，而且下垫面以黄土层为主，降雨损失以填洼和渗漏为主，对径流的形成有一定的影响，且产流模式为超渗产流，汇流历时较长，出现较大洪水的频率低，洪峰流量小，对沟道没有较大的冲刷，所以沟道发育成熟。对本工程没有较大影响。 （5）项目区社会经济情况
项目区王家山镇共管辖4个行政村，20个自然村，1245户，现状总人口6214人，区内中、小学共7所。饲养大家畜3755头，猪6000头，羊1.4万只，鸡存栏超过12万只。总耕地面积1.98万亩，人均耕地2.8亩，其中水地0.31万亩，砂地0.49万亩，沟坝地1.17万亩。辖区内煤炭资源丰富，分布整个境内，总量40.2亿t，还有陶土、石灰石、烧胀粘土等多种矿产资源。粮食生产主要以小麦、地膜玉米和地膜洋芋为主，经济作物主要以种植大田晚熟西瓜为主，大田晚熟西瓜是该镇的特色产业，年产量达700万kg，经济收入达到200万余元，大部分销往宁夏、内蒙等地。境内有丰富的砂金、石灰石、陶土、煤炭等矿产资源，有年产200万吨的靖煤公司王家山煤矿。
交通便利，国道109线横穿全境20多km。兴电工程主干从境内通过，发展水浇地的水资源便利。项目区近几年养殖业、运输业也有了很大的发展，为当地居民的创收开辟了新的发展道路。2009年全镇农民人均纯收入达到2718元。
2.2供水区饮用水现状及水源
项目区内沟道较多，但无常年径流，只在暴雨期产生小量地表径流，河水浑浊，泥沙含量大，因无拦蓄设施，难以利用。其水质也不能满足饮水标准，不可饮用。当地人畜饮水主要靠集蓄雨水和浅层地下水解决，近
年来随着降雨量的逐年减少，雨水集蓄已不满足当地群众的用水需求，群众只能从经过项目区的兴电灌区拉运农灌黄河水，然后装窖储蓄。项目区大部分群众饮用灌区农灌黄河水，农灌黄河水水质污染严重，水质差，对群众健康危害大；少部分人饮用浅层地下水，浅层地下水受灌溉回归水的影响，水质也逐年变差，味道苦咸，其矿化度、总碱度、总硬度严重超标，不符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的水质标准。
由于当地水源少、水质差、农村生活饮用水在水源水质的选择上十分有限甚至别无选择，长期饮用了苦咸水和农灌黄河水，导致患血液病、腹泻、牙病等疾病的人较多，严重损害了群众的身体健康，极大影响当地群众生活质量的提高，另外，拉水时要花费大量的时间和劳力，用于到生产建设上的时间和劳力相对减少，严重影响了农村人口的整体素质，制约了当地群众生活质量的提高和建设和谐社会的进程。
本工程拟采用离王家山镇东北4.5km处的靖远县兴堡子川净水处理水厂作为供水水源。
2.3供水范围和主要供水对象
平川区王家山农村饮水安全供水工程位于平川区北部，供水区域为条带状，东西长约16km，南北宽约13km，受益面积208km2，涉及到王家山镇的4个行政村、20个自然村，1245户，现状总人口6214人。根据《平川区农村饮水现状调查评估报告》，饮水不安全人口为4743人，饮水不安全类型为苦咸水和未经处理的Ⅳ类及超Ⅳ类地表水，另为有1471人的饮水基本安全人口是在2000年的农村人饮解困工程中解决的，但由于当时确定的建设标准低，用水定额小，只采用集中供水房供水，没有供水入户，群众用水不方便，再加上当时选用的管道压力等级偏低，经过多年的运行之后，管道破裂漏水现象严重，另外水源直接选用兴电工程的农灌黄河水，没有经过净化处理，水质不达标，不符合安全饮水项目水质标准，饮水安全问题没有得到彻底解决。因此本工程规划将这1471人的用水问题一并解
决，受益总人口6214人。供水范围及供水对象详见表2-1。
项目区饮水不安全范围、类型初步设计明细表 表2-1
2.4供水规模和用水量 2.4.1设计年限及设计人口
根据《村镇供水工程技术规范》(SL310－2004)，结合当地发展情况确定工程设计年限为15年，设计基准年为2004年。
设计用水居民人数 P＝P0（1+γ）n+ P1 P＝6214×（1+0.0068）15+ 0＝6879人
P0—供水范围内的现状常住人口数6214人，其中包括无当地户籍的常住人口。
P1—设计年限内人口的机械增长总数；
γ—设计年限内人口的自然增长率6.8‰； n—工程设计年限15年。 2.4.2居民生活用水量
W 1＝ P q / 1000
W1＝ 6879 ×40.00 /1000＝275.16（m3/d） P—设计用水居民人数6879人
q—最高日居民生活用水定额，取40.0L/d.人。 2.4.3 企业用水量
根据其近年来的用水情况调查，兼顾当前和中远期用水需求，用水量按生活用水量的15%考虑。
W2＝13.76（m3/d） 2.4.4公共建筑用水量
项目区中、小学7所，公共建筑用水是必不可少的。根据规范建议的范围为居民生活用水量的5%～10%，根据本项目特点公共建筑用水量取居民生活用水量的10% 。
计算结果W3＝27.52（m3/d） 2.4.5管网漏水与其它未预见用水量
管网漏失水量和未预见水量按上述用水量之和的10%。 W4＝31.64（m3/d）
2.4.6 集体或专业户饲养畜禽用水量
生活用水中包含了散养的畜禽用水量，本项目不再考虑专业户饲养畜禽用水量。 2.4.7供水规模
W＝W1 +W2 + W3 + W4＝348.07≈348（m3/d）。 2.4.8人均综合用水量
人均综合用水量＝W / P＝348m3/d /6879人=50.6（L/d·人）
用水量计算见表2-2。
用水量计算表 表2-2
2.5水源论证
项目区现状主要饮用水的水源有：一是有限的集雨窖水，二是分布较少、补给不足、水质不达标的地下水，三直接饮用入窖未经处理的兴电灌区农灌黄河水。
项目区内虽有少量地下水，但主要靠集雨补给，由于近年降雨稀少，项目区部分山区沟脑少量山泉泉水水量小，不能满足项目区内人畜饮水需求，集雨水窖因有效降雨少，无水可集。兴电工程提取的黄河水是目前当地群众生活的主要水源，自该工程建成通水以来，很大程度上解决了当地饮水困难问题。但是农灌黄河水污染严重，水质不达标，又受冬季灌溉停水期的影响，不能实现连续供水，水源保证率低。
2009年，为了解决靖远县兴堡子川农村饮水安全问题，靖远县水务局
在离王家山镇东北4.5km的大红沟，即国道109线南侧兴建了1座净水处理厂，2010年前半年就可以投入运行，水厂每天运行16h，水处理能力374.75 m3/h。水源为兴电灌区东干渠的农灌黄河水，修建了有效总容积为56.49万 m3的蓄水池2座，在灌溉停水期调节供水。经平川区水务局同靖远县水务局协商，最后达成协议，同意平川区王家山农村饮水安全供水工程在兴堡子川净水厂接水。 2.5.1水量
根据靖远县兴堡子川农村饮水安全供水工程初步设计批复文件，水厂原水蓄水池设计总容积为56.49万m3，安全超高1.0m。平川区王家山农村饮水安全供水工程设计年总用水量为9.77万m3，通过测算，兴堡子川水厂原水蓄水池设计水位只需抬高0.16 m就可以满足本工程蓄水需求。
靖远县兴堡子川水厂设计水处理能力374.75 m3/h，水厂运行时间为16h，而本工程的供水规模为348 m3/d，因此只要将水厂每天运行时间延长55min，就可以满足本项目的用水需求。 2.6供水水质和水压
·供水水质要求
本工程水质要求执行《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。 ·供水水压要求
根据村镇供水规范要求，配水管网中用户接管点的最小服务水头单层建筑物为5～10m，两层建筑物为10～12m设置，两层以上每增加一层3.5～4m。
配水管网中，消火栓设置处的最小服务水头不低于10m。用户水龙头的最大静水头不超过40m，超过时采取减压措施。
3 水文地质与工程地质条件 3.1 区域地质 3.1.1地形地貌
工程区地貌上属陇西黄土高原中低山丘陵区，工程区海拔高程约1760～1885m，区内相对高差约50～100m左右，最大高差约120m左右。从微观地貌上看，王家山镇以南为山前洪积平原地带，以北为低山丘陵区。供水管线从以上两种地貌形态上经过。 3.1.2 地层岩性
与本工程有关的地层主要为第四系地层，本区分布广泛，成因较复杂，第四系地层(Q)由上更新统以来各类成因的松散堆积物组成，广泛分布于沙河沟道及两侧阶地及山体坡角地带，厚度变化较大。 现将与工程有关的分述如下：
(1)中更新统(al—p1Q2)冲洪积重粉质壤土：岩性以褐黄色、浅黄色中、2重粉质壤土为主，夹有褐红色粉质粘土、浅灰色、灰绿色、锈黄色等杂色轻粉质壤土和砂壤土，厚约12～15m。一般粘粒含量较高的重粉质壤土或粉质粘土结构密实，在工程区广泛分布。
(2)上更新统(eolQ32)风积马兰黄土：是工程区内分布最广泛的地层，其厚度变化较大，一般厚约8～12m，最厚达25m。按颗粒成份，其岩性为粉砂质壤土，呈土黄色、浅灰黄色，质地均一，结构稍密，具大孔隙及垂直节理，具有一定的湿陷性，并有虫孔，盐斑及蜗牛碎片。
(3)全新统(al—plQ)砂壤土及砂(碎)石土：为组成沟道及I、II级阶地地层，上部为结构中密的砂壤土，褐黄色，厚8～9m;下部青灰色砂砾(碎)石层，结构稍密，砾石磨园度不好，分选较差，砾石大都呈片状或棱角状，最大粒径12cm，一般4～6cm，砂砾(碎)石成分；以砂岩、变质砂岩等为主。主要分布于沙河沟道。本工程干管线路3次穿越沙河沟道。
(4) 黄土状砂壤土及(rQ4)人工堆积：分布于黄土梁峁及斜坡坡脚，冲沟间洼地，冲沟沟坡及沟底，人工堆积层主要为乡村道路，路基为人工铺筑的砂(碎)石土。本工程管线工程大部分线路布置在该地层上。 3.1.3地质构造与地震
本地区是“陇西系”构造体系的一个组成部分，工程区位于陇西系主褶皱带乌鞘岭—雷公山—六盘山褶带中段的北侧，受早期构造被晚期构造切割等复杂因素，从而形成以断裂为主，褶曲为辅的构造特征。
根据《中国地震动峰值加速度区划图》(GB 18306—2001，1／400万)，工程区地震动峰值加速度为0.2g、局部地区0.3g，本地区相应地震基本烈度为Ⅷ度，建议本工程按Ⅷ度设防。 3.1.4不良物理地质现象
工程区属于黄土中一低山丘陵区，未见基岩裸露，区内广泛分布第四系地层，地形平缓，各沟道及冲沟均无地表水，地质构造不发育，无滑坡、泥石流、崩塌等不良物理地质现象分布。 3.2 水文地质评价
工程区内地表水资源缺乏，无常年性地表径流。第四系黄土孔隙潜水主要在黄土层的底部，埋深大，含水层薄，水量极小，迳流循环缓慢的特点，该类地下水受大气降水补给，向下伏地层排泄转化为基岩裂隙水或在冲沟中以泉水形式排出。对本工程没有影响。 3.3工程地质条件
3.3.1加压泵站的工程地质条件
本工程在输水干管设加压泵站2座，分别位于桩号5+165和10+150处，所处地层为上更新统中～重粉质砂壤土层，厚约9～11m，根据工程地质类比法以及参考其他工程的试验结果，其物理力学指标值为：天然密度为1.78～1.84g/cm3，干密度1.47～1.53g/cm3，自重湿陷系数δ
zs=0.0022～
0.0055，湿陷系数δs=0.0053～0.0093，抗剪强度：(固结快剪)φ=14°～1
6°，c=0.029～0.031Mpa，变形模量24～30MPa，渗透系数K
3.3.2管网调节蓄水池的程地质条件
本工程在输水干管末端桩号11+545处设100 m3管网调节水池1座，水
2)风积马兰黄土。土层池都位于黄土梁峁顶上，所处地层为上更新统(eolQ3
厚度约10m以上。根据工程地质类比及实验结果，土的天然密度1.78g/cm3，比重2.71～2.74，原状快剪时的凝聚力C=65.7Kpa，内摩擦角φ=26.1°；击实后的最大干密度1.75～1.82g/cm3，比重2.71，最优含水量12.6～18.1％，饱和抗剪强度的凝聚力C=28.5Kpa，内摩擦角φ=18.2°。该土壤的分类为中粉质壤土。建议蓄水池基础翻夯1.5m，干容重达到1.55g/cm2以上，铺垫10%水泥土（重量比）垫层0.5m，同时加强排水和防渗措施。 3.6.3管道工程地质条件
本工程设输水干管1条，长度11.776 km，配水干管2条，总长度为14.32 km，支管总共20条，总长度23.127km。供水线路主要经过以下5种地貌形态，国道109线段（输水干管0+000~1+205；1#配水干管4+570~5+210），乡村公路段（输水干管1+205~10+150、1#配水干管2+200~4+570、2#配水干管0+505~8+855；），穿越沙河段（输水干管1+860~1+900、8+434~8+450、11+100~11+134；1#配水干管1+000~1+150、2+150~2+200），沟道Ⅱ级阶地段（输水干管10+150~11+144）。
管线沿国道109线段，管线布置公路排水沟的一侧，地层岩性为黄土、砂质粘土；乡村公路段管线布置公路路基上，路基填筑岩性为黄土、砂质粘土以及细砂砾，国道段和乡村公路段都属于现代填筑，管槽开挖布置在已经运行多年现代填筑段，黄土的湿陷性已完全消除，基础稳定。沟道Ⅱ
级阶地段地层岩性为冲洪积重粉质壤土，粘粒含量较高，结构密实，基础相对稳定。爬坡段为风积马兰黄土层，质地均一，结构稍密，具大孔隙及垂直节理，具有一定的湿陷性。建议管槽底部进行原土夯实即可，管道敷设完成后，应进行原土夯填，以防止由于积水造成陷穴或塌陷。在管道拐弯或起伏较大时设立管道镇支墩及止推墩，提高管道的稳定性。管道镇支墩基础原土翻夯1m。穿越沙河段基础地层为冲洪积砂壤土及砂(碎)石土层，基础稳定，由于沙河段都是洪水沟道，所以应采取相应的工程措施，防止洪水的冲刷、下切导致管道外露。
