江西省农村饮水安全工程设计

江西省水利科学研究院南昌大学设计研究院市政工程设计研究所2010年1月26日江西省农村饮水安全工程设计指南及实用图集主要适用范围★根据规定，万人以上农村集中供水工程须由具有相应设计资质的设计单位进行单项工程设计，江西省农村饮水安全工程设计指南及图集主要适用万人以下农村集中供水工程。主要参考文献★编制过程中主要参考文献包括：1、《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）等22本规范和文献资料；2、国家建筑标准设计图集《矩形钢筋混凝土蓄水池》（05S804）等8本图集资料。江西省农村饮水安全工程设计指南主要内容★第一章工程方案★第二章工程设计★第三章农村饮水安全工程管理第一章工程方案第一节供水人口与设计规模★供水量计算农村饮水安全供水工程设计时，首先须确定该工程在设计年限内供水规模，因为系统中取水、净水和管网等设施的规模都须参照设计用水量确定。农村供水工程的设计年限，应与当地村镇总体规划相衔接，以近期为主，近、远期结合，设计年限宜为10年～15年。农村供水工程设计供水规模，即最高日的用水量应包括下列水量：居民生活用水量、公共建筑用水量、饲养畜禽饲养用水量、企业用水量、消防用水量、浇洒道路和绿地用水量、管网漏失水量和未预见水量等。◆生活用水量Q1居民生活用水量可按公式（1-1～1-2）计算：Q1=Pq/1000（1-1）P=P0（1+γ）n+P1（1-2）其中最高日居民生活用水定额q，若该供水区域没有向集镇发展的可能，则取60~90（L/人d），若该供水区域有向集镇发展的可能，则取120~150（L/人d）。第一章工程方案第一节供水人口与设计规模◆公共建筑用水量Q2农村内的公共建筑一般为学校，无学校的村庄不计此项。公共建筑用水量的取值可按下式：Q2=q2·P2/1000+q2’·P2’/1000（1-3）式中：Q2—公共建筑用水量，m3/d；q2—住宿生的人均用水量，取20L/（cap·d）P2—住宿生人数cap；q2’—走读生的人均用水量，取10L/（cap·d）P2’—走读生人数cap；第一章工程方案第一节供水人口与设计规模◆畜禽饲养用水量Q3Q3=∑（该类型畜禽用水量定额×数量）（1-4）各畜禽最高日用水定额可按表1-1选取。表1-1饲养畜禽最高日用水定额单位：L/（头或只·d）畜禽类别用水定额畜禽类别用水定额畜禽类别用水定额马40～50育成牛50～60育肥猪30～40骡40～50奶牛70～120羊5～10驴40～50母猪60～90鸡0.5～1.0第一章工程方案第一节供水人口与设计规模◆企业用水量Q4有企业的村庄，企业用水量应根据企业类型、规模、生产工艺、用水现状、近期发展计划和当地的生产用水定额标准确定。企业内部工作人员的生活用水量，应根据车间性质确定，无淋浴的可为20～35L/（人·班）；有淋浴的可根据具体情况确定，淋浴用水定额可为40～60L/（人·班）。◆消防用水量Q5消防用水量Q5应按照《建筑设计防火规范》（GBJ16）和《村镇建筑设计防火规范》（GBJ39）的有关规定确定。允许短时间间断供水的村镇，当上述用水量之和高于消防用水量时，确定供水规模时，可不计此项。第一章工程方案第一节供水人口与设计规模◆浇洒道路和绿地用水量Q6经济条件好或规模较大的镇可根据需要适当考虑，其余镇、村可不计此项。◆管网漏失水量和未预见水量之和Q7管网漏失水量和未预见水量之和，宜按上述用水量之和的10%～25%取值，规模较小的供水区域取较低值、规模较大且有向集镇发展可能的供水区域取较高值。◆水厂自用水水量Q8水厂自用水量Q8应根据原水水质、净水工艺和净水构筑物（设备）类型确定。采用常规净水工艺的水厂，可按最高日用水量的5%～10%计算；只进行消毒处理的水厂，可不计此项。第一章工程方案第一节供水人口与设计规模★供水规模(设计规模）供水规模（即最高日用水量）Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8（1-5）由用水量确定各设计人口所对应的设计流量，按净水构筑物处理能力（主要是滤池）进行控制，根据设计流量将农村饮水安全工程分为8个设计规模等级，具体见表1-2。