pu中水回用可研正文

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1、北票市中水利用供水工程 可行性研究报告1 总论1.1项目概况1.1.1项目名称和建设地点项目名称：北票市中水利用供水工程建设地点：北票市污水处理中心至大石匠沟汇丰集团兴旺矿业有限公司集水池建设单位：北票市环境保护局1.1.2工程建设规模本工程规划设计年限：2020年。设计规模为4.7万m3/d。1.1.3主要研究结论1、水源选择本工程水源为北票市污水处理中心的污水处理后达标排放水，出水水质标准为城镇污水处理厂污染物排放标准(GBl8918-2002)中一级A标准，具体如下：污水处理中心出水水质序号指标出水水质1COD50mg/L2BOD510 mg/L3SS10mg/L4NH3-N5mg/L5

2、TN15mg/L6TP0.5mg/L7pH6-92、主要工程内容输水管道工程：一段：污水处理中心加压首站二级加压泵站（骆驼营子泵站）二段：二级加压泵站（骆驼营子泵站）台吉新城用水点三段：二级加压泵站（骆驼营子泵站）三级加压泵站（土城子泵站）四段：三级加压泵站（土城子泵站）四级加压泵站（东官泵站）五段：四级加压泵站（东官泵站）冶金业园区蓄水池六段：四级加压泵站（东官泵站）凌钢矿业北票有限公司蓄水池加压泵站工程：加压泵站6座3、工程用电条件本地区电力资源丰富，电网容量充沛，有能力承担本工程的供电任务。供电要求已取得供电部门供电意向。4、工程投资工程投资：22032.58万元，其中贷款15000万元

3、，其余7032.58万元由地方自筹。5、建设进度安排：2013年3月2013年4月完成可研报告编制；2013年4月完成初步设计及施工图设计；2013年5月2013年10月底完成施工并投入使用。6、结论北票市中水利用供水工程具有一定的盈利、还贷能力，所有指标都好于行业标准，在财务上是合理的、技术上是可行的。1.2编制依据、采用主要规范及标准1.2.1编制依据本报告的编制依据如下：北票市污水处理厂工程初步设计文件；台吉地区控制性详细规划（大连市规划设计研究院）；凌钢矿业北票有限公司提供的用水需求计划；汇丰集团兴旺矿业有限公司提供的用水需求计划；北票市工业园区规划；北票地区1：1000050000地

4、形图；由北票市环境保护局提供的基础资料；现场实地调查资料。1.2.2采用的主要设计规范和技术标准、工艺专业室外给水设计规范GB50013-2006室外排水设计规范GB50014-2006城市工程管线综合规划规范GB50289-98泵站设计规范GB/T50265-2010城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准CJJ31-89城市污水再生利用分类 GB/T18919-2002城市污水再生利用 城市杂用水水质GB/T18920-2002城市污水再生利用 景观环境用水水质GB/T18921-2002再生水回用于景观水体水质标准 CJ/T95-2000.建筑中水设计规范 GB50336-2002污水再

5、生利用工程设计规范GB50335-2002城市污水回用设计规范CECS 61：942、建筑专业房屋建筑制图统一标准GB/T50001-2001建筑物防雷设计规范G550057建筑设计防火规范GB50016-2006建筑采光设计标准GB/T50033-2001建筑地面设计规范GB50037-96办公建筑设计规范JGJ67-89建筑地面工程施工质量及验收规范GB50209-20023、结构专业砌体结构设计规范GB50003-2011建筑地基基础设计规范GB50007-2011建筑结构荷载规范GB50009-2001混凝土结构设计规范GB500010-2010建筑抗震设计规范GB500011-200

6、1给水排水工程构筑物结构设计规范GB50069-2002建筑结构制图标准GB/T50105-2001建筑抗震设防分类标准GB50223-95建筑地基处理技术规范JGJ79-2002构筑物抗震设计规范GB50191-93给水排水构筑物施工及验收规范GBJ141-90混凝土外加剂应用设计规范GB50119-20034、电气专业民用建筑电气设计规范（JGJ 162008）供配电系统设计规范（GB 500522009）建筑照明设计标准（GB 500342004）低压配电设计规范（GB 500542011）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB 5005892）3110kV高压配电装置设计规范（GB

7、500602008）10kV及以下变电所设计规范（GB 5005394）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB 500622008）电力装置的电测量仪表装置设计规范(GB/T50063-2008)工业与民用电力装置的接地设计规范（GBJ 65-83）建筑物防雷设计规范（GB 500572010）电力工程电缆设计规范（GB 502172007）钢制电缆桥架工程设计规范（CECS 31: 2006）建筑电气工程施工质量验收规范（GB 503032002）电气装置安装工程低压电器施工及验收规范（GB 50254-96）电气装置安装工程电力变流设备施工及验收规范（GB 50255-96）电气装置安

8、装工程起重机电气装置施工及验收规范（GB50256-96）电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范（GB50257-96）5、仪表专业仪表系统接地设计规定HG/T20513-2000控制室设计规定HG/T20508-2000仪表供电设计规定HG/T20509-2000自动化仪表工程施工及验收规范GB50093-2002过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号GB2625-81分散型控制系统工程设计规定HG/T20573-95自控专业设计管理规定HG/T20636-986、暖通专业通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-2002暖通空调制图标准GB/T50114-2001采

9、暖通风与空气调节设计规范(2001年版)GBJ19-87(2001年版)供热工程制图标准CJJ/T78-977、总图专业工业企业总平面设计规范GB50187-93城市道路设计规范(1998年局部修订条文)GJJ37-90(1998年局部修订条文)城市工程管线综合规划规范GB50289-98城市道路绿化规划与设计规范CJJ75-97城市绿地分类标准CJJ/T85-20028、技术经济专业全国统一安装定额估价表市政工程可行性研究投资估算编制办法建标1996628号工程勘察设计收费标准(2002年修订本)计价格【2002】10号关于发布工程建设监理费有关规定的通知1992价费字479号国家计委关于加

