福建泉州市泉港區農村飲水安全工程設計及應用

鐘華芳

（泉州市水利水電勘測規劃設計有限公司，福建 泉州 362000）

農村飲水安全不僅有助于維護農民的利益，增加農民的福利，促進“三農”問題的解決，而且對實現可持續發展和全面建設小康社會有著重大意義。隨著當前社會主義新農村建設的不斷推進，農村飲水安全工程日益成為國家和社會最關心的問題，也是目前最迫切需要解決的民生問題。

泉港區涂嶺鎮規劃內20個行政村存在飲水不安全問題，涉及人口共48479人，其中涂嶺鎮農村飲水安全（一期）工程已解決其中6個行政村11306人飲水不安全問題，本次設計為涂嶺鎮農村飲水安全（二期）工程，擬解決37173人飲水不安全問題，共涉及14個行政村。

1 泉港區涂嶺鎮飲水安全存在的問題

涂嶺鎮農村飲水安全（二期）工程涉及到的工程區目前主要通過打井取用地下水或引用地表水的方式解決飲水問題。隨著城鄉生活污水排放量和農藥、化肥使用量的增加，地表水水質不斷惡化，給當地村民身體健康帶來嚴重危害，且過量開采地下水導致地下水位下降，甚至有的水井已經枯竭，有的靠近化糞池，而且水源很容易受到季節性影響，使得供水量和水質無法得到保證。通過走訪調查，村民對農村飲水安全工程項目實施的呼聲很高。根據實際情況，本次各供水區主要采取管網延伸供水，個別偏遠自然村采用打井供水來解決居民飲水不安全問題。

2 泉港區涂嶺鎮飲水安全工程設計

2.1 水源選擇

在對農村飲水工程進行設計的時候，應結合該地現狀與未來發展的需求進行水源選擇。所選水源應水量充足、水質優良，符合相關水質標準。具體實施過程，還應安排專門人員對水源的出水量與水質進行抽水試驗，并將試驗結果及時報送至相關部門。

地下水由于受到環境影響比較小，水質通常比較好，并且水量穩定、分布廣泛，所以，可以考慮作為水源使用。

2.2 水源工程設計

水源工程是農村飲水安全工程的重要組成，由于農村地區水源形式多樣，因而需要設計人員結合水源出水量、水源總量等客觀情況，進行科學合理的水源取水建筑設計。水源工程建筑物的設計形式主要包括以下幾種類型：

（1）根據水源地水量進行平衡計算設計，對水源地的水量進行科學測算，若每個月所能夠實現的供水量不能滿足實際的應用需求，而全年水量卻能夠滿足，便需要應用大壩進行蓄水，在水源地的適當區域建設大壩，并進行庫容量測算，以保障實現水資源的合理調配。泉港區涂嶺鎮年降水量1291 mm，全區淡水資源總量（含地下水）為 2.58億 m3，是個水資源相對匱乏的地區，人均地表水資源占有量僅有634 m3。經計算，3座中型水庫、3座小（1）型水庫及10座小（2）型水庫基本可以滿足全區農業灌溉用水和部分生活用水。

（2）根據水源地的數量分析水源出水量，若能夠滿足實際應用需求，則需要在水源地修建保護性建筑物，如封山或者防洪墻等。涂嶺鎮的農業人口分散，工業廢水和廢氣排放量小且不集中，環境質量狀況良好，基本可以滿足相應的功能區要求，暫無需修建防洪墻等保護性建筑物。

（3）水源地的出水量能夠滿足供水需求，但是水源地的高程低于供水應用區域，此時需要利用泵站進行提水，同時還需建設集水建筑物，實現擋水功能；由于泵站能夠實現對于水源的人為控制，在很多地區都已經得到廣泛應用。若水源地的高程低于供水區，應用機械泵站給水方式；而如果水源地的高程高于供水區，便可以應用重力式給水方式。煻灶村山泉水出水量小，村落位置離湄豐水廠供水主管較遠，因此，煻灶村供水水源選擇抽取地下水的方式。擬投資約6.5萬元，修建打機井1口，新建15 m3清水池一座，配套深井潛水泵1臺，配套消毒設備1套，并設置簡易泵房1座。

2.3 輸水工程設計

輸水工程是指將水從水源地運輸到集水建筑物的過程，能夠對供水過程進行調節和控制。輸水工程的設計首先需要確定水源出漏的高程與供水區和高程之間的關系，進而確定應用何種供水方式。采用重力式供水方式能夠大幅降低輸水環節的應用成本，且應用效果良好，也可以減少農村居民用水費用，因而設計單位需要進行科學的測算，以確定最為合理的輸水方式[2]。水泵的供水模式是指水泵從外供水系統取水的方式。通過這種方式，水量的供應更加有保障，而且更加適用于低位向高位供水。該項目的輸水管道是驛坂村煻灶自然村機井至高位水池管段，使用水泵進行抽水。由于要確定井的位置，水管的長度暫時設定為100米，實際長度需要進行現場測量。

