威寧縣二塘農村飲水安全設計工程研究

陳 煜

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽 550002)

1 工程概述

威寧縣二塘鎮明洞村、猴場鎮發糾村等八村農村飲水安全工程設計供水總規模為551m3/d，工程屬Ⅳ型集中式供水工程，總投資概算為226.35萬元。建設內容：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：變配電室等。

2 農村飲水安全工程設計要點

2.1 合理設計供水規模

1)合理設計供水人員。需要考慮到設計供水人口多，會使得水廠設計規模大，工程建設經濟性較差。主要是因為農村人口流動，造成設計不合理，所以在設計供水人數時，要依據當地人口自然增長率，來選擇合理值[1]。

2)合理選擇用水量變化系數。供水用水量變化系數選取不合理，會使得水廠設計規模不合理。農村用水和城市用水特點不同，時變化系數較大，夜間用水量小。基于此，在設計時，要按照鄉鎮供水人口和用水量使用情況，來選擇時變化系數。

3)合理選取供水流量公式。若人口數量<3000人，按照《村鎮供水工程技術規范》(SL310-2004)管網流量來設計，一般來說計算流量偏小，使得部分供水戶供水困難。基于此，若采取單村供水形式，盡量采用管道設計秒流量理念，避免設備偏小，使得工程建設出現供水困難[2]。

2.2 合理選用管材

在農村飲水安全工程設計中，若管材選用不當，極易造成資金浪費。基于此，若供水管網規模相對較小，盡量使用PE管與UPVC等材料。塑料管能夠保證水質和水量，與傳統管材相比，具有較強的優勢。

2.3 合理設計管道流速

從經濟性角度考慮，農村飲水安全項目設計，要注重考慮低運行費用。基于此，對于泵站揚水系統的管道流速設計，要充分考慮管道工程造價以及運行費用，要經過經濟性對比分析來選擇。同時要降低水頭損耗費用占據的運行費用比例，控制事故停泵水錘造成的影響。在設計時，若管道直徑<150mm，則管道流速可以控制在0.5-1.0m/s范圍內；若直徑在150-300mm范圍內，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，可以適當高于金屬管流速[3]。

3 威寧縣二塘鎮農村飲水安全設計方案

3.1 供水規模

供水的區域分為云霧山水源片區和議山水源片區，項目區內2011年現狀供水人口共計5900人，設計水平年2026年供水人口6748人。供水規模等于各用水項目的量之和，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算為例，設計用水居民人數P=P0(1+γ)n+P1，P=現有人口數(1+人口自然增長率)設計年限+機械增長總數=設計人口數；P0指的是各村供水范圍內的現狀常住人口數，包括無當地戶籍的常住人口；P1指的是各村的設計年限內人口的機械增長人口規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指的是設計年限內各村人口的自然增長率；n指的是工程設計年限；W=村設計人口數×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。云霧山水源片區供水規模為470.25m3/d，議山水源片區供水規模為81.03m3/d，因此，該工程供水總規模等于551.28m3/d。

3.2 水廠選址

根據地形圖和當地相關部門的資料，經現場踏勘，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、無洪水與內澇威脅、施工、運行管理方便等優點，具有建設可行性。

3.3 水源的選擇

云霧山水源片區：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，經過凈化處理后再自流至高位水池和用戶。故本工程設計取水量為494m3/d，水處理站每天運行時間17h。

議山水源片區：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，經過凈化處理后再自流至高位水池和用戶。本工程設計取水量為85m3/d，水廠每天運行時間21h。

3.4 給水系統設計

威寧縣二塘鎮明洞村、猴場鎮發糾村等八村農村飲水安全工程，設計供水總規模為551m3/d。配水管網按照每天工作24h，K日=1.30,K時=2.3，進行供水工程設計。

3.5 輸水工程設計

依據水力計算公式，即設計流量=(供水規模+水廠自用水)÷水廠運行時間，設計流速V選值范圍為0.6-1.0m/s。按照設計流量與流速，來確定管道設計內徑。水頭損失計算公式為h1=iL，h1—沿程水頭損失m；L指的是計算管段的長度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%計算。計算結果如表1與表2。

表1 云霧山水源片區輸水管線水力計算表

表2 議山水源片區輸水管線水力計算表

3.6 工程施工設計

配水主管從清水池出來后沿路邊敷設，再由各出水點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，埋深大于0.7m，在管道轉角等地方設鎮墩。一般情況下，管道敷設可不作基礎處理，將管槽基坑平整，管道鋪設在未經擾動的原土上。若遇地基較差或含巖石地段埋管時，可采用砂墊層基礎,砂墊層的厚度≥100mm。在管道起伏地勢較低的地方設泄水閥，以利于排污和檢修；在地勢高的地方設置排氣閥，避免管道內產生氣阻；接管或岔管處設閘閥，便于管線檢修和控制。在施工的過程中，需要嚴格按照設計圖紙內容，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，及時發現存在的問題，做好整改工作。相關人員要做好施工管理工作，以確保工程施工質量。

4 結 語

綜上所述，開展此工程設計，要從供水規模與水源工程等多方面入手，做好綜合分析。避免供水規模不合理，合理選用管材，做好設計優化分析，避免后期施工出現設計變更問題，保證工程建設質量與效益。

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

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

[3]于永波.朝陽縣二十家子鎮農村飲水安全工程分析[J].水利技術監督,2015，23(02):26-27.

[4]呂曉叢.農村飲水安全工程中輸水配水管道工程設計[J].水利科技與經濟,2014，20(09):96-98.