滄州市農村飲水安全工程設計中的問題及對策

王 顯，孫亞明

(滄州水利勘測設計院，河北 滄州 061000)

1 前言

滄州淺層地下水苦咸，深層地下水含氟量高，地下漏斗嚴重。水成為滄州經濟發展和人民幸福指數提高的最大制約因素，解決水問題刻不容緩。2005年，國家啟動了人飲安全工程，滄州共有267．96萬農村飲水不安全人口列入國家規劃，占全市農村人口的40%左右。

2011年中央一號文件中又指出繼續推進農村飲水安全建設，到2013年解決規劃內農村飲水安全問題，“十二五”期間基本解決新增農村飲水不安全人口的飲水問題。積極推進集中供水工程建設，提高農村自來水普及率。有條件的地方延伸集中供水管網，發展城鄉一體化供水。

針對國家相關政策，近年來滄州興建了大量集中供水廠，使飲水環境大為改善。到目前為止，滄州市共建設集中供水廠140多個，使東部靠近水源地縣市的230萬城鄉群眾喝上了安全水。本文以滄州市2011年農村飲水安全工程為例，從農村飲水安全工程概算組成和工程項目組成兩個方面對工程投資進行分析，找出平原地區農村飲水安全項目投資重點，并結合設計中投資重點部分存在的問題，為基層水利設計人員更好地服務農村飲水安全工程建設提出對策。

2 工程投資結構

2.1 從概算組成角度看投資結構

農村飲水安全項目工程概算費用分為建筑工程費、機電設備及安裝工程費、金屬結構設備及安裝工程費、施工臨時工程費、獨立費用五部分組成。其中建筑工程費主要由管道工程費、水源井工程費、廠區房建工程費、清水池工程費、其他工程費組成。以滄州市2011年農村飲水安全項目泊頭市郝村水廠為例，投資結構見表1。

表1 滄州市郝村水廠投資結構

由表1可見，滄州市郝村水廠的投資結構重心為建筑工程費。

2.2 從項目組成角度看投資結構

滄州市2011年農村飲水安全項目主要分項工程有五項:(1)管道工程;(2)水源井工程(現階段為新建深機井工程);(3)房屋建筑工程;(4)清水池工程，(5)其他工程。

滄州市2011年農村飲水安全項目分項工程投 資結構見表2。

表2 滄州市各集中供水工程分項工程費用占建筑工程投資比例統計表

由表2和圖1可見，滄州市2011年農村飲水安全項目分項工程組成中管道工程所占投資比例最大。

圖1 滄州市2011年各集中供水工程分項工程投資比例

3 工程投資結構分析

由表1可以看出，滄州市郝村水廠的投資結構重心為建筑工程費，建筑工程費占項目總投資的比例為80．62%。

由表2和圖1可以看出，管道工程是農村飲水安全項目的投資主體，農村飲水安全項目中建筑工程費占項目總投資的比例基本控制在80%左右，而建筑工程費中管道工程投資所占比例為65%-85%，是影響整個項目總投資的最敏感部分。

綜上所述，農村飲水安全項目中，管網工程規劃與布置是整個工程規劃的關鍵部分。管線埋藏于地下，從而使資金浪費、供水不合理等問題不易曝露，存在的隱患較多。因此，為了徹底消除這些不合理因素，必須在管網規劃和設計階段進行合理的規劃和優化設計，并進行系統的現狀、近期和遠期的水力模擬校核以期能達到設計最優化的目的。

4 管道工程設計中存在的問題及對策

農村飲水安全項目中管道工程投資所占比例最大，占總投資的65%-85%。在設計階段如何對管網進行合理規劃和優化、提高資金使用率是目前農村飲水工程設計工作中迫切需要解決的問題。

因此，水利設計人員在農村飲水工程設計中要抓住主要矛盾，重點優化管道工程設計部分，以達到節約總投資的目的。在設計中導致管道工程投資不合理因素很多，結合筆者實際工作總結如下:

4.1 供水規模不合理

4.1.1 確定設計供水人口過大，導致水廠設計規模偏大，管道工程管徑較粗，經濟合理性欠佳。

問題:隨著全國小城鎮建設，撤鄉并鎮的體制變化，農村人口向城市大量流動，尤其經濟條件較差的村鎮，流入人口少，外遷人口多，即流動外出的人口數大于人口自然增長的人數。因此，在確定設計用水居民人數時，應首先確定近年來當地人口自然增長率的取值合理性。

對策:合理選定用水量計算中的各項指標:單村供水工程、以村莊供水為主的聯村聯片供水工程或向村莊供水的管網延伸工程，設計供水人口宜按現狀用水人口計算。

4.1.2 確定村鎮供水用水量變化系數不合理，導致水廠設計規模不合理。

問題:在農村安全飲水項目設計中，用水量時變化系數Kh取值單一，一般取為2．0，這樣對于用水量大、日用水時間長的鄉鎮設計規模較大，對于用水量小、日用水時間短的鄉鎮設計規模較小。