支管以及支管以下管网工程都处在第四系地层上。由于管道工程对地基的工程地质条件要求相对较低，建议支管管槽开挖后进行原土夯实，管道安装后再进行表夯。
在工程区广泛分布整个管线不存在影响管网工程的断裂带、滑坡体以及其他不稳定条件。 3.4天然建筑材料
砂砾石料场在井尔川砂砾石料场开采或直接购买。井尔川砂砾石料场位于平川王家山镇井尔川沟内，也是本工程的受益区范围，有县乡级公路相通，交通条件好。料场沟道宽70～90m，沟道砂砾石裸露，仅局部段有厚约0.5～1.0m土层覆盖，无占用耕地。该沟道砂砾石为冲洪积堆积物，产地地形平坦，砂砾石层厚4～7m，层位较稳定，结构较密实，料场开采条件较好，目前料场局部地段已被当地农民开采。
本工程的设计需用量较少，可直接从料场采购。
4工程方案比较
总体设计在满足设计指标的前提下，方案的优化有两方面内容，一是投资少，二是建成后运行管理方便。本工程中供水规模较小，影响投资敏感的因素是水源地的选择、管线如何布置和如何选用管材；而运行管理方便与否主要在于泵站的级数多少。本次主要从水源的选择和线路布设两方面进行比较。 4.1水源选择比选
根据项目区人口居住情况以及水源分布特点，本项目可共选择三个水源做比较。
【方案Ⅰ】是采用靖远县兴堡子川水厂作为本项目供水水源，新堡子川水厂每天运行16h，水处理能力374.75 m3/h。水源为兴电灌区东干渠的农灌黄河水，修建了有效总容积为56.49万 m3的蓄水池2座，在灌溉停水期调节供水。
水厂原水蓄水池设计总容积为56.49万m3，安全超高1.0m。平川区王家山农村饮水安全供水工程设计年总用水量为9.77万m3，通过测算，兴堡子川水厂原水蓄水池设计水位只需抬高0.16 m就可以满足本工程蓄水需求。
而本工程的供水规模为348 m3/d，因此只要将水厂每天运行时间延长55min，就可以满足本项目的用水需求。
【方案Ⅱ】采用王家山煤业公司生活用水作为本工程的供水水源，王家山煤业公司生活用水也是净化后的黄河水，水质标准符合《生活饮用水卫生标准》要求，并且位于本项目区内，取水方便，管网布设容易且管线较短，工程投资相对较少。但是王家山煤业公司生活用水工程当时设计规模不大，水量没有较大程度的富裕，随着王家山煤业公司的日益发展壮大，工人数量逐年增加，生活用水量越来越多，原有工程供水规模已不能很好的满足现状用水需求。目前，王家山镇政府所在的武家拐拐社，已经接引
了煤业公司生活用水了，但是，随着公司供水需求量的不断增加，已不能提供充足的水量，每天只能定时供水，并且水价偏高，不能满足用水需求。
【方案Ⅲ】采用项目区内井水作为供水水源，上世纪90年代当地群众为了生活用水，在井尔川沟脑打了机井1眼，据当地人回忆，当时机井出水量大，除可以满足当地的生活饮用水外，还可以有一定量的灌溉水量，但是近年来随着降雨量的逐年减少，地下水减少，机井出水量也越来越少，目前根据现场测定出水量为2～3 m3/h；水质也不符合饮用要求，根据《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），超标指标共7项分别为：总硬度1092.8mg/L，超标2.43倍和1.99倍；硫酸盐414.2mg/L，超标1.66倍和1.38倍；氯化物652.4mg/L，超标2.61倍和2.18倍；溶解性总固体2454mg/L，超标2.45倍和1.64倍；铁0.53mg/L，超标1.77倍和1.06倍；锰0.23mg/L，超标2.3倍和不超标；铝0.135mg/L，超标1.35倍和没有放宽值。
根据以上三个方案比较可知，【方案Ⅰ】不论从水质还是水量均可满足本工程的用水需求；【方案Ⅱ】虽然水质符合要求，但是水量不足；【方案Ⅲ】水质和水量均不满足要求，所以本工程水源选用【方案Ⅰ】水源。 4.2配水线路方案比选
项目区地处山区，沟壑纵横，山大沟深，地貌特征可分为河谷平原区及黄土梁峁地貌区，区域地表水匮乏，根据项目人口居住情况，可选择两个方案进行比较。
【方案一】是输水干管从靖远县兴堡子川水厂配水泵站接出，顺着109国道铺设，到桩号1+205后穿过砂台子砂河后进入王家山镇的于家大川社，经过中途加压泵站加压后（桩号5+165）向西铺设，途径贺家崖湾、俭菜堂，到达桩号10+150后再加压，然后顺着砂河右岸的Ⅱ阶台地上向西北方向行进，直达井尔川的高位水池，输水干管结束，末端桩号为11+645，全长11.776km。
1#配水干管从输水干管桩号5+165处加压后分水，沿东南方向铺设到桩号2+170后穿过砂河，再朝南铺设经过张家大坝到达国道109线，桩号为4+570，
然后沿109线向西南方向行进，最后到达吊掌子社结束，末端桩号5+210，全长5.288km。
2#配水干管从输水管末端高位水池接水，沿乡村道路南下成为自流管路，途经蒿草撑、黄家窑、黄毛沟，最后到达大营水结束，末端桩号8+855，全长9.031km，末端与最高点的高位水池高差为112.70m。
全项目区共设配水支管20条，其中输水干管支管7条，配水干管支管13条，总长为23.127 km。
【方案二】也是从靖远县兴堡子川水厂配水泵站接出，干管一直沿109国道前行，干管末端为王家山镇大营水村，干管全长13.52km，干管设支管14条，总长13.53km，中途分2条分干管，总长16.58km，分干管支管7条，总长11.256km，设中途加压泵站4座。两方案比较见表4-1。
方案比较表 表4-1
从表中可以看出，方案一不论从工程总投资、人均综合投资、供水成
本等方面均优于【方案二】。因此，通过经济、运行、管理、水源、多方面综合比较，设计推荐【方案一】。 4.3管材选择方案比较
在供水工程中，管道在工程总投资中占有很大比重，管道材料的选用合理与否，直接影响工程的总投资。本设计选择硬聚氯乙烯（Upvc）给水管、聚乙烯（PE）给水管二种规格的管材主要从价格和性能两方面来进行比选。经进行市场管材价格调查，考虑管材、安装费用等，对本工程应用的较多的管径为DN110mm～DN63mm，公称压力等级为1.0Mpa的 Upvc管、PE管分别做了费用估算比较，详见下表4-2。
Upvc管和 PE管近年来都在给水工程中普遍使用，都具有重量轻、卫生、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长等优点，经比较Upvc管价格低，因此，通过经济适用的角度考虑，本次设计中管材选用管径＞30的采用Upvc管，管径≤32时的采用PE管。
5.1设计参数
本工程最高日用水量为348m3/d，年总用水量为9.77万m3。根据《水利水电工程等级划分级洪水标准》（SL252-2000）及《村镇供水工程技术规范》（SL301-2004）规定，本工程属Ⅳ等小（1）型，Ⅳ型农村供水工程。主要建筑物按4级设计，次要建筑物按5级设计。
供水保证率95%。
给水系统按每天工作24h，K日＝1.30，K时＝2.0，进行供水工程设计。 5.2设计方案及工程措施
本工程拟采用靖远县新堡子川水厂作为供水水源，在水厂配水泵站增设水泵2台套，一用一备，加压后供入管网，管道中途设加压泵站和高位调节蓄水池，供水入户。
根据项目区人口居住情况，供水区域共设输水干管1条，配水干管2条，配水支管20条。实行供水入户，覆盖项目区的全部用水人口。工程设计供水规模348m3/d，本次解决项目区全部用水人口6214人。 5.3工程主要建设内容
工程主要建设内容：在靖远县兴堡子川水厂配水泵站内增设水泵2台套，一用一备，水厂内增设水泵进出水管道100m，检查井2座；供水工程设供水管网，供水管网总长度105.248km。其中设输水干管1条，长11.776km；配水干管2条，总长度14.32km；配水支管20条，总长度23.127 km；分支管总长度37.35km，入户管总长度18.675 km。
设各种阀井212座。
设中途加压泵站2座，其中新建泵房1座，利用原有泵房1座；配套机组6台套，泵站前池2座，均为50m3。
管网调节蓄水池共1座，容积100m3。
5.4.1配水泵房水机设计
配水水泵直接安装在靖远县新堡子川水厂配水泵房内，水泵的设计流量根据《技术规范》5.0.2第2条，向调节构筑物抽送清水的泵站，设计流量应为最高时用水量，可按下式计算：
Q=W/T
式中：Q-泵站的设计流量，m3/h； W-最高日用水量为348m3/d； T-日工作时间，取24h。
经计算Q=14.51m3/h，设计几何扬程42.7 m，损失扬程22.3 m，总扬程65 m。
根据设计流量和设计扬程，选用2台高层建筑给水泵，一用一备，型号65LG25-20(1)×3，水泵的铭牌流量为14.40 m3/h，扬程65.4m，效率51.8%。配套电机功率7.5kw。水泵参数详见表5-1。
水泵参数表 表5-1
进水管采用DN100mm的钢管，设偏心渐缩管与水泵进口相接。水泵出水管选用DN100mm的钢管，引出泵站后接DN110mm压力等级为0.8Mpa的Upvc管。在水泵的出口设同心渐扩管使其直径由水泵出口尺寸变为出水管直径。在水泵的进口设软密封闸阀1台，出口设多功能控制阀1台。 ·辅助系统
排水：在机墩四周设0.1m×0.1m排水沟，以便排水至集水坑。泵站排水由集水坑用排水泵经管道直接引入厂区排水系统。
水力监测：泵的进口设压力真空表，以便监测水泵进水段的真空程度，泵的出口设普通压力表，以便控制变频器和水泵的开启与停止。 5.4.2 供水管网工程设计 5.4.2.1供水区域概况
本工程供水区域为条带状，东西长约16km，南北宽约13km，受益面积208km2，受益范围涉及到王家山镇的4个行政村、20个自然村的人畜饮水，供水区内现状总人口为6241人。项目区最东端为万庙村的常家大川社，最西端为大营水社。 5.4.2.2管网总体布置
按照供水区域的村庄分布情况，以最短的管线提供最大的供水范围为目标，管线布置坚持以下原则：一是为方便供水入户，主管线尽量通过或靠近村庄；二是管道尽量走直线，以减少管道长度和管道水头损失；三是交通要便利，便于施工及材料运输和今后的维修管理；四是尽量铺设在坚硬的地基上，避开深沟，保证管道运行安全。供水干管水量按最高日平均时用水量计算，供水分干管和支管水量按最高日最高时用水量计算，时变化系数取2.0，管径按设计流量和经济流速确定，在管道的凸起点和每隔1.0km左右处，设自动进（排）气阀。各级管道上每隔一定的距离设检查井，考虑到消防用水要求，进入各村的管径均不小于32mm。
通过实地勘测，结合农村供水工程的用水特点和实际地形情况做了管网布置经济分析比较，确定供水管网形式采用树枝状，分为输水干管、配水干管、支管、分支管和入户管五级管道。实行24小时不间断配水，保障全区域及时用水。
全受益区共设1条输水干管， 2条配水干管，7条输水干管支管，13条配水干管支管；供水方式上采用供水到户。详见各管道特性表5-2～表5-4。
表5-2
1＃配水干管支管特性表 表5-3
2＃配水干管支管特性表 表5-4
（1）供水区管网设计
输水干管从靖远县兴堡子川水厂配水泵站接出，顺着109国道行进，到桩号1+205后朝西布设穿过砂台子砂河后进入王家山镇的于家大川社，到达桩号5+165处，设加压泵站1座，安装机组4台套（两组，各一用一备），分别向输
水干管和1#配水干管加压供水，输水干管加压后向西铺设，途径贺家崖湾社、俭菜堂社，到达桩号10+150后利用原井尔川提灌2泵房，安装机组2台套（一用一备）再经过加压，然后顺着砂河右岸的Ⅱ阶台地上向西北方向行进，直达井尔川的高位水池，输水干管结束，末端桩号11+645，全长11.776km。
1#配水干管从输水干管桩号5+165处（1#配水干管桩号0+000）加压后分水，沿东南方向布设到桩号2+170后穿过砂河，再朝南布设经过张家大坝到达国道109线，桩号为4+570，然后沿109线向西南方向行进，最后到达吊掌子社结束，末端桩号5+210，全长5.288km。
2#配水干管从输水管末端高位水池接水，沿乡村道路南下成为自流管路，途经蒿草撑、黄家窑、黄毛沟，最后到达大营水结束，末端桩号8+855，全长9.031km，末端与最高点的高位水池高差为112.70m。
输水干管控制设计用量348m3/d，沿途共设配水支管7条，总长8.50km，配水干管2条，总长14.32km，设配水干管支管总共13条，总长14.627km。 5.4.2.3管材的选择
本工程管材采用Upvc管，直径≤32mm的管道采用PE管，局部管段及部分管件采用钢管，主要用于局部压力过大以及各种阀门前后、三通、四通、泵站前后等管段处。
Upvc管管道公称压力等级选用最小为0.63Mpa，所用管件及二次加工管件公称压力等级要与管道相匹配。 5.4.2.4管网水力计算
供水管网采用树枝状布置，输水干管流量按最高日平均时用水量计算，输水干管以下管道配水量按最高日最高时用水量计算，K时＝2.0，管径按设计流量和经济流速确定；考虑消防用水要求，进入各村的分支管管径不小于32mm，各支管进口处均设置1座闸阀井。支管按设计流量和水头损失确定管径，管网最不利点自由水头不小于5m，消火栓设置处的最小服务水头不低于10m。
