陳 煜

(貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，貴陽 550002)

1 工程概述

威寧縣二塘鎮(zhèn)明洞村、猴場鎮(zhèn)發(fā)糾村等八村農(nóng)村飲水安全工程設(shè)計(jì)供水總規(guī)模為551m3/d，工程屬Ⅳ型集中式供水工程，總投資概算為226.35萬元。建設(shè)內(nèi)容：取水工程、輸水工程、凈水工程、配水工程四部分。取、輸水工程：新建輸水管道DN140的PE管845m，DN63的PE管498m；凈水工程：云霧山水處理廠一座，日處理水量470m3/d；議山水處理站4m3/h慢濾池一座，日處理水量81m3/d；50m3清水池2座；20m3清水池1座。配水工程：配水干管、支管DN110-DN25的PE管約31777m，DN100鋼管1050m，DN32鋼管529m；20m3清水池1座，10m3清水池5座，5m3蓄水池1座，3m3減壓池25座。供電系統(tǒng)：變配電室等。

2 農(nóng)村飲水安全工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 合理設(shè)計(jì)供水規(guī)模

1)合理設(shè)計(jì)供水人員。需要考慮到設(shè)計(jì)供水人口多，會使得水廠設(shè)計(jì)規(guī)模大，工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)性較差。主要是因?yàn)檗r(nóng)村人口流動，造成設(shè)計(jì)不合理，所以在設(shè)計(jì)供水人數(shù)時(shí)，要依據(jù)當(dāng)?shù)厝丝谧匀辉鲩L率，來選擇合理值[1]。

2)合理選擇用水量變化系數(shù)。供水用水量變化系數(shù)選取不合理，會使得水廠設(shè)計(jì)規(guī)模不合理。農(nóng)村用水和城市用水特點(diǎn)不同，時(shí)變化系數(shù)較大，夜間用水量小?；诖?，在設(shè)計(jì)時(shí)，要按照鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水人口和用水量使用情況，來選擇時(shí)變化系數(shù)。

3)合理選取供水流量公式。若人口數(shù)量<3000人，按照《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》(SL310-2004)管網(wǎng)流量來設(shè)計(jì)，一般來說計(jì)算流量偏小，使得部分供水戶供水困難?；诖耍舨扇未骞┧问?，盡量采用管道設(shè)計(jì)秒流量理念，避免設(shè)備偏小，使得工程建設(shè)出現(xiàn)供水困難[2]。

2.2 合理選用管材

在農(nóng)村飲水安全工程設(shè)計(jì)中，若管材選用不當(dāng)，極易造成資金浪費(fèi)。基于此，若供水管網(wǎng)規(guī)模相對較小，盡量使用PE管與UPVC等材料。塑料管能夠保證水質(zhì)和水量，與傳統(tǒng)管材相比，具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。

2.3 合理設(shè)計(jì)管道流速

從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，農(nóng)村飲水安全項(xiàng)目設(shè)計(jì)，要注重考慮低運(yùn)行費(fèi)用?；诖?，對于泵站揚(yáng)水系統(tǒng)的管道流速設(shè)計(jì)，要充分考慮管道工程造價(jià)以及運(yùn)行費(fèi)用，要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)性對比分析來選擇。同時(shí)要降低水頭損耗費(fèi)用占據(jù)的運(yùn)行費(fèi)用比例，控制事故停泵水錘造成的影響。在設(shè)計(jì)時(shí)，若管道直徑<150mm，則管道流速可以控制在0.5-1.0m/s范圍內(nèi)；若直徑在150-300mm范圍內(nèi)，則管道流速選取值范圍為0.7-1.2m/s；若直徑>300mm，則管道流速值可以選擇1.2-1.5m/s，管徑小、管線長度選擇低值，使用的塑料管流速，可以適當(dāng)高于金屬管流速[3]。

3 威寧縣二塘鎮(zhèn)農(nóng)村飲水安全設(shè)計(jì)方案

3.1 供水規(guī)模

供水的區(qū)域分為云霧山水源片區(qū)和議山水源片區(qū)，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)2011年現(xiàn)狀供水人口共計(jì)5900人，設(shè)計(jì)水平年2026年供水人口6748人。供水規(guī)模等于各用水項(xiàng)目的量之和，包括居民生活用水量、公共建筑用水量等[4]。以居民生活用水量計(jì)算為例，設(shè)計(jì)用水居民人數(shù)P=P0(1+γ)n+P1，P=現(xiàn)有人口數(shù)(1+人口自然增長率)設(shè)計(jì)年限+機(jī)械增長總數(shù)=設(shè)計(jì)人口數(shù)；P0指的是各村供水范圍內(nèi)的現(xiàn)狀常住人口數(shù)，包括無當(dāng)?shù)貞艏某Ｗ∪丝?；P1指的是各村的設(shè)計(jì)年限內(nèi)人口的機(jī)械增長人口規(guī)劃以及近年來流動人口和戶籍遷移人口的變化情況，按平均增長法確定；γ指的是設(shè)計(jì)年限內(nèi)各村人口的自然增長率；n指的是工程設(shè)計(jì)年限；W=村設(shè)計(jì)人口數(shù)×該村生活用水定額/1000=村居民生活用水量(m3/d)。本工程所在地為貴州，居民用水定額q取60L/d。云霧山水源片區(qū)供水規(guī)模為470.25m3/d，議山水源片區(qū)供水規(guī)模為81.03m3/d，因此，該工程供水總規(guī)模等于551.28m3/d。

