沧县集中供水方案分析

于士龙，刘 娟

(沧县水务局，河北 沧县 061000)

农村饮水安全问题关系群众身体健康，是当前人民群众最关心、最迫切需要解决的大事。解决农村饮水安全问题，不仅充分体现了党和政府对农民群众的关怀，也是建设社会主义新农村的重要内容。

沧县地处河北省东南部，属黑龙港流域，地表水资源匮乏，地质条件特殊，地下水的含氟量、矿化度高，属资源型缺水地区，农村饮水安全问题十分突出。文中以高川东水厂为例，对沧县集中供水厂进行具体分析。

1 工程概况

集中供水工程主要包括取水工程、输水工程和净配水厂3部分。

1)取水工程。新打2眼深机井，深度分别为400 m和600 m，单井出水量为50 m3/h。其中深度为600 m的深井布置在水厂内，深度为400 m的深井布置在水厂外。

2)输水工程。水源井至水厂输水管道采用DN160钢管，长度约1000 m。输配水管网及村内管网采用PV C塑料管。

3)净配水厂。高川东水厂位于闫辛庄村附近，水厂占地面积为0.27 hm2，按远期规模一次建成，预留出水口，将来考虑扩户时使用。

2 水源及供水方案

2.1 供水规模

水厂采用24h 全天候供水，水厂供水规模按最高日用水量设计，根据设计供水人口和生活用水量定额，确定该水厂的供水规模为1 600 m3/d。

水厂输水流量分配按照各村设计流量确定，送水泵房的规模按照与现有用户水量的剩余流量按照远期可能的扩户水量进行预留，并在主干管中给予考虑。

2.2 水源及取水工程

由于地表水匮乏，浅层地下水含氟量、矿化度高，污染严重，为保证饮水安全，选择深层地下水作为饮水水源。取水工程的规模按照最高日需水量进行设计，确定在水源地打2眼深机井，设计水源地单井出水量按照50 m3/h进行设计。2眼机井中1眼为钢管井，井深600 m，变径以上直径273 mm，变径以下直径159 mm。另1眼机井井深为400 m，采用无砂混凝土变径结构，变径以上直径350 mm，变径以下直径250 mm。井水经除氟处理后水质符合国家《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)。

（1）这样在其中一组数前加负号，则两组数的和为0。这样的问题可归纳为找到几个和为18的数。（2）找到了一组和为18的数，则余下的数和必为18，这两数具有对偶性，在任一组数前加负号，它们的和都为0。（3）在8个数中，添加负号的数至少为3个，至多为5个，（因为8+7+3=18,1+2+3+4+8=18），循着规律去分析，大家终于得出这一问题的所有答案。

2.3 输水线路及管材选择

图1 沧县高川东集中供水工程管网布置图

输水管道采用枝状网形式布设，由水厂向各用水村辐射。管道采用直埋式敷设，管底坐落在原状土上，管顶覆土厚度不小于0.8 m。按照供水区域的分布情况，为便于管道施工与维修，管线走向尽量沿桥、公路、沟渠、田间道路等布设，并以最短的管线提供最大供水范围(见 图1)。

配水量按最高日最高时用水量计算，干管管径按设计流量和经济流速确定。本工程中DN 200以上的输水管选用符合饮水要求的PE管，DN 200以下的输水管选用符合饮水要求的PV C管，管道压力等级选用0.63 MPa。考虑消防用水要求，进入各村的干管管径不小于110 mm。

在支管各进口处均设置1座闸阀、设1个总水表。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。供水到每一用户，每户设置一个水表，以便计量。

2.4 水厂工艺确定

农村安全饮水工程的给水处理工艺应以源水水质分析结果为依据，以处理后水质达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)为目标，按照《村镇供水工程技术规范》(SL 310-2004)和《室外给水设计规范》(GB 50013-2006)进行设计。由于该水厂的源水为深层地下水，因此，仅进行消毒处理。消毒工艺采用二氧化氯消毒，则水厂的处理工艺流程为：

地下水—→深井泵提水—→消毒—→清水池—→加压泵站—→配水管网

3 工程设计

3.1 取水构筑物设计

水源井泵房：厂外深井泵房为地上式砖混结构，建筑面积为15 m2，内墙面为水泥砂浆抹面，外墙面为水泥砂浆抹面后刷外墙涂料，为防止污染井水，井口高出室内地坪200 mm。

水泵型号的选择：根据动水位埋深、扬程和设计出水量，提水设备选用200Q J50-122和200Q J50-160潜水泵，水泵效率73%。水泵控制采用变频集中控制。

3.2 加压泵房设计

输配水管网按最高日最高时用水量设计。水厂规模为1 600 m3/d，时变化系数取2.0，供水水泵机组总设计送水能力为135 m3/h。

输配水管线沿程水头损失计算采用海曾-威廉公式：

式中，h 为管道水头损失，m；q 为流量，m3/s；L 为管段长度，m；D为管道直径，m；C 为海曾-威廉系数，塑料管取C=140。

输水主管道最不利管线水力计算结果见表1，总水头损失为13.32 m。

表1 主管网最不利管线计算表

根据供水最不利管线的水头损失、最小服务水头、地形高差等确定水泵扬程，然后按水泵扬程和供水能力选择加压水泵。取单泵设计流量67.5 m3/h，扬程45 m，考虑水泵灵活调度，泵站内共设3台潜水泵，2用1备。

加压水泵配用电机功率为18.5 kW，采用变频恒压控制，以便根据管网压力变化调节供水流量。

泵房内管材采用钢管，供水管道采用PV C管。

为节省占地和投资，加压泵设在清水池内，配电设备放置在水厂配电室内。配电室为砖混结构，配电间面积28.4 m2。

3.3 消毒设计

消毒设备为1台二氧化氯发生器。二氧化氯由二氧化氯发生器现场制备。二氧化氯消毒剂投加点设在清水池的进水口处，消毒剂与水充分混合，其接触时间不小于30 min。消毒剂的最大用量根据原水水质、管网长度和相似条件下的运行经验确定。为防止水在管道及其它蓄水构筑物中造成二次污染，出厂水中二氧化氯余量不低于0.1 mg/L，管网末梢水中二氧化氯余量不低于0.02 mg/L、亚氯酸盐含量不大于0.8 mg/L。消毒间面积28.4 m2，为砖混结构。

3.4 调节构筑物设计

清水池容积按最高日供水量的25%计算，有效容积确定为400 m3。供水水厂调节构筑物采用1座钢筋混凝土清水池，混凝土强度等级为C25，顶板设通风管。清水池采用地下全埋式，池顶覆土厚度0.5 m，上植草坪，可作为保温防冻层。池内设导流墙，使消毒药剂和水充分接触。清水池采用潜水排污泵排空。

4 结论

农村饮水安全工程的实施，不仅实现了由分散供水向集中供水的转变，也改善了农村的饮水条件，实现了农村居民安全饮水，全面提高了农民的健康水平和生活质量，取得了较好的经济效益和社会效益，为全县新农村建设创造了条件。

[1]康健，张泽野.沧县集中供水工程初步设计报告[Z]，2009.