王連勇

（德州市陵城區(qū)水利局，山東 德州 253500）

0 引言

農(nóng)村飲水安全工程的建設(shè)是實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展與鄉(xiāng)村振興政策的重要內(nèi)容[1-2]。我國農(nóng)飲工程集中式供水規(guī)模普遍不高，農(nóng)村地區(qū)由于生產(chǎn)生活要素分散致使集中式供水設(shè)施異常簡陋，管理房建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，水資源地保護(hù)也流于形式，極易造成飲用水源的污染。德州市陵城區(qū)農(nóng)村在本工程建設(shè)以前是以相對傳統(tǒng)和落后的分散式供水為主要飲用水來源，水質(zhì)差異大，飲用水不達(dá)標(biāo)，直接影響村民身體健康。因此，徹底解決農(nóng)飲安全問題，加強(qiáng)農(nóng)飲安全工程設(shè)計和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化工程設(shè)計方案，成為了提高農(nóng)村居民生活環(huán)境，改善生活質(zhì)量和推動農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的必要環(huán)節(jié)。

1 工程概況

陵城區(qū)位于德州市腹部，土地總面積1213 km2，耕地面積93.74 萬畝。境內(nèi)農(nóng)村村莊數(shù)量多、分布不集中，村莊規(guī)模普遍偏小。規(guī)劃陵城區(qū)農(nóng)村飲水安全工程采用聯(lián)村集中供水方式解決2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)61 個村莊共23111 人的飲水安全問題和前王溝區(qū)域供水主管道改道問題。以丁東水庫為供水水源，利用陵城區(qū)水廠由城區(qū)管網(wǎng)延伸供水，實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)供水一體化。工程建設(shè)規(guī)模是解決神頭鎮(zhèn)31 個村莊10962 人，前孫鎮(zhèn)30 個村莊12149人，共61 個村莊23111 人的飲水安全問題，項目預(yù)計鋪設(shè)村外管道56.71 km，村內(nèi)支管道99.46 km，村內(nèi)入戶管道93.79 km，土方10.08 萬m3。陵城區(qū)農(nóng)村飲水安全工程匯總見表1，管網(wǎng)總體布置見圖1。

表1 陵城區(qū)農(nóng)村飲水安全工程匯總表

圖1 陵城區(qū)農(nóng)村飲水安全工程管網(wǎng)總體布置

2 設(shè)計要點(diǎn)

2.1 設(shè)計內(nèi)容

根據(jù)規(guī)范結(jié)合項目區(qū)實(shí)際，確定本工程解決前孫鎮(zhèn)、神頭鎮(zhèn)61 個村莊23111 人的飲水安全及前王溝供水主管道改道問題。

2.2 確定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

2.2.1 用水量標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)要求，結(jié)合全區(qū)農(nóng)村和城鎮(zhèn)用水實(shí)際情況，經(jīng)綜合分析確定日平均綜合用水定額村莊60 L/人，日變化系數(shù)取1.4，時變化系數(shù)取1.8。水源保證率控制在95%以上。

2.2.2 水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

生活用水為地表水，以丁東水庫為水源。水庫引黃沿線及水庫匯流區(qū)內(nèi)不存在潛在的污染威脅情況，原水含沙量、濁度、污染物等情況滿足要求。

2.2.3 供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

對水廠水質(zhì)進(jìn)行了106 項檢測，其檢測結(jié)果供水水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。為確保水質(zhì)的安全長效，陵城區(qū)水務(wù)局對水源水質(zhì)定期進(jìn)行化驗抽查，嚴(yán)格工藝流程，合理采用物理、化學(xué)或生物方法進(jìn)行。

2.2.4 供水管網(wǎng)管材與供水壓力

根據(jù)主管網(wǎng)最大水頭損失，供水管網(wǎng)管材選用0.8MPa 的PE 管材（聚乙烯管）及管件。水廠出水壓力0.8 MPa，水壓滿足要求，管網(wǎng)末梢村頭供水水壓大于20 m，滿足配水管網(wǎng)中用戶接管點(diǎn)的最小服務(wù)水頭；集中供水工程的供水水壓滿足《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》要求。

2.2.5 管材管件選擇原則與方法

工程所用管材均選用0.8 MPaPE 給水管材。PE 管材是國家推廣應(yīng)用的環(huán)保型管材，綠色環(huán)保，過水條件好，而且韌性好，抗老化能力強(qiáng)，耐久性好，不易發(fā)生破裂、爆管等現(xiàn)象，安全系數(shù)高，漏失水量少，是目前應(yīng)用最為廣泛的理想給水管材。

3 工程設(shè)計

參照上述設(shè)計方法和標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)陵城區(qū)社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和自然地理概況以前孫鎮(zhèn)為例開展工程設(shè)計。