表1-2设计规模等级表序号设计人口（cap）供水规模（m3/d）下限供水规模（m3/d）上限[人均以80（L/(cap·d)）计][人均以120（L/(cap·d)）计]11000080012002750060090035000400600425002003005150012018065004060720016248100812第一章工程方案第二节水源选择及工艺流程★水源选择原则及顺序◆水源选择原则1、水质良好，水量充沛，便于卫生防护。地下水源水质符合《地下水质量标准》（GB/T14848—93）的要求；地表水源水质符合《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）的要求，或符合《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020—93）的要求。2、当有多个水源可选时，应从水质、水量、投资、运行成本、施工和管理条件、卫生防护条件进行综合比较，择优选取。3、当选用山泉水时，尽可能使之重力自流，以节省造价。4、可使取水、输水、净化设施安全经济和维护方便。5、具有施工条件。6、符合当地水资源统一规划管理的要求。7、水源选择还应进行水源水量保证率分析，干旱年枯水期可供水量应为90%以上，设计取水量保证率一般为95%。第一章工程方案第二节水源选择及工艺流程◆水源选择的一般顺序1、可直接饮用或经简单处理即可饮用的水源，如山泉水、深层地下水、未受工业或农业污染的浅层地下水、未污染的洁净的水库水及未污染的洁净的湖水。2、经常规化处理后即可饮用的水源，如江河水、受轻微污染的水库水及湖水等。3、便于开采，但需经特殊处理方可饮用的地下水源，如铁（锰）量超过《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规定的地下水源。另外，一些特殊的水源即高氟、高砷水、苦咸水，由于处理工艺复杂、处理成本高和运行管理麻烦，一般不作为水源考虑；本指南未涉及该种水源。第一章工程方案第二节水源选择及工艺流程◆常用水源结合江西省实际情况，有四种常用水源。分别是：山泉水、地下水、水库水（山塘水、湖泊水）及江河水。四种水源的特点见表1-3。表1-3常用水源水特点水源种类主要特点山泉水浊度较低，细菌含量较少，水质良好。地下水浅层地下水（含水层底板埋深小于15m）1、直接与大气相通，水位受大气降水与季节的影响较大，雨季水位上升，旱季水位下降。2、浊度低、且细菌含量少。深层地下水（含水层底板埋深大于15m）1、存在于两个隔水层之间，外界影响较小。2、水量、水质较稳定，且不易受污染。3、比浅层地下水水质更好。水库水（山塘水、湖泊水）1、水量、水质受季节与降水的影响一般比江河水要大。2、浊度一般较江河水低。3、水中藻类及浮游生物在春秋季繁殖较快、且有时引起臭味。江河水1、水量和水质受季节与降水的影响较大。2、浊度较湖泊、水库水高。第一章工程方案第二节水源选择及工艺流程★工艺流程农村饮水安全工程的工艺流程根据水源类型并结合有关规范确定。结合江西省实际情况，确定四种水源的供水处理工艺流程主要分为两类：一类只需消毒即可供给用户，如地下水，山泉水；另一类须经常规工艺处理后方可供给用户，如水库水（山塘水、湖泊水）、江河水。◆山泉水净化选用山泉水水源水质除细菌学指标外，其余指标必须符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规定；否则工艺流程按照江河水处理或者短时间内停止供水。第一章工程方案第二节水源选择及工艺流程◆浅层地下水净化流程一：流程二：流程三：若供电电源稳定可靠，优先选用变频或气压控制供给用户；若无稳定的供电电源，则优先选用高位水池。选用地下水水源水质除细菌学指标外，其余指标必须符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规定；否则工艺流程按照江河水处理。