根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）的有关规定，树枝状配水管
网水力计算原理和参数如下：
设计流量Q配=供水规模×时变化系数/ 24h； 人均配水当量q0 =Q配/设计人口；
节点出流量Q节=人均配水当量q0×节点设计人口；
管段计算流量Q管=可按其沿线出流量的50%加上其下游各管段沿线出流量计算；
V为经济流速； D管径= (4×Q配/3.14×V)0.5；
单位管长水头损失：Upvc管和 PE管i=0.000915×Q1.774/d4.774； 钢管：当V＜1.2m/s时： i=0.000912V2（1+0.867/V）0.3/d1.3； 当V＞1.2m/s时： i=0.00107V2/d1.3；
管道水头损失h =沿程损失+局部水头损失=(1+0.1)×i×管段长度，其中0.1为沿程损失率。
自由水头确定：村内集中供水房最小服务自由水头5m；
确定各节点地面高程：根据地形图或实地测量结果，确定各节点地面高程，标在管网图上。
最不利点确定：最不利点为距离水厂最远或相对较高的管道末端的最高点。 ·输水干管
全供水区共设1条输水干管，输水干管控制设计用水人口6879人，设计流量按最高日工作时平均用水量计算，工作时间按24h计，计算得输水干管进口设计流量为4.03L/s，详见干管水力计算表5-5和水力计算附图5-1。
·配水干管
全供水区共设2条配水干管，配水干管时变化系数取2.0，其分水位置、流量、管径、长度详见配水干管水力计算表5-6、表5-7和水力计算附图5-1。
·配水支管
离输水干管、配水干管较远的村社及用水单位设支管配水，全配水区域共
设支管20条，其中输水干管上7条，配水干管上共13条。支管时变化系数取2.0，各支管的分水位置、流量、管径、长度等详见支管水力计算表5-8～表5-10和水力计算附图5-1。 5.4.2.5分支管和入户管设计
项目区总共有农户1245户，居住比较分散，根据居住实际情况，按照巷道或街道布设分支管，然后接入每户。原则上一般1个分水井控制5～8户用水。经现场踏勘估算平均每户DN32的分支管长30 m，总长为37350m；平均每户DN20的入户管长15m，总长18675m，另每户配Dg20的水表1个、球阀1个和Dg20的水龙头1个。入户管不进入概算，由群众自筹。 5.4.2.6各级管道特性
所有室外管道为地埋管，顶覆土不宜小于1.2m。各级管道管径、管长及承压等级见表5-11。
输水干管水力计算表 表5-5
30
#配水干管水力计算表 表5-6
2#配水干管水力计算表 表5-7
输水干管支管水力计算 表5-8
表5-9
#配水干管支管水力计算 表5-10
单位：m 表5-11
附图5-1
0.09-320.69-630.32-400.43-400.19-400.34-400.67-500.26-322#支管
输水干管
4.03-1101+205
3.88-1100.30-50 新堡子川水厂配水泵站
4+580
3.83-110压泵站
2.42-906+516
2.32-752.15-758+974
2.06-75压泵站
2.06-7511+1451.59-75高位蓄水池
2#配水干管
3.18-90
2.85-90减压井2.33-751.66-75
0.18-320.26-401.11-630.09-321#配水干管
2.83-90
0.77-630+010
2.07-751+446
1.44-754+570
0.61-505+210
0.37-400.35-50
流量(L/s)-管径（mm）长度（m）-损失（m）
蓄水池
0.83-630.26-400.26-40
配水管网水力计算图
0.29-32
5.4.2.7管网附属设施
附属设施包括：分水控制阀、检修阀、排水排泥阀、自动进排气阀、计量水表、止推墩、防滑墩等，阀门、水表、伸缩节等根据需要或单独或组合安装在阀门井内。供水区附属设施设置位置详见纵断面设计图。
分水井：分水控制阀布置在干管、分干管、支管进口处，某些地段将数条支管集中在一分水井分水，每个支管安装一个分水控制阀。分水控制阀安装在分水井内，另配计量水表，根据实际需要，阀门、水表下部设C15混凝土支墩支撑。全配水区域共设分水井170座。
检查井：配水管沿线每隔一定距离设检查井，用于检修管道。全配水区域根据实际情况共设检查井15座。
排水井：配水管沿线地势较低处或适宜地段设置排水井，用于排除管内沉积物及检修时放空管内存水。全配水区域共设排水井10座。
自动进排气阀井：在干管、支管的凸起点或每1.0km左右设自动排气阀，用于排除管内空气，防止产生气塞。全配水区域共设排气阀井15座。减压井：控制系统压力在安全范围外，设减压阀减小管内压力，本工程共设2座减压井，有些减压阀直接安装在分水井或者检查井中，采用型号为200X-10和Y42X-10T两种形式的减压稳压阀。为了防止由于意外事故（比如减压阀失灵等）对管道的破坏，需在各加压泵站出水管以及各个减压阀后均设型号为AX742X的安全泄压阀。
以上设施详见阀门井统计表5-12。
止推墩、固定墩、防滑墩、管线标志桩：管径≥100mm干管、支管在水平或垂直方向转弯处、三通、四通端头、阀门处，根据轴向推力大小设置止推墩或固定墩。管道与止推墩、固定墩、防滑墩、锚固件（管箍等）之间加铺3mm厚软塑料板垫层，以防止损坏管道。管线上部埋设标志桩，标志桩长度1.0m，横截面尺寸0.12×0.12m，埋设在管线拐弯处和直线段上，间距500m。止推墩、固定墩、防滑墩采用C15混凝土现浇。标志桩采用C20
砼预制。
供水区管网阀门井统计表 表5-12
供水区各种器件统计表 表5-13
5.4.5管网调节构筑物设计
为了提高管网供水的保证率，以及考虑到降低能耗，使水泵不要长时间的处于运行状态，确保水泵在停止运行状态下用户能够随时有水用，因此在管网中设蓄水调节池来调节用水。
通过总体规划，本工程在输水干管末端共设调节蓄水调节池1座，容积为100m3；
为了控制蓄水池水位，在其进水管上安装A106系列电磁遥控浮球阀1个。
蓄水池采用中国建筑标准设计研究院出版圆形钢筋砼蓄水池标准图，图集号为04S803。为C25钢筋砼结构。调节蓄水池基础处理从下到上依次为原土浸水翻夯1.5m，上垫10%水泥土厚1.0m，C10素砼垫层厚0.1m。 5.4.6中途加压泵站设计
根据管网水力计算可知，在输水干管桩号5+165（1#配水干管进口）、10+150处各设加压泵站1座，1#配水干管进口和输水干管桩号5+165处共用1座泵房。干管桩号10+150处利用原井尔川提灌工程2泵站泵房，本次只配套机电设备2台套，一用一备。
泵站的设计流量和设计扬程详见表5-14。
中途加压泵站特性表 表5-14
中途加压泵站的布置及结构
泵站坐北向南呈一字型布置，平面尺寸L×B（长×宽）=10.70m×5.6m，建筑面积59.92m2。设有泵房、值班室兼休息室。泵房内设有水泵室、配电间。为砖混结构。外墙厚370mm，内墙厚240mm，墙体为M7.5水泥砂浆砌
MU10机砖。屋顶采用现浇C20钢筋砼屋面板，保温卷材屋面处理，地面为C15砼地面。内外墙顶棚均刷涂料。
基础为现浇C20钢筋砼条形基础，基础底宽1.2 m，顶宽0.5 m，高0.25 m，埋深1.5 m。地基处理从上到下依次为：现浇C15砼垫层厚0.10 m、10%水泥土垫层厚0.50 m、原土翻夯1.5m。
泵房外门采用钢门，内门采用木门，窗采用铝合金窗带防盗栅。 泵站围墙采用砖围墙，大门采用铁艺大门，泵站院内地面铺彩色路砖。 ③泵站水机
根据设计流量和设计扬程，在输水干管桩号0+00处选用2台高层建筑给水泵，一用一备，型号65LG25-20（1）×3，水泵的铭牌流量为4.0L/s，扬程65.4m，转速2950r/min，效率51.8%，配套电机功率7.5kw；输水干管桩号5+165处选用2台高层建筑给水泵，一用一备，型号40DL8-10×9，水泵的铭牌流量为2.22L/s，扬程90m，转速1450 r/min，效率48%，配套电机功率5.5kw；输水干管桩号10+150处选用2台单级立式离心泵，一用一备，型号KQL40/250-7.5/2，水泵的铭牌流量为2.11L/s，扬程74m，转速2960 r/min，配套电机功率7.5kw；1#配水干管桩号0+00处选用2台高层建筑给水泵，一用一备，型号40DL8-10×8，水泵的铭牌流量为2.78L/s，扬程74.70m，转速1450 r/min，效率51%，配套电机功率5.5kw；详见水泵选型特性表5-15。
④泵站前池
在输水干管2座中途加压泵站前均设有50 m3前池1座，前池为园形钢筋砼结构，采用04S803图集。地基处理从上到下依次为：现浇C15砼垫层厚0.10 m、10%水泥土垫层厚0.50 m、原土翻夯1.5 m。前池设计池底高程分别为1778.20m、1827.00 m。
表5-15
注：括号里数字为设计流量和扬程，水泵均为一用一备。
5.4.7管网交叉建筑物设计
输水干管分别在桩号1+860～1+900、8+434～8+444和11+100～11+134处穿越砂河3处，1#配水干管分别在桩号1+000～1+015和2+170～2+180处穿越砂河2处。穿越砂河时，管道由断面为1m×1m现浇C15砼包裹在中间，且埋在冲刷线以下0.5m，包裹长度为沟道的宽度加上沟道两岸的洪水爬高高出洪水位1.0m，冲刷深度经过测算为2.5m。
5.4.8定员编制
按照《村镇供水站定岗标准》水农[2004]223号标准，日均供水量在200～1000 m3 /d之间属Ⅳ级供水站管理，按Ⅳ级供水站进行定岗。供水管理站定岗为5人。
5.4.9主要构、建筑物占地
主要（构）筑物占地表 表5-16
5.4.10主要设备及材料
管材列表 表5-17
主要设备表 表5-18
5.4.11三材用量
表5-19
6结构设计 6.1工程概况
平川区王家山农村饮水安全供水工程主要建（构）筑物有中途加压泵站、管网调节蓄水池等。其中中途加压泵站为砖混结构，管网调节蓄水池为现浇钢筋混土结构。 6.2设计依据标准
（1）《民用建筑设计通则》（试行）（GB50352-2005） （2）《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）（2001年版） （3）《城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ41-91） （4）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002） （5）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001） （6）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002） （7）《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-2002） （8）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001） 6.3建筑设计
（1）设计等级：本项目建筑工程等级为3级，耐火等级为二级，耐久年限为40年。
（2）建筑布局及设计原则：建（构）筑物的建筑设计以满足生产工艺及相关专业的要求为原则，采用简洁明快的直线条建筑风格为主体。
（3）建筑尺寸：建筑物的柱距、开间、进深、高度以及洞口等尺寸，在满足工艺、电气、设备以及建筑使用功能的前提下，按照《建筑模数协调统一标准》及《厨房建筑模数协调标准》的规定，采用扩大模数3m。
标高：建筑图所注标高均为相对标高。
室内外高差：结合当地水文地质条件，工艺设备进出方便以及单体建筑物防内涝等设计要求，确定中途加压泵房室内外高差为150mm。
层高：根据工艺、电气、设备、采光需求确定，中途加压泵站层高3.6m。
（4）建筑做法
地面：中途加压泵房地面采用砼地面； 外墙面：均采用彩色涂料墙面； 内墙面：采用白色涂料墙面； 踢脚：水泥踢脚；
屋面：平屋面加女儿墙，采用改性沥青卷材防水（不上人）屋面； 散水：采用混凝土散水，根据建（构）筑物实际确定宽度； 坡道：采用混凝土坡道；
室外台阶：采用高0.15m，宽0.3m水泥台阶； 6.4结构设计
（1）建筑物结构体系及构造 ·结构体系：建筑物为砖混结构。
·构造：建筑物围护结构采用370mm厚粘土砖墙。 （2）中途加压泵房基础 ① 地基处理
场地平整完成后，按照建筑物基础尺寸四周外伸2m开挖基坑，挖深2.0m，从上到下依次为：现浇C15砼垫层厚0.10 m、10%水泥土垫层厚0.50 m、原土翻夯1.5m。
② 基础形式
基础型式为C20钢筋砼条形基础；
泵站及管网调节蓄水池：清水池和管网蓄水调节池基础为C25整体式现浇钢筋混凝土底板。 （3）建筑材料
①砼：泵站前池和管网调节蓄水池等主要储水构筑物采用抗渗等级W6的防水砼，抗冻标号F100，强度等级为C25，泵房及其它均采用C20级普通砼。
②钢筋：分别选用I（φ）、II（Φ）级钢。
③砖砌体：采用粘土砖、M7.5水泥砂浆、M5.0混合砂浆。 6.5防洪和抗震
