縣城供水改擴建工程水源地保護方案

導語：縣城供水改擴建工程水源地保護方案一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：佳縣縣城供水工程地處黃河邊，文章分析了縣城供水情況和潛在的不安全因素，從防洪保安全、防污保水質、管網布設保水量等方面提出對策，為佳縣縣城供水安全提供了保障。

關鍵詞：水源地；水環境；飲水安全；水質；佳縣

１工程概況

佳縣地處黃河中游西岸［１］，根據佳縣“十四五”農村供水規劃統計，佳縣年均自產地表水資源總量為１０８５６萬ｍ３／ａ，自產地表水可利用量為５４２８萬ｍ３／ａ；地下水資源２４８００萬ｍ３／ａ，地下水允許開采總量平水期為１０６７６萬ｍ３／ａ，枯水期為８４６４萬ｍ３／ａ。佳縣屬大陸性干旱半干旱氣候，降雨稀少，氣候干燥［２］，年平均降水量３８６．６ｍｍ。全縣轄１２鎮１個街道辦事處２６．９５萬人，其中縣城人口３萬人。縣城供水源地位于佳縣縣城以東的黃河右岸，下距佳臨黃河公路大橋約４００ｍ，為３口機井，供水規模為８００ｍ３／ｄ。佳縣縣城供水工程主要受黃河洪水影響較大，加之凈化、消毒設施落后，使得飲水安全存在巨大隱患。為了確保１－３＃井免受黃河洪水淹沒及沖刷，防止管理房及護坡遭受洪水沖刷基礎，需建設防洪工程２５０．３３ｍ，并配套３＃井至高位水池５８１．８４ｍ輸水管線一條，增加水量；加強水處理工藝，確保供水安全。

２防洪措施

２．１洪水分析

府谷水文站控制流域面積４０４０３９ｋｍ２，吳堡水文站控制流域面積４３３５１４ｋｍ２，黃河府谷－吳堡區間干流長２４２ｋｍ，區間面積２９４７５ｋｍ２，工程區下游黃河右岸支流佳蘆河總流域面積１１３４ｋｍ２，工程區以上集水總面積為４２８４６４ｋｍ２，占吳堡站控制流域面積的９９％，為了節約時間和工程建設成本，故本次直接采用前人吳堡站相應頻率的洪水計算成果作為工程區河段的設計洪水。吳堡水文站歷次計算成果見表１。從表１中可以看出，歷次洪水計算成果比較接近。洪評階段洪水計算資料系列最長，采用了從建站到２００７年共７３ａ洪水資料，同時考慮了歷史洪水，以及實測系列中的特大洪水。因此吳堡水文站的洪水復核成果是可信的。鑒于黃河洪水計算涉及生產生活的許多方面，得到了國務院審查，本次采用《黃河治理開發規劃綱要》中的洪水成果作為設計依據。