10、强对基本建设大中型项目概算中“价差预备费”管理有关问题的通知计投资19991340号9、环保与消防环境空气质量标准修改单 (2000年)GB3095-1996大气污染物综合排放标准GB16297-1996工业企业厂界噪声标准及其测量方法GB1234812349-90建筑设计防火规范(2001年版)GBJ16-87(2001年版)卤代烷1211灭火系统设计规范GBJ110-87建筑灭火器配置设计规范(1997年版)GBJ140-90(1997年修订版)爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92恶臭污染物排放标准GB14554-93城市区域环境噪声适用区划分技术规范GB/T15190-

11、94建设项目环境保护管理条例国务院253号令(1998年)中华人民共和国消防法1998年9月1实施工业企业噪声控制设计规范GBJ87-85工业企业噪声测量规范GBJ122-88中华人民共和国环境保护法主席令 第22号中华人民共和国固体废弃物污染环境保护法，1996年4月1日；中华人民共和国水污染防治法，2008年6月；城市污水处理及污染防治技术政策（建城124号），建设部、国家环境保护总局、科技部，2000年5月29日；水污染排放许可证管理暂行办法，1988年3月；其他文件及资料。1.3编制原则（1）认真贯彻国家关于环境保护工作的方针和政策，符合国家的有关法律、法规、标准、规范；（2）以国家环

12、保法规为指导，对污水处理后排水进行综合利用，力求获得最大的社会效益和环境效益；（3）在总体规划的指导下，以当地社会经济、城市建设、工业区建设发展要求为基础，从实际情况出发，统筹兼顾长远发展，合理确定供水规模，使工程建设与城市、工业区发展相协调，既注重分期建设的合理性，又充分发挥整体投资效益；（4）按照环境保护的有关规定，减少交通噪声、废气污染，妥善处理和处置建设、运行过程中产生的污水、污物，避免二次污染；（5）采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、经济合理，管理简便；（6）积极慎重采用新技术、新材料、新设备，确保工程的可靠性及有效性，总体上做到构筑物组合化，在保证供水安全的情

13、况下，尽量减少工程投资与运行费用，确保工程的可靠性及有效性，减少日常维护检修工程量，改善工人操作条件；（7）平面布置力求新颖美观，布局合理，功能齐全。在便于施工安装和维修的前提下，使建构筑物尽量集中，布置紧凑，节约用地，保证绿化面积，同时留有适当的发展余地。1.4编制范围本工程编制范围包括：位于污水处理中心的加压首站工程；加压首站至大石匠沟汇丰集团兴旺矿业有限公司集水池的输水管道工程、中途加压泵站工程及终端水池工程。 此外，由于用水的企事业单位种类较多，对用水水质要求各不相同，故本工程只提供各单位需要的用水量，如入厂水质达不到其使用要求，由各单位另行处理。1.5区域概况1.5.1北票市自然概况

14、北票市位于辽宁省西部，地理坐标北纬414730415200,东经12041401205130，属辽西丘陵地区。距省会沈阳321km，东邻阜新市，西接朝阳市，南与义县、葫芦岛市毗邻，北和西北方向同内蒙的奈曼旗、敖汉旗接壤。（1）气 象北票地区地处中纬度地段，属于北温带半干旱半湿润大陆性季风气候带。北部受内蒙古高原高压影响较大，气候大陆性显著，东南虽距海不足百公里，但由于燕山山脉阻隔南来的海上暖流不能顺入内地，而成为半干旱半湿润的易干地区。主要特点一年四季雨热同期，日照充足，温差较大，降雨偏少。据25年气象资料统计，历年年平均降水量为485.5mm，降雨量大部分在七、八、九三个月，占全年降水量的5

15、0%，年最大月降水量为60.6mm，历年最高气温36，最低气温26，年平均气温8.2，无霜期164天，年平均降水量487mm，6月中旬至8月中旬平均降水量320mm，占全年降水量的6070%。最大冰冻深度1.38m，一年四季受季风支配，各季以西北风为主，夏季为东南风，主导风向为东南风。（2）水文境内地表水系发育，流经全境的主要河流为大凌河，支流为牤牛河。大凌河下游建有白石水库，北票市位于白石水库库尾段。 （3）岩层岩性及地形地貌北票地区属辽西丘陵地区。地形特点是东南高，西北低。地貌属于辽西山地丘陵地带，地势起伏较大。北票地区位于华北准地台的北部，燕山台褶带的辽西台陷中。大面积出露中生代地层，少

16、量元古界长城系、蓟县系地层。自下而上分述如下：a、元古界地层仅见长城系高于庄组及蓟县系雾迷山地层出露，分布在北票的东部，呈北东-南西走向。b、中生界地层主要分布有侏罗系、白垩系地层。c、岩浆岩北票附近岩浆岩分布较少，仅零星分布。大部分为燕山期中晚期浅成侵入岩，岩性主要为玄武玢岩、安山玢岩、英安玢岩等。基本可以看出本区内出露松散堆积层主要为上覆全新统冲洪积层（Q4al+pl），下伏侏罗系北票组（J1b）黄褐、灰黑色页岩、粉砂质页岩、粉质岩。1.5.2北票市发展概况北票市1985年撤县设市，是全国首批4个县级市之一。北票地处蒙、辽两省交界地带，东连辽宁中部城市群，西接京、津、唐地区，北依内蒙腹地，

