淅川县岔河农村饮水安全工程建设成效

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  【摘 要】淅川县盛湾镇岔河饮水安全工程是我县第二批中央扩内需利用国债资金建设的一处农村饮水安全工程,该工程于2010年4月接受中央扩内需检查组的检查和好评。工程从设计、施工到建后管理处处体现了农村饮水安全工程设计要因地制宜,要充分论证工程的自然环境和建设环境,力求达到人与自然共和谐的设计成果;要体现低碳、永续发展的建设工程理念,降低建设成本和运行维护成本,切实使水价达到当地群众能接受的与经济承受能力相温和的工程建设成效;在设计和建设过程中成功克服了水源选定的重大设计方案,解决了在复杂地形的远距离引水管道施工难度大和部分入户高水头供水技术难度大等项目中取得了诸多经验成果,使工程发挥了良好的社会效益和经济效益。
  【关键词】农村;饮水工程;建设成效
  Achievements of rural drinking water safety project of Xichuan County Chahe
  Liu Wei-ping1 , Zhang Zhao-yi2
  (1. Henan Ruifa Hydropower Equipment Co., Ltd. Xixia Henan 474500 ;
  2. Xichuan County Water Resources and Water Conservation Bureau Xichuan Henan 474450
  )
  【Abstract】Xichuan County Shengwan Town drinking water safety project is the second batch of the central county bond funds expand domestic demand and use of building a rural drinking water safety project, the project in April 2010 of the central government expand domestic demand and Inspection Unit of the inspection and approval . Project from design, construction and management after construction of rural drinking water safety was reflected in every design to local conditions, to fully demonstrate the natural and built environment projects, and strive to achieve harmony between man and nature of the design results; to reflect the low carbon, sustainable construction project concept development, to reduce the construction cost and operation and maintenance costs, effectively making the price of water to meet the local people to accept the moderate and the financial strains on the project construction results; in the design and construction of the water choose successful overcome major design programs to address the complex terrain of the remote pipeline construction difficult parts households high tech difficult water supply project the results of many experience, engineering played a good social and economic benefits.
  【Key words】Rural; Drinking water projects; Construction results 
  1. 概况
  岔河饮水安全工程位于淅川县南部、丹江水库以西浅山区的盛湾镇岔河村。供水工程利用区内岔河贯串南北的河道自然落差通过管道沿山坡将水引至天池村酒壶庙,建供水厂房15间,修建蓄水池一座。消毒后由酒壶庙向东引至养河小坑,向北沿途经过天池、旗杆、闫沟、王岭、盛湾到达马沟、马湾村,解决项目区内10个行政村2275户、7681人的饮水不安全问题。岔河饮水安全工程设计供水规模982.45m3/d,年供水量23.91万m3。主要完成工程量:土石方开挖21594.33m3,土方回填23196.18m3,砼及钢筋砼774.17m3,钢筋11.53T。工程于12月20日开工,2009年2月底竣工通水,工期68天。工程建后利用已建水厂的管理办法,编制4人,实行公司化管理,水价实行保本微利,计量收费。
