供水工程施工设计
批准：田新全
审定：杨秀理
校核：全瑛
勘测：孙明均王小芳樵丹蔺晓敏
黄明王光成张雯霞孙家谋设计：王光成孙明均樵丹黄明预算：蔺晓敏证号：编制—090652
王小芳证号编制—090651
目录
第一章概况 (1)
第一节山阳县概况 (1)
第二节县城概况 (2)
第三节县城供水现状 (3)
第二章项目建设的必要性 (4)
第一节城区现状及发展规划 (4)
第二节项目建设的有利条件 (5)
第三节项目建设的必要性 (6)
第三章自然条件 (6)
第一节水文气象 (6)
第二节工程地质概况 (8)
第四章供水工程规模 (10)
第一节设计依据 (10)
第二节工程等级 (11)
第三节设计供水量 (11)
第四节水源选择及水量平衡 (14)
第五节设计方案 (17)
第五章工程布臵及建（构）筑物 (17)
第一节取水建筑物 (17)
第二节水处理厂 (18)
第三节输水工程.......................................24. 第四节输变电工程 (26)
第五节工程施工 (26)
第六章投资预算 (27)
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工程特性表
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第一章概况
第一节山阳县概况
山阳县位于秦岭南麓的商洛地区南部边缘，地处东径109032′至110029′，北纬33009′至33042′，北与商州区接壤，南与湖北省毗邻，东与丹凤县交界，西与镇安、柞水二县相连。县城距商洛市62公里，距西安市190公里。全县东西长88.5公里，南北宽60.7公里，总面积3475平方公里。境内群山林立，险峭陡峻，起伏悬殊，地形地貌错综复杂，南部为郧岭大梁，北有流岭，中部鹘岭贯穿全县东西，河沟伴随山岭之间，形成山、河、沟相间排列的纵横密结羽状地形。“三岭”互为屏障，中部鹘岭由西北走向东南，分支赛鹤岭、中岭、鹃岭、龙山等，南北并列，东西掌状分布，呈山间断陷盆地和河谷地、川坡等复杂的山间地貌，又具中低山、丘陵、小塬、矮岭相依的地形特征。
在郧岭与鹘岭、鹘岭与流岭之间形成截然不同的气候类型，多年平均降水量766.6毫米。“三岭”之间由于金钱河、银花河、西家河的贯穿，形成三岭三河三谷坡的典型曲折排列特征。
全县辖30个乡（镇），314个行政村，11.12万户，总人口41.89万人，其中非农业人口3.32万人，耕地面积41.1万亩。据2002年底统计，全县国内生产总值为8.97亿元，其中农、林、牧、渔业总产值5.63亿元，工业总产值3.16亿元，是一个以农业为主工业基础薄弱的山区贫困县，人均国内生产总值为2141
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元，农民人均收入1197元。
县内交通较为便利，以公路运输为主，省道318纵贯南北，与湖北省连通。全县公路总长达到1358公里，年货运总量65万吨，客运量213万人。
山阳县于1995年被列为全国第三批农村初级电气化县，现通电乡率达到100%，通电村率100%，通电户率85%。全县年总用电量4810万度，其中水电401万度。建小型水电站112处，总装机3019千瓦。
邮政、电信事业飞速发展，全年业务总量1198万元。全县电话交换机容量达到22087门，话机总量1.26万部。移动电话达0.47万户，无线寻呼达到0.73万户。
水利事业发展迅速。全县设施灌溉面积由建国初的2.8万亩发展到现在的10.13万亩，其中渠道设施9.77万亩，机井设施0.36万亩，有效灌溉面积8.92万亩。基本农田41.1万亩；水保治理面积246.8万亩；建成人饮工程650余处，解决了近13万人的吃水困难问题。
第二节县城概况
县城位于山阳县境北部，处于县河及西河两条主要支流交汇的三角洲地带。县河川道属新生代洪积山间盆地，海拔700米左右，谷宽0.5—2.1公里，东西长20公里。县河北岸由800米的低山向1300米的中山过渡；县河南岸由800米的低山向
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1600米的中山过渡，具有支流切割的川道低山地貌特征。
城区属北亚热带向暖温带过渡的季风性半湿润山地气候区，冬无严寒，夏无酷暑，多年平均降雨量709.5毫米。