２．２防洪工程設計

根據水源地近３０ａ洪水水位調查，最高洪水位６８２～６８３ｍ，２＃井頂高程６８０．５７ｍ，１０ａ一遇洪水位７１３．０８ｍ，對應本工程高程系統，高程為６８２．５８ｍ，由于本工程受淹后損失較小，因此本防洪工程主要任務為防沖，按此原則確定堤頂高程為６８２．５ｍ，堤頂寬考慮內交通、防汛要求取１．５ｍ。新建防洪工程２５０．３３ｍ。（１）沖刷深度計算。工程地處黃河右岸，依據《堤防工程設計規范》（ＧＢ５０２８６—２０１３）［３］附錄Ｄ中的公式Ｄ．２．２－１和Ｄ．２．２－２進行沖刷深度計算。順壩及平順護岸沖刷深度按下式（１）～式（２）計算：Ｕｃｐ＝Ｕ２η１＋ηｈｓ＝Ｈ０ＵｃｐＵ（）允ｎ－［］１（１）Ｕｃｐ＝Ｕ２η１＋η（２）式中：ｈｓ為局部沖刷深度，ｍ；Ｈ０為沖刷處的水深取４．０ｍ；Ｕｃｐ為近岸垂線平均流速，取１．８ｍ／ｓ；Ｕ允為允許的流速，取５．１ｍ／ｓ；ｎ為與防護岸坡在平面上的形狀有關，取１／４～１／６，本次取值１／４；Ｕ為行進流速，取１．８ｍ／ｓ；η為水流流速不均系系數，根據水流流向與岸坡交角查詢，取１。經以上計算，設計工程水流沖刷深度為１．１９ｍ。為保證本次設計新修的擋墻基礎不受河流沖刷影響，且保證地基基礎滿足承載力的要求，基礎坐落在河流沖刷深度以下，本次設計基礎埋置深度為２ｍ，基礎采用格賓籠石處理。（２）堤防穩定計算。按照《水工擋土墻設計規范》（ＳＬ３７９—２００７）要求，結合本工程的實際情況，本次設計墻體穩定計算主要驗算：抗滑穩定和抗傾覆穩定兩項項內容。擋土墻沿基底面的抗滑穩定安全系數計算公式（３）如下：ＫＣ＝ｆ∑Ｇ∑Ｈ（３）式中：ＫＣ為擋土墻沿基底面的抗滑穩定安全系數；ｆ為擋土墻基底面與地基面之間的摩擦系數取０．５；∑Ｇ作用在擋土墻上全部垂直于基底面的荷載，ｋＮ；∑Ｈ為作用在擋土墻上全部平行于基底面的荷載，ｋＮ。擋墻底高程６７８．５ｍ，墻高４．０ｍ，墻頂寬１．５ｍ，墻底寬７．５ｍ，單米擋墻面積１８ｍ２，格賓籠石擋墻容重按２ｔ／ｍ３，則單米擋墻重量３６ｔ；擋墻基底所承受的揚壓力１５ｔ；則抗滑力１０．５０ｔ；擋墻承受的水平水壓力８ｔ；擋墻抗滑安全系數１．３１。經以上計算可見，新修擋墻結構斷面尺寸合理，能夠滿足穩定要求。３輸水管線布設在確保供水系統布局合理的前提下，線路力求最短，施工、運行維護方便，本次設計３＃水源井上水管線與１＃、２＃水源井上水管線走向一致。根據實際情況，三號水源井配套潛水泵流量為１４０ｍ３／ｈ，本次設計配套３號井上水管ＤＮ２５０鋼管總計５８１．８４ｍ。管徑選用ＤＮ２５０，總損失３．５３ｍ，管道流速０．７９ｍ／ｓ。

３號井水泵揚程

２１６ｍ，設計流量１４０ｍ３／ｈ，壓力較高，流量較小，管材選用鋼管較為合理。選用不同壁厚鋼管，管壁應力見表２。由上表可以看出，鋼管壁厚為４～６ｍｍ時，管壁應力１０１３～６７５ｋｇ／ｃｍ２，都在鋼材的允許應力范圍之內，考慮管道運行期銹蝕厚度后，設計選用鋼管壁厚為８ｍｍ。結合工程經驗，為防止管道水錘，增設ＤＮ５０壓力波動預止閥一個，放在１＃泄水閥井內，設在三通ＤＮ２５０×５０的支管ＤＮ５０上，另設防水錘型ＤＮ５０空氣閥３個，設在１＃～３＃排氣閥井內，設在三通ＤＮ２５０×５０的支管ＤＮ５０上。壓力波動預止閥采用臥式安裝，排氣閥采用立式安裝。間距不宜超過１００ｍ，故在樁號０＋３７８．０３，０＋４５２．０８處設兩個Ｃ２０鎮墩，鎮墩大小１．０ｍ×１．０ｍ×１．０ｍ，兩鎮墩之間的管道應設伸縮節，故在鎮墩上游端設置三處ＤＮ２５０－２．５ＭＰａ伸縮節。

