張新亮
(潁上縣防汛抗旱機動搶險隊,安徽潁上236200)
20世紀80年代以來,為改善行蓄洪區(qū)內(nèi)的安全避洪條件,在國家的大力支持下,行蓄洪區(qū)建設(shè)了大量莊臺、保莊圩、避洪樓及一定數(shù)量的撤退道路等。當(dāng)時由于資金問題,莊臺基礎(chǔ)設(shè)施配套嚴重不足,供、排水設(shè)施存在先天不足,加之后天破壞及運用管理差等原因,多數(shù)莊臺處在停運或癱瘓狀態(tài);部分莊臺局部位置未完成護坡,或已護坡結(jié)構(gòu)遭到人為破壞,局部護坡位置已出現(xiàn)滑坡塌方現(xiàn)象,嚴重影響莊臺上群眾的生產(chǎn)生活安全。為進一步解決沿淮行蓄洪區(qū)莊臺現(xiàn)狀存在的問題,結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H需要,在已實施的潁上縣沿淮行蓄洪區(qū)貧困村莊臺綜合整治工程基礎(chǔ)上,對潁上縣行蓄洪區(qū)莊臺進行二期綜合整治。本文針對潁上行蓄洪區(qū)莊臺綜合整治二期給水工程的設(shè)計進行分析。
潁上縣位于安徽省淮北平原南緣,淮河與潁河交匯處。東毗鳳臺,北界利辛,西與阜陽市潁東區(qū)、潁州區(qū)、阜南縣接壤,南與壽縣、霍邱縣隔淮相望,東西長72.5 km,南北寬56.1 km,總面積1885 km2。
潁上行蓄洪區(qū)莊臺綜合整治二期給水工程位于潁上縣南部,屬淮河流域,沿淮河西起南照,東至賽澗,地勢西高東低。涉及南潤段、邱家湖、唐垛湖三個行洪區(qū)及古城、潤左、潤趙三個保莊圩,涉及南照、潤河、關(guān)屯、半崗、王崗、賽澗共六個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。氣候?qū)倌媳边^渡帶,四季分明,雨熱同季,降雨集,冷暖氣團交鋒頻繁,降雨時空分布不均,年際和年內(nèi)降雨量變化較大,洪旱災(zāi)害頻繁,主汛期在6月~9月。根據(jù)潁上縣雨量站多年降雨量統(tǒng)計,多年平均降水量為942 mm,最大年降雨量1722.5 mm,發(fā)生在1954年,最小年降雨量406.8 mm,發(fā)生在1966年,年際間變化較大。多年平均年蒸發(fā)量(E20 cm)為920.5 mm。
項目供水工程涉及22個莊臺,共24690人,5123戶。其中一期改造提升治理9個莊臺,共6621人,1969戶;二期綜合整治治理13個莊臺,共18069人,5123戶。表1為項目實施后的受益范圍表。
表1 項目實施受益范圍表
根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》(SL 310-2004)中的有關(guān)規(guī)定,潁上行蓄洪區(qū)莊臺綜合整治二期供水工程的設(shè)計使用年限為15 a。
2.3.1 用水量組成及相關(guān)參數(shù)
村鎮(zhèn)供水量主要包括居民生活用水量、公共建筑用水量、工副業(yè)用水量、管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見用水量等[1]。
(1)居民生活用水。居民生活用水按最高日用水量標準和設(shè)計受益人口數(shù)確定[2]。項目區(qū)位于淮北平原農(nóng)村地區(qū),結(jié)合迪溝鎮(zhèn)的建設(shè)規(guī)模、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展、水資源狀況,統(tǒng)籌考慮,集鎮(zhèn)居民最高日用水定額取80 L/(人·d),鄉(xiāng)村居民最高日用水定額取50 L/(人·d)。本次供水項目區(qū)均為鄉(xiāng)村,取50 L/(人·d)。
W1=Pq/100
P=P0(1+r)n+P1
式中:W1為供水區(qū)內(nèi)居民生活用水量,m3/d;P為供水區(qū)內(nèi)設(shè)計用水居民人數(shù),人;P0為供水區(qū)現(xiàn)狀居民人數(shù),人;r為設(shè)計年限內(nèi)的人口自然增長率,本次取0;P1為供水區(qū)設(shè)計年限內(nèi)人口的機械增長總數(shù),人;Q為供水區(qū)最高日居民生活用水定額。
莊臺目前大、小牲畜多為散養(yǎng),因此供水設(shè)計時不計牲畜用水。
(2)村鎮(zhèn)企業(yè)和專業(yè)戶飼養(yǎng)畜禽用水量。村鎮(zhèn)企業(yè)和專業(yè)戶飼養(yǎng)畜禽用水量,即村鎮(zhèn)企業(yè)飼養(yǎng)蓄禽所耗用水和專業(yè)戶飼養(yǎng)蓄禽所耗用水。本項目區(qū)內(nèi)小規(guī)模養(yǎng)殖戶較少,暫以居民生活用水的15%確定該部分用水量。
(3)公共建筑用水量。根據(jù)相關(guān)條例規(guī)定,在缺乏資料的情況下,公共建筑用水量可以按照居民生活用水量的5%~20%進行估算,其中村莊按5%~10%確定,集鎮(zhèn)按10%~15%確定,建制鎮(zhèn)按10%~20%確定。本項目區(qū)范圍內(nèi)基本為村莊,綜合考慮認為,公共建筑用水量可暫按生活用水量的10%予以確定。