17、南邻渤海之滨，是倍受国内外瞩目的环渤海经济圈的一个重要组成部分。北票现已形成公路、铁路、航空立体交通运输网络，公路以贯通关内外的大动脉101国道为轴线，以五条国省干线为骨架；朝锦高速公路已竣工通车。境内有铁路可直达北京、沈阳、大连、丹东、承德、赤峰等城市。朝阳机场可起降中型客机，辟有直抵北京、沈阳、大连、哈尔滨、济南、青岛等城市航线。北票市自然资源富集，开发前景广阔，境内已发现有益矿种44种，已探明储量8种,是全国八大黄金产区之一；膨润土、大理石、珍珠岩、石灰石等非金属矿产储量大、质量好，具有良好开发前景。北票土地资源丰富，地域广阔，地形地势多样，小区域优势强，由于日照充足，积温高，昼夜温差大

18、，形成了独特的农业优势。农副产品具有很大的加工增值潜力。例如：辣椒品质位于全省第一位，已引起国内外客商广泛关注。北票作为农业大市，已形成了以高产高值作物、保护地、经济林、果业、畜牧业开发为重点的综合开发格局，农业经济结构开始向多元化的现代农业结构转变，科技农业和农业产业化已经起步，显示出巨大的开发潜力。北票是年轻的工业城市，已经形成了以煤炭、机械、建材、纺织、食品为主的门类比较齐全的工业体系，现有规模以上工业企业36户。北票市正在发展成为一个以特色工、农业及其它相关产业为支柱产业的新兴工业城市。1.5.台吉新城简介北票市区周边成群山合抱之势，银河在其间蜿蜒而过，河东岸为南山组团，河西岸为台吉组

19、团。随着北票城市建设逐渐加速，棚户区、沉陷区改造的逐步开展，台吉地区的建设将成为北票城市发展方向的必然选择。台吉地区控制性详细规划于2009年5月委托大连市规划设计研究院进行规划编制，规划方案经过多次修改完善于2009年9月通过专家评审，并于2009年10月通过北票市人民政府审批。规划区域位于南山组团西侧台吉老区。红线范围由三部分组成：银河东西两岸地带、朝北路两侧、台吉地区。控规面积约为855公顷。控制区域发展优势一是用地周边具有良好的自然条件和景观价值。二是市里对银河治理工程十分重视，银河整治工程已经进入到城区段，橡胶坝的建设为提升城市滨河区形象打下良好基础。三是规划用地内有贯穿区域的交通干

20、道朝北路穿过，为与朝阳市及周边地区联系提供便利条件。规划目标是形成以滨河改造为契机，以棚改为起点，以台吉改造为拉动，以跨河交通为联系的“一河挽两区、两翼托新城”的城市空间格局。规划重点一是加强银河两岸地区发展，打造魅力滨河带。二是梳理城市道路网络，加强银河两侧交通联系，促进两区联动发展。三是改造台吉棚户区、合理安置台吉组团、三宝组团棚户区及沉陷区居民，保证近期城市改造与规划实施措施相对位。四是改变工业与居住相互混杂的状况，梳理城市机理，改善人居环境。五是逐步加强公共设施、配套基础设施建设，完善城市功能。规划结构为“一带、一核、两轴、三心、三组团、多廊道”一带：规划将银河及银河两岸绿地统一规划，

21、建设各类公园绿地、滨河亲水空间，形成景观多变、植被丰茂的滨河景观带。一核：规划在中央大街跨河处结合银河两侧用地，打造集商业、文化娱乐、休闲、居住于一体的滨水功能核心。两轴：规划区内形成一横一纵两条城市轴线。横轴：贯穿台吉东西，横跨银河两岸，沿新吉大街两侧布置各类商业、文化娱乐、公共服务设施，形成富有活力的城市轴线。纵轴：位于台吉生活组团、产业发展组团之间，预留山体之间的视线通廊，结合现状冲沟、水系、绿地形成了一条城市绿色景观轴线。三心：在各个功能组团中心结合商业文化娱乐设施，形成各组团的功能中心 。三组团：银河东侧生活组团、台吉生活组团、台吉产业发展组团。各个组团既相互联系又各自独立，为城市近

22、期建设实施、远期发展提供了多种选择方式。 多廊道：规划充分利用基地内冲沟、沉陷区、等限制因素，结合现有水系河道，打造了多条绿色生态廊道，为建设生态宜居城市打下良好生态基础。1.5.4北票市冶金业园区简介北票市工业园区位于北票市区西北部，东经1201512117，北纬41244217，距北票市区4km。北票市工业园区总占地面积25.2km2，其中冶金工业园占地面积5.2km2，有机食品加工园占地面积5km2，轻纺工业园占地面积15km2。冶金工业园位于工业园区的北部，与轻纺工业园和有机食品相隔7km。1.5.5凌钢矿业北票有限公司、汇丰集团兴旺矿业有限公司简介凌钢矿业北票有限公司位于北票市东官营

23、乡五家子村，始建于1967年，四十年来，企业由小变大，由弱变强，是辽西地区唯一的一座大型黑色冶金矿山，是凌源钢铁集团公司的全资子公司，是凌钢的主要原料基地、集采、选为一体的大型冶金联合矿山。企业占地面积230万平方米，总资产2.9亿元。现有在职职工1412人，其中中高级技术人员130人,下设采矿、选矿、机加工、动力、车队、建筑安装工程处、炸药加工厂等基层单位。汇丰集团兴旺矿业有限公司位于北票市宝国老镇马达营村的大石匠沟。汇丰集团兴旺矿业有限公司100万吨铁精粉技改项目的已经于今年8月5日正式启动，目前项目的选矿厂、尾矿库、破碎车间等辅助工程的选址已基本确定。1.6供水现状与存在的问题1.6.1

24、供水方向本工程为中水利用供水工程，水源为北票市污水处理中心处理后的达标排放水，根据建设单位意见其供水目标主要包括：台吉新城热电供水和园林用水；北票市冶金业园区生产用水；凌钢矿业北票有限公司生产用水；汇丰集团兴旺矿业有限公司的生产用水等。而涉及区域的生活用水由北票市自来水公司提供市政水源或采用企业内部的生活自备水源解决，不在本工程范围之内。1.6.2供水现状台吉新城热电供水和园林用水现状用水量为4000m3/d，少部分来自市政自来水，绝大部分为自备井水源；北票市冶金业园区目前入园企业较少，用水量约为4500m3/d，绝大部分均为各企业延东官河所打的自备井，但随着园区逐渐加大了招商引资的力度，入园