3.1 工程配水管網(wǎng)設(shè)計

3.1.1 需水量計算

設(shè)計規(guī)模計算公式見式（1）：

式中：P 為規(guī)劃人口；P0為現(xiàn)狀人口；a 為人口自然增長率，根據(jù)陵城區(qū)發(fā)展和改革部門測算，確定為5.62‰；n 為設(shè)計年限，取30 a。

陵城區(qū)農(nóng)村飲水安全工程村莊人口23111 人，人口自然增長率為5.62‰，人畜平均日用水量每人60 L/d，日變化系數(shù)K日取1.4，時變化系數(shù)K時取1.8，供水時間為20 h，設(shè)計年限30 a。根據(jù)陵城區(qū)發(fā)展和改革局預(yù)測發(fā)展指標(biāo)：2042 年項目區(qū)農(nóng)村總?cè)丝?7342 人。

人畜用水：Q1=27342×60/1000×K日=2296.73 m3/d

公共建筑用水量、管網(wǎng)漏失及不可預(yù)見水量按上述水量的10%計為Q4=229.67 m3/d。需水量為：

流量每天按20 h 供水計算：

3.1.2 管徑及水力損失計算

根據(jù)管道布置圖，對前孫鎮(zhèn)主要供水主管線進(jìn)行水頭損失計算，得水頭損失36.03 m，計算過程見表2。

表2 前孫鎮(zhèn)主管網(wǎng)水力計算表

干管節(jié)點(diǎn)水壓標(biāo)高，管網(wǎng)末端村頭水壓標(biāo)高不低于20 m，本設(shè)計采用20 m，干管各節(jié)點(diǎn)水頭標(biāo)高為下一干管節(jié)點(diǎn)水頭標(biāo)高與本管段水頭損失之和，經(jīng)計算各干管節(jié)點(diǎn)水壓標(biāo)高見表3。

3.2 主要配套構(gòu)筑物設(shè)計

在主要配水管道設(shè)2 個閥門井，采用M7.5 漿砌磚砌筑，深0.6 m，長0.8 m，寬0.8 m，井蓋采用鋼筋混凝土。每個村莊設(shè)1 個閥門井，村內(nèi)每個胡同設(shè)1 個集中閥門井，采用M7.5 漿砌磚砌筑，深0.5 m，長0.4 m，寬0.4 m，井蓋采用鋼筋混凝土，見圖2。

表3 前孫鎮(zhèn)干管節(jié)點(diǎn)水壓標(biāo)高與自由水頭計算表

圖2 閥門井設(shè)計立面圖及平面圖

3.3 工程信息化管理設(shè)計

3.3.1 水廠綜合信息化系統(tǒng)

水廠信息化管理系統(tǒng)分為三部分：供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)和上們監(jiān)控系統(tǒng)。供水管網(wǎng)狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)主要監(jiān)測水廠內(nèi)部及供水主干管上的壓力、流量和液位等參數(shù)。

3.3.2 水廠數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

水廠數(shù)據(jù)采集主要實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)測點(diǎn)參數(shù)、水廠內(nèi)測點(diǎn)參數(shù)、供水設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)的實(shí)時采集。水廠參數(shù)監(jiān)測設(shè)有兩臺工控機(jī)和兩臺顯示器，上位機(jī)組采用kingview開發(fā)的監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)測水廠運(yùn)行情況，包括：水廠總畫面、監(jiān)測數(shù)據(jù)游覽面、實(shí)時參數(shù)曲線界面、歷史趨勢界面、報警對話框、實(shí)時數(shù)據(jù)報表及其查詢打印界面。

3.3.3 水廠數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)水廠的綜合信息化系統(tǒng)布置在水廠的內(nèi)部。水廠內(nèi)部測點(diǎn)只要通過控制電纜就可以將其信號引至水廠信息中心；供水管網(wǎng)上的測點(diǎn)配套建設(shè)實(shí)時上傳村頭壓力和余氯的監(jiān)測設(shè)備，距離水廠綜合信息化中心較遠(yuǎn)，因此需要選用一種合適的通訊方式將這兩個的數(shù)據(jù)采集到水廠信息化中心。

4 結(jié)語

農(nóng)村飲水安全工程是一項民心工程，也是一項事關(guān)民生的重大工程，它的建設(shè)無疑將對改善人民的生活質(zhì)量，提高人民生活水平，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，協(xié)調(diào)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興具有重要的作用。陵城區(qū)農(nóng)村飲水安全工程自2012 年組織實(shí)施后，項目開展過程中從設(shè)計方法和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)入手，系統(tǒng)闡述了管材選取、管網(wǎng)參數(shù)、附屬建筑物和信息化管理系統(tǒng)設(shè)計難點(diǎn)和要點(diǎn)。項目建成后運(yùn)行效果良好，達(dá)到了設(shè)定目標(biāo)，徹底解決了2.31 萬人的飲水安全問題，這對改善陵城區(qū)農(nóng)村居民生活質(zhì)量和生活環(huán)境均起到了積極的推動作用。