农村饮水安全工程方案选择探析

摘要：本文对天祝县打柴沟镇农村饮水安全工程设计批复建设方案及变更情况进行了总结，对当前项目区域地质概况进行了分析，最后根据项目区域地质概况提出了相应的实施方案。

关键词：工程设计；农村饮水安全；方案；天祝县

1工程设计批复建设方案及变更情况

1.1建设方案

受天祝县水务局委托，武威市水利水电勘测设计院根据国家水利部对甘肃藏区规划外农村饮水安全问题复核结果，天祝藏区共有规划外农村饮水不安全人口3.5万人（含易地搬迁1.07万人）安全饮水问题尚未解决。为解决天祝县规划外藏区农村安全饮水问题，武威市水利水电勘测设计院编制完成了《武威市天祝县打柴沟镇大湾、火石沟村饮水安全工程初步设计》。该工程列入了《武威市天祝县藏区规划外新出现农村饮水安全项目实施方案》，计划解决打柴沟镇大湾、火石沟、多隆、上河东、石板沟5个行政村6个村民小组381户1654人（其中易地搬迁1654人）的饮水安全问题，同时对沿途405处水源做出替换。工程设计供水规模487.53m3/d，工程选用打柴沟沟上游截取浅层地下水为供水水源，在打柴沟上游修建截水墙引水，埋设PE管道引水至水厂。

1.2工程批复情况

按照甘肃省水利厅的安排，天祝县水务局委托武威市水利水电勘测设计院编制完成了《天祝县藏区规划外新出现农村饮水安全项目实施方案》，在哈溪镇、安远镇、朵什乡等15个乡（镇）51个行政村148个自然村实施，解决农村8209户3.5万人的饮水不安全问题。由甘肃省发展和改革委员会和甘肃省水利厅批复，项目批复建设内容为：新建集中供水工程14处，其中自流引水工程4处，截引工程5处，管网延伸工程3处，机井供水工程2处，新建分散式大口井工程1处（422眼），建设291.64～1138m3/d的水厂5座，输配水管道543.239km，清水池16座，减压池30座，各类阀门井744座。其中打柴沟镇大湾、火石沟村饮水安全工程批复建设内容为：修建水源工程1处，埋设0.6MPaDn125PE100管引水管道2.3km；修建供水厂1处，厂内建71m2净水厂房1座，安装一体化净水设备1套、自动化控制和监控系统各1套、消毒设备1套。建200m3清水池1座。埋设Dn200-25mmPE配水管道23.575km，其中0.6MPaDn200管2.0km、1.0MPaDn200管0.705km、0.6MPaDn180管2.65km、0.8MPaDn90管1.70km、1.0MPaDn75管0.46km、1.6MPaDn25管15.24km。建减压池1座，修建各类阀门井67座。工程总投资360.31万元。

1.3工程变更原因

该工程原设计解决1654人饮安全和水源替换问题，考虑到项目区部分山区村民搬迁至集镇和新农村的实际情况，同时由于打柴沟镇的安门、深沟、大庄、下河东等10个村的饮水安全工程建成时间早，建设标准低；为避免重复建设，对现有工程进行巩固提升改造，计划扩大打柴沟镇大湾、火石沟村饮水安全工程水厂规模，但水源水量不能满足供水需求，因此，经现场踏勘将水厂位置调整至金强河主河道原安门引水枢纽处，水源利用金强河的浅层地表水。为保障水厂下游2130户11362人、10122头（只）大小畜的饮水问题，建设单位提出增大水厂供水规模，经建设、设计单位对水源地和管线踏勘现场，为满足项目区供需水要求，对水源地和扩大水厂供水规模等进行设计变更。

2项目区域地质概况

2.1地形地貌

工程区地势西部高峻，向东逐渐变低，为一系列的北西方向展布的高山与中高山，山体海拔高程在2900m以上，主要山峰均在3600m以上，项目区位于乌鞘岭南麓，黄河一级支流金强河流域马雅雪山山前低山丘陵区，河底一般宽约80～100m，下游沟口扩展至450m。流域中上游大部分属土石山灌木林区，上游地处马雅山地，山巅岩石裸露，山麓有灌木林和草类覆盖，为高山气候，阴湿寒冷、多雨，下游地处山前冲洪积扇，地形微向东北倾斜，属高寒半阴湿地区。