按照县城新规划，县城东起城关镇甘沟口，西至冯家湾，南至南山浅区，北至苍龙山，总面积31.7平方公里。县城供水工程现状总人口3.4万人，其中：农业人口1.5万人，非农业人口1.9万人。
第三节县城供水现状
山阳县县城供水目前除1.5万人由自来水公司水厂供水外，其余1.9万人主要依靠打井（人工打小口井）取水和汲引河、沟之水。自来水公司主要依靠3号、4号大口井直接抽水加压至高位水池，通过配水管网向用户供水。目前，自来水公司供水水源为地下水，尽管上游局部受到污染，除1号井因污染停用外，3号、4号井水质尚可。3号井设计产水量为120m3/h，实际供水能力为60m3/h；4号井设计产水量为80m3/h，实际供水能力为30m3/h左右。设计日供水能力为4000m3，而实际供水能力为2000m3左右。现供水范围仅覆盖部分老城区，而对其余老城区和新扩城区还未覆盖到，且管网普遍老化，设备落后，供需水矛盾日益突出。
随着县城建设的迅速发展，加之现有供水设施老化，供水管道管径偏小，水压偏低，设备完好率为75%，管道漏损率达
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20%等原因，目前的供水设施远远不能满足城市发展需要。2001年城区实际需水量4000m3/d，而实际最高日供水量为2000m3/d，自来水普及率仅为59%，年供水总量为73万立方米。
由于目前城区供水采用抽取地下水，经机械加压供水，故制水成本较高，供水平均水价1.83元/m3，年售水总金额130万元，经济效益低微。
第二章项目建设的必要性
第一节城区现状及发展规划
山阳县城北依苍龙山，南傍县河，东跨卜吉河，西邻西河，是个依山临水的县城。主要建筑集中在老城区、丰阳路及南新街两侧。有县委、县政府、县水保局、县教育局等行政事业单位；有城区中学、城关一、二小学等基础教育设施；有县医院、中医院等医疗保健设施；有县电影院、俱乐部等公共设施；有电信大楼、汽车站等通讯、交通设施；有百货大楼、政府招待所等商业服务设施；南新街更是商店林立、居民居住密集区。
工矿企业主要分布在南庵以西、卜吉河以东地区，有污染的工矿企业多位于城区上游。
全县机构改革撤区并乡后，县城总面积扩展至31.7平方公里。根据城市建设规划，近期主要依托老城向东发展，同时对老城区局部地段进行改造。即增加居住用地6公顷；在东城区建商贸广场并布臵文化娱乐设施；在现体育场东侧布臵行政办
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公设施，结合丰川路的建设，新建部分商业网点；在西城区布臵约11公顷的工业园；在城南建设翠坪商业居住区。
根据县城建设的总体规划布局，结合城区现状及经济状况，县城供水工程应合理确定供水规模，以适应本区域的经济发展和人民生活的实际需要。
第二节项目建设的有利条件
山阳县位于陕、鄂交界地带，有着独特的区位优势，今后随着和湖北省之间交通条件的改善，以及政策上的诱导因素，山阳县将逐步成为陕西省对外经济联系的窗口之一。
近几年城市建设得到了迅猛发展，交通条件得到了较大改善，两条省道318和203穿越城区；电信、移动事业得到了长足发展，城区固定电话普及率达21%，移动电话0.47万户。水利事业发展迅速，水利资源得到了合理开发利用。
随着西部大开发的实施，陕西省率先在全省实现城乡供水一体化、水资源的“五统一”和多目标综合开发利用等。县委、县政府非常重视县城供水工程建设，把此项建设列入议事日程，成立了县城供水工程领导小组，把工程建设作为发展城区经济，提高人民生活水平，保障人民健康的一件大事来抓。因此，县城供水工程建设具有较多的有利条件，给项目的实施奠定了坚实基础。
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第三节项目建设的必要性
由于现有供水设施规模小，供水能力低，与城市的发展极不适应，且因采用机械加压，制水成本较高，加之设施老化失修，供水保证率远远低于设计保证率，致使部分城市居民长期处于无保障供水状态。另外，由于城区县河上游的部分工企业生产污水未经处理或处理未达标就直接排放，污染了河流，使县河沿岸的地下潜水水质变差，如1＃水源号井因受污染而停用。现供水人口占需供水总人口的43%左右，57%的人口无水可供。因此，县城供水工程建设迫在眉睫。
