農村飲水安全集中式供水工程管網的優化方法

劉東1、2

1.陜西省安康市漢濱區水利工作隊 陜西安康 725000；

2.長安大學環境科學與工程學院 陜西西安 710064

摘要：集中式供水工程建設，是我國新農村建設中的重要內容。對于當前農村飲水安全集中式供水工程進行深入調查發現，其中存在著很多的不良問題，工程建設成本過高。管網布置需要消耗大量的建設資金，而且布置較為混亂，集中式供水成效較差。對此不良問題相關人員需要不斷加強研究力度，積極的找尋有效措施進行改善，從而將農村飲水安全集中式供水工程建設的重要意義良好發揮。本文就是對農村飲水安全集中式供水工程管網的優化方法進行深入探究，希望對相關人員能夠有所啟示。

關鍵詞：農村；飲用水安全；集中式供水；管網；優化方法

引言：農村飲用水安全集中式供水工程建設與農村居民的生活有著非常密切的聯系，對于加快新農村建設，提升我國農村居民生活水平有著不可忽視的影響力。供水網管布置是工程建設的核心內容，關乎著能否將質量達到相關標準的生活用水，輸送到農村的每家每戶。但是在工程實際建設過程中，受到眾多不利因素的影響，網管布置還存在一些不足，對于工程供水成效造成了不良的影響。所以對于農村飲水安全集中式供水工程管網優化方法進行研究是具有現實意義的，下面就對相關內容進行詳細闡述。

一、農村供水網供水特點

（一）供水工程建設規模小，居民較為分散

我國農村飲水安全集中式供水工程建設規模較小，而且農村居民居住較為分散。還需要注重的是，我國很多農村居住在大山中，地勢地貌較為復雜，對于供水工程建設也造成了很多不良阻礙。對于經濟發展較為良好的區域可以采用集中式供水形式，但是對于環境較為復雜，經濟發展情況較為落后的區域只能采用分散式供水形式。

（二）主要應用集中式供水模式

因為農村經濟與城市經濟發展性比較有著很大的差距，農村飲水安全供水工程建設多是采用具有很高經濟性的集中式供水模式。在工程實際建設過程中，對于一些人口較多，但是離城鎮地區很遠的農村區域，更多的是選用規模式的集中供水方式。一些村落相互之間的距離很遠，供水工程建設需要投入大量的建設資金，那么只能選擇村內單獨集中供水形式。

（三）工業用水比重逐漸上漲

對于我國經濟發展并不是十分良好的區域，供水工程主要是承擔者居民生活用水的責任。但是隨著我國農村經濟的不斷發展，我國很多農村企業取得了巨大的進步，工業在我國農村區域也不斷的興起，發展，同時也導致農村區域的供水需求不斷增漲。在我國一些經濟發展較為良好的鄉鎮區域，工業用水甚至超過了居民生活用水總量。安全飲水工程建設為農村經濟發展奠定了良好基礎，區域用水量不斷提升，農村供水網絡建設的重要意義也越來越顯現出來。

二、農村供水工程存在的問題

（一）供水管網的設計與實際需求不符

我國對于農村供水工程建設十分的重視，并且為其投入了大量的建設資金。但是深入調查發現，其中還存在著很多的不良問題，不能將供水工程建設的重要意義良好發揮，最為嚴峻的問題就是供水管網設計與實際需求存在很大的差異。在農村飲水安全集中式供水工程建設項目決策階段，相關設計人員會提出很多方案，但是這些方案都是項目決策人員依據自身以往的經驗得出的。這些設計方案中很有可能會存在一些相關工作人員的主觀性見解，這樣就會導致設計方案的適應性受到不良影響，與農村供水網絡建設實際需求存在著很大的差異性，工程建設完成后供水成效較差。