2.2气象条件

该项目区属高寒半干旱湿润气候。本工程所在地没有气象观测台站，考虑到工程所在地气象资料的代表性，以距本工程相对较近，且属同一分区的乌鞘岭气象站长系列资料分析成果。根据乌鞘岭气象站（海拔3045m）多年实测资料分析，多年平均气温0℃，多年平均风速5.1m/s，历年最大风速26.0m/s（发生在1993年5月6日）。

2.3水文地质条件

工程区基岩裂隙水分布在山体表层的风化裂隙中，向河谷排泄。第四系孔隙潜水，赋存于河谷两岸漫滩的砂卵砾石层中，沿河谷由西向东径流，工程区内地表水及地下水水质良好。

2.4物理地质现象

工程区植被良好，物理地质现象主要表现为阳坡植被相对稀疏、阴坡植被茂密。

2.5地质构造及地震

（经历了等强烈隆升阶段）本区位于青藏高原东北缘与陇西黄土高原西缘交接带附近，大地构造属于祁连山断褶带的中祁连隆起及北祁连褶带的中东段。上新世末期和早更新世末期的构造运动，近场区地壳主要是在继承早期北西西向隆起坳陷带构造格局的基础上，又叠加了北北西向次级隆起和坳陷带；伴随区域Ⅰ～Ⅱ级夷平面的抬升，发育了规模不等的断裂活动和短轴褶曲运动。早～中更新世，近场区地壳表现了整体掀斜式隆升背景中的差异运动特征，伴随区域Ⅲ级夷平面的形成与抬升和黄河支流大通河、庄浪河的形成，塑造了近场区现代隆坳交织，峡谷与川地相间及由夷平面和河流阶地构成的多级层状地貌景观。

3供水区饮用水现状

居住区海拔均在2600m以上，地形复杂,群众居住在金强河两岸，部分群众居住分散。由于气候干旱、雨量稀少，自然条件较差，地表水不足、地下水匮乏，受地理位置及自然条件限制，项目区群众生活饮用水水源主要是在村庄上游沟道泉水出露处截取浅层地下水，经集水井通过管道输水到户。特别是干旱年，上游沟道来水量减少，群众只有在金强河河道内拉运储存于水窖饮用，生产生活用水时常遭受水量不足和水质不达标的影响。部分山区村民搬迁至集镇和新农村，对供需水又提出了新要求。同时考虑打柴沟镇的安门、深沟、大庄、下河东等10个村的饮水安全工程建成时间早，运行过程中经常发生管道破裂漏水等现象，工程逐步进入更新改造期，年维修次数多，维修费用高，运行管理过程中出现的问题较为突出，影响工程正常运行。

4供水工程方案选择

工程设计利用已建的截引截取金强河地表浅层水为水源，故本工程设计内容主要为净水厂及配水管道的设计。方案比选主要为净水工艺的选择。方案一：钢筋砼反应池、D型滤池。修建净水厂，设净水车间1处，内设钢筋砼反应沉淀池、滤池各1座，配套反冲洗及加药、消毒设备，原水经沉淀、过滤、消毒后进入清水池，通过配水管网供水到户。该方案供水工艺形式在武威市凉州区及古浪县饮水安全工程中已多次应用，净水技术成熟，运行稳定。但其单方水处理建设成本与水厂供水规模成反比，供水规模越小，则单方水处理建设成本越高，适合供水规模较大的供水工程。方案二：钢制一体化净水装置。修建净水厂，设净水车间1处，内设钢制一体化净水装置1套，配套加药及消毒设备，原水经净化处理、消毒后进入清水池，通过配水管网供水到户。该方案一体化净水装置采用了微絮凝直接接触过滤及无级变速涡旋混合反应等较为先进成熟可靠的技术工艺，同时净水车间占地较小，施工安装较为方便等特点。方案比选：通过对两种方案建设投资，运行成本，运行管理等方面进行综合考虑，方案二在净水设施及净水车间的投资较方案一建设投资少；同时自动化程度高，运行管理方便。故推荐方案二为设计方案。

作者:李宏文 单位:甘肃省天祝藏族自治县金强河水利管理处