第一章工程方案第二节水源选择及工艺流程◆深层地下水净化流程一：流程二：流程三：若供电电源稳定可靠，优先选用变频或气压控制供给用户；若无稳定的供电电源，则优先选用高位水池。选用地下水水源水质除细菌学指标外，其余指标必须符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规定；否则工艺流程按照江河水处理。第一章工程方案第二节水源选择及工艺流程◆水库水（山塘水、湖泊水）净化流程一：流程二：流程三：该工艺采用直接过滤技术，要求水源水的浊度长期不超过20NTU，瞬间不超过60NTU。若供电电源稳定可靠，优先选用变频或气压控制供给用户；若无稳定的供电电源，则优先选用高位水池。第一章工程方案第二节水源选择及工艺流程◆江河水净化流程一：流程二：流程三：该工艺采用直接过滤技术，要求水源水的浊度长期不超过20NTU，瞬间不超过60NTU。若供电电源稳定可靠，优先选用变频或气压控制供给用户；若无稳定的供电电源，则优先选用高位水池。第二章工程设计第一节工程总体布置★农村供水工程总体布置考虑主要的因素1、以人口的发展以及相应的水量、水质、水压资料作为其考虑的因素。2、供水的安全性和可靠性。3、供水系统一般可按远期设计，近期实施。4、供水系统的压力应满足国家规范和当地行政主管部门有关规定的要求。5、水源选择应根据第一章第二节水源选择的一般顺序，经过多方案经济比较，选择经济合理的水源。6、为了尽量减少占地，水厂及泵站的布置应尽量布置紧凑。且为了减少投资，应尽量减少拆迁工程量。7、水厂位置宜选择在交通方便，以及供电安全可靠和水厂生产废水处置方便的地方。8、当取水地点距离用水区较近时，水厂与取水构筑物建在一起。当取水地点距离用水区较远时，将水厂设置在离用水区域较近的地方。除此之外，还应充分考虑地形、地质等条件，力求整个系统经济合理、高效。第二章工程设计第二节取水工程★低坝取水构筑物引山泉供水方式可以实现山泉—高位水池—配水管网—用户的全线重力自流，是最节能的一种供水方式。为能有效地取得山泉水，需在水源处建小型雍水坝。考虑到农村的实际情况，坝体采用浆砌石重力坝，坝高H分别采用1.0m、1.5m、2.0m、2.5m和3.0m，各地可根据山泉水水源的实际情况和相应的供水规模采用不同坝高的雍水坝。低坝取水构筑物的设计图详见《江西省农村饮水安全工程设计实用图集（取水工程分册）》。第二章工程设计第二节取水工程★大口井当地下含水层总厚度5～15m、底板埋深小于15m，且供水规模较大时，可选择大口井作为供水水源。江西省大部分地区的潜水层埋藏厚度在8～12m且埋深小于20m，因此大口井的适用范围较广。据有关资料表明，江西省潜水含水层地层岩性处于细砂层～粗砂夹小砾石层范围内；相应的渗透系数K处于10～100m/d之间；影响半径处于50～500m之间。大口井采用潜水非完整井井底进水，根据取水量计算井直径分别采用2.0m、3.0m、4.0m、5.0m，含水层厚度取10m，井底至不透水底板距离取2m，稳定水位降落值取4m（相应的井内水深也为4m），潜水非完整井大口井井底进水流量公式为：(2-1)HRmrrmmrKSrQ4lg185.1sin222221第二章工程设计第二节取水工程★大口井根据公式（2-1）的计算结果得出4种直径大口井在不同含水层渗透系数条件下相应的供水规模，详见表2-2。表2-24种直径大口井在不同含水层渗透系数下相应的供水规模d=2m渗透系数（m/d）10203040506080100供水规模（人）5001500150030003000500050007500d=3m渗透系数（m/d）10203040506080100供水规模（人）15001500300030005000500075007500d=4m渗透系数（m/d）10203040506080100供水规模（人）1500150030005000750075001000010000d=5m渗透系数（m/d）10203040506080100供水规模（人）1500300050005000750075001000010000第二章工程设计第二节取水工程★大口井各地修建大口井前需进行钻孔试验确定含水层厚度及底板埋深并且通过抽水试验确定含水层渗透