４水質安全保障措施

因為水源受黃河水質影響較大，所以需加強水處理工藝，常用的消毒方法有氯消毒、ＣｌＯ２消毒、紫外線消毒等。

４．１水處理工藝選擇

根據凈水普遍采用消毒方法和發展趨勢，本次選擇二氧化氯消毒。采用一體式二氧化氯發生器，加氯用以殺菌并使管網中保持一定數量的余氯。投加消毒劑點設在清水池進水管口處，為確保供水水質，消毒劑與水接觸時間不得低于３０ｍｉｎ，出廠水自由性余氯控制在０．５ｍｇ／Ｌ，在管網末梢控制在０．０５～０．１０ｍｇ／Ｌ。本工程采用ＱＴ型一體式二氧化氯消毒設備。ＱＴ系型化學法二氧化氯發生器以鹽酸和氯酸鈉為原料，采用負壓曝氣工藝，生產以二氧化氯為主，氯氣為輔的復合消毒液。二氧化氯發生器由供料系統、反應系統、控制系統、吸收系統、安全系統組成，整體為新型耐高溫、耐腐蝕高強度材質。運行時，亞氯酸鈉及氯酸鈉水溶液與鹽酸通過計量泵定量輸送到反應系統中，負壓曝氣反應產生二氧化氯氣體，經吸收系統吸收后，形成一定濃度的二氧化氯消毒液，然后通過水射器進入待處理水中。水處理工藝過程如圖１所示。圖１水處理工藝過程加氯量按下式（４）計算：ｑ＝０．００１×α×Ｑ１（４）式中：ｑ為加氯量，ｋｇ／ｈ；α為最大投氯量，濾后加氯為０．５～１．０ｍｇ／Ｌ，取１．０ｍｇ／Ｌ；Ｑ１為處理水量，取６９．５ｍ３／ｈ（每天工作２４ｈ）。經計算，ｑ＝０．０６９５ｋｇ／ｈ。根據以上計算，每加藥一次按１０ｄ計算，供水工程一次加藥量為０．６９５ｋｇ。本工程配套采用ＱＴ－１０００型號二氧化氯發生器２套（一用一備）。

４．２水質監測設備

本工程化驗設備按《生活飲用水衛生標準》（ＧＢ５７４９—２００６）要求的１０６項水質指標進行配置。水質監測設備能夠對水廠進、出水的指標如：ｐＨ值、ＣＯＤ、ＳＳ、ＣＯＤ、溶解氧、濁度、余氯等主要指標進行檢測。根據供水工程實際，本工程配備２０００ｍ３／ｄ供制水過程ＫＮＦ－４００型在線水質檢測、監測儀和ＣＬ８３２２型余氯分析監測儀各１套。

４．３水源保護

根據縣城水源實際，取水點周圍半徑１００ｍ以內的水域內，嚴禁洗滌、游泳等可能污染水源的任何活動；將取水點上游１０００ｍ以外的一定范圍河段劃為水源保護區，嚴格控制上游污染物排放量。排放污水時應符合ＴＪ３６和ＧＢ３８３８的有關規定，保證取水點的水質符合飲用水水源水質要求；取水點上游１０００ｍ～下游１００ｍ的水域，不應有工業廢水和生活污水排入；其沿岸防護范圍內，不應堆放廢渣、垃圾，不應畜圈、糞便和有毒物品的碼頭，不得使用工業廢水或生活污水灌溉及施用持久性或劇毒的農藥，不得從事放牧等有可能污染該段水域水質的活動。取水口與凈水構筑物，應及時清除漂浮雜物；取水、凈水與調節構筑物應定期清淤、清洗。

５結語

通過分析探討可知，佳縣縣城供水源地地處黃河右岸，主要受黃河洪水威脅，造成水源工程和水質無保障。經過地質勘察，從建設防洪工程、管道增設、水質處理三方面對供水工程防洪、水量、水質進行安全保障，為確保佳縣縣城供水安全提供了保障。

參考文獻：

［１］衛新東，宋林韓，王篩妮，等．黃河西岸陜西各縣市耕地質量時空變化特征及其分異規律［Ｊ］．水土保持研究，２０２１，２８（２）：３２６－３３４．

［２］邵天杰，趙景波．榆林地區明代洪澇災害特征分析［Ｊ］．干旱區資源與環境，２００９，２３（１）：９３－９７．

［３］中華人民共和國住房和城鄉建設部．堤防工程設計規范：ＧＢ５０２８６—２０１３［Ｓ］．北京：中國計劃出版社，２０１２．

作者：張小衛 單位：佳縣水利局河道治理服務中心