25、企业正逐渐增加，而当地地下水资源极其有限，已经无法满足新增入园企业生产用水的需求；凌钢矿业北票有限公司目前生产用水量为5000m3/d，绝大部分为自备井，少部分为企业内部的污水进行处理后回用；汇丰集团兴旺矿业有限公司目前生产用水量为6000m3/d，基本为自备井。由于连续干旱，地下水水位下降严重，以及使用时间较长，上述园区和企业的自备井已逐渐干涸，实际供水能力大为下降，已经无法满足各企业正常的生产用水需求，随着地下水位的持续下降，自备井的产水能力还将继续下降，造成供水能力持续下降并最终枯竭。1.6.3存在问题（1）水量严重不足，已经无法满足工业企业单位生产用水的需求，已严重影响到各生产企业的日

26、常生产活动和可持续发展。（2）园区及各生产企业自备水源地频出问题缺乏可靠性的保证，需从根本上解决困扰上述地区和生产企业供水紧张的稳定水源。（3）随着国家及辽宁省对地下水资源的保护，近期将封闭地下水水源，上述地区和生产企业将马上面临无水可用的困境。3 项目建设的必要性及可行性3.1项目建设的必要性1、从根本上解决了上述园区和各生产企业地下水资源严重缺乏的问题，为园区和各企业生产用水提供可靠保证。工程涉及园区及各生产企业现有自备水源主要为地下水。近年来，由于连续干旱，地下水水位连年下降，自备水源井出水量严重不足，已严重影响到了相关园区及各生产企业的生产活动。同时，伴随着园区及生产企业的建设和发展，

27、供水危机将日益突出，供水问题将一直是制约其生存和发展。因此，开发建设新水源势在必行。2、本工程为防止地下水资源过度开采创造了条件。本工程建成投产后，可以控制因需水量的增加对地下水资源的过度开采，实现计划开采和开采与补给的动态平衡，防止地下水漏斗面积和深度的扩大和因此而导致的地面沉陷对城乡设施造成的破坏和灾害。3、本工程为关闭企业自备水源和实现水资源的有效管理创造了条件。由于城市市政供水设施建设相对滞后和地下水资源管理方面的原因，形成了企业自备水源。自备井供水存在以下几方面问题。一是实际取水量往往与上报取水量不符，由于自备井数量大，实现有效管理困难，所以难以控制地下水开采量。二是一部分企业在使用

28、市区管网供水的同时还设有自备井，这样便很容易对地下水资源管理和自来水公司营业管理都造成困难。本工程建成后可以逐步关闭企业大部分自备水源，使上述问题得到解决。4、项目区内各企业的缺水状况将严重影响和制约地方经济的正常维持和发展。本工程的建设将极大改善台吉新城及北票市冶金工业园区的投资环境，为招商引资提供必要基础设施保证。综上所述，北票市中水利用供水工程的建设和实施是非常必要的。3.2项目建设的可行性水是生命之源，水是经济社会发展不可缺少的战略物质，必须以水资源的利用，支撑经济社会发展的基本思路，已取得社会广泛共识。1、水源选择的可行性为了合理的利用水资源，坚持台吉新城、冶金工业园区及各生产企业建

29、设可持续发展的原则，根据目前区域地下水及地表水资源的状况，考虑利用北票市污水处理中心处理后的达标排放水作为本工程的水源（见后面论述章节）。北票市污水处理中心厂址位于北票市区南部，凉水河东岸，凉水河与西官河的交汇处，距北票市市区4公里。污水处理厂设计规模为5万m3d，污水处理中心工艺流程为：来水经进水井、粗格栅去除较大的悬浮物，进入提升泵站，采用泵将污水提升后通过细格栅进一步去除较小的悬浮物，细格栅出水进入旋流沉砂池去除无机性沉砂，出水进入A2/O生化池，进行碳化、硝化、反硝化和除磷反应，去除系统中有机物、氨氮和磷。生化池出水自流入二沉池进行泥水分离，二沉池出水经提升水池提升后，进入净水间，进行

30、深度处理。净水间出水进入接触池消毒，出水排入凉水河。出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GBl8918-2002)中一级A标准。根据需水量预测（见后面章节论述），台吉新城热电厂及园林用水、北票市冶金业园区生产用水、凌钢矿业北票有限公司生产用水、汇丰集团兴旺矿业有限公司的生产用水等合计用水量约为4.7万m3d，北票市污水处理中心现状处理后废水排放量为5万m3d，全部作为中水回用，扣除6%的管道漏失量，基本可以满足本工程的水量要求。同时，根据前文所述，由于用水的企事业单位种类较多，对用水水质要求各不相同，故本工程只提供各单位需要的用水量，如入厂水质达不到其使用要求，由各单位另行处理，因此北票

31、市污水处理中心的排放水水质也基本符合本工程的水质要求。所以本工程水源的选择是可行的。（3）政府重视北票市政府、台吉新城、北票市冶金业园区、凌钢矿业北票有限公司、汇丰集团兴旺矿业有限公司等各级领导对区内现状缺水问题十分重视，明确提出解决区域内供水危机的目标，已多方筹措资金，进行项目前期工作，并安排工程和水文地质勘察工作，为工程可实施性提供了可靠的保证，促进了项目的进一步落实。（4）组织管理落实为了节省资金，保证工程质量，在工程实施时，建设单位将严格按照招投标法的有关规定，积极组织材料设备和施工队伍的招投标工作，选择质优价廉、售后服务过硬的供货厂商，以及专业性强、资质高的施工队伍，为确保工程质量和

32、进度奠定坚实的基础。对整个工程实施全过程施工监理，严格执行国家、省、市的有关技术规范，做到百年大计，质量第一。在项目实施过程中，建设单位严把设计方案和工程质量关，组织有关专家对设计方案进行充分论证，确保供水方案的可行性。朝阳市水利规划勘测设计院北票市水利规划勘测设计院 - 119 -4 需水量预测及工程规模的确定4.1需水量预测根据台吉新城、北票市冶金业园区、凌钢矿业北票有限公司、汇丰集团兴旺矿业有限公司等提供的用水量资料并考虑区域内供水现状及发展规模，确定2020年的需水量见下表：需水量估算标准表 用水单位名称2013年最大日用水量万m3/d2020年最大日用水量万m3/d备 注台吉新城0.