3.2 水廠選址

根據(jù)地形圖和當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門的資料，經(jīng)現(xiàn)場踏勘，本工程議山水處理廠址位于議山村，距議山水源0.5km處的平緩山地，水廠占地約100m2，地面高程2140.00m。本工程云霧山水處理站廠址位于云霧山水源0.8km處的平緩山地，水處理廠占地約600m2。地面高程2145.00m。兩處廠址地形平坦，坡度0°-20°，且山下均有村公路通過，施工便利，高程合適，地表覆蓋層較薄，地表基巖裸露，自然邊坡穩(wěn)定。綜上考慮，廠址具有充分利用地形高程、無拆遷，不占良田、較好的廢水排放條件、無洪水與內(nèi)澇威脅、施工、運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)，具有建設(shè)可行性。

3.3 水源的選擇

云霧山水源片區(qū)：采用云霧山水源供水，從原有云霧山水源取水池，接上DN140的PE管，沿著路讓水自流到云霧山水處理廠，經(jīng)過凈化處理后再自流至高位水池和用戶。故本工程設(shè)計(jì)取水量為494m3/d，水處理站每天運(yùn)行時(shí)間17h。

議山水源片區(qū)：采用議山水源供水，從已建的議山水源取水池接DN63的PE管沿路讓水自流到議山水處理站，經(jīng)過凈化處理后再自流至高位水池和用戶。本工程設(shè)計(jì)取水量為85m3/d，水廠每天運(yùn)行時(shí)間21h。

3.4 給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

威寧縣二塘鎮(zhèn)明洞村、猴場鎮(zhèn)發(fā)糾村等八村農(nóng)村飲水安全工程，設(shè)計(jì)供水總規(guī)模為551m3/d。配水管網(wǎng)按照每天工作24h，K日=1.30,K時(shí)=2.3，進(jìn)行供水工程設(shè)計(jì)。

3.5 輸水工程設(shè)計(jì)

依據(jù)水力計(jì)算公式，即設(shè)計(jì)流量=(供水規(guī)模+水廠自用水)÷水廠運(yùn)行時(shí)間，設(shè)計(jì)流速V選值范圍為0.6-1.0m/s。按照設(shè)計(jì)流量與流速，來確定管道設(shè)計(jì)內(nèi)徑。水頭損失計(jì)算公式為h1=iL，h1—沿程水頭損失m；L指的是計(jì)算管段的長度m；i指的是單位管長水頭損失m/m；局部水頭損失，按其沿程水頭損失的5%-10%計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如表1與表2。

表1 云霧山水源片區(qū)輸水管線水力計(jì)算表

表2 議山水源片區(qū)輸水管線水力計(jì)算表

3.6 工程施工設(shè)計(jì)

配水主管從清水池出來后沿路邊敷設(shè)，再由各出水點(diǎn)分配到每條支管或用戶，管線總長33315m，使用聚乙烯(PE)管，局部采用鍍鋅鋼管。本配水管線大多穿越荒山及沙石道路旁，管道采用埋設(shè)，埋深大于0.7m，在管道轉(zhuǎn)角等地方設(shè)鎮(zhèn)墩。一般情況下，管道敷設(shè)可不作基礎(chǔ)處理，將管槽基坑平整，管道鋪設(shè)在未經(jīng)擾動的原土上。若遇地基較差或含巖石地段埋管時(shí)，可采用砂墊層基礎(chǔ),砂墊層的厚度≥100mm。在管道起伏地勢較低的地方設(shè)泄水閥，以利于排污和檢修；在地勢高的地方設(shè)置排氣閥，避免管道內(nèi)產(chǎn)生氣阻；接管或岔管處設(shè)閘閥，便于管線檢修和控制。在施工的過程中，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容，將檢查井，給制作成為流槽式或者落底式。開展輸水管道施工前，要做好施工前檢查工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題，做好整改工作。相關(guān)人員要做好施工管理工作，以確保工程施工質(zhì)量。

4 結(jié) 語

綜上所述，開展此工程設(shè)計(jì)，要從供水規(guī)模與水源工程等多方面入手，做好綜合分析。避免供水規(guī)模不合理，合理選用管材，做好設(shè)計(jì)優(yōu)化分析，避免后期施工出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更問題，保證工程建設(shè)質(zhì)量與效益。

[1]楊勇.農(nóng)村飲水安全工程設(shè)計(jì)方案與管理探討[J].黑龍江水利科技,2015，43(02):181-183.

[2]王顯,孫亞明.滄州市農(nóng)村飲水安全工程設(shè)計(jì)中的問題及對策[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2015(01):76-79.

[3]于永波.朝陽縣二十家子鎮(zhèn)農(nóng)村飲水安全工程分析[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2015，23(02):26-27.

[4]呂曉叢.農(nóng)村飲水安全工程中輸水配水管道工程設(shè)計(jì)[J].水利科技與經(jīng)濟(jì),2014，20(09):96-98.