山阳县城区属I级中心城区，是全县政治、经济和文化中心，县城供水工程项目建设是城区的基础设施建设，它的建成对促进城区经济发展，保障人民健康，改变城市面貌都具有重大的现实意义和历史意义，建设是十分必要的。
第三章水文气象与工程地质
第一节水文气象
一、气象
山阳县属北亚热带向暖温带过渡的季风性半湿润山地气候。由于秦岭、流岭、鹘岭的屏障作用，减弱了冬季北方冷气团入侵势力，形成了冬无严寒、夏无酷暑、春季温暖多风、秋季潮湿多雨的气候特征。年平均气温13.1℃，极端最高气温
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39.8℃，极端最低气温-14.5℃。
山阳县多年平均降雨量766.6毫米，降雨量虽然较为充沛，但时空分布不均。降雨时空分布有两个明显特征：一是由河谷向山地降水量随高度增加而增加，以与湖北分界的郧西大梁为年降水最大区域，可达800余毫米；二是降水量年内分配不均匀，冬春季雨量偏少，夏秋季雨量集中。冬春季雨量一般占全年的24—28%，夏秋季雨量占全年的72—76%。尤其是7—9三个月降雨最为集中，约占全年的50%左右。
工程区多年平均降水量709.5毫米。最大风力八级，风向以东偏南为主，年平均风速1.2—3.2米/秒。年平均无霜期223天，平均冻土层深度8.6厘米，最大冻土层深度17厘米。
二、水文
工程区属金钱河二级支流县河流域，多年平均径流深225毫米，单位面积产水量26.9立方米/平方公里。径流量的年际变化与降水量的变化基本一致，径流的年内分配不均匀，其中6—10月份径流量占全年的60%以上，与降水量的年内分配也比较吻合。工程区内洪水一般是由夏秋季的暴雨与连阴雨所致，洪水以山区河源型洪水为主，其特点是峰高量小，暴涨暴落，历时较短。
第二节工程地质
一、区域地质概况
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1、区域地质
工程区位于大地构造单元东秦岭褶皱系，华力西褶皱带，北与加里东褶皱带相临，南与印支褶皱带相连，这些构造带均呈近东西向延伸的构造格局。第三纪末期构造运动形成了山阳构造盆地的轮廓，为新生代断陷盆地，新生代第三纪地层组成了山阳盆地的基底，第四系普遍沿县河两岸形成一或二级阶地。本区地壳在现代时期，仍处于相对上升阶段。
2、地形地貌
山阳县河流向自东向西，以县河为界，南属鹘岭山脉，北属流岭山脉，南北两山脉相对隆起，地形地貌以中～高山山地为主。工程区恰位于两山脉中间地段，地形相对平缓开阔，为川塬低山丘陵地形地貌区。
3、地层岩性
工程区位于东秦岭Ⅲ1A白云～柞水小区内，地层岩性较为复杂，根据1/50万东秦岭地质图，工程区地层岩性可分为：
a、泥盆系（D）地层
⑴泥盆系（D3j）九里坪组，上部千枚岩夹薄层灰岩，下部粉砂岩，分布于工程区以南的鹘岭一带大部分地段。
⑵泥盆系（D2～3L3）刘岭组上段，岩性上部为方柱石角岩、角岩化板岩夹砂质灰岩、角砾状灰岩等；下部黑云母角岩、黑云母石英片岩等、分布于工程区北侧流岭南麓一带。
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b、中生代火成岩地层（γ51），岩性为斑状黑云母花岗岩，分布于薛家沟水库坝址及以南地区，呈透镜状东西向延伸。
c、第三系（E）地层
灰白色砂砾岩夹棕红色泥质页岩互层，砾石直径3～5cm，由花岗岩、灰岩、片麻岩等组成，分布于工程区或覆盖层以下。
d、第四系（Q）松散堆积层
分布于河床、河漫滩或高河漫滩、阶地、斜坡和坡脚等宽缓地段表层。沿山坡或坡脚堆积的坡～残积以及洪积碎、砾石砂质粘土；河漫滩或高河漫滩、阶地夷平面为冲～洪积砾石砂质粘土等，分布厚度因地而异。
二、地质构造
工程区位于秦岭东南段区域构造单元内，属秦岭纬向构造体系之东秦岭褶皱带。由于受近南北向强大挤压应力的作用，形成了一系列压性或压扭性断裂和褶皱带，组成了近东西向为主的构造格局。距工程区较近的主要断裂有：
两河～凤镇～山阳～竹林关复活断裂，分布于工程区南部（即薛家沟水库坝下），呈近东西向，为一倾向北的逆断层，造成南北部沉积岩相差异和山阳小规模老第三纪红色盆地的形成。显然是一个长期活动的深断裂，在西部次一级羽状分支断裂发育，该断层线是东秦岭褶皱带之分界线。
三、区域稳定性与地震烈度
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1、区域稳定性