33、400.80热电厂及园林用水北票市冶金业园区0.451.30冶金企业生产用水凌钢矿业北票有限公司0.500.90生产用水汇丰集团兴旺矿业有限公司0.601.70生产用水合计1.954.70供需水量对照表 年 份预测需水量（万m3/d）现状供水量（万m3/d）差额水量（万m3/d）备 注2013年1.9501.95生产用水自备水源关停2020年4.7004.70生产用水自备水源关停根据需水量预测，现状2013年需水量估算约为1.95万m3/d， 2020年需水量为4.70万m3/d。 因此，现状2013年缺水1.95万m3/d，2020年缺水4.70万m3/d。4.2工程规模的确定根据需水量预测

34、以及目前水资源条件和建设投资能力，经与当地有关部门和领导共同协商，考虑到本供水工程为基础设施工程，投资大、工期长，且不仅要满足现状需水量的要求，还要根据区域的性质及发展条件，考虑一定的超前性。本工程以满足2020设计水平年的缺水量作为工程建设规模，供水规模4.7万m3/d。4.3水量、水质及水压指标4.3.1供水量指标工程水量指标如下：（1）北票市污水处理中心处理后达标排放水量为5万m3/d；（2）输水管道全线漏失水量按6%考虑，则输水管道沿线漏失水量为0.3万m3/d；（3）工程规模设计水量为4.7万m3/d。4.3.2供水水质指标北票市污水处理中心出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准(

35、GBl8918-2002)中一级A标准，由于用水的企事业单位种类较多，对用水水质要求各不相同，如入厂水质达不到其使用要求，由各单位另行处理。4.3.3供水压力指标保证各级加压泵站前池及最终受水池的富裕水头不小于5m。5 工程方案论证5.1水资源论证5.1.1水资源的基本状况（1）地下水北票市位于辽宁西部地区，是个贫水区。其附近地下水资源已为工业自备水源所利用，且已处于超量开采状态。又根据水利勘测设计院1995年白石水库环境影响报告书及东北内蒙古煤炭工业联合公司一0七勘探队1984编制的辽宁省北票县大凌河水源勘察报告提供的资料分析，该地区地下水分布情况见下表。从表中可以看出地下水量较丰富的地带分

36、布在水库下游，距北票市约40km左右。在库区的山间河谷中，存在着单井涌水量8641300m3/d孔隙水。在这其间还存在着水量贫乏区（单井涌出量为3050m3/d）。还有一些分布于水库上游的承压自流水，单井涌水量361.5m3/d，为构造盆地层间裂隙发育承压自流水，水量小，水质不佳。另外在库末端金岭寺大桥附近，有浅层地下水，但在白石水库建成后全部被淹没，该处的地下水无法被利用。地下水特性及分布情况一览表孔隙水裂隙层间水裂隙水裂隙岩溶水单井涌水量（t/d）丰富10002000中等8641300贫乏3050风化层裂隙水8.660承压自流水361.528.643泉水流量100t/d分布库区下游河流沿岸

37、边库区山间河谷山间河谷低山丘陵下部构造盆地分布在坝址区附近右岸地段的低山丘陵区低山区（2）地表水北票市区附近主要有三条河流，即：大凌河、凉水河、牤牛河。凉水河离北票较近，但其贮量低、水质较差。牤牛河下游淤砂严重；上游距北票又较远，地表径流较小，95%保证率时仅为0.017m3/s。辽宁省北票县白石砾村大凌河干流上的白石水库，水库控制面积为17649km2，占大凌河流域总面积的76%。白石水库于1997年9月经国务院审定，国家计委以计投资19971691号文批准开工，1999年9月落闸蓄水。水库的主要任务是防洪、灌溉、城市供水，并兼顾发电及养鱼。按现行的国家有关规范规定，并结合大凌河流域的实际情

38、况对其供水进行调整，首先满足下游河道环境最小流量3.25m3/s；其次是城市供水；最后为跨流域向农业供水，提高下游现有苇田灌溉保证率，开发下游凌海、盘锦两市湿地提供灌溉用水。其中供给北票城市年供水量2880万m3。水库目前蓄水位118m，正常蓄水位127m，汛期防洪限制水位125.6m，死水位108.0m，总库容16.45亿m3。（3）中水资源北票市污水处理中心厂址位于北票市区南部，凉水河东岸，凉水河与西官河的交汇处，距北票市市区4公里。污水处理厂设计规模为5万m3d，污水处理中心工艺流程为：来水经进水井、粗格栅去除较大的悬浮物，进入提升泵站，采用泵将污水提升后通过细格栅进一步去除较小的悬浮物

39、，细格栅出水进入旋流沉砂池去除无机性沉砂，出水进入A2/O生化池，进行碳化、硝化、反硝化和除磷反应，去除系统中有机物、氨氮和磷。生化池出水自流入二沉池进行泥水分离，二沉池出水经提升水池提升后，进入净水间，进行深度处理。净水间出水进入接触池消毒，出水排入凉水河。出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GBl8918-2002)中一级A标准。 污水处理厂出水水质表 单位：mg/L 项目CODBOD5SS氨氮总氮总磷pH粪大肠菌群数（个/ L）指标5010105（8）150.56-910005.1.2水源选择北票市位于辽宁西部地区，是个贫水区且已处于超量开采状态。同时随着国家及辽宁省对地下水资源的

