五台峡供水工程输配水管网设计

摘要：简要介绍了五台峡供水工程输配水管网设计的原则及设计结果。

关键词：农村饮水；五台峡供水工程；管网设计；设计原则

1基本概况

积石山保安族、东乡族、撒拉族自治县位于甘肃省中部，属西北黄土高原西部边缘，全县大部分地区属黄土丘陵干旱山区，受自然地理条件限制，加之历史、经济和社会的原因，缺乏生活供水基础设施，当地群众沿用古老、传统的人工方式就近取用未经处理的山泉水、小溪水、坑塘水或浅层地下水，致使饮水水源性疾病和地方病发病率较高，严重影响当地群众的身心健康。据调查，2007年全县总人口23.52万人，其中农村饮水安全和基本安全人口7.24万人；农村饮用水不安全人口1 5.59万人，其中：氟超标9 500人，水量不达标8.87万人，水源保证率不达标5.77万人。农村饮水安全问题已纳入积石山县经济和社会发展的总体规则，2005年全面启动了农村饮水安全项目，在2009-2013年全面解决农村饮水安全问题，让人民群众喝上放心水。

2五台峡供水工程总体布置

拟建的五台峡供水工程在吹麻滩河上游五台峡沟道内新建取水口1座，引取河道地表水，原水经2.68km的输水管道自压输送至黄草坪附近的净水厂。原水经过净化处理后，至厂内1座300m3清水池（新建）和1座500m3清水池（原有）。通过5.95km的吹麻滩配水总管至供水区，下设2条主管、7条干管、116条支管、分支管和入社管道，分别至刘集、柳沟和吹麻滩3个配水区。吹麻滩总管自净厂300m3清水池分出，朝北东方向沿吹麻滩河上游支流五台峡左岸斜坡地带前行，至石家坟村附近的山梁上，长5.95km，末端设1座600m3蓄水池。输配水管网管总长1 699.36km；各类阀门井1 511座；蓄（清）水池18座，总容积2 250m3。

刘集配水区的刘集主管从吹麻滩总管桩号1+210处分出，沿积石山山前南北向斜梁至逍红坪附近，长8.61km，末端设1座300m3蓄水池。从刘集主管桩号2+610处分出刘集干管，长4.47km，主要沿刘集河左岸斜梁布设，末端设1座100m3蓄水池；主管末端分出阳洼干管和石塬干管，其中阳洼干管沿刘集河右岸南北向山梁布设，长8.50km；石塬干管就近沿石塬山梁至沈家坪附近，长3.40km，末端设1座50m3蓄水池。

柳沟配水区的柳沟主管自吹麻滩总管末端600m3蓄水池分出，自东向西跨袁家沟沟道后，沿袁家沟河左岸山梁地带至袁家附近，长4.17km，末端设1座200m3蓄水池后分出上坪干管和赵家湾干管，其中上坪干管沿石塬河右岸北东向山梁、斜坡至山里咀附近，长10.74km；赵家湾干管继续沿攀柳沟河左岸北东向山梁、斜坡至赵家湾附近，长12.61km，末端设1座50m3蓄水池。

吹麻滩配水区设2条干管，后沟干管从吹麻滩总管桩号1+990处分出，沿五台峡左岸斜坡地带自西至东至大沟附近，长1.20km；从总管末端600m3蓄水池分出前岭干管，沿吹麻滩河左岸北东向山梁地带至红合子附近，长6.95km；末端设1座50m3蓄水池。