（1）防洪
平川区王家山农村饮水安全供水工程供水规模348m3/d，属Ⅳ型农村供水工程，根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-20041）规定，按20 a一遇洪水进行设计、50a一遇洪水进行校核。
（2）抗震
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中附录A，本地区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.30g，设计地震分组为第二组，依据第5.1.4-2特征周期值为0.40s。
7电气设计 7.1设计范围
本工程设计范围包括输配水泵站和中途加压泵站的所有用电设备及本工程所属输电线路；主要有室外变压器电气安装设计、开关设备电气安装设计、低压配电系统及室内电气安装设计、各生产构筑物内动力及照明电气安装设计、厂区电气安装设计和自控仪表电源设计，以及防雷、接地系统及输电线路等配套设施的设计。 7.2负荷性质和供配电电源及运行方式
负荷性质：Ⅲ型 供电电源：6KV
供电电源与各泵站间距离：500M 7.3用电负荷
本设计的用电负荷主要是工程范围内所有的用电设备。主要有配水泵站和加压泵站的电机、闸阀及附属设备。所用负荷计算见下表：
7.4电气设计 7.4.1电源及输电线路
（1）配水泵电源及输电线路
在本工程设计中配水泵安装于靖远县兴堡子川水厂配水泵房，兴堡子川水厂原有变压器S11-100/10一台，兴堡子川水厂总用电负荷为80KW，如果共用原有S11-100/10变压器时，造成变压器过负荷，长期过负荷而烧毁变压器，所以另选一台变压器，变压器型号为S11-30/10一台。配水泵电源和兴堡子川水厂供用，从兴堡子川水厂高压线路T接，经RW3-10/50跌落式
开关引入变压器，同时设FS2-10避雷器1组。
（2）中途加压泵站电源及输电线路
王家山供水工程中途加压泵站共二座，(5+165)加压泵电源从附近村庄高压线路T接，用电负荷为20KW，经RW3-10/50跌落式开关引入变压器，同时设FS2-10避雷器1组，变压器型号为S11-30/10一台。 (10+150)加压泵站安装在灌溉泵站井儿川二泵房内，井儿川二泵站原有变压器S11-80/10一台，井儿川二泵总用电负荷为55KW，变压器S11-80/10能满足人饮泵的要求，不再另选变压器。 6KV输电线路500M。
变压器采用户外Π形杆上安装，其安装高度要符合《建筑电气工程施工质量验收规范》，并做好防护工作，防止安全事故发生，高压接线柱距地大于3m。
7.4.2设备选型及控制
包括配水泵站、加压泵站的所有用电设备，在不降低标准和重视安全、保证正常运行使用，尽量提高能源利用率，节约电能的前提下，选用配套产品。设备运行以人工控制为主。
·配水泵
电源经电缆地埋引入配电室，接GCS-03B（G）配电柜，设控制柜1面，控制柜安装在泵站配电间内。取水泵机组二台，配套电机为7.5kw，电机由水泵自带。
·加压泵房 1、(5+165)加压泵
电源经电缆地埋引入配电室，接GCS-03B（G）配电控制柜1面，控制柜安装在泵站配电间内。配水泵机组四台，配套电机为5.5kw，电机由水泵自带，电机由变频器和管道出口压力传感器来控制，变频器型号为RNB6005。
2、(10+150)加压泵
电源经电缆地埋引入配电室，接GCS-03B（G）配电控制柜1面，控制柜安装在泵站配电间内。配水泵机组二台，配套电机为7.5kw，电机由水泵自带。设备祥见附表7-1。
设备材料表 表7-1
各泵站应设置正常工作照明、事故照明以及必要的安全照明装置。工作照明电源应由厂用电系统的380/220V中性点直接接地的三相四线制系统供电，照明装置电压宜采用交流220V。照明采用节能灯具和配照型灯具，详见设计图。 7.6电气设备的防火
各泵站电气设备的防火，应贯彻“预防为主，防消结合”的消防工作方针，预防火灾，减少火灾危害。应积极采用先进的防火技术，做到保障安
全，使用方便，经济合理。 7.7防雷与接地
为保证电气设备及人身安全，各泵站设有防雷保护，泵房及配电间均属于B-Ⅲ类防雷等级，不另设避雷针，根据建筑物易受雷击的部位，即在泵房和净水间房面板周围装设避雷带，与屋顶混凝土中的钢筋焊接连通并与接地体连结，避雷装置接地电阻不大于10欧。
各泵站内所有电气设备外壳，各种金属构架，管道等都必须进行可靠的工作接地和安全接地，电气装置的保护接地系统利用人工接地和利用构筑物内的主筋接地两种方式，采用TN-C-S系统。为使各种不同设备和各种不同电压的电气设备便于接地，在泵室和配电间下设总接地装置，设接装置由接地极(φ50钢管2.5m)和接地线（15×4扁铁）组成的保护接地网；配电柜、变压器及电动机等设备外壳可靠与接地线连接，接地装置要符合《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》，其接地电阻不大于4Ω。
8仪表、自控及通讯设计 8.1设计范围
设计包括(5+165)加压泵站内外的所有设备自控、仪表和有（无）线通信。
8.2自控系统构成
为满足出泵站对水的控制和降低用水成本，需要及时了解和掌握泵站设备的运行工况和工艺运行参数。鉴于本工程的具体情况，根据国内外该系统的运行管理经验，本着：“先进、实用、安全、可靠、经济”的原则，供水系统拟采用现场手动、全自动控制的运行模式。 8.3通讯
该工程处所建位置有移动通讯信号，配水泵用净水厂的移动固定电话，各加压泵站分别设一部移动固定电话，共计二部。 8.4自控系统简述
（1）(5+165)加压水泵：配水泵机组采用变频器与出口管道压力来控制，配水管道压力小于设定值时配水泵电机起动，当管道压力大于设定值时配水泵电机停机，从而保证用户的正常用水量。
（2）排水泵：各泵站排水泵的运行在全自动运行模式下受污水井中水位的控制；当污水井中的水位高于设定值时，排水泵自动开启排水，而当污水井中的水位低于设定值时，排水泵自动停止排水。 8.5硬件组成
（1）变压器2台S11-30/10
（2）各泵站配电控制柜3面（H×L×B＝2200×800×600），其中：开关计量柜1面、配水机组控制柜2面。
（3）变频器RNB6005二台 （4）水泵机组动力电缆
（5）带电信号输出（4～20mA）管道压力表2只
（6）脉冲输出式水流量计3只（2500升/分） 8.6仪表检测内容
（1）管道水压值检测1.25Mpa、4～20mA输出。
（2）管道水流量检测2500L/min，1.25Mpa、12～24V脉冲输出，计量用高精度。
9施工组织设计
9.1施工条件
9.1.1工程概况
平川区王家山农村饮水安全供水工程位于平川区北部，供水区域为条带状，东西长约16km，南北宽约13km，受益面积208km2，涉及到王家山镇的4个行政村、20个自然村，1245户，现状总人口6214人。供水管网的施工覆盖全供水区，工程建（构）筑物较多，管网布置分散，施工难度较大。
工程主要建设内容：在靖远县兴堡子川水厂配水泵站内增设水泵2台套，一用一备，水厂内增设水泵进出水管道100m，检查井2座；配水工程设配水管网，配水管网总长度105.248km。设输水干管1条，长11.776km，配水干管2条，总长度为14.32 km，配水支管20条，总长度23.127 km，分支管总长度37.35km。入户管总长度18.675 km。
设各种阀井212座。
设中途加压泵站2座，其中新建泵房1座，利用原有泵房1座；配套机组6台套，泵站前池2座，均为50m3。
管网调节蓄水池共1座，总容积100m3。
9.1.2 施工特点
施工区域大而分散，东西长约16km，南北宽约13km，施工区域面积208km2。供水管网的施工覆盖全供水区，工程建（构）筑物较多，管网布置分散，施工难度相对较大。
9.1.3交通条件及施工场地
工程区道路畅通，对外交通便捷，国道109线贯穿项目区，区内乡村道路形成网络，车辆均能到达各工点，内外运输能满足工程需要。施工场地开阔，能够全线同时展开。
9.1.4技术供应条件
51
1综合说明
1.1项目编制背景和依据 1.1.1项目背景
项目区位于平川区北部的王家山镇，距离平川区23km，王家山镇是平川区的一个建制镇，成立于1993年7月，总面积为235km2。项目区气候干燥，风多雨少，植被稀疏，水土流失严重，水资源贫乏，区内无常流地表水，大气降水是该地区地下水的主要补给来源。项目区目前大部分群众饮用灌区农灌黄河水，其水质污染严重，水质差，对群众健康危害大；少部分人饮用浅层地下水，浅层地下水受灌溉回归水的影响，水质也逐年变差，不符合国家《生活饮用水水质标准》（GB5749-2006）的标准，人畜饮水矛盾日益突出。根据《平川区农村饮水现状调查评估报告》结果，项目区现状总人口为6214人，其中饮水不安全人口为4743人，占项目区总人口的76%，安全人口为1471人。
随着社会经济发展和社会主义新农村的建设，解决农村人畜饮水问题已摆在各级政府的面前。王家山农村饮水安全工程已提到了当地政府的重要议事日程，近年来，当地群众以各种方式表达了对工程建设的渴望和要求。受平川区水务局的委托，我院与2010年1月组织技术力量，对该区域的水源进行了调查，对工程的管线进行了测量，对天然建筑材料进行了调查和评定，在现场勘测以及资料收集的基础上编制完成了《平川区王家山农村饮水安全供水工程初步设计报告》。 1.1.2本设计依据文件、资料：
（1）《平川区农村饮水现状调查评估报告》（平川区水务局2005.02）； （2）《甘肃省农村饮水安全工程项目建设管理办法》； （3）《甘肃省农村饮水安全工程建设与管理技术文本》； （4）工程设计合同；
（5）工程外业测量资料及当地提供的与设计项目有关的统计资料等。
1.1.3采用的有关规范、规程主要有：
（1）《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）； （2）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）； （3）《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020）； （4）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252）； （5）《建筑物抗震设计规范》（GB50011）；
（6）《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332）； （7）《室外给水设计规范》（GB50013-2006）； （8）《泵站设计规范》（GB/T50265-97）；
（9）《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》（CECS17-2000）； 1.2项目区地理位置及经济社会概况
项目区位于平川区王家山镇，距离平川区23km，王家山镇是平川区的一个建制镇，成立于1993年7月。属于腾格里沙漠的边缘地带，地处东径104°37´—104°52´，北纬36º15´—36°59´，东与靖远县东升乡接壤，西与水泉镇相连，南接宝积镇，北与靖远北滩乡相邻，总面积为235 km2。
项目区王家山镇共管辖4个行政村，20个自然村，1245户，现状总人口6214人，区内中、小学共7所。饲养大家畜3755头，猪6000头，羊1.4万只，鸡存栏超过12万只。总耕地面积1.98万亩，人均耕地2.8亩，其中水地0.31万亩，砂地0.49万亩，沟坝地1.17万亩。粮食生产主要以小麦、地膜玉米和地膜洋芋为主，经济作物主要以种植大田晚熟西瓜为主，大田晚熟西瓜是该镇的特色产业，年产量达700万kg，经济收入达到200万余元，大部分销往宁夏、内蒙等地。
境内有丰富的砂金、石灰石、陶土、煤炭等矿产资源，有年产200万吨的靖煤公司王家山煤矿。交通便利，国道109线横穿全境20多km。兴电工程主干从境内通过，发展水浇地的水资源便利。项目区近几年养殖业、运输业有了很大的发展，为当地居民的创收开辟了新道路。2009年全镇农
民人均纯收入达到2718元。 1.3项目区工程地质与水文地质
工程区地貌上属陇西黄土高原中低山丘陵区，工程区海拔高程约1760～1885m，区内相对高差约50～100m左右，最大高差约120m左右。从微观地貌上看，王家山镇以南为山前洪积平原地带，以北为低山丘陵区。供水管线从以上两种地貌形态上经过。与本工程有关的地层主要为第四系地层，本区分布广泛，成因较复杂，第四系地层(Q)由上更新统以来各类成因的松散堆积物组成，广泛分布于沙河沟道及两侧阶地及山体坡角地带，厚度变化较大。
工程区内地表水资源缺乏，无常年性地表径流。第四系黄土孔隙潜水主要在黄土层的底部，埋深大，含水层薄，水量极小，迳流循环缓慢的特点，该类地下水受大气降水补给，向下伏地层排泄转化为基岩裂隙水或在冲沟中以泉水形式排出。对本工程没有影响。 1.4项目区实施范围及饮水不安全类型
项目供水区域为条带状，东西长约16km，南北宽约13km，受益面积208km2，涉及到王家山镇的4个行政村、20个自然村，1245户，现状总人口6214人。饮水不安全人口为4743人，饮水不安全类型为苦咸水和未经处理的Ⅳ类及超Ⅳ类地表水，有1471人为饮水基本安全人口，是在2000年的农村人饮解困工程中解决的。 1.5工程措施、建设内容及工程量