40、保护，近期将逐渐封闭地下水水源，因此地下水不宜作为本工程的水源。北票市区附近主要有三条河流，即：大凌河、凉水河、牤牛河。凉水河离北票较近，但其贮量低、水质较差。牤牛河下游淤砂严重；上游距北票又较远，地表径流较小，95%保证率时仅为0.017m3/s。虽然根据分水量，白石水库可向北票市年供水量2880万m3，即日平均供水7.89万m3/d，但随着北票市引白入北一期工程的建设和投入运行，这一部分水资源已经完全纳入北票市市政自来水供水范畴，主要负责北票市主城区的居民生活及企事业单位的用水，没有余量满足本工程的供水需求。因此，现阶段地表水也不宜作为本工程的水源。北票市污水处理中心处理后达标排放水量为5

41、万m3/d，出水标准执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GBl8918-2002)中一级A标准，在水量及水质方面均可以满足本工程的需要，因此选择北票市污水处理中心的达标排放水作为本工程的水源。5.2输水管道方案论证5.2.1输水管道定线的原则输水管道定线时，必须考虑供水安全，施工安全，节约劳动力，选线时应符合城市和工业企业的规划要求，应选最短的线路，尽量沿现有道路定线，以便施工和检修，尽可能少占用农田，减少与铁路、公路和河流的交叉；管线应避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理。从投资、施工、管理等方面对各种方案进行技术经济比较，才能最后确定管道的走向、位置

42、。5.2.2输水管道走向输水管道经位于北票市污水处理中心的加压首战引出，途经黄花营子、宋家杖子、姜家窝铺、五间房、庄头营子、土城子、海峰庄头营子、八里营子、东官营子、黄古屯、马架子、生金皋、娄家店乡、烧锅营子、马达营子大石匠沟等村镇至汇丰集团兴旺矿业有限公司受水池。5.2.3输水管道管材的选择输水管线是本工程的重要组成部分之一，因其输水距离较长、所占工程投资的比例较高，故需对管材的选择进行比较论证。由于本输水工程具有单管线、大流量、长距离、输水安全性要求高的特点，因此本工程输水管材的选用原则是：在满足输水安全性的前提下，本着节省资金、方便供货、易于施工的原则，结合国内已建成的类似输水工程管材的

43、使用情况，选择适合本地区地形、地质和气候特点的管材。我国建设长距离输水管道工程较多，对于长距离输水工程的设计和建设有相当丰富的经验，结合目前国内管材生产和实际使用情况，可用于输配水管道的主要管材有：钢筋混凝土管、钢管、球墨铸铁管、高密度聚乙烯管等。灰口铸铁管是过去使用最多的给水管道，但因其脆性大且接口为刚性膨胀水泥砂浆或铅接口，事故率高，易生锈腐蚀，影响输水能力。随着球墨铸铁管等性能好的管材批量生产，价格逐渐趋于可接受，灰口铸铁管已经逐渐不被采用。下面就上述常用管材的性能进行比较：、预应力钢筋混凝土管这种管材以前使用较多，目前的使用率呈下降趋势。优点：价格较低，不易结垢，对水质无影响，主要用于

44、长距离输水工程；缺点：自重大，如运输距离长，将增加运输费用及管材的损失率。而且由于配套管件不全，不可承受高压，接口尺寸不精确，造成一定的渗漏。2、钢管钢管具有很好的机械强度，可承受较高的内外压力，钢管件可灵活制作，连接方便，同时具有不漏水、不爆管的优点。接口为现场焊接和法兰盘连接等，施工较简单。其缺点是不耐腐蚀，易结垢，对水质有影响。当作供水管道时，必须作好内外防腐。n值为0.013。采用钢管突出问题之一是管道腐蚀及其防护。一般在进行内外防腐处理同时，还应采取要的电化学防腐措施，才能更安全可靠。因此增加造价。此外钢管本身价格较高，除非在特殊的情况下，建议尽可能减少钢管的使用。、球墨铸铁管现在国

45、内外已经逐步采用可延性铸铁管（球墨铸铁管）替代灰口铸管。球墨铸铁管的生产工艺是将以镁或稀土镁土合金球化剂加入到铸造的铁水中，使之石墨化，这样集中应力降低，使管材具有更高的强度及延展性。该种管材具有抗接强度大、抗弯强度大、延伸率大、耐腐蚀性强等优点，即兼有钢管的强度大与韧性及普遍铸铁管的特点，并且管材内壁附有水泥砂浆衬里；该管材将克服刚性接口所引起的管道爆漏，并减少管道附近城市建设工程对管道的损坏及避免管道本身对水的污染，改善供水水质，并可减少水流阻力系数，提高管道的输水能力，因而是一种很有前景的管材。在国内其价格与灰口铸铁管基本相当，但比同规格的钢管要低。现已经普遍应用于城市供水管网中。接口一

46、般为橡胶柔性承插接口，施工简单。n值为0.013。4、PE管道PE管道连接可靠，与其它管道采用法兰连接，方便快捷；低温抗冲性好，可在-60-60oC温度范围内安全使用；抗应力开裂性；耐化学腐蚀性好，不会发生腐烂、生锈或电化学腐蚀现象；耐老化，使用寿命长，使用寿命50年；而磨性好；可挠性好，工程上可通过改变管道走向的方式绕过障碍物，在许多场合，管道的柔性能够减少管件用量并降低安装费用；水流阻力小，PE管道具有光滑的内表面，其曼宁系数为0.009；搬运方便，PE管比混凝土管道、钢管更轻，它容易搬运和安装，更低的人力和设备需求，意味着工程的安装费用的大大降低；多种全新的施工方式，除了可以使用传统的开