（二）缺乏科學化的管理，技術力量不足

從農村飲水安全集中式供水工程管理層次進行分析，缺乏科學化的管理體系，技術力量不足。受到以上眾多因素的影響，導致農村供水網絡中很多的供水設施不能處于健康運行狀態中。追溯其根本原因就是因為農村供水工程建設項目眾多，但是建設時間非常的有限。一些建設施工技術人員并沒有經過專業性的培訓，對于供水工程建設施工技術規范沒有深入的了解，供水工程建設企業對于施工技術人員的培訓工作也沒有給予相應的重視程度。而且農村供水工程建設大都位于離城鎮較為偏遠的山區，建設區域生活條件較差，施工環境較為復雜，導致工程建設對于施工技術人員的吸引力不高。所以相關企業需要注重施工技術人員的培訓工作，使得施工技術人員的綜合素質可以得到有效的提升，為農村飲水安全集中式供水工程安全運行提供技術保障。

三、農村供水工程輸水網絡優化措施

在我國農村飲水安全集中式供水工程建設中，可以依據輸水管道的長度對輸水管道進行類別的劃分。同時還可以根據水源離供水區域的距離，以及用水區域的高度對輸水管道建設進類別的劃分。通常情況下，供水工程建設區域的自然條件對于輸水方案的選擇有著很深的影響。所以供水網絡布置和建設需要依據供水工程建設區域的實際情況，合理的、科學的選擇輸水網絡建設方案。我國新農村建設速度不斷加快，輸水網絡的優化問題也得到社會的密切關注。對于輸水網絡的優化主要分為兩部分，第一部分是線路的優化，第二部分就是管徑的優化，二者有著非常緊密的聯系。只有應有有效的措施，切實的提升管徑、線路的適應性、經濟性，才能將供水工程建設的重要意義良好體現，促進我國新農村建設發展。

（一）輸水網絡線路優化措施

1、模型創建

輸水網絡線路布置是農村飲水安全集中式供水系統建設的重要基礎。線路布置的優劣與供水工程建設的效益有著直接性的影響，所以相關人員對于線路優化必須要給予高度的重視，做好技術攻關，提升供水工程建設的經濟效益和社會效益。供水共層想要滿足農村眾多居民的實際用水需求，需要以首末水頭為重要基礎。為此，本文就輸水管道總投資F為最小目標函數，輸水管道各管段的線

路方案xi為決策變量，建立管道線路優化模型。

2、算例分析

如圖所示，以某供水系統輸水線路為例，應用上述管道線路優化，水源點設計的水位是133.06m，管道沿線出水口將輸水的總體管道分為6個管段，各個管段水流量及其各個節點之間的高程、水流量見圖1，管道末端最小服務的水頭按照2m控制。

例中的輸水管道系統中共有7個節點，6條管段，根據供水工程所在地區的地質環境條件、及分水口的分布、水源的位置等情況，每一條的管道線路可考慮4個設計方案，以管段1為例。管道1可選取的設計方案有：管道鋪設中經過一處軟土地區，可采用玻璃鋼夾砂管的方式穿過；在穿越公路的兩處地方，可采用套管的方式；在兩處穿越河道的地方，運用管橋的形式；經過鄉鎮的過程中，直接鋪設管道；采用套管的方式穿過公路；采用專用的混凝土套管施工穿過一處鐵路；管道沿線經過一處鄉鎮，直接穿鄉鎮鋪設；穿過三處公路，采用套管的方式；穿過河道一處，采用管橋的鋪設方式；采用專用的混凝土套管，穿越鐵路；穿過三處河道的時候，采用管橋的方式。運用數學模型進行解析，管道1的優化方案為：管道經過鄉鎮區域的時候，直接鋪設管道線路穿過鎮區；穿越一條公路的時候，采用套管的方式；穿過鐵路沿線的時候，采用過鐵路專用的混凝土套管進行施工。

（二）輸水管道系統管徑的優化

輸水管道優化設計要解決的主要問題，就是在輸水管道的材質，走向等因素確定的情況下，選擇滿足水壓等約束性因素的最優管徑，使得輸水管道的投資降到最低。在各管段允許水頭損失確定的條件下，建立以管段管徑為決策變量、管道系統總投資最小的目標函數，來解析最優方案。

參考文獻：

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