整个秦岭山地在白垩纪末～第三纪初构造运动较为剧烈，其特点是断块隆起。地壳反复活动，形成深大断裂为界的次一级断块，由于活动的差异性，形成了一系列的小型山间盆地（如洛南盆地、商丹盆地、山阳盆地等）。这些由纬向深大断裂活动而产生的第三纪构造盆地，第四系初已先后结束了沉积，表现为整体性，间歇性上升，与前期相比较，活动性逐渐趋于和缓，地壳相对稳定。
2、地震烈度
本区有史以来未发生过强烈度（大于5级）地震，根据1990年《中国地震烈度区划图》和1996年《陕西省地震重点监视防御区分布图》划分，该区地震基本烈度为Ⅵ度区。
四、工程地质条件与评价
1、水源
水源取自于薛家沟水库，该库位于山阳县城东南7.5km处的十里乡高一村薛家沟南山沟口地段。该工程于1970年11月动工修建，1974年11月竣工，坝型为粘土心墙堆石坝，坝高37.1m，坝顶长117m，总库容118万m3，控制流域面积16.5km2。
薛家沟水库坝址位于南山沟口峡谷段，两坝肩山势陡峻，基岩裸露，岩石为中生代火成岩地层（γ51），岩性为斑状黑云母花岗岩，岩石坚硬完整；库岸基岩裸露，经多年使用证明，
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岸坡稳定，无不良工程地质现象；库盆岩石与坝址岩石相同，库盆以上除河道、坡脚堆积有少量冲、洪或坡、残积砂卵（漂）石层、碎块石层外，大多为基岩裸露段，岩石均为泥盆系（D3j）九里坪组，上部千枚岩夹薄层灰岩，下部粉砂岩。岩石相对坚硬，风化微弱，因此没有向库内输送大量淤积物质的条件和来源。库区上游居民点少，无厂矿污染和污水的排放；流域内在建库后封山育林，植被较好，尤其近几年在水土保持、小流域治理、植树造林、减少水土流失等方面做了大量的工作，地表绿化覆盖率不断提高，对减少库内淤积、保证水质和水源质量起到了积极作用。
2、原水管线
原水取自于薛家沟水库放水闸阀，输水管线0＋000～1＋350管段沿薛家沟进库公路中间敷设，1＋350～2＋100管段沿薛家沟东岸边坡敷设。管线所通过区域的岩性为第三纪（E）灰白色砂砾岩、棕红色泥质页岩互层，强风化厚度小，岸坡稳定，地基承载力高，工程地质条件好。局部第四系（Q4pL+eL）坡～残积碎砾石砂质粘土，厚度小，呈稍密～中实状，地基承载力不高，但能够满足输水管道敷设地基的要求。
3、净水管线
净水输水管线自水处理厂由南向北横跨县河，再自东向西沿县级公路北侧敷设，将净水输入邹家湾高位水塔和甘沟桥头
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原城区配水管网。管线所通过的地层岩性均为第四系松散层，上部以第四系（Q4aL+pL）冲～洪积砾石砂质粘土（耕作层）为主，呈松散～稍密，厚0.3～2.0m，工程地质条件差。其下为第四系（Q4aL）冲积砂卵石层，层厚大，呈中密～密实状，地下水位对工程施工影响较小，地基承载力较高，工程地质条件较好。
4、厂区
厂区位于县河左岸与薛家沟河右岸交汇处的十里乡高一村马家沟梁头，坡面为环状坡台地，坡角15～35°。覆盖层为第四系（Q4dL+eL）坡～残积棕红色砾石砂质粘土，层厚0.2～2.0m，沿斜坡厚度上薄下厚，呈松散状，地基承载力低，工程地质条件差。覆盖层以下基岩为第三系（E）灰白色砂砾岩与棕红色泥质页岩互层，岩石完整中硬，裂隙不发育，强风化厚度小（0.5～1.0m），边坡稳定，覆盖层厚度小，地基承载力高，工程地质条件好。
五、地基岩（土）物理力学指标
根据工程区出露的岩性，依据工程地质类比法，工程区地基（岩）土物理力学指标建议值见表3—1。
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表3—1 地基（岩）土物理力学指标建议值
第三节 天然建筑材料
一、石料工程地质条件与评价
石料场位于薛家沟水库上游，岩石为中生代（γ51）侵入火
成体，岩性为斑状灰色黑云母花岗岩，呈近东西向分布，宽度
大于500m ，长度5～6km ，其储量远大于需要量，运距3.5～4.5km ，
其物理力学指标建议值见表3—2
。
表3—2 石料物理力学指标建议值表
石料根据《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》SDJ17—