本工程拟采用靖远县新堡子川水厂作为供水水源，从水厂配水泵房经过加压后供入管网，干管中途设加压泵站和高位调节蓄水池，供水入户。
根据项目区人口居住情况，供水区域共设输水管1条，配水干管2条，配水支管20条。工程设计供水规模348m3/d。
工程主要建设内容：在靖远县兴堡子川水厂配水泵站内增设水泵2台套，一用一备，水厂内增设水泵进出水管道100m，检查井2座；配水工程
设配水管网，配水管网总长度105.248km。设输水干管1条，长11.776km，配水干管2条，总长度为14.32 km，配水支管20条，总长度23.127 km，分支管总长度37.35km。入户管总长度18.675 km。
设各种阀井212座。
设中途加压泵站2座，其中新建泵房1座，利用泵房1座；配套机组6台套，泵站前池2座，均为50m3。
管网调节蓄水池共1座，总容积100m3。
主要工程量：土石方挖填15.48万m3，现浇砼464.88m3，主要材料总用量：水泥为147.48t，钢材13.02t，砂子248.99m3，石子459.67m3， PE管14.38t，UPVC管47.26t，需总劳力1.8万个工日。 1.6 投资概算
工程总投资411.58万元，其中建筑工程327.82万元，设备安装工程44.27万元，金属结构设备及安装工程1.4万元，临时工程5.26万元，其他费用20.83万元，预备费11.99万元。
其中申请中央国债专项资金272.17万元，占总投资的66.12%，省、市配套68.35万元，占总投资的16.60%，地方配套71.06万元，占总投资的17.28%。
1.7 建设管理及运营管理
工程建设严格按照国家、省上制定的《农村饮水项目建设管理办法》、《甘肃省农村饮水建设管理实施细则》和《白银市村镇供水工程管理办法》的规定、要求进行，成立平川区王家山农村饮水安全工程指挥部，将项目建设与管理的各个环节逐一落实工作责任，加强领导，科学管理，认真组织实施，确保目标任务全面完成。平川区成立了由分管区长任组长，水利、计划、财政、扶贫、卫生等部门负责人为成员的饮水安全工程规划与建设领导小组，市政府与平川区政府、市水利局与平川区水务局签定目标管理责任书，形成了责任明确，各尽其职的工作机制。在工程建设中严格建设
程序，全面实行项目法人责任制，招标投标制、建设监理制、项目法人负责制。
工程建成后成立平川区王家山农村饮水安全工程管理站，进行资产管理，实行有偿供水，计量收费，以水养水，独立经营，自负盈亏的法人负责制，采用专业管理和群众管理相结合的形式进行管理。 1.8 经济评价
经财务分析计算，单位制水成本3.82元/t，运营水价1.71元/ t，依据国民经济评价规范有关规定，通过计算运行费用和效益，分析国民经济评价主要指标，项目经济效益费用比1.21，大于1；经济内部收益率11.14%，大于社会折现率8%，经济净现值为67.62万元，大于零；静态投资回收年限9.64年（含建设期2年），各项指标均满足规范要求，本项目国民经济评价合理。 1.9 工程特性表
工程特性见表1-1。
2项目区的基本情况 2.1项目区概况
（1）自然概况
项目区位于平川区北部的王家山镇，距离平川区23km，王家山镇是平川区的一个建制镇，成立于1993年7月。属于腾格里沙漠的边缘地带，地处东径104°37´—104°52´，北纬36º15´—36°59´，东与靖远县东升乡接壤，西与水泉镇相连，南接宝积乡，北与靖远北滩乡相邻，总面积为235km2。项目区地形高差较大，梁峁丘陵交错，沟壑纵横遍布的地形地貌，平均海拔1800m。
（2）气象条件
项目区地处甘肃省中部干旱区，没有实测气象资料，根据项目区所在平川区气象资料，其气候特点是降雨量少蒸发量大，干旱多风沙，土壤干燥，植被稀疏，气温日差大，无霜期较长。年平均气温8.8℃，极端最低气温发生在1月为-23.8℃，极端最高气温发生在7月为37.4℃。年平均降水量240mm，年平均蒸发量1657 mm，全年日照时数2689h，春季多风,平均风速1.2m/s，最大风速21m/s，风向多西北风，一般风力5~6级，最大风力可达8级。最大冻土深度110cm，属典型干旱山区。
（3）水文
本地区由于年降水量不大，且65％的降水量集中在7、8、9三个月，形成洪流的流量较小，且为季节性洪流。境内的地表水主要是兴电工程提取的农灌黄河水，灌区从平川区水泉镇黄湾村黄河右岸提水，总干设8级泵站，提高高度407.2m，设计流量9.6m3/s，取水许可量为12000万m3/年。第四系黄土孔隙潜水主要在黄土层的底部，埋深大，含水层薄，水量极小，迳流循环缓慢的特点，该类地下水受大气降水补给，向下伏地层排泄转化为基岩裂隙水或在冲沟中以泉水形式排出。对本工程没有影响。
（4）洪水
项目区内有多条沟道，常年没有径流，只有在雨季出现季节性洪水。根据调查分析，项目区内沟道流域面积小，降雨量少，暴雨强度小，降雨历时短，而且下垫面以黄土层为主，降雨损失以填洼和渗漏为主，对径流的形成有一定的影响，且产流模式为超渗产流，汇流历时较长，出现较大洪水的频率低，洪峰流量小，对沟道没有较大的冲刷，所以沟道发育成熟。对本工程没有较大影响。 （5）项目区社会经济情况
项目区王家山镇共管辖4个行政村，20个自然村，1245户，现状总人口6214人，区内中、小学共7所。饲养大家畜3755头，猪6000头，羊1.4万只，鸡存栏超过12万只。总耕地面积1.98万亩，人均耕地2.8亩，其中水地0.31万亩，砂地0.49万亩，沟坝地1.17万亩。辖区内煤炭资源丰富，分布整个境内，总量40.2亿t，还有陶土、石灰石、烧胀粘土等多种矿产资源。粮食生产主要以小麦、地膜玉米和地膜洋芋为主，经济作物主要以种植大田晚熟西瓜为主，大田晚熟西瓜是该镇的特色产业，年产量达700万kg，经济收入达到200万余元，大部分销往宁夏、内蒙等地。境内有丰富的砂金、石灰石、陶土、煤炭等矿产资源，有年产200万吨的靖煤公司王家山煤矿。
交通便利，国道109线横穿全境20多km。兴电工程主干从境内通过，发展水浇地的水资源便利。项目区近几年养殖业、运输业也有了很大的发展，为当地居民的创收开辟了新的发展道路。2009年全镇农民人均纯收入达到2718元。
2.2供水区饮用水现状及水源
项目区内沟道较多，但无常年径流，只在暴雨期产生小量地表径流，河水浑浊，泥沙含量大，因无拦蓄设施，难以利用。其水质也不能满足饮水标准，不可饮用。当地人畜饮水主要靠集蓄雨水和浅层地下水解决，近
年来随着降雨量的逐年减少，雨水集蓄已不满足当地群众的用水需求，群众只能从经过项目区的兴电灌区拉运农灌黄河水，然后装窖储蓄。项目区大部分群众饮用灌区农灌黄河水，农灌黄河水水质污染严重，水质差，对群众健康危害大；少部分人饮用浅层地下水，浅层地下水受灌溉回归水的影响，水质也逐年变差，味道苦咸，其矿化度、总碱度、总硬度严重超标，不符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的水质标准。
由于当地水源少、水质差、农村生活饮用水在水源水质的选择上十分有限甚至别无选择，长期饮用了苦咸水和农灌黄河水，导致患血液病、腹泻、牙病等疾病的人较多，严重损害了群众的身体健康，极大影响当地群众生活质量的提高，另外，拉水时要花费大量的时间和劳力，用于到生产建设上的时间和劳力相对减少，严重影响了农村人口的整体素质，制约了当地群众生活质量的提高和建设和谐社会的进程。
本工程拟采用离王家山镇东北4.5km处的靖远县兴堡子川净水处理水厂作为供水水源。
2.3供水范围和主要供水对象
平川区王家山农村饮水安全供水工程位于平川区北部，供水区域为条带状，东西长约16km，南北宽约13km，受益面积208km2，涉及到王家山镇的4个行政村、20个自然村，1245户，现状总人口6214人。根据《平川区农村饮水现状调查评估报告》，饮水不安全人口为4743人，饮水不安全类型为苦咸水和未经处理的Ⅳ类及超Ⅳ类地表水，另为有1471人的饮水基本安全人口是在2000年的农村人饮解困工程中解决的，但由于当时确定的建设标准低，用水定额小，只采用集中供水房供水，没有供水入户，群众用水不方便，再加上当时选用的管道压力等级偏低，经过多年的运行之后，管道破裂漏水现象严重，另外水源直接选用兴电工程的农灌黄河水，没有经过净化处理，水质不达标，不符合安全饮水项目水质标准，饮水安全问题没有得到彻底解决。因此本工程规划将这1471人的用水问题一并解
决，受益总人口6214人。供水范围及供水对象详见表2-1。
项目区饮水不安全范围、类型初步设计明细表 表2-1
2.4供水规模和用水量 2.4.1设计年限及设计人口
根据《村镇供水工程技术规范》(SL310－2004)，结合当地发展情况确定工程设计年限为15年，设计基准年为2004年。
设计用水居民人数 P＝P0（1+γ）n+ P1 P＝6214×（1+0.0068）15+ 0＝6879人
P0—供水范围内的现状常住人口数6214人，其中包括无当地户籍的常住人口。
P1—设计年限内人口的机械增长总数；
γ—设计年限内人口的自然增长率6.8‰； n—工程设计年限15年。 2.4.2居民生活用水量
W 1＝ P q / 1000
W1＝ 6879 ×40.00 /1000＝275.16（m3/d） P—设计用水居民人数6879人
q—最高日居民生活用水定额，取40.0L/d.人。 2.4.3 企业用水量
根据其近年来的用水情况调查，兼顾当前和中远期用水需求，用水量按生活用水量的15%考虑。
W2＝13.76（m3/d） 2.4.4公共建筑用水量
项目区中、小学7所，公共建筑用水是必不可少的。根据规范建议的范围为居民生活用水量的5%～10%，根据本项目特点公共建筑用水量取居民生活用水量的10% 。
计算结果W3＝27.52（m3/d） 2.4.5管网漏水与其它未预见用水量
管网漏失水量和未预见水量按上述用水量之和的10%。 W4＝31.64（m3/d）
2.4.6 集体或专业户饲养畜禽用水量
生活用水中包含了散养的畜禽用水量，本项目不再考虑专业户饲养畜禽用水量。 2.4.7供水规模
W＝W1 +W2 + W3 + W4＝348.07≈348（m3/d）。 2.4.8人均综合用水量
人均综合用水量＝W / P＝348m3/d /6879人=50.6（L/d·人）
用水量计算见表2-2。
用水量计算表 表2-2
2.5水源论证
项目区现状主要饮用水的水源有：一是有限的集雨窖水，二是分布较少、补给不足、水质不达标的地下水，三直接饮用入窖未经处理的兴电灌区农灌黄河水。
项目区内虽有少量地下水，但主要靠集雨补给，由于近年降雨稀少，项目区部分山区沟脑少量山泉泉水水量小，不能满足项目区内人畜饮水需求，集雨水窖因有效降雨少，无水可集。兴电工程提取的黄河水是目前当地群众生活的主要水源，自该工程建成通水以来，很大程度上解决了当地饮水困难问题。但是农灌黄河水污染严重，水质不达标，又受冬季灌溉停水期的影响，不能实现连续供水，水源保证率低。
2009年，为了解决靖远县兴堡子川农村饮水安全问题，靖远县水务局
在离王家山镇东北4.5km的大红沟，即国道109线南侧兴建了1座净水处理厂，2010年前半年就可以投入运行，水厂每天运行16h，水处理能力374.75 m3/h。水源为兴电灌区东干渠的农灌黄河水，修建了有效总容积为56.49万 m3的蓄水池2座，在灌溉停水期调节供水。经平川区水务局同靖远县水务局协商，最后达成协议，同意平川区王家山农村饮水安全供水工程在兴堡子川净水厂接水。 2.5.1水量
根据靖远县兴堡子川农村饮水安全供水工程初步设计批复文件，水厂原水蓄水池设计总容积为56.49万m3，安全超高1.0m。平川区王家山农村饮水安全供水工程设计年总用水量为9.77万m3，通过测算，兴堡子川水厂原水蓄水池设计水位只需抬高0.16 m就可以满足本工程蓄水需求。
靖远县兴堡子川水厂设计水处理能力374.75 m3/h，水厂运行时间为16h，而本工程的供水规模为348 m3/d，因此只要将水厂每天运行时间延长55min，就可以满足本项目的用水需求。 2.6供水水质和水压
·供水水质要求
本工程水质要求执行《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。 ·供水水压要求
根据村镇供水规范要求，配水管网中用户接管点的最小服务水头单层建筑物为5～10m，两层建筑物为10～12m设置，两层以上每增加一层3.5～4m。
配水管网中，消火栓设置处的最小服务水头不低于10m。用户水龙头的最大静水头不超过40m，超过时采取减压措施。
3 水文地质与工程地质条件 3.1 区域地质 3.1.1地形地貌
工程区地貌上属陇西黄土高原中低山丘陵区，工程区海拔高程约1760～1885m，区内相对高差约50～100m左右，最大高差约120m左右。从微观地貌上看，王家山镇以南为山前洪积平原地带，以北为低山丘陵区。供水管线从以上两种地貌形态上经过。 3.1.2 地层岩性
与本工程有关的地层主要为第四系地层，本区分布广泛，成因较复杂，第四系地层(Q)由上更新统以来各类成因的松散堆积物组成，广泛分布于沙河沟道及两侧阶地及山体坡角地带，厚度变化较大。 现将与工程有关的分述如下：