2.4 二級項目設計

二級項目設計主要應用機械式輸水方式的建設方案進行設計。二級項目主要包括泵房建筑、水泵機組安裝、上水管道等三個部分。其一，泵房建筑設計，泵房建筑面積的確定需要以水泵機組的應用尺寸作為基礎，并保證泵房的建筑空間能夠滿足水泵機組安裝和檢修的應用需求，并盡量保證泵房光照和通風良好，其建筑設計需要滿足國家相關標準的設計要求。泉港區涂嶺鎮安全飲水工程項目中，每套加壓設備新建1座簡易加壓泵房，加壓泵房根據現場實際地形選址。加壓設備位于泵房內中心位置，泵房尺寸為2.5 m×2.5 m×2.5 m（高），四周采用水泥實心磚砌筑，頂部設C25鋼筋砼屋面板0.1 m。其二，水泵機組的安裝，水泵機組的型號選擇主要根據揚水高度、水泵運行時間、上水量以及管徑等進行確定，其配套電機功率需要進行準確計算。本工程計劃新建機井1口，QJ型深井潛水泵1臺。其三，上水管道。上水管道是指水泵進口到揚水高程出口的管段，對整個工程的設計具有重要影響，水泵進口之前的管道口徑應大于水泵口徑。自然村最大日供水量40.7 m3，供水規模小，供水管道采用單管設計，管徑根據設計流量和流量確定（取1.0 m/s）。計算出管的內徑為24.5 mm。因此，使用符合國家標準的De32PE100供水管，管的公稱壓力為1.6 Mpa。

2.5 水處理及調節工程

水處理及調節工程需要將出水口及水處理程序設置在供水區域附近的高臺位置。農村飲水安全工程的關鍵控制環節是水處理環節，水處理的效果直接影響民眾的飲水水質。不同地區應當結合自身的水質情況選擇合理的水處理設備。如果水處理設備安裝在室內環境中，則需要重視室內環境的衛生問題。驛坂村煻灶自然村清水池前設1臺CTT-200型消毒劑投加器對源水進行消毒。消毒劑選用緩釋氯片，控制水中氯指標為0.3 mg/L～0.5 mg/L。進水設備進、出口設有透明管和閥門，以觀察水的濁度和水質取樣。

調節工程是應用水塔或者水池對經過處理設備處理之后的合格水進行收集和控制調節。調節工程需要保證其調節環節不受外界因素干擾，確保水不會受到二次污染，同時調節工程還需要滿足農村民眾的用水需求，具有良好的水資源調控能力。調節工程的容量需要結合實際供水區域和供水用量進行科學設置，酌情考慮調節工程的容積大小，體現因地制宜的設計理念[3]。根據實際情況，該村需要建立高位清水池，清水池采用C20埋石混凝土結構。池底部厚250 mm，側壁厚600 mm～300 mm，池蓋采用120 mm的C25鋼筋混凝土，外部用粘土回填夯實。根據煻灶自然村的地形情況，清水池建在村后高地。

2.6 配水工程設計

配水工程主要是將水從調節工程出口配送給各個用戶。配水工程的管道設計需要進行逐級設計，從調節工程出口到一級分配水管，再由一級分配水管到二級分配水管，以此類推直至將配水管引入到居民家中。通常情況下配水管會采用管道鋪埋的安裝方式，管徑大小也需要根據供水區域的用水量進行計算和分析，保證配水管徑既能夠滿足村民的用水需求，也能夠適用于調節工程的出口。考慮到管道價格，施工條件和經濟條件，本項目跨越橋梁和河段的管道采用襯塑復合鋼管，直徑小于50 mm的管道采用PE100給水管，直徑大于等于50 mm的管道采用鋼絲網骨架塑料(聚乙烯)復合管給水管。

式中：d為管徑（內徑），單位：m；Q 為設計流量，單位：m3/s；v為管內流速，單位：m/s。

管道沿程水頭損失計算，采用經驗公式：hf=il

式中：hf為沿程水頭損失，m；l為計算段管道長度，m；i為單位管長水頭損失（水力坡度）。

以編號為D1-1的管段為例，設計流量為0.00017 m3/s，流速為0.32 m/s，計算管道內徑為26 mm；管道長度85 m，取0.0068，沿程水頭損失為0.58 m。

3 泉港區涂嶺鎮飲水安全工程的有效應用

自泉港區涂嶺鎮農村飲水安全工程投入運行以來，基本解決了所屬轄區的農村民眾飲水安全問題。當前泉州市內的農村地區已經實現了自來水的全覆蓋，在城市周邊農村地區，對城市供水管網進行延伸，擴大城區供水規模，保證城市周邊農村地區的用水安全；對于城市管網無法實現覆蓋的區域建立集鎮聯村的供水模式，通過增加對鎮級供水單位的建設投入，盡可能將其管網連接到周邊鄉鎮和村落，進一步拓展集中供水管網；對于距離城鎮較遠、人口分布零散的農村區域，建立村級獨立分散性供水模式，建立村級單位的飲水工程，組建村民構建供水聯合會對供水工程進行自主管理。通過三層供水體系的改革和建設，實現泉州市泉港區農村飲水安全工程的全覆蓋[4]。

為保證飲水安全工程的應用效能，結合泉港區本地地表水及地下水污染較為嚴重的實際情況，相關部門通過采取多重打擊和管控措施來減小人為經濟生產和生活活動對自然水體造成的污染和破壞，并制定相應的飲水安全工程管理制度，加大工程的經濟投入，定期對水源地的水質進行科學監測，對各級工程單位水處理工作環節的有效性進行檢查，對過濾、沉淀、消毒等水質處理環節進行重點質量管控，保證實現對水質的科學監管。同時提升各級主管單位自身的工程管控職責，確保水質檢驗合格后才能夠為民眾供水，保證農村地區民眾的飲水安全。

4 結語

農村飲水安全工程是民生工程的重要組成部分，我國地域遼闊，不同地區的水文環節、地質條件、農村居民用水情況均存在差異，各地區進行飲水安全工程設計時需要結合自身實際情況，進行科學的勘測、計算和數據分析，保證工程各環節方案設計的合理性。同時為更好地完成飲水安全工程的建設和應用工作，地區還需要加強對飲水工程的有效管控，保證水處理設備能夠發揮其應用價值，保障農村地區民眾的飲水安全。