對策:農村用水不同于城市，一天中用水時間集中，時變化系數大，一天中用水高峰段6-8h，幾乎是戶戶用水，夜間基本無人用水。設計中應根據鄉鎮供水人口、用水量情況及用水時間合理選擇時變化系數。

4.1.3 計算供水流量公式選取不正確，導致水廠供水規模偏小。

問題:人口不足3000人的單村供水工程，按《村鎮供水工程技術規范》(SL310-2004)管網流量進行設計，所計算流量偏小，造成部分供水戶供水困難。

以滄州市南大港3處單村供水工程為例，設計流量比較見圖2。

圖2 滄州市南大港單村供水工程管網設計(秒)流量計算

對策:管網設計及供水設備配置針對人口小于3000人的村莊，采用單村供水形式時，管網設計及供水設備配置建議采用管道設計秒流量的概念進行設計，以免設備偏小，造成供水困難。

4.2 管材選用不合理

問題:實際工程設計中，所選管材不經濟，造成投資浪費。

對策:農村供水管網規模較小，預應力混凝土管和預應力鋼筒混凝土管應用較少，所用管材主要在鋼管、球墨鑄鐵管、PE管、UPVC、PVC-M和玻璃鋼夾砂管中選擇。塑料管由于具有許多優點，對于保證水質、水量、水壓均優于傳統管材，國外早已普遍使用。

各種塑料管從技術上、經濟上均各有其優缺點。U-PVC管具有應用技術法規完整、施工技術研究深入、產品加工工藝成熟的優勢，從而有利于產品質量和工程質量的穩定。它的管徑范圍很寬，符合埋地給水管的需求，而且價格較低，在經濟上和技術上相對更為合理和成熟，更符合我國產業政策和國情。目前市政給水采用的塑料管均以U-PVC管為主。村鎮供水管網管材選用順序見表3。

表3 村鎮供水管網管材選用順序

4.3 管道流速不經濟

問題:配水管道流速不經濟，導致所選管材管徑不合理，水泵在最不利工況點運行的時間相對較少，絕大多數時間是在平均流量和平均揚程工況附近運行，甚至長期在低揚程大流量工況運行，造成加壓泵節能效果不佳。

對策:農村飲水安全項目對低運行費期望高，因此，泵站揚水系統中管道的經濟流速，應綜合考慮管道工程造價和運行費通過經濟比較確定，并盡量降低水頭損失耗能費占運行費的比率以及事故停泵水錘的危害。管道直徑小于150mm時，流速可為0．5-1．0m/s;直徑150-300mm，流速可為0．7-1．2m/s;直徑大于 300mm，流速可為 1．2-1．5m/s，管徑小、管線長取低值，塑料管道流速可略高于金屬管和混凝土管流速。

針對農村用水特點，加壓水泵選型時，應注意優先選用大小泵結合的供水方式，是變頻泵絕大多數時間的運行轉速不少于額定轉速的70%，達到穩定供水又節能的效果。

配水管網中各級支管的經濟流速，應根據其布置、地形高差、最小服務水頭，充分利用分水點的壓力水頭確定。

4.4 測量資料缺乏

問題:目前，農村飲水安全項目多、任務重，部分項目勘察設計不到位，僅通過衛星圖片或歷史的地形圖等資料來設計，導致管線走向、長度與實際偏差較大，設計中主管線長度通常乘以1．1左右的系數，投資較保守且存在資金浪費。

對策:定線是管網設計的初始階段，其布置的合理與否直接關系到供水運行的合理與否及水泵揚程的設置，從而直接影響投資。這就要求我們要注重前期設計、規范建設行為、嚴格按照先測量后設計再施工三部曲進行工程建設，提高設計的可行性和科學性，做到既準確又合理，不能潦草完事，確保這項民生工程發揮最大的社會效益。

4.5 村內管道設計變更多

問題:農村村莊地形復雜，供水用戶繁多，設計管線走向隨機性很大，導致村內管線施工圖設計脫離實際，實際進行施工時變動多，嚴重影響了工程施工進度。導致后期施工出現反復設計變更，造成資金浪費。

對策:在村內管線敷設時需充分征求村民意見，加強現場勘測，使管線布置更加切合實際，減少設計變更，達到最大限度節約投資的目的。

5 結語

管道工程是農村飲水安全工程中的投資重點，我們在工程設計中，要多觀察、勤思考、多總結，根據工程的投資結構分析，抓住主要矛盾，合理進行規劃設計，把提高供水的可靠性和降低工程投資結合起來，使這項關乎民生的重要工程設計達到最優，充分發揮工程投資效益。

［1］劉學功，崔招女，李曉琴村鎮供水工程規模的合理確定［J］中國水利，2007(10)．

［2］楊風棟村鎮供水管網設計技術問題探討［J］中國水利，2007(10)．

［3］陳鐵柱，樊緋，王輝 變頻供水技術在村鎮供水系統中的應用［J］中國住宅設施，2011(08)．

［4］《村鎮供水工程技術規范》(SL310-2004)【S】中國水利水電出版社，2004．