47、挖方式进行施工外，还可以采用多种全新的非开挖技术如顶管、定向钻孔、衬管、裂管等方式进行施工，这对于一些不允许的场所是唯一的选择，因此PE管应用领域更为广泛。但最大的缺点就是管材价格尤其是大口径管材价格极高。根据本工程的特点。在选择输水管材时，应首先保证供水安全性，优先考虑大口径，耐高压的管材。因此，本工程不考虑预应力钢筋混凝土管，仅对钢管、球墨铸铁管、PE管等三种管材进行综合比较。 管材的主要特性比较表 名称最大管径(mm)工作压力(kg/cm2)接口使用年限生产与应用优点缺点钢管设计确定设计确定焊接或法兰50 可工厂制作、也可现场制作。 应用普遍。 管材强度，工作压力均高，运行安全可靠；严密

48、性好；修补性好。 运输、保存均较方便。 敷设方便，适应性强，能够承受轴向荷载，可埋设穿越各种障碍。管件种类齐全，连接简单可靠。可不停水焊补漏缝。 重量轻，经内外防腐后，寿命长。 需要进行防腐处理。 造价较高。 用钢量大。 不适宜外荷载高的场地。球墨铸铁管26007.510承插及法兰50 新型管材； 生产厂家较多。 大口径的应用实例多 使用年代长。 防腐能力较钢管强，出厂时已做防腐处理。 有标准配件，适用于配件及支管较多的管段。 可承受较高压力。 会产生腐蚀馏。 重量较大。PE管道60016热熔连接 小口径应用较为广泛。 重量轻，耐腐蚀，施工方便，维修费用低。 水流条件好，节省电能。 大口径价格

49、过高。 管材技术性能比较表比较项目钢管球墨铸铁管PE管结果抗腐蚀能力较强强强钢管最差抗高压条件最好好较好钢管最好抗水锤能力最强强弱钢管好粗糙度n=0.0125n=0.0125n=0.010PE管好使用寿命长长长PE管好适应地形变化能力较强强好钢管最差施工安装内外防腐复杂安装方便冬季施工难度大球墨铸铁管优对基础要求较低低较低球墨铸铁管优从比较结果看，PE管道在技术性能有一定的优势，但由于大口径PE管道造价过高，考虑经济分析，不宜作为本工程输水管道的材质选择。钢管与球墨铸铁管在承受工作压力、耐腐蚀、抗震、及保证运行安全等主要指标方面均可满足长距离供水工程项目对输水管材要求，并且这两种管材的设计、施

50、工、运行都已有成熟经验，完全能够保证安全供水。考虑到本工程输水管线采用单管输水，输水距离较长，沿途所经地区地形变化较大，地质条件较复杂，保证供水可靠性是至关重要的。因此本工程的首要设计原则是在造价合理的前提下，提高供水安全可靠性，保障城市供水。在输水系统中采取的较为有效的措施之一就是要选用坚固、适应性强的管道材料。为了保证供水安全可靠性，在管材上优先选用耐腐蚀、使用年限长、管道延伸性好、承受压力高、柔性好、对地基适应性较强、同时方便输水管线施工的球墨铸铁管，在特殊管段、途经地形较复杂以及穿越障碍处采用钢管。综上所述，本工程输水管道管材采用球墨铸铁管，局部穿越采用钢管。5.2.4输水方式的选择输

51、水方式包括重力输水、加压输水、重力和加压组合输水等。依据前面给水系统方案的论证结果、结合输水管道沿线的地形特征，水源水经加压首站及中途加压泵站送至末端受水池。5.2.5经济管径的确定在长距离压力输水工程中，在满足用水点所需水量和水压的前提下，输水管管径的大小与提升水泵的扬程存在着多项组合。如何确定输水管径，直接影响到工程的投资和年运行费用的支出。如管径过小，管道敷设费用可降低，然而由于输水阻力增加，动力坡度变陡，水泵扬程增大，水泵设备费提高，动力费要长期增加；相反如管径过大，有关水泵费用下降，但管道敷设费用增加。这两种情况都是不经济的，本工程输水管道经济管径，拟通过静态经济比较法和年成本比较法

52、来确定。 静态经济比较法：采用工程综合造价加十年电费为计算值。 年成本比较法：即为计算期内需回收的基建投资（折算成等额系列资金）和年生产运行成本之和，低者优选。等额系列资金回收值采用下式计算： i(1+i)nA=P (1+i)n1式中：A：等额资金值； P：基建投资；n：计算期20年 i：投资收益率8%i(1+i)n =0.101852：资金回收因数 (1+i)n1动力费（电费）计算以各级水泵电动机的用电负荷为计算基础，厂内其它用电设备按增加5%考虑: QHdk1E=1.05 k2H工作全扬程，包括各级提升泵房水泵和电动机的效率，一般采用70%80%k1考虑泵站自用水的水量增加系数k2日变化系

53、数d电费单价（元/KWh）本次工程供电来源于北票市区内，基本电费按0.6元/ KWh计算。为了全面合理地确定经济管径，设计应在确定用水点水量和水压以及加压泵站的位置后，并以中途加压泵站作为分界点，分段进行比较。计算工程综合造价时，充分考虑了不同压力等级的不同管径和相同管径管材的价格差异。方案比较计入的综合造价，只包含工程量不同部分的造价，而如泵房和附属构筑物以及过公路、铁路等障碍段采用钢管等工程量及造价相同部分，不计入总造价中。按初勘成果，初步确定采用六级加压提升方式进行输水，暂定加压泵站位置分别为：加压首站位于北票市污水处理中心院内；二级加压泵站位于骆驼营子；三级加压泵站设在土城子；四级加压