(1)中更新统(al—p1Q2)冲洪积重粉质壤土：岩性以褐黄色、浅黄色中、2重粉质壤土为主，夹有褐红色粉质粘土、浅灰色、灰绿色、锈黄色等杂色轻粉质壤土和砂壤土，厚约12～15m。一般粘粒含量较高的重粉质壤土或粉质粘土结构密实，在工程区广泛分布。
(2)上更新统(eolQ32)风积马兰黄土：是工程区内分布最广泛的地层，其厚度变化较大，一般厚约8～12m，最厚达25m。按颗粒成份，其岩性为粉砂质壤土，呈土黄色、浅灰黄色，质地均一，结构稍密，具大孔隙及垂直节理，具有一定的湿陷性，并有虫孔，盐斑及蜗牛碎片。
(3)全新统(al—plQ)砂壤土及砂(碎)石土：为组成沟道及I、II级阶地地层，上部为结构中密的砂壤土，褐黄色，厚8～9m;下部青灰色砂砾(碎)石层，结构稍密，砾石磨园度不好，分选较差，砾石大都呈片状或棱角状，最大粒径12cm，一般4～6cm，砂砾(碎)石成分；以砂岩、变质砂岩等为主。主要分布于沙河沟道。本工程干管线路3次穿越沙河沟道。
(4) 黄土状砂壤土及(rQ4)人工堆积：分布于黄土梁峁及斜坡坡脚，冲沟间洼地，冲沟沟坡及沟底，人工堆积层主要为乡村道路，路基为人工铺筑的砂(碎)石土。本工程管线工程大部分线路布置在该地层上。 3.1.3地质构造与地震
本地区是“陇西系”构造体系的一个组成部分，工程区位于陇西系主褶皱带乌鞘岭—雷公山—六盘山褶带中段的北侧，受早期构造被晚期构造切割等复杂因素，从而形成以断裂为主，褶曲为辅的构造特征。
根据《中国地震动峰值加速度区划图》(GB 18306—2001，1／400万)，工程区地震动峰值加速度为0.2g、局部地区0.3g，本地区相应地震基本烈度为Ⅷ度，建议本工程按Ⅷ度设防。 3.1.4不良物理地质现象
工程区属于黄土中一低山丘陵区，未见基岩裸露，区内广泛分布第四系地层，地形平缓，各沟道及冲沟均无地表水，地质构造不发育，无滑坡、泥石流、崩塌等不良物理地质现象分布。 3.2 水文地质评价
工程区内地表水资源缺乏，无常年性地表径流。第四系黄土孔隙潜水主要在黄土层的底部，埋深大，含水层薄，水量极小，迳流循环缓慢的特点，该类地下水受大气降水补给，向下伏地层排泄转化为基岩裂隙水或在冲沟中以泉水形式排出。对本工程没有影响。 3.3工程地质条件
3.3.1加压泵站的工程地质条件
本工程在输水干管设加压泵站2座，分别位于桩号5+165和10+150处，所处地层为上更新统中～重粉质砂壤土层，厚约9～11m，根据工程地质类比法以及参考其他工程的试验结果，其物理力学指标值为：天然密度为1.78～1.84g/cm3，干密度1.47～1.53g/cm3，自重湿陷系数δ
zs=0.0022～
0.0055，湿陷系数δs=0.0053～0.0093，抗剪强度：(固结快剪)φ=14°～1
6°，c=0.029～0.031Mpa，变形模量24～30MPa，渗透系数K
3.3.2管网调节蓄水池的程地质条件
本工程在输水干管末端桩号11+545处设100 m3管网调节水池1座，水
2)风积马兰黄土。土层池都位于黄土梁峁顶上，所处地层为上更新统(eolQ3
厚度约10m以上。根据工程地质类比及实验结果，土的天然密度1.78g/cm3，比重2.71～2.74，原状快剪时的凝聚力C=65.7Kpa，内摩擦角φ=26.1°；击实后的最大干密度1.75～1.82g/cm3，比重2.71，最优含水量12.6～18.1％，饱和抗剪强度的凝聚力C=28.5Kpa，内摩擦角φ=18.2°。该土壤的分类为中粉质壤土。建议蓄水池基础翻夯1.5m，干容重达到1.55g/cm2以上，铺垫10%水泥土（重量比）垫层0.5m，同时加强排水和防渗措施。 3.6.3管道工程地质条件
本工程设输水干管1条，长度11.776 km，配水干管2条，总长度为14.32 km，支管总共20条，总长度23.127km。供水线路主要经过以下5种地貌形态，国道109线段（输水干管0+000~1+205；1#配水干管4+570~5+210），乡村公路段（输水干管1+205~10+150、1#配水干管2+200~4+570、2#配水干管0+505~8+855；），穿越沙河段（输水干管1+860~1+900、8+434~8+450、11+100~11+134；1#配水干管1+000~1+150、2+150~2+200），沟道Ⅱ级阶地段（输水干管10+150~11+144）。
管线沿国道109线段，管线布置公路排水沟的一侧，地层岩性为黄土、砂质粘土；乡村公路段管线布置公路路基上，路基填筑岩性为黄土、砂质粘土以及细砂砾，国道段和乡村公路段都属于现代填筑，管槽开挖布置在已经运行多年现代填筑段，黄土的湿陷性已完全消除，基础稳定。沟道Ⅱ
级阶地段地层岩性为冲洪积重粉质壤土，粘粒含量较高，结构密实，基础相对稳定。爬坡段为风积马兰黄土层，质地均一，结构稍密，具大孔隙及垂直节理，具有一定的湿陷性。建议管槽底部进行原土夯实即可，管道敷设完成后，应进行原土夯填，以防止由于积水造成陷穴或塌陷。在管道拐弯或起伏较大时设立管道镇支墩及止推墩，提高管道的稳定性。管道镇支墩基础原土翻夯1m。穿越沙河段基础地层为冲洪积砂壤土及砂(碎)石土层，基础稳定，由于沙河段都是洪水沟道，所以应采取相应的工程措施，防止洪水的冲刷、下切导致管道外露。
支管以及支管以下管网工程都处在第四系地层上。由于管道工程对地基的工程地质条件要求相对较低，建议支管管槽开挖后进行原土夯实，管道安装后再进行表夯。
在工程区广泛分布整个管线不存在影响管网工程的断裂带、滑坡体以及其他不稳定条件。 3.4天然建筑材料
砂砾石料场在井尔川砂砾石料场开采或直接购买。井尔川砂砾石料场位于平川王家山镇井尔川沟内，也是本工程的受益区范围，有县乡级公路相通，交通条件好。料场沟道宽70～90m，沟道砂砾石裸露，仅局部段有厚约0.5～1.0m土层覆盖，无占用耕地。该沟道砂砾石为冲洪积堆积物，产地地形平坦，砂砾石层厚4～7m，层位较稳定，结构较密实，料场开采条件较好，目前料场局部地段已被当地农民开采。
本工程的设计需用量较少，可直接从料场采购。
4工程方案比较
总体设计在满足设计指标的前提下，方案的优化有两方面内容，一是投资少，二是建成后运行管理方便。本工程中供水规模较小，影响投资敏感的因素是水源地的选择、管线如何布置和如何选用管材；而运行管理方便与否主要在于泵站的级数多少。本次主要从水源的选择和线路布设两方面进行比较。 4.1水源选择比选
根据项目区人口居住情况以及水源分布特点，本项目可共选择三个水源做比较。
【方案Ⅰ】是采用靖远县兴堡子川水厂作为本项目供水水源，新堡子川水厂每天运行16h，水处理能力374.75 m3/h。水源为兴电灌区东干渠的农灌黄河水，修建了有效总容积为56.49万 m3的蓄水池2座，在灌溉停水期调节供水。
水厂原水蓄水池设计总容积为56.49万m3，安全超高1.0m。平川区王家山农村饮水安全供水工程设计年总用水量为9.77万m3，通过测算，兴堡子川水厂原水蓄水池设计水位只需抬高0.16 m就可以满足本工程蓄水需求。
而本工程的供水规模为348 m3/d，因此只要将水厂每天运行时间延长55min，就可以满足本项目的用水需求。
【方案Ⅱ】采用王家山煤业公司生活用水作为本工程的供水水源，王家山煤业公司生活用水也是净化后的黄河水，水质标准符合《生活饮用水卫生标准》要求，并且位于本项目区内，取水方便，管网布设容易且管线较短，工程投资相对较少。但是王家山煤业公司生活用水工程当时设计规模不大，水量没有较大程度的富裕，随着王家山煤业公司的日益发展壮大，工人数量逐年增加，生活用水量越来越多，原有工程供水规模已不能很好的满足现状用水需求。目前，王家山镇政府所在的武家拐拐社，已经接引
了煤业公司生活用水了，但是，随着公司供水需求量的不断增加，已不能提供充足的水量，每天只能定时供水，并且水价偏高，不能满足用水需求。
【方案Ⅲ】采用项目区内井水作为供水水源，上世纪90年代当地群众为了生活用水，在井尔川沟脑打了机井1眼，据当地人回忆，当时机井出水量大，除可以满足当地的生活饮用水外，还可以有一定量的灌溉水量，但是近年来随着降雨量的逐年减少，地下水减少，机井出水量也越来越少，目前根据现场测定出水量为2～3 m3/h；水质也不符合饮用要求，根据《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），超标指标共7项分别为：总硬度1092.8mg/L，超标2.43倍和1.99倍；硫酸盐414.2mg/L，超标1.66倍和1.38倍；氯化物652.4mg/L，超标2.61倍和2.18倍；溶解性总固体2454mg/L，超标2.45倍和1.64倍；铁0.53mg/L，超标1.77倍和1.06倍；锰0.23mg/L，超标2.3倍和不超标；铝0.135mg/L，超标1.35倍和没有放宽值。
根据以上三个方案比较可知，【方案Ⅰ】不论从水质还是水量均可满足本工程的用水需求；【方案Ⅱ】虽然水质符合要求，但是水量不足；【方案Ⅲ】水质和水量均不满足要求，所以本工程水源选用【方案Ⅰ】水源。 4.2配水线路方案比选
项目区地处山区，沟壑纵横，山大沟深，地貌特征可分为河谷平原区及黄土梁峁地貌区，区域地表水匮乏，根据项目人口居住情况，可选择两个方案进行比较。
【方案一】是输水干管从靖远县兴堡子川水厂配水泵站接出，顺着109国道铺设，到桩号1+205后穿过砂台子砂河后进入王家山镇的于家大川社，经过中途加压泵站加压后（桩号5+165）向西铺设，途径贺家崖湾、俭菜堂，到达桩号10+150后再加压，然后顺着砂河右岸的Ⅱ阶台地上向西北方向行进，直达井尔川的高位水池，输水干管结束，末端桩号为11+645，全长11.776km。
1#配水干管从输水干管桩号5+165处加压后分水，沿东南方向铺设到桩号2+170后穿过砂河，再朝南铺设经过张家大坝到达国道109线，桩号为4+570，
然后沿109线向西南方向行进，最后到达吊掌子社结束，末端桩号5+210，全长5.288km。
2#配水干管从输水管末端高位水池接水，沿乡村道路南下成为自流管路，途经蒿草撑、黄家窑、黄毛沟，最后到达大营水结束，末端桩号8+855，全长9.031km，末端与最高点的高位水池高差为112.70m。
全项目区共设配水支管20条，其中输水干管支管7条，配水干管支管13条，总长为23.127 km。
【方案二】也是从靖远县兴堡子川水厂配水泵站接出，干管一直沿109国道前行，干管末端为王家山镇大营水村，干管全长13.52km，干管设支管14条，总长13.53km，中途分2条分干管，总长16.58km，分干管支管7条，总长11.256km，设中途加压泵站4座。两方案比较见表4-1。
方案比较表 表4-1
从表中可以看出，方案一不论从工程总投资、人均综合投资、供水成
本等方面均优于【方案二】。因此，通过经济、运行、管理、水源、多方面综合比较，设计推荐【方案一】。 4.3管材选择方案比较
在供水工程中，管道在工程总投资中占有很大比重，管道材料的选用合理与否，直接影响工程的总投资。本设计选择硬聚氯乙烯（Upvc）给水管、聚乙烯（PE）给水管二种规格的管材主要从价格和性能两方面来进行比选。经进行市场管材价格调查，考虑管材、安装费用等，对本工程应用的较多的管径为DN110mm～DN63mm，公称压力等级为1.0Mpa的 Upvc管、PE管分别做了费用估算比较，详见下表4-2。
Upvc管和 PE管近年来都在给水工程中普遍使用，都具有重量轻、卫生、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长等优点，经比较Upvc管价格低，因此，通过经济适用的角度考虑，本次设计中管材选用管径＞30的采用Upvc管，管径≤32时的采用PE管。
5.1设计参数
本工程最高日用水量为348m3/d，年总用水量为9.77万m3。根据《水利水电工程等级划分级洪水标准》（SL252-2000）及《村镇供水工程技术规范》（SL301-2004）规定，本工程属Ⅳ等小（1）型，Ⅳ型农村供水工程。主要建筑物按4级设计，次要建筑物按5级设计。
供水保证率95%。
给水系统按每天工作24h，K日＝1.30，K时＝2.0，进行供水工程设计。 5.2设计方案及工程措施
本工程拟采用靖远县新堡子川水厂作为供水水源，在水厂配水泵站增设水泵2台套，一用一备，加压后供入管网，管道中途设加压泵站和高位调节蓄水池，供水入户。
根据项目区人口居住情况，供水区域共设输水干管1条，配水干管2条，配水支管20条。实行供水入户，覆盖项目区的全部用水人口。工程设计供水规模348m3/d，本次解决项目区全部用水人口6214人。 5.3工程主要建设内容
工程主要建设内容：在靖远县兴堡子川水厂配水泵站内增设水泵2台套，一用一备，水厂内增设水泵进出水管道100m，检查井2座；供水工程设供水管网，供水管网总长度105.248km。其中设输水干管1条，长11.776km；配水干管2条，总长度14.32km；配水支管20条，总长度23.127 km；分支管总长度37.35km，入户管总长度18.675 km。
设各种阀井212座。
设中途加压泵站2座，其中新建泵房1座，利用原有泵房1座；配套机组6台套，泵站前池2座，均为50m3。