(4)管網(wǎng)漏失水量與不可預(yù)見用水量。管網(wǎng)漏失水量與不可預(yù)見用水量一般按照居民生活用水量、公建用水量、集體或?qū)I(yè)戶飼養(yǎng)畜禽用水量之和的10%~20%進行計算。其中村莊按較低值計、較大規(guī)模的鎮(zhèn)區(qū)按較高值計。綜合考慮,本項目區(qū)均為村莊,按10%計。
(5)水廠自用水量。根據(jù)安徽省水利廳文件皖水農(nóng)[2010]23號文,只進行消毒處理的水廠,可不計此項。
2.3.2 農(nóng)村用水變化系數(shù)與供水時間
本工程設(shè)計采用全日供水。全日供水工程的時變化系數(shù)可按下表2選取,日變化系數(shù)根據(jù)可在1.3~1.6之間取值。(《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》(SL 310-2004))
表2 全日供水工程的時變化系數(shù)
綜合考慮,確定本次設(shè)計水廠時變化系數(shù)取2.0,日變化系數(shù)取1.5。
根據(jù)安徽省水利廳文件皖水農(nóng)[2010]23號文,集中式供水工程規(guī)模的確定應(yīng)以供水范圍內(nèi)的最高日用水量為依據(jù)。同時,需水量的預(yù)測要充分結(jié)合供水區(qū)內(nèi)已有供水設(shè)施的利用情況和群眾的用水習(xí)慣,真實有效地反映區(qū)內(nèi)對水量的需求,以免采用定額過高,造成設(shè)計規(guī)模與實際的差距過大,使得設(shè)計成本偏高,工程難以正常運轉(zhuǎn)[3]。
考慮莊臺居住情況,莊臺人口遠期無發(fā)展,工農(nóng)業(yè)用水量也較少,因此按現(xiàn)有人口進行供水設(shè)計,居民最高日用水定額取70L/(人·d)。各莊臺供水規(guī)模計算明細見表3。
22個莊臺均有深井,根據(jù)調(diào)查,單井穩(wěn)定出水量不小于45 m3/h,故本次設(shè)計選定中深層地下水作為供水水源??紤]到水廠運營情況,小漁場莊臺僅119人,就近由1 km遠的關(guān)屯古城水廠管網(wǎng)延伸解決;陳臺孜莊臺鐵錳超標,人口較少,與之距離約500 m的小羅臺莊臺鐵錳檢測合格,因此規(guī)劃將小羅臺與陳臺孜并網(wǎng)供水,水源來自小羅臺深井。
供水工程水源為中深層地下水。皖西北地區(qū)為沖積平原,地形平坦,給水系統(tǒng)方案普遍采用以下3種:
方案一:經(jīng)水泵提取中深層地下水,經(jīng)處理后進入水塔,然后依靠重力供水;
方案二:經(jīng)水泵提取中深層地下水,經(jīng)處理后采用氣壓罐供水;
方案三:經(jīng)水泵提取中深層地下水,進入清水池,在清水池中消毒處理,然后采用二次加壓供水。
上述3種供水方案各有優(yōu)劣,現(xiàn)方案比較如下:
①方案一:水塔供水
優(yōu)點:經(jīng)井泵提水后依靠重力自流供水,無需二次加壓;水塔有調(diào)蓄功能,井泵不需頻繁啟動,故供水成本較低;運行方式簡單明了,便于管理。
缺點:投資較大,建設(shè)工期長,占地多,對地基承載力要求高,施工復(fù)雜,水塔清洗較為麻煩,供水范圍不宜太大,適合于中等規(guī)模以下的水廠。
②方案二:氣壓罐供水
優(yōu)點:投資小,建設(shè)工期短,占地小,對地基承載力的要求低,施工簡單,對于供水量較小時,氣壓罐啟動次數(shù)少,供水成本較低。
缺點:供水量較大時,氣壓罐啟動次數(shù)頻繁,運行成本較高;調(diào)節(jié)能力差,高峰供水時易對深水井造成損害;氣壓罐易銹蝕,且不易清洗,加氯后進入井管,對井管和機泵銹蝕嚴重,且不利于控制加氯量。
③方案三:二次加壓供水
優(yōu)點:供水范圍廣,適用于供水規(guī)模較大的水廠;使用蓄水池調(diào)節(jié)供水,可降低對深水井出水量的要求;通過流量大小不一的幾臺加壓泵配合,按管網(wǎng)實時需水量變頻供水,可降低供水成本;通過更改或增加加壓泵,可實現(xiàn)水廠供水規(guī)模的擴大;蓄水池便于清洗;加氯后進入蓄水池,可便于充分拌合,防止局部氯含量過大。
缺點:投資較大,建設(shè)工期較長,占地多,蓄水池施工時受地下水位影響大,對于供水規(guī)模小的水廠,運行成本高。
經(jīng)過比選,本工程最終確定給水方案采用方案一,水塔調(diào)節(jié),二次加壓供水的方案。
潁上縣行蓄洪區(qū)莊臺綜合整治二期工程項目給排水工程的改善,徹底改變了項目區(qū)人居環(huán)境,極大提升項目區(qū)的環(huán)境質(zhì)量,改變環(huán)境臟亂現(xiàn)象,生態(tài)效益顯著,兼顧地區(qū)實情,真正使得當(dāng)?shù)厝罕娔軌蚯袑嵏惺艿巾椖繋淼纳鐣б?。同時,還應(yīng)加強建設(shè)項目的組織管理工作、強化領(lǐng)導(dǎo)班子和職工隊伍的綜合素質(zhì)、建立完善的經(jīng)營管理制度、推行可行的項目管理辦法,以保證建設(shè)項目的工程質(zhì)量。