54、泵站位于东官；五级加压泵站位于黄古屯；六级加压泵站位于生金皋。输水管道由加压首站引出依次通过各级加压泵站送至汇丰集团兴旺矿业有限公司受水池。同时根据用水需要和用水规划，分别由骆驼营泵站引出至台吉新城输水管道、由东官泵站引出至北票市冶金业园区输水管道、由黄古屯加压泵站引出至凌钢矿业北票有限公司输水管道。通过水压线分析并经过静态经济分析比较和年成本法比较，最终确定工程主输水管道管径及分支输水管道，具体见工程总平面布置图。5.2.6输水安全性分析及保证1、输水管单、双管比较从水源的供水安全性上要求，应考虑敷设两条输水管道，且单条输水管道应保证另一条发生事故时输水量达到总输水量的70%。两条输水管道要

55、比敷设一条输水管道更能够确保水源连续供水的安全性和可靠性。但本工程只设一条输水管道，其考虑的原因如下：水源取水量不大，输水距离相对较远，如果敷设两条管线，工程造价将提高近一倍，工程费用的加大，将使单位制水成本提高，引起水价的上涨，工业园区各单位不易接受。因此，从经济上考虑，本次工程仅建一条输水管道。2、关于输水管道管材的安全性根据以往工程实例，在长距离输水供水工程中，球墨铸铁管是安全性比较好的管材，强度高，事故率低，抗渗性强，外刚度强，输水保障率高，防腐性能好，因而被广泛采用。根据水压线分析及管材技术经济比较结果，结合国内已建类似输水工程管材的使用情况，本工程输水管道设计采用球墨铸铁管，管材压

56、力选择的原则是：按工作压力选择，并以试验压力、水泵关死点压力、发生水锤且水锤防护设施正常工作时管道承压三者中的最大压力来校核。设计时科学计算和合理选择管材管件，采购质量优良的产品，并控制施工质量，因此，本工程输水管道管材的安全性是有保障的。3、水锤分析输水系统设计时应考虑水锤压力的影响，管路系统中必须设置水锤防护措施或消除措施，将水锤压力减少到管道的试压标准以下或减小至可忽略不计。水锤从不同角度，可以分为4种。（1）阀历时与水锤相的关系，分为直接水锤和间接水锤，在水泵站中发生的水锤通常是间接水锤，或者先是间接水锤，随后发生直接水锤，这种情况通常是由于止回阀速闭引起的。（2）按水锤成因的外部条件

57、，分为启动水锤、关阀水锤和停泵水锤三种。启动水锤常在压水管没有充满水而压水阀门开启过快的启动情况下（在试车投产时最容易发生）。由于水头和转速在启动过程中都是变值，所以在启动时，会因管路中流速剧变而形成水锤。关阀水锤是关闭阀门过程中发生的水锤现象。停泵水锤是由于泵站工作人员失误操作、外电网事故跳闸以及自然灾害等原因，致使水泵机组突然断电而造成开阀停车时，在泵站及管路系统中发生的水锤现象。根据调查统计，在城市供水及工业企业的给水泵站中，大部分水锤事故都属于停泵水锤事故。上述三种水锤现象的研究，均基于同一波动理论，但是由于水锤成因不同，因而水锤危害程度和事故发生的地点等也有所不同。（1）按水锤水利特

58、性，分为刚性水柱（锤）理论和弹性水柱（锤）理论两种。刚性水柱是以不考虑水流阻力及水和管材的弹性为基础的理论。弹性水柱理论则考虑水的可压缩性及管材的弹性。对高水头、长管路系统进行水锤计算时，采用弹性水柱理论可能得到较为准确的结果。（2）按水锤波动的现象，分为水柱连续的水锤现象（无水柱分离）和水柱分离的水锤现象（断流弥合水锤）。所谓水柱分离现象，是管流中出现空穴（空管段）时的一种水锤现象。它是水泵供水系统中最具有危害性的一种水锤波动。从工程角度看，泵站中突然发生停电（泵）时，在水泵出口及管路中均产生压力降低的现象。管道上各点最低水头的联线，称为最低水头线，当管路上某处的水压降到当时水温的饱和蒸汽压

59、以下时，水将发生汽化，破坏了水流的连续性，造成水柱分离（又称水柱拉断）并在该处形成“空管段”，随后将产生断流弥合水流现象。本工程系长距离输水管线，局部位置有高点出现，一旦出现供水中断时很可能会出现“水柱拉断”，即“非常水锤”。此时管线可能会受到负压及随后高压的影响，有破坏的可能。初步设计阶段应作详细的水锤计算。 4、水锤的防护措施根据以上各种现象产生的机理，通过计算，把各种不利点综合考虑，本次设计在水泵的出口止回阀的后面、管道的隆起点及平直管道每隔800m左右，均设置排气阀，在水泵的后面设置多功能水泵控制阀，在管道上考虑设置分流阀。通过以上预防措施，能够将管道内的负压控制在-50Kpa以内，防

60、止水柱拉断现象发生；防止水锤对水泵、阀门及管道的破坏。 5、输水管道附属设施 整条输水管线为保证管路运行安全与排气顺畅，管路中宜增加一些排气阀。排气阀的位置在管线的各高凸点上，在平直的管线中每间隔0.81公里布置一个排气阀。 泄水设施在输水管道的低凹处应设置泄水管和泄水阀。泄水阀应直接接至河沟和低洼处。当不能自流排出时，可设置集水井，当冲洗管道或检修时，用提水机具将水排出。泄水管直径一般为输水管直径的1/3。 分段阀门阀门是输水管道中的重要组成设备，它可以调节输水管的流量，并具有在紧急抢修中迅速隔离故障管段的作用。6、输水管道巡查和维护为了维持输水管道的正常输水能力，保证安全供水，减低运行管理费用，必须在管道投产后，做好日常的养护管理工作，精心维护、科学管理，根据生产用水的需要及时调整，最大限度地发挥输水能力，经济合理地完成供水任务。管道