管网调节蓄水池共1座，容积100m3。
5.4.1配水泵房水机设计
配水水泵直接安装在靖远县新堡子川水厂配水泵房内，水泵的设计流量根据《技术规范》5.0.2第2条，向调节构筑物抽送清水的泵站，设计流量应为最高时用水量，可按下式计算：
Q=W/T
式中：Q-泵站的设计流量，m3/h； W-最高日用水量为348m3/d； T-日工作时间，取24h。
经计算Q=14.51m3/h，设计几何扬程42.7 m，损失扬程22.3 m，总扬程65 m。
根据设计流量和设计扬程，选用2台高层建筑给水泵，一用一备，型号65LG25-20(1)×3，水泵的铭牌流量为14.40 m3/h，扬程65.4m，效率51.8%。配套电机功率7.5kw。水泵参数详见表5-1。
水泵参数表 表5-1
进水管采用DN100mm的钢管，设偏心渐缩管与水泵进口相接。水泵出水管选用DN100mm的钢管，引出泵站后接DN110mm压力等级为0.8Mpa的Upvc管。在水泵的出口设同心渐扩管使其直径由水泵出口尺寸变为出水管直径。在水泵的进口设软密封闸阀1台，出口设多功能控制阀1台。 ·辅助系统
排水：在机墩四周设0.1m×0.1m排水沟，以便排水至集水坑。泵站排水由集水坑用排水泵经管道直接引入厂区排水系统。
水力监测：泵的进口设压力真空表，以便监测水泵进水段的真空程度，泵的出口设普通压力表，以便控制变频器和水泵的开启与停止。 5.4.2 供水管网工程设计 5.4.2.1供水区域概况
本工程供水区域为条带状，东西长约16km，南北宽约13km，受益面积208km2，受益范围涉及到王家山镇的4个行政村、20个自然村的人畜饮水，供水区内现状总人口为6241人。项目区最东端为万庙村的常家大川社，最西端为大营水社。 5.4.2.2管网总体布置
按照供水区域的村庄分布情况，以最短的管线提供最大的供水范围为目标，管线布置坚持以下原则：一是为方便供水入户，主管线尽量通过或靠近村庄；二是管道尽量走直线，以减少管道长度和管道水头损失；三是交通要便利，便于施工及材料运输和今后的维修管理；四是尽量铺设在坚硬的地基上，避开深沟，保证管道运行安全。供水干管水量按最高日平均时用水量计算，供水分干管和支管水量按最高日最高时用水量计算，时变化系数取2.0，管径按设计流量和经济流速确定，在管道的凸起点和每隔1.0km左右处，设自动进（排）气阀。各级管道上每隔一定的距离设检查井，考虑到消防用水要求，进入各村的管径均不小于32mm。
通过实地勘测，结合农村供水工程的用水特点和实际地形情况做了管网布置经济分析比较，确定供水管网形式采用树枝状，分为输水干管、配水干管、支管、分支管和入户管五级管道。实行24小时不间断配水，保障全区域及时用水。
全受益区共设1条输水干管， 2条配水干管，7条输水干管支管，13条配水干管支管；供水方式上采用供水到户。详见各管道特性表5-2～表5-4。
表5-2
1＃配水干管支管特性表 表5-3
2＃配水干管支管特性表 表5-4
（1）供水区管网设计
输水干管从靖远县兴堡子川水厂配水泵站接出，顺着109国道行进，到桩号1+205后朝西布设穿过砂台子砂河后进入王家山镇的于家大川社，到达桩号5+165处，设加压泵站1座，安装机组4台套（两组，各一用一备），分别向输
水干管和1#配水干管加压供水，输水干管加压后向西铺设，途径贺家崖湾社、俭菜堂社，到达桩号10+150后利用原井尔川提灌2泵房，安装机组2台套（一用一备）再经过加压，然后顺着砂河右岸的Ⅱ阶台地上向西北方向行进，直达井尔川的高位水池，输水干管结束，末端桩号11+645，全长11.776km。
1#配水干管从输水干管桩号5+165处（1#配水干管桩号0+000）加压后分水，沿东南方向布设到桩号2+170后穿过砂河，再朝南布设经过张家大坝到达国道109线，桩号为4+570，然后沿109线向西南方向行进，最后到达吊掌子社结束，末端桩号5+210，全长5.288km。
2#配水干管从输水管末端高位水池接水，沿乡村道路南下成为自流管路，途经蒿草撑、黄家窑、黄毛沟，最后到达大营水结束，末端桩号8+855，全长9.031km，末端与最高点的高位水池高差为112.70m。
输水干管控制设计用量348m3/d，沿途共设配水支管7条，总长8.50km，配水干管2条，总长14.32km，设配水干管支管总共13条，总长14.627km。 5.4.2.3管材的选择
本工程管材采用Upvc管，直径≤32mm的管道采用PE管，局部管段及部分管件采用钢管，主要用于局部压力过大以及各种阀门前后、三通、四通、泵站前后等管段处。
Upvc管管道公称压力等级选用最小为0.63Mpa，所用管件及二次加工管件公称压力等级要与管道相匹配。 5.4.2.4管网水力计算
供水管网采用树枝状布置，输水干管流量按最高日平均时用水量计算，输水干管以下管道配水量按最高日最高时用水量计算，K时＝2.0，管径按设计流量和经济流速确定；考虑消防用水要求，进入各村的分支管管径不小于32mm，各支管进口处均设置1座闸阀井。支管按设计流量和水头损失确定管径，管网最不利点自由水头不小于5m，消火栓设置处的最小服务水头不低于10m。
根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）的有关规定，树枝状配水管
网水力计算原理和参数如下：
设计流量Q配=供水规模×时变化系数/ 24h； 人均配水当量q0 =Q配/设计人口；
节点出流量Q节=人均配水当量q0×节点设计人口；
管段计算流量Q管=可按其沿线出流量的50%加上其下游各管段沿线出流量计算；
V为经济流速； D管径= (4×Q配/3.14×V)0.5；
单位管长水头损失：Upvc管和 PE管i=0.000915×Q1.774/d4.774； 钢管：当V＜1.2m/s时： i=0.000912V2（1+0.867/V）0.3/d1.3； 当V＞1.2m/s时： i=0.00107V2/d1.3；
管道水头损失h =沿程损失+局部水头损失=(1+0.1)×i×管段长度，其中0.1为沿程损失率。
自由水头确定：村内集中供水房最小服务自由水头5m；
确定各节点地面高程：根据地形图或实地测量结果，确定各节点地面高程，标在管网图上。
最不利点确定：最不利点为距离水厂最远或相对较高的管道末端的最高点。 ·输水干管
全供水区共设1条输水干管，输水干管控制设计用水人口6879人，设计流量按最高日工作时平均用水量计算，工作时间按24h计，计算得输水干管进口设计流量为4.03L/s，详见干管水力计算表5-5和水力计算附图5-1。
·配水干管
全供水区共设2条配水干管，配水干管时变化系数取2.0，其分水位置、流量、管径、长度详见配水干管水力计算表5-6、表5-7和水力计算附图5-1。
·配水支管
离输水干管、配水干管较远的村社及用水单位设支管配水，全配水区域共
设支管20条，其中输水干管上7条，配水干管上共13条。支管时变化系数取2.0，各支管的分水位置、流量、管径、长度等详见支管水力计算表5-8～表5-10和水力计算附图5-1。 5.4.2.5分支管和入户管设计
项目区总共有农户1245户，居住比较分散，根据居住实际情况，按照巷道或街道布设分支管，然后接入每户。原则上一般1个分水井控制5～8户用水。经现场踏勘估算平均每户DN32的分支管长30 m，总长为37350m；平均每户DN20的入户管长15m，总长18675m，另每户配Dg20的水表1个、球阀1个和Dg20的水龙头1个。入户管不进入概算，由群众自筹。 5.4.2.6各级管道特性
所有室外管道为地埋管，顶覆土不宜小于1.2m。各级管道管径、管长及承压等级见表5-11。
输水干管水力计算表 表5-5
30
#配水干管水力计算表 表5-6
2#配水干管水力计算表 表5-7
输水干管支管水力计算 表5-8
表5-9
#配水干管支管水力计算 表5-10
单位：m 表5-11
附图5-1
0.09-320.69-630.32-400.43-400.19-400.34-400.67-500.26-322#支管
输水干管
4.03-1101+205
3.88-1100.30-50 新堡子川水厂配水泵站
4+580
3.83-110压泵站
2.42-906+516
2.32-752.15-758+974
2.06-75压泵站
2.06-7511+1451.59-75高位蓄水池
2#配水干管
3.18-90
2.85-90减压井2.33-751.66-75
0.18-320.26-401.11-630.09-321#配水干管
2.83-90
0.77-630+010
2.07-751+446
1.44-754+570
0.61-505+210
0.37-400.35-50
流量(L/s)-管径（mm）长度（m）-损失（m）
蓄水池
0.83-630.26-400.26-40
配水管网水力计算图
0.29-32
5.4.2.7管网附属设施
附属设施包括：分水控制阀、检修阀、排水排泥阀、自动进排气阀、计量水表、止推墩、防滑墩等，阀门、水表、伸缩节等根据需要或单独或组合安装在阀门井内。供水区附属设施设置位置详见纵断面设计图。
分水井：分水控制阀布置在干管、分干管、支管进口处，某些地段将数条支管集中在一分水井分水，每个支管安装一个分水控制阀。分水控制阀安装在分水井内，另配计量水表，根据实际需要，阀门、水表下部设C15混凝土支墩支撑。全配水区域共设分水井170座。
检查井：配水管沿线每隔一定距离设检查井，用于检修管道。全配水区域根据实际情况共设检查井15座。
排水井：配水管沿线地势较低处或适宜地段设置排水井，用于排除管内沉积物及检修时放空管内存水。全配水区域共设排水井10座。
自动进排气阀井：在干管、支管的凸起点或每1.0km左右设自动排气阀，用于排除管内空气，防止产生气塞。全配水区域共设排气阀井15座。减压井：控制系统压力在安全范围外，设减压阀减小管内压力，本工程共设2座减压井，有些减压阀直接安装在分水井或者检查井中，采用型号为200X-10和Y42X-10T两种形式的减压稳压阀。为了防止由于意外事故（比如减压阀失灵等）对管道的破坏，需在各加压泵站出水管以及各个减压阀后均设型号为AX742X的安全泄压阀。
以上设施详见阀门井统计表5-12。
止推墩、固定墩、防滑墩、管线标志桩：管径≥100mm干管、支管在水平或垂直方向转弯处、三通、四通端头、阀门处，根据轴向推力大小设置止推墩或固定墩。管道与止推墩、固定墩、防滑墩、锚固件（管箍等）之间加铺3mm厚软塑料板垫层，以防止损坏管道。管线上部埋设标志桩，标志桩长度1.0m，横截面尺寸0.12×0.12m，埋设在管线拐弯处和直线段上，间距500m。止推墩、固定墩、防滑墩采用C15混凝土现浇。标志桩采用C20
砼预制。
供水区管网阀门井统计表 表5-12
供水区各种器件统计表 表5-13
5.4.5管网调节构筑物设计
为了提高管网供水的保证率，以及考虑到降低能耗，使水泵不要长时间的处于运行状态，确保水泵在停止运行状态下用户能够随时有水用，因此在管网中设蓄水调节池来调节用水。
通过总体规划，本工程在输水干管末端共设调节蓄水调节池1座，容积为100m3；
为了控制蓄水池水位，在其进水管上安装A106系列电磁遥控浮球阀1个。
蓄水池采用中国建筑标准设计研究院出版圆形钢筋砼蓄水池标准图，图集号为04S803。为C25钢筋砼结构。调节蓄水池基础处理从下到上依次为原土浸水翻夯1.5m，上垫10%水泥土厚1.0m，C10素砼垫层厚0.1m。 5.4.6中途加压泵站设计
根据管网水力计算可知，在输水干管桩号5+165（1#配水干管进口）、10+150处各设加压泵站1座，1#配水干管进口和输水干管桩号5+165处共用1座泵房。干管桩号10+150处利用原井尔川提灌工程2泵站泵房，本次只配套机电设备2台套，一用一备。
泵站的设计流量和设计扬程详见表5-14。
中途加压泵站特性表 表5-14
中途加压泵站的布置及结构
泵站坐北向南呈一字型布置，平面尺寸L×B（长×宽）=10.70m×5.6m，建筑面积59.92m2。设有泵房、值班室兼休息室。泵房内设有水泵室、配电间。为砖混结构。外墙厚370mm，内墙厚240mm，墙体为M7.5水泥砂浆砌
MU10机砖。屋顶采用现浇C20钢筋砼屋面板，保温卷材屋面处理，地面为C15砼地面。内外墙顶棚均刷涂料。
基础为现浇C20钢筋砼条形基础，基础底宽1.2 m，顶宽0.5 m，高0.25 m，埋深1.5 m。地基处理从上到下依次为：现浇C15砼垫层厚0.10 m、10%水泥土垫层厚0.50 m、原土翻夯1.5m。
泵房外门采用钢门，内门采用木门，窗采用铝合金窗带防盗栅。 泵站围墙采用砖围墙，大门采用铁艺大门，泵站院内地面铺彩色路砖。 ③泵站水机
根据设计流量和设计扬程，在输水干管桩号0+00处选用2台高层建筑给水泵，一用一备，型号65LG25-20（1）×3，水泵的铭牌流量为4.0L/s，扬程65.4m，转速2950r/min，效率51.8%，配套电机功率7.5kw；输水干管桩号5+165处选用2台高层建筑给水泵，一用一备，型号40DL8-10×9，水泵的铭牌流量为2.22L/s，扬程90m，转速1450 r/min，效率48%，配套电机功率5.5kw；输水干管桩号10+150处选用2台单级立式离心泵，一用一备，型号KQL40/250-7.5/2，水泵的铭牌流量为2.11L/s，扬程74m，转速2960 r/min，配套电机功率7.5kw；1#配水干管桩号0+00处选用2台高层建筑给水泵，一用一备，型号40DL8-10×8，水泵的铭牌流量为2.78L/s，扬程74.70m，转速1450 r/min，效率51%，配套电机功率5.5kw；详见水泵选型特性表5-15。