78，其各指标均为合格。石料工程地质评价见表3—3。
表3—3 石料工程地质评价表
二、砂砾料工程地质条件与评价
砂砾料场分主要布于县河下游与西河交汇以下河段，储量大于20万m3。砂粒含量35～40%，砂粒成份以石英、长石等粒状矿物为主，相对针、片状矿物及粘、粉粒含量较低。砾石常见粒径1～5cm，主要由花岗岩、灰岩、片麻岩等组成，断口新鲜，磨圆度呈圆～次圆状，运距10～35km。工程区除部分路段外，均有省级公路或简易公路。该砂砾料质量基本满足规程要求，且储量大，交通方便，但运距较远。
三、结论
1、工程区地震基本烈度为Ⅵ度，历史上发生的地震最大震级为4级。区域构造单元属东秦岭褶皱带，区内虽有较大的复活断裂存在，但从第四纪以来，地壳相对稳定，区域断裂对该工程影响较小。工程区属构造相对稳定地区或构造稳定稍差地
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区。
2、工程区未发现次一级构造或断层线，也未发现影响本工程施工的不良工程地质条件存在。
3、原水管线无大的工程地质问题，但局部沿斜坡掉块、崩塌和汛期洪积物可能造成管道位移和断裂，影响正常供水。
4、净水管线地基基本能够满足管床对基础的要求，无地下水的影响，工程地质条件较好。
5、厂区斜坡台地中，覆盖层厚度小，易清除。坡面局部基岩裸露，基岩为第三系灰白色砂砾岩与棕红色泥质页岩互层，岩石中硬，地基承载力高，工程地质条件好。
6、天然建筑材料储量大，质量好，运输方便，但运距较远。
7、地表水和地下水水质较好，对混凝土不具备侵蚀作用。
第四节地下水水源地质概况
现城区供水水源为地下水，区域内主要地层为第三系灰白色砂砾岩夹棕红色泥质页岩互层，其主要成份为砂砾石和胶结物质，泥质或钙质胶结，这类岩层相对为不透水层，为本区域上层潜水底板。上覆层为第四纪河、洪、冲积层或坡积物，其结构松散，孔隙度高。特别是沿县河川道多属砂砾石覆盖层，其透水性好，为本区域主要的含水层，整个潜水分布在这类岩层中。本区域可开采的地下水为河床潜水层，其主要补给源为
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大气降水渗入补给和上游河沟地表水补给，含水层厚度5—20米，地下水埋深1—10米。
根据公式Q=uFH式中给水度u取0.30，含水层面积F=14平方公里，含水层厚度H取10米，经计算地下水储量为4200万立方米，可变储量2940万立方米，可开采储量2520万立方米。
据武警黄金14支队工程勘察队“山阳县自来水公司邹家湾—九子碑水文地质报告”，该区域属山前地下水溢出带，地下水丰富，涌水量大，属地下水源丰富地段。据县化工厂及地质队现有水井的抽水实验，出水量可达到2200—4000吨/日。
第四章供水工程规模
第一节设计依据
一、设计依据
1、山阳县县城供水工程项目可行性研究报告、初步设计及施工设计；
2、山阳县县城总体规划；
3、山阳县国民经济和社会发展“十五”计划和2010年远景目标纲要；
4、山阳县城市供水2000年技术进步发展规划；
5、省、地、县政府及主管厅、局有关方针、政策方面的文件；
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6、有关规程、规范。
二、原则
1、服从县城建设的总体规划布局，在水资源统一规划的基础上，近、远期相结合，并为以后的发展留有余地。
2、既要考虑县城供水事业的发展，又要从本地经济发展水平和人民生活的实际需要出发，合理确定供水规模。
3、使用新工艺、新技术、新材料、新设备，提高工程质量、减少工程投资、降低运行成本并逐步实现供水管理现代化。三、设计水平年
现状水平年为2000年，设计水平年2015年。
第二节工程等级
根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》（SDJ12-78）、《防洪标准》（GB50201-94），我县县城供水工程为Ⅳ等工程，主要建筑物为4级建筑物。
第三节设计供水量
一、供水范围
县城供水工程范围东起十里中学，西至精细化工厂，北至潘家沟口、申家湾，南至南庵、翠屏小区。供水区内现有人口33990人，流动人口500人，企业27家。
二、设计人口
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