  2. 优化设计方案
  根据岔河饮水安全工程所处位置的环境条件,拟定利用岔河地表水源和以打井利用地下水源两种方案进行比较,确定以方案一为工程建设方案。方案比较和主要设计过程如下:
  2.1 方案一:(1)地表水优于地下水,工程建设利用地表水水源可靠,但需要在该河上游岔河村处建一拦水坝,利用岔河贯串南北的河道自然落差通过管道沿山坡将水引至天池村酒壶庙建水厂管理机构和修建蓄水池,再有蓄水池水引至供水户;(2)存在问题是管道引水距离远,地形复杂,施工难度大;(3)利用天池村酒壶庙蓄水池水入户,部分入户水头高,需要减压处理;(4)主引水管道可利用水头余量小,设计风险大。
  2.2 方案二:(1)利用地下水作为供水水源时投资优于方案一,但应需承受由于该区域地形复杂,地下水源供水保障率低,供水量不足的风险;(2)地下水所处位置与工程位置存在一定的距离,以此增加投资费用;(3)后期运行维护费用高,运行成本高,对工程长期运行不利;(4)有利条件是设计难度小,施工条件好。
  3. 主要设计过程
  3.1 设计水源水量。由于项目区附近无降雨站、水文站,也缺少实测短历时暴雨资料系列,附近也没有可移用的水文站实测洪水资料。根据《水利水电程设计洪水计算规范》规定:可采用经审批的暴雨径流查算图表作为计算设计洪水的依据。采用《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》,用间接方法推求设计洪水,即用推理公式计算洪峰流量,用分析概化三角形法推算设计洪水过程线。计算依据的基本公式:Q=0.278φ sτ; φ=1-μsτn; τ=0.278LmJ1/3Q1/4
  式中:Q—设计频率的洪峰流量(m3/s);Ψ—洪峰径流系数;τ—洪峰汇流时间(h);F—流域面积(Km2);L—设计断面至土河分水岭的河长(kin);J—河道的平均坡降;S—设计频率最大1小时降雨量(mnl/h);n—设计暴雨递减指数,按照相应的汇流历时取值:
  当,<1h,代入nl;9=l-6h,代入n2;r=6-24h,代入n。;nl、n:、n系分别按照设计频率下最大lOmin-1h、最大lh-6h、最大6h-24h的设计面雨量推算;μ—平均入渗率,依照计算流域所在Ⅱ水文分区及下垫面特点据图集选定(mm/h);m—汇流系数,据计算流域所在Ⅱ水文分区由图集26(0-m相关线)查定:其中 Q=LF1/4J1/3。设计暴雨计算成果见下表1、表2:
  3.2 需水量预测。①居民生活用水量。按《村镇供水工程技术规范》3.1.2公式(3.1.2-1)(3.1.2-2):W=Pq/1000;P=P0(1+r)n+P1。式中W-居民生活用水量,m3/d;P—设计用水居民人数,人;P0—供水范围内的现状常人口数,人;r—设计年限内人口的自然增长率按7‰;n—工程设计年限,取15年;P1—设计年限内人口的机械增长总数本设计取0;q—最高的居民生活用水量,按《村镇供水技术规范》表3.1.2取80L/(人.d)。②村镇企业和专业户饲养畜禽用水量。村镇企业都有自备井,抽取浅层地下水解决该项目区没有专业户,不考虑饲养畜禽用水量。③公共建筑用水量。按居民生活用水量的20%计。④管网漏失水量和未预见水量。按以上各项用水量之和的20%计列。⑤农村用水变化系数及供水时间。时变化系数Kh,取Kh=2.2;日变化系数Kd,本项目采取24小时供水,取Kd=1.5。
  3.3 供水规模及水质确定。工程供水规模(即水厂最高日的供水能力)按最高日用水量计算。计算结果见附表。
  经计算本次规划年需水量仅29.35万m3,而可采水量1696.8万m3,仅占地下水储量1.7%,水源水量充沛可靠;经化验,水质符合《地表水环境质量标准》(GB3838)的国家饮用水水源水质标准要求。
  3.4 供水系统输水线路选择及管材选择。管材选择:经过工程技术人员深入引水源区进行工程勘察、实地测量和慎重的选点,确定输水线路沿村村通公路东侧坡面等高线布置。材料选择使用寿命为50年的PE饮用水管材,管径按经济流速0.5~1.5之间计算选取。最终确定管径为200×14.7 ,最大水压力不超过1.25MPa。配水系统和管材选择地埋输配水管材选用PE管材。
  3.5 输水管网水力计算。管道走向基本上沿村村通公路东侧坡面,长度选最短距离,管径经水力计算选取管材地埋采取PE管。①最高日设计给水量:Qd(m3/d)=982.45m3/d;②最高日平均时给水量Qcp:Qcp=1/24×Qd =40.94(m3/h);③最高日最高时给水量Qmax:Qmax=Kh×Qcp=2.2×40.94=90.06(m3/h);④年平均给水量Qy:Qy=365/Kd×P1×Qd=365/1.5×982.45=239062.8(m3/y);⑤水源取水量Qp:Qp=1/Tp×Qd=1/24×982.45=40.94(m3/h);⑥输水管设计流量:Q= Qp=40.94(m3/h)。
  3.6 输水管网管径选择。①管径计算:D=18.8(Q/V)1/2(mm)。根据管内流速的取值范围:0.5-1.2m3/s,选择D200×9.6的PE管。②校核平均流速:根据选用的管径,反算实际流速。即:V=18.82Q/D2(m/s)=0.32(m/s)。③i值的计算(塑管):i=0.000915Q1.774/D4.774=0.00223。式中:D-管道内径(m); Q-管中流速(m3/s); i-单位管道长度水头损失。④ 水头损失的计算:hw=1.1iL=1.1×0.001143*8000=9.15m。式中:hw-水头损失; L-管道长度;i-水力坡度。
