供水站与水厂并网工程设计要旨

杨卫红

(商丘市水利建筑勘测设计院，河南 商丘 476000)

0 引言

随着供水站供水规模增大，供水压力大，再加上运行10余年，部分设备及设施老化，不能满足现状供水要求，需与水厂并网来满足居民用水需求，并网后后期供水以水厂为主。

1 基本情况

水厂建于2011年，目前供水人口为32 710人，设计供水规模为2 298 m3/d。水厂内设置有1座2×400 m3清水池，半地下钢筋混凝土结构；2套型号为200QJ50-78/6潜水泵，1套型号为200QJ50-104/8潜水泵，深井3眼，单井设计出水量为50 m3/h；水厂现有离心泵6套为：流量100 m3/h、扬程41 m的离心泵1台，流量50 m3/h、扬程58 m的离心泵4台，流量21.63 m3/h、扬程60 m的离心泵1台；现有4台40 t/h除氟设备。

2 工程供水规模

根据《村镇供水工程设计规范》(SL687-2014)3.1规定，本工程并网后水厂总供水规模主要对居民生活用水量、公共建筑用水量、管网漏失水量和未预见用水量进行预测。

2.1 设计人口数量的确定

设计经济使用年限15年，人口有一定自然增长率，用水量也会逐年增加，为了正确反映客观规律，根据商丘市统计资料，人口自然增长率为7‰。

P1=P0(1+R)n

(1)

式中：P1—设计用水居民数，人；P0—并网后供水范围现状常住人口，人；R—设计年限内人口自然增长率，‰；n—设计年限。

2.2 用水量计算

2.2.1 居民生活用水

根据《村镇供水工程设计规范》和根据商丘市统计资料，人口自然增长率为7‰，居民生活用水定额取50 L/d，居民生活用水量按下式计算：

Q1=P1q1/1 000

(2)

式中：Q1—居民生活用水量，m3/d；P1—设计用水居民数，人；q1—最高日用水定额，L/人·d。

2.2.2 公共建筑用水量

公共建筑用水量根据公共建筑性质、规模及其用水定额确定。其它公共建筑用水量按居民生活用水量的10%计算。

Q2=Q1×10%

(3)

式中：Q2—其他公共建筑用水量，m3/d；Q1—同上。

2.2.3 其他用水量管网漏失水量和未预见用水量

管网漏失水量和未预见用水量按居民生活用水量、公共建筑用水量之和的15%计算。用Q3来表示。

2.2.4 最高日设计给水量

按上述用水标准计算各供水区居民生活用水量、公共建筑用水量及管网漏失水量和未预见用水量之和。

2.2.5 最高日平均时用水量

最高日平均时用水量=最高日用水量÷日工作时间，日工作时间T1取24 h。

Qoo=Qd/T1

(4)

式中字母含义同上。

2.2.6 输水管道设计流量Qop

按最高日平均时用水量计。

2.2.7 最高日最高时给水量

最高日最高时给水量按下式计算：

Qmax=khQop

(5)

式中：Qmax—最高日最高时给水流量，m3/h；Qop—输水管道设计流量，m3/h；kh—时变化系数。

按2036年的供水站并网后水厂人口总数量47 233人计算供水规模，经计算，其用水量见表1。

表1 用水量计算表

2.3 供水规模确定

工程供水规模按最高日用水量计算，水厂现有供水规模2 298 m3/d，供水站供水规模为690 m3/d，并网后水厂总供水规模2 988 m3/d。

3 并网后水厂内建筑物、设备复核

3.1 机井流量复核

水厂现有供水规模2 298 m3/d，供水站现有用水居民9 831人，全部并网入水厂，供水站现供水规模为690 m3/d，并网后水厂总供水规模2 988 m3/d。输水管道总设计流量为124.48 m3/h。水厂现有深井3眼，单井出水量为50 m3/h，供水能力150 m3/h，2套型号为200QJ50-78/6的潜水泵，1套型号为200QJ50-104/8潜水泵，能满足工程供水量要求，不需要新打机井及配备潜水泵。

3.2 清水池容积复核

供水站并网后水厂总供水规模2 988 m3/d。并网后水厂属Ⅲ型工程，单独设立的清水池有效容积按最高日用水量的15%～25%计算，按20%计算清水池容积597.60 m3，该水厂现有2×400 m3清水池1座，清水池容积能够满足工程供水量要求。清水池复核成果见表2。

表2 清水池复核成果表

3.3 离心泵流量、扬程复核

供水站现有配水管网设计流量为57.53 m3/h，水厂现有配水管网设计流量为191.43 m3/h，并网之后配水管网总设计流量为248.96 m3/h，水厂现有6台离心泵，其中：流量50 m3/h、扬程58 m离心泵4台；流量21.63 m3/h、扬程60 m离心泵1台；流量100 m3/h，扬程50 m离心泵1台，总流量为321.63 m3/h，配水管网流量满足要求。

根据配水管网水力计算，在满足最不利管段用户接管点的最小服务水头14 m情况下，接口处的自由水头为33.93 m，满足供水要求，现有离心泵扬程满足要求。

3.4 除氟、消毒设备复核

水厂现有处理能力40 t/h除氟设备4台，总处理能力160 t/h。供水站并入水厂后，水厂最高日平均时供水量为124.48 m3/h，除氟能力大于总出水流量，除氟设备满足要求。

水厂现有产氯量100 g/h次氯酸钠消毒器2套，满足要求。

3.5 电气复核

并网工程没有新增的机电设备，没有新增功率。

4 并网管网水力计算

供水站现有用水居民9 831人全部并入水厂，接入口节点6位于姬窑村西南角，接入φ160管道。干管水力计算从水厂开始，管段0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11，该段涉及用水总人口12 562人。

依据《村镇供水工程设计规范》(SL687—2014)第7.2.4条规定，管网中所有管段的节点出流量之和应等于最高日最高时用水量。各管段的节点出流量，可根据人均用水当量和各管段用水人口、用水大户的配水流量计算确定。管网水头损失主要包括两部分：沿程水头损失和局部水头损失。

4.1 沿程水头损失

hf=10.67×C-1.852×Q1.852×d-4.87×L

(6)

式中：hf—沿程水头损失，m；C—海曾威廉系数；L—管道长度，按最不利点供水长度计算，m；Q—管道设计流量，m3/h；d—管道直径，mm。

4.2 局部水头损失

为简化计算，局部水头损失按沿程水头损失的10%计算。配水管网最不利用户接管点处的最小服务水头12 m，最不利用户接管点处至节点11管道损失考虑2.00 m，配水干管水力计算见表3，干管节点服务水头计算见表4。

表3 配水干管水力计算表

表4 干管节点服务水头计算表

根据计算结果，结合工程规划要求，确定从节点6接入干管管径为Φ160、Φ110、Φ90，长度分别是1 296、1 962、886 m。干管、支管均选用PE管。

5 结语

综上所述。以上几个方面论述了早期修建供水站撤站并网工程设计，解决供水站存在的供水压力不足、管道老化漏水严重，设备不配套老化失修、运行管护计量设施不规范等问题。为解决这部分居民用水提供水源可靠、水质达标、水量充足的饮用水，既是普遍提高人民生活水平和生活质量的重要保障，

又是减少疾病、确保身体健康、提高健康水平的必然条件。实现农村供水安全、水质达标、管护规范的农村饮水工程良性长效运行的目标。