④泵站前池
在输水干管2座中途加压泵站前均设有50 m3前池1座，前池为园形钢筋砼结构，采用04S803图集。地基处理从上到下依次为：现浇C15砼垫层厚0.10 m、10%水泥土垫层厚0.50 m、原土翻夯1.5 m。前池设计池底高程分别为1778.20m、1827.00 m。
表5-15
注：括号里数字为设计流量和扬程，水泵均为一用一备。
5.4.7管网交叉建筑物设计
输水干管分别在桩号1+860～1+900、8+434～8+444和11+100～11+134处穿越砂河3处，1#配水干管分别在桩号1+000～1+015和2+170～2+180处穿越砂河2处。穿越砂河时，管道由断面为1m×1m现浇C15砼包裹在中间，且埋在冲刷线以下0.5m，包裹长度为沟道的宽度加上沟道两岸的洪水爬高高出洪水位1.0m，冲刷深度经过测算为2.5m。
5.4.8定员编制
按照《村镇供水站定岗标准》水农[2004]223号标准，日均供水量在200～1000 m3 /d之间属Ⅳ级供水站管理，按Ⅳ级供水站进行定岗。供水管理站定岗为5人。
5.4.9主要构、建筑物占地
主要（构）筑物占地表 表5-16
5.4.10主要设备及材料
管材列表 表5-17
主要设备表 表5-18
5.4.11三材用量
表5-19
6结构设计 6.1工程概况
平川区王家山农村饮水安全供水工程主要建（构）筑物有中途加压泵站、管网调节蓄水池等。其中中途加压泵站为砖混结构，管网调节蓄水池为现浇钢筋混土结构。 6.2设计依据标准
（1）《民用建筑设计通则》（试行）（GB50352-2005） （2）《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）（2001年版） （3）《城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ41-91） （4）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002） （5）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001） （6）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002） （7）《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-2002） （8）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001） 6.3建筑设计
（1）设计等级：本项目建筑工程等级为3级，耐火等级为二级，耐久年限为40年。
（2）建筑布局及设计原则：建（构）筑物的建筑设计以满足生产工艺及相关专业的要求为原则，采用简洁明快的直线条建筑风格为主体。
（3）建筑尺寸：建筑物的柱距、开间、进深、高度以及洞口等尺寸，在满足工艺、电气、设备以及建筑使用功能的前提下，按照《建筑模数协调统一标准》及《厨房建筑模数协调标准》的规定，采用扩大模数3m。
标高：建筑图所注标高均为相对标高。
室内外高差：结合当地水文地质条件，工艺设备进出方便以及单体建筑物防内涝等设计要求，确定中途加压泵房室内外高差为150mm。
层高：根据工艺、电气、设备、采光需求确定，中途加压泵站层高3.6m。
（4）建筑做法
地面：中途加压泵房地面采用砼地面； 外墙面：均采用彩色涂料墙面； 内墙面：采用白色涂料墙面； 踢脚：水泥踢脚；
屋面：平屋面加女儿墙，采用改性沥青卷材防水（不上人）屋面； 散水：采用混凝土散水，根据建（构）筑物实际确定宽度； 坡道：采用混凝土坡道；
室外台阶：采用高0.15m，宽0.3m水泥台阶； 6.4结构设计
（1）建筑物结构体系及构造 ·结构体系：建筑物为砖混结构。
·构造：建筑物围护结构采用370mm厚粘土砖墙。 （2）中途加压泵房基础 ① 地基处理
场地平整完成后，按照建筑物基础尺寸四周外伸2m开挖基坑，挖深2.0m，从上到下依次为：现浇C15砼垫层厚0.10 m、10%水泥土垫层厚0.50 m、原土翻夯1.5m。
② 基础形式
基础型式为C20钢筋砼条形基础；
泵站及管网调节蓄水池：清水池和管网蓄水调节池基础为C25整体式现浇钢筋混凝土底板。 （3）建筑材料
①砼：泵站前池和管网调节蓄水池等主要储水构筑物采用抗渗等级W6的防水砼，抗冻标号F100，强度等级为C25，泵房及其它均采用C20级普通砼。
②钢筋：分别选用I（φ）、II（Φ）级钢。
③砖砌体：采用粘土砖、M7.5水泥砂浆、M5.0混合砂浆。 6.5防洪和抗震
（1）防洪
平川区王家山农村饮水安全供水工程供水规模348m3/d，属Ⅳ型农村供水工程，根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-20041）规定，按20 a一遇洪水进行设计、50a一遇洪水进行校核。
（2）抗震
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中附录A，本地区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.30g，设计地震分组为第二组，依据第5.1.4-2特征周期值为0.40s。
7电气设计 7.1设计范围
本工程设计范围包括输配水泵站和中途加压泵站的所有用电设备及本工程所属输电线路；主要有室外变压器电气安装设计、开关设备电气安装设计、低压配电系统及室内电气安装设计、各生产构筑物内动力及照明电气安装设计、厂区电气安装设计和自控仪表电源设计，以及防雷、接地系统及输电线路等配套设施的设计。 7.2负荷性质和供配电电源及运行方式
负荷性质：Ⅲ型 供电电源：6KV
供电电源与各泵站间距离：500M 7.3用电负荷
本设计的用电负荷主要是工程范围内所有的用电设备。主要有配水泵站和加压泵站的电机、闸阀及附属设备。所用负荷计算见下表：
7.4电气设计 7.4.1电源及输电线路
（1）配水泵电源及输电线路
在本工程设计中配水泵安装于靖远县兴堡子川水厂配水泵房，兴堡子川水厂原有变压器S11-100/10一台，兴堡子川水厂总用电负荷为80KW，如果共用原有S11-100/10变压器时，造成变压器过负荷，长期过负荷而烧毁变压器，所以另选一台变压器，变压器型号为S11-30/10一台。配水泵电源和兴堡子川水厂供用，从兴堡子川水厂高压线路T接，经RW3-10/50跌落式
开关引入变压器，同时设FS2-10避雷器1组。
（2）中途加压泵站电源及输电线路
王家山供水工程中途加压泵站共二座，(5+165)加压泵电源从附近村庄高压线路T接，用电负荷为20KW，经RW3-10/50跌落式开关引入变压器，同时设FS2-10避雷器1组，变压器型号为S11-30/10一台。 (10+150)加压泵站安装在灌溉泵站井儿川二泵房内，井儿川二泵站原有变压器S11-80/10一台，井儿川二泵总用电负荷为55KW，变压器S11-80/10能满足人饮泵的要求，不再另选变压器。 6KV输电线路500M。
变压器采用户外Π形杆上安装，其安装高度要符合《建筑电气工程施工质量验收规范》，并做好防护工作，防止安全事故发生，高压接线柱距地大于3m。
7.4.2设备选型及控制
包括配水泵站、加压泵站的所有用电设备，在不降低标准和重视安全、保证正常运行使用，尽量提高能源利用率，节约电能的前提下，选用配套产品。设备运行以人工控制为主。
·配水泵
电源经电缆地埋引入配电室，接GCS-03B（G）配电柜，设控制柜1面，控制柜安装在泵站配电间内。取水泵机组二台，配套电机为7.5kw，电机由水泵自带。
·加压泵房 1、(5+165)加压泵
电源经电缆地埋引入配电室，接GCS-03B（G）配电控制柜1面，控制柜安装在泵站配电间内。配水泵机组四台，配套电机为5.5kw，电机由水泵自带，电机由变频器和管道出口压力传感器来控制，变频器型号为RNB6005。
2、(10+150)加压泵
电源经电缆地埋引入配电室，接GCS-03B（G）配电控制柜1面，控制柜安装在泵站配电间内。配水泵机组二台，配套电机为7.5kw，电机由水泵自带。设备祥见附表7-1。
设备材料表 表7-1
各泵站应设置正常工作照明、事故照明以及必要的安全照明装置。工作照明电源应由厂用电系统的380/220V中性点直接接地的三相四线制系统供电，照明装置电压宜采用交流220V。照明采用节能灯具和配照型灯具，详见设计图。 7.6电气设备的防火
各泵站电气设备的防火，应贯彻“预防为主，防消结合”的消防工作方针，预防火灾，减少火灾危害。应积极采用先进的防火技术，做到保障安
全，使用方便，经济合理。 7.7防雷与接地
为保证电气设备及人身安全，各泵站设有防雷保护，泵房及配电间均属于B-Ⅲ类防雷等级，不另设避雷针，根据建筑物易受雷击的部位，即在泵房和净水间房面板周围装设避雷带，与屋顶混凝土中的钢筋焊接连通并与接地体连结，避雷装置接地电阻不大于10欧。
各泵站内所有电气设备外壳，各种金属构架，管道等都必须进行可靠的工作接地和安全接地，电气装置的保护接地系统利用人工接地和利用构筑物内的主筋接地两种方式，采用TN-C-S系统。为使各种不同设备和各种不同电压的电气设备便于接地，在泵室和配电间下设总接地装置，设接装置由接地极(φ50钢管2.5m)和接地线（15×4扁铁）组成的保护接地网；配电柜、变压器及电动机等设备外壳可靠与接地线连接，接地装置要符合《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》，其接地电阻不大于4Ω。
8仪表、自控及通讯设计 8.1设计范围
设计包括(5+165)加压泵站内外的所有设备自控、仪表和有（无）线通信。
8.2自控系统构成
为满足出泵站对水的控制和降低用水成本，需要及时了解和掌握泵站设备的运行工况和工艺运行参数。鉴于本工程的具体情况，根据国内外该系统的运行管理经验，本着：“先进、实用、安全、可靠、经济”的原则，供水系统拟采用现场手动、全自动控制的运行模式。 8.3通讯
该工程处所建位置有移动通讯信号，配水泵用净水厂的移动固定电话，各加压泵站分别设一部移动固定电话，共计二部。 8.4自控系统简述
（1）(5+165)加压水泵：配水泵机组采用变频器与出口管道压力来控制，配水管道压力小于设定值时配水泵电机起动，当管道压力大于设定值时配水泵电机停机，从而保证用户的正常用水量。
（2）排水泵：各泵站排水泵的运行在全自动运行模式下受污水井中水位的控制；当污水井中的水位高于设定值时，排水泵自动开启排水，而当污水井中的水位低于设定值时，排水泵自动停止排水。 8.5硬件组成
（1）变压器2台S11-30/10
（2）各泵站配电控制柜3面（H×L×B＝2200×800×600），其中：开关计量柜1面、配水机组控制柜2面。
（3）变频器RNB6005二台 （4）水泵机组动力电缆
（5）带电信号输出（4～20mA）管道压力表2只
（6）脉冲输出式水流量计3只（2500升/分） 8.6仪表检测内容
（1）管道水压值检测1.25Mpa、4～20mA输出。
（2）管道水流量检测2500L/min，1.25Mpa、12～24V脉冲输出，计量用高精度。
9施工组织设计
9.1施工条件
9.1.1工程概况
平川区王家山农村饮水安全供水工程位于平川区北部，供水区域为条带状，东西长约16km，南北宽约13km，受益面积208km2，涉及到王家山镇的4个行政村、20个自然村，1245户，现状总人口6214人。供水管网的施工覆盖全供水区，工程建（构）筑物较多，管网布置分散，施工难度较大。
工程主要建设内容：在靖远县兴堡子川水厂配水泵站内增设水泵2台套，一用一备，水厂内增设水泵进出水管道100m，检查井2座；配水工程设配水管网，配水管网总长度105.248km。设输水干管1条，长11.776km，配水干管2条，总长度为14.32 km，配水支管20条，总长度23.127 km，分支管总长度37.35km。入户管总长度18.675 km。
设各种阀井212座。
设中途加压泵站2座，其中新建泵房1座，利用原有泵房1座；配套机组6台套，泵站前池2座，均为50m3。
管网调节蓄水池共1座，总容积100m3。
9.1.2 施工特点
施工区域大而分散，东西长约16km，南北宽约13km，施工区域面积208km2。供水管网的施工覆盖全供水区，工程建（构）筑物较多，管网布置分散，施工难度相对较大。
9.1.3交通条件及施工场地
工程区道路畅通，对外交通便捷，国道109线贯穿项目区，区内乡村道路形成网络，车辆均能到达各工点，内外运输能满足工程需要。施工场地开阔，能够全线同时展开。
9.1.4技术供应条件
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