  3.7 调节构筑物设计。根据现场调查和实测,蓄水池设置到天池村酒壶庙,高程在400m左右。采用C20钢筋砼半埋式结构,顶板设检修孔,通气孔及溢流管,壁厚30cm,池内设积水坑。基础:根据地质情况,土层在地面下挖深0.8~1.2米,采用C20钢筋砼整体基础。容量按最高日用水量的15%~25%计算,地板采用C20钢筋砼结构,尺寸为直径8.0m,池深4m。,池底抹面1%坡度向出水口。详见蓄水池设计图。
  3.8 配水工程及入户工程设计。①配水管道设计:各管段的沿线出流量,根据人均用水当量和各管段用水人口的配水流量计算确定。人均用水当量:q= (W-W1)×Kh/(24P)。式中q—人均用水当量,m3/(h.人);W—村或镇的最高日用水量,m3/d;W-企业、机关及学校等用水大户的用水量之和,m3/d;Kh—时变化系数;P—村镇设计用水人口,人(配水干管水力计算表略)。入户工程考虑到项目区群众多居住路边,相当部分农户和已建2层房屋,因此入户水压按12m设计,管道长度每户平均按50m长,管径φ20,管材采用PE。每户水表闸阀合建在一起,给水栓采用普通铁龙头。宽40cm,长45cm,M7.5砂浆砌筑,上面钢筋砼盖板,板厚5cm。管道外漏部分作为防冻保护膜。入户水池采用预制砼水磨石池及支架安装。管道上的各种阀门水表等设施应放置井内,井深不小于0.7m;同时加盖覆土保湿,一家一户水表也装入表池,以防止冻坏。
  3.9 建筑设计。该水厂供水人口近期将达到供水人口10000人,按最大供水量982.45m3。根据需要,办公楼建24m长,宽5.4m,2层高,层高3.2m,除楼梯间2.4m外,其他办公室均为3.6×5.4m,走廊宽1.5m,全封闭,夏天通风,冬天保暖。屋内采用钢性防水屋面,地面采用C15砼地面。大门采用钢制大门,其他门采取钢大门,窗子采取铝合金窗,一层窗外加防盗护窗。
  4. 投资及水价测定
  4.1 工程投资估算。本工程配套拦水坝、蓄水池、消毒设备、管网、入户、办公楼院,主要工程量:土石方开挖21594.33m3,土方回填23196.18m3,砼及钢筋砼774.17m3,钢筋11.53T。主要建筑材料:水泥210.28t,砂205.54m3,块石143.21 m3,碎石205.54m3,工时41101.11个。本工程需投资383.96万元。其中:中央投资307.24万元,省级投资30.72万元,市级15.36万元,群众投工折资30.64万元。
  4.2 水价测算。(1)成本分析:集中供水工程按照《河南省农村饮水安全工程建设运行管理办法(试行)》第四十四条“供水价格构成的规定”,农村饮水安全工程的水价由成本构成,结合当地实际,水费核算只包括以下6个部分。(2)运行及管理人员工资:本工程属Ⅳ类工程,管理人员定为4人,每人每年工资按1万元计算,需4万元。4/23.91=0.17元/m3。(3)药剂费:0.1元/m3。(4)折旧和大修费:按总投资的6%计算,388.48×6%÷23.91=0.97。(5)管理费:(药剂费+工资)×7%=0.02。(6)其他费用:按上述各项之和的4%计。即:0.01。以上六项相加,得吨水成本1.26元/m3。
  4.3 供水水量确定。年供水量=Q设/K日×365=982.45/1.5×365=23.91万m3。
  4.4 水价成本合理性分析。每人年需水量12m3,需交纳水费 15.12元,占农民纯收入的0.8%。根据《中国农村给水工程规划设计手册》调查分析得出的论证,人均水费负担不得超过当年人均收入的5%适宜,因此本项目水价合理可行。
  5. 建管体制建设
  5.1 建设管理机构。根据农村饮水安全管理有关规定,县水行政单位为项目建设法人,负责项目的规划、实施、验收、运行管理监督,管理人员10人,由农水股、财务股等同志兼任。
  5.2 建设管理及管理制度。实行“四制”即项目管理法人制、招投标制、建设监理制、施工合同管理制。在建设过程中实行县级报帐制,采取先干后补,验收报帐。建立财务管理制,用水管理制度,工程运行管理制度,岗位责任制度等制度。
  5.3 运管管理机构。以盛湾镇现农业服务中心中原水利技术人员为骨干,组建“盛湾供水公司”实行公司运作管理。按村镇供水站定岗标准,供水站实际的供水量1000≥Q≥200为Ⅳ级,岗位定员总数为3~7人。鉴于现状暂按4人定员。
  5.4 运行管理要求及管理制度。制订水泵、消毒设施,变频控制操作规程。严格按操作规程办,对违规人员进行经济处罚。严禁非管理人员进入泵房及操作室。制订工程构筑物保护措施。
  6. 结语
  岔河工程从设计到施工过程中注重从切合实际,因地制宜的设计思路选取设计和施工方案,成功的选取了水源和引水管线的施工工作,力求达到人与自然共和谐的设计和建设成效。追求低碳、永续发展的建设工程理念,降低建设成本和运行维护成本,切实使水价达到当地群众能接受的与经济承受能力相温和的工程建设成效,克服了在复杂地形的远距离引水管道施工难度大和部分入户高水头供水技术难度大等项目中取得了诸多经验成果,使工程发挥了良好的社会效益和经济效益。
  
  [文章编号]1006-7619(2010)08-03-702
  [作者简介] 刘伟萍,女,汉族,河南西峡人,大专学历,助理工程师,从事水利机械设计工作。
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