第6章 工程方案论证
6.1 供水系统方案
供水系统的确定在给水设计中最具全局意义。系统选择的合理与否将对整个给水工程产生重大影响。一般供水系统可分为统一供水系统、分质供水系统、分压供水系统、分区供水系统以及多种供水系统的组合。供水系统的选择应根据当地地形、水源情况、城市规划、水质及水压要求，以及原有供水设施等条件，从全局出发综合考虑确定。
6.1.1 水源系统选择
目前五指山城市供水主要水源为太平水库、下游水陂及南圣河。供水主要水厂为太平水厂，太平水厂有两根取水管道，一条由太平水库取水，一条由太平水库下游的太平水陂取水；新建南圣新水厂水源为五指山河和七指岭河。因此该项目建成后五指山市供水系统是以太平水库、下游水陂、五指山河及七指岭河为水源的多水源供水系统。单就新建南圣新水厂而言，其近期水源采用五指山河，远期新增七指岭河取水口。近期为单一水源供水系统，为提高南圣新水厂的供水保障率，增加军民电站前池为临时应急供水水源；远期七指岭河取水口修建后，南圣新水厂为双水源供水系统，安全保障率较高。
6.1.2 供水系统选择
本工程主要任务是解决五指山市主城区、翡翠新区、南圣新组团等地的生活、生产及其他用水需求。结合五指山市现有发展状况，供水区域内未有大的工矿企业，区域内主要为居民生活及公共建筑用水，其供水水质必须符合现行的生活饮用水卫生标准的要求。若采用分质供水投资较高，管理难度较大，本着优质供水的原则，采用统一的供水水质，即执行《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）。
本工程五指山河取水口最低水位为464.50m，原水输水管末端净水厂配水井最高液位为404.60m，起点与终点之间净高差约60m；净水厂清水池地面标高约为395.00m，清水输水干管接入市政管网处地面标高约为319.00m，地面高差约76.00m。原水输水系统有近60m的高差，清水输水系统有76m的高差，本着节能降耗目的考虑，推荐原水输水系统、清水输水系统采用重力自流方式供水。
6.1.3 供水系统方案
根据本工程项目区地形、地貌情况，本工程总体供水系统方案采用近、远期组合方案，拟定3个比选方案。
6.1.3.1 方案介绍
1.方案一：重力式取水+应急取水方案
（1）重力式取水。近期选取五指山河取水口独自承担供水能力，取水量为1.65万m3/d，采用低坝取水方式，通过拦河坝将水位壅高，坝顶高程为464.50m，岸边建集水井，管道重力流沿河道左岸岸边敷设，至五指山河与七指岭河两河交汇处时开始倒虹吸穿越七指岭河，倒虹吸后预留三通，作为预留远期七指岭河来水接入点。之后管线沿南水线公路埋地敷设约0.58km到军民坝附近，从军民坝开始管线沿着军民渠架渠布置约2.55km后到军民电站压力前池，此段管道受地形地势条件限制管道不易敷设成双管，因此采用单管。
（2）应急取水。为保证城镇供水事故用水量的要求，考虑将军民电站压力前池作为应急水源，从军民电站压力前池再接出一路管道，与五指山河取水口出来的管道同槽敷设，双管输水，两条管道考虑设置联通，管线沿现状供牙南上村方向用水的输水管线（DN100）敷设1.3km至净水厂。
净水厂采用机械混合+平流沉淀池+翻版滤池工艺，经过处理达到国家饮用水卫生标准后出水后经重力自流沿新建南圣河大堤左岸敷设至末端供水管网，末端管网接入点地面高程为319.00m，配水干管全长约9.1km。末端自由水头约为40m，满足供水管网所需水压要求。
（3）管径配置。①五指山河取水口至七指岭河接入点处管道按远期规模1.98万m3/d设计，一次建成，此段管道采用DN600的球墨铸铁管，穿七指岭河处采用钢管；②七指岭河远期汇合后到净水厂输水管道按远期3.3万m3/d输水量设计。在军民电站压力前池之前单管段采用DN500的管道，之后双管段采用DN400的管道；③净水厂之后配水干管采用DN500的管道。