3输配水管网设计

3.1设计原则

3.1.1管线布置原则

①确保供水系统布局合理，力求线路最短、少占或不占农田；

②供水管尽可能沿山梁或道路敷设，尽量满足管道地埋要求；

③充分利用地形条件，优先采用重力流输配水；

④施工、运行和维护方便，近期与远期规划相结合，总体设计与分布实施相结合。

3.1.2管径确定

①设计内径

管道设计内径根据设计流量和设计流速确定，即

d=(4q/πv）1/2

式中：d-管道计算内径（mm）；

q-管段设计流量（m3/s）；

v-经济流速（m/s）。

②经济流速

经济流速根据经验和试算确定，管道经济流速不低于0.50m/s，管径大时，经济流速大，管径小时，经济流速小。干管的经济流速0.50～0.75m/s。支管中，靠近净水厂或调节构筑物的支管始端经济流速0.75～1m/s，支管末端经济流速0.50～0.75m/s。重力流管道直径小于150mm时，经济流速为0～1m/s；直径150～300mm时，经济流速可为0.70～1.20m/s；直径大于300mm时，经济流速可为1～1.50m/s。

3.1.3水头损失

①沿程水头损失（hf）

hf=il

式中：hf-沿程水头损失（m）；

l-计算管段长度（m）；

i-单位管道长水头损失（m/m）。

②upvc管、pe管硬塑料管的单位管长水头损失

i=0.000915q1.774/d4.774

式中：q-计算流量（m3/s）；

d-管道计算内径（m）。

③钢管的单位管长水头损失

当v＜1.20m/s时，

i=0.000912v2（1+0.867/v）0.30/d1.30

当v≥1.20m/s时，

i=0.00107v2/d1.30

式中：v-管内流速（m/s）；

d-管道计算内径（m）。

④输水管和配水管局部水头损失（hj）。按沿程水头损失的10%计算。

⑤总水头损失（hw）。总水头损失为沿程水头损失（hf）与局部水头损失（hj）之总和：

hw=hf+hj。

3.2输水管设计

输水管设计从水源集水池引取原水，利用地形自然落差，通过重力流方式输水，管线自西南向东北方向沿五台峡河左岸至净水厂。管道首端（桩号0+000）地面高程2881.15m，末端（桩号2+680）地面高程2761.34m，全长2.68km，输水管设计流量0.05m3/s，采用dn300（δ=6mm）钢管。

3.3配水管网设计

供水区高程2 430～2 000m，按照配水区域内地形地貌及人口分布特点，分刘集、柳沟和吹麻滩3个配水区向用户配水。刘集配水区，柳沟配水区、吹麻滩配水区配水量分别为1 471.02m3/d、1 064.27m3/d、884.54m3/d，合计配水量3 420m3/d，设计年供水量96万立方米。采用树枝状配水管网，由1条总管、2条主管、7条干管、116条支管、分支管和入社管道组成。管道总长1 696.68km，其中总管5.95km，主管12.78km，干管48.14km，支管、分支管155.40km，入社管道1 474.41km。采用各类pe管1 577.02km，upvc管113.25km，钢管6.41km。

4结语

五台峡供水工程的建设，将彻底改善当地群众的饮水条件，确保农民群众喝上干净卫生的放心水，杜绝水源性疾病的发生，提高农民生活质量和健康水平，减轻医疗负担，解放农村劳动力，增加农民劳务收入，改变农村贫困面貌，为区域轻济的发展提供良好的外部环境，促使生态环境向良性方向转化。同时，该工程的建设，既能够满足农村生产和农民生活用水需求，又能够带动农村环境卫生改善和农村经济的快速发展，加快建设社会主义新农村的步伐，是当地群众实现脱贫致富奔小康的重要基础设施项目。

参考文献

[1] 临夏州水利水电勘测设计院.甘肃省积石山县北部农村饮水安全一期五台峡供水工程初步设计报告[r].（甘肃）临夏：临夏州水利水电勘测设计院，2009.

[2] 临夏州水利水电勘测设计院.临夏州康乐县、积石山县、东乡县、永靖县农村饮水安全工程可行性研究报告[r].（甘肃）临夏：临夏州水利水电勘测设计院，2007.

[3] 甘肃省水利厅.甘肃省农村饮水安全工程建设与管理技术文本[r]·兰州：甘肃省水利厅.2006.

[4]甘肃省发展与改革委员会.甘肃省农村饮水安全项目建设管理实施细则[r].兰州：甘肃省发展与改革委员会，2007.

[5] sl310-2004，村镇供水工程技术规范[s].