（4）管材选择。埋地段管材采用球墨铸铁管，架渠和穿路、穿河段采用钢管。
方案一供水方案系统图见图6.1-1。
图6.1-1 方案一供水方案系统图
2.方案二：重力式取水+调蓄水池方案
（1）重力式取水。重力式取水方案同方案一。
（2）调蓄水池方案。本方案在进入净水厂之前考虑设调蓄水池，以满足事故用水量，结合现有地形地势情况，在距离净水厂约100m处牙南上村村南有一处高地，可建一座事故调蓄水池，根据可用面积，调蓄水池的有效容积最多为10000m3，该处地面标高为410.00m左右；从五指山河取水口到调蓄水池输水线路和从净水厂到市政管网接入点配水线路同方案一，从调蓄水池到净水厂采用双管重力自流。
（3）管径配置。①五指山河取水口至七指岭河接入点处管道按远期规模1.98万m3/h设计，一次建成，此段管道采用DN600的球墨铸铁管，穿七指岭河处采用钢管；②七指岭河远期汇合后到调蓄水池输水管道按远期1.32万m3/h输水量设计，一次建成，此段管道采用DN500的管道；③从调蓄水池到净水厂采用DN400的管道；④净水厂之后配水干管采用DN500的管道。
（4）管材选择。管材埋地段采用球墨铸铁管，架渠和穿路、穿河段采用钢管。
该方案避开从军民电站压力前池取水，减少工程协商工作量，但调蓄水池容积按远期供水规模来算只能满足7.5h的事故储水量，有效容积偏小。
供水系统图见图6.1-2。
图6.1-2 方案二供水方案系统图
3.方案三：加压泵站取水+应急取水方案
（1）加压泵站取水。该方案五指山河取水口采用加压供水，近期从五指山河上取水1.65万m3/d，远期达到取水量1.98万m3/d，七指岭河远期也通过加压泵站取水，取水量1.32万m3/d。
取水方式均采用低坝取水，建岸边取水泵站，近期五指山河取水泵站设置3台机组，2用1备（按近期规模配置），单管敷设DN500球墨铸铁管，沿南水线公路敷设至五指山河与七指岭河交汇处附近的中间水池，中间水池处地面高程约474m；远期五指山河取水泵站通过更换大型号的水泵使取水规模达到1.98万m3/d，同时七指岭河新建提升泵站，同样提升到中间水池，从中间水池到军民电站压力前池同方案一。
（2）应急取水。该方案同样考虑将军民电站压力前池作为应急水源，从压力前池到净水厂方案同方案一。
从净水厂到末端供水管网方案同方案一。
该方案五指山河取水口采用加压泵站取水，在穿七指岭河之前输水线路可以沿路敷设，管道埋深可以降低，避免沿河道敷设，减少了管道防护、包砌工程量，同时阀门井沿路敷设检修维护方便。
供水方案系统图见图6.1-3。
6.1.3.2 方案比选
现对上述三个方案进行技术经济比较，（七指岭河取水不参与投资比较）结果见表6.1-1。
图6.1-3 方案三供水方案系统图
表6.1-1 供水方式技术经济比较表
续表
根据上述技术经济比选，方案一重力式取水口+应急取水方案，该方案投资少，管理运行方便，且保证率较高，因此建议采用方案一：重力式取水口+应急取水方案。
综上所述，本工程采用重力式取水口+应急取水方案，近期从五指山河取水1.65万m3/d，管道重力流单管沿河道岸边敷设，至五指山河与七指岭河两河交汇处时倒虹吸穿越七指岭河，之后沿南水线公路敷设约0.6km后沿已建明渠架设，架设距离约2.55km到军民电站压力前池，之后采用管线双管敷设，沿现状供牙南上村方向用水的输水管线（DN100）敷设1.3km至净水厂。净水厂至末端市政管网接入点也采用重力流输水，沿新建南圣河大堤左岸敷设，敷设距离约9.1km，单管敷设，管材埋地段采用球墨铸铁管，架渠和穿路、穿河段采用钢管。