新疆吐魯番地區農村飲水改擴建工程輸水管道設計的探討

阿不都外力·艾乃吐拉

摘 要：農村飲水安全工程作為民生工程中的重中之重，將直接影響著農村居民的用水安全。工程設計作為工程項目的關鍵一步，意義重大。本文在此基礎上對新疆吐魯番地區的飲水安全工程做了進一步的分析與探討，并對其提出了相應的工程設計。

關鍵詞：農村飲水工程 輸水管道 設計

工程設計作為工程項目的關鍵一步，意義重大，其中設計水平的高低對工程進度起著決定性的作用，只有整體施工設計水平符合施工需求，施工進度才能進一步得到提升。因此，相關部門不僅要加強對農村地區飲水問題的重視程度，更要制定相關的設計方案，從而提升施工進度、保障施工質量的同時使我國新農村經濟得到更好的發展。

1.工程概況

為了進一步解決七泉湖鎮農村飲水安全等一系列飲水問題，經相關政府以及建設單位批準后，針對吐魯番市高昌區七泉湖鎮農村飲水安全問題，提出相應的改造，從而使飲水安全問題得到鞏固以及提升。該改造項目供水規模為637.44m3/d，并可使農村4041人的飲水狀況得到明顯改善。

2.水源的選擇

本工程設計的重中之重就是水源，要想用水質量得到提升首先要控制水源，同時這也是工程設計的關鍵步驟。在進行工程設計時，首先要對水源進行調查，以及周圍地區是否對水源造成污染等，同時對當地的用水情況以及供水設備進行收集，真正實現對水源的把控。

2.1水源選擇的具體方法

2.1.1地表水水源

（1）徑流計算是以水文基本資料為計算基礎的。如果沒有實際測量資料，可以采用其他相關方法從而求得徑流成果，可以采用地區水文手冊等其他相關方法。對實測徑流資料進行計算通常可以分為兩類，一類是影響程度較大的，另一類是影響程度較小的，針對受人類活動較大的要進行還原計算，反之則可以直接用替代的方式進行計算。除此之外，對水庫進行水庫徑流調解計算也是必要的。

（2）針對多泥沙河流首先要清楚泥沙的來源，以及對泥沙的推移質進行統計等，并在此基礎上詳細分析給工程建設帶來的具體影響。

2.1.2地下水和泉水水源

水源作為農村飲水安全工程設計的重中之重，要尤其重視，而地下水又作為水源，所以更要加大對地下水的檢查力度。

（1）對地下水進行檢查，首先要對地下水以及周圍區域的地形進行檢查，其次對于含水層的埋藏條件等要進行詳細考察，待考察結束后，即可進行下一設計步驟。

（2）除此之外，水源開采層深度同樣作為地下水檢查的關鍵步驟，主要包含多種特征，有單井出水量等。

（3）對供水周邊地區以及供水區域內地下水進行有效開發，并進一步挖掘其開采潛力。

（4）針對供水規模不夠這種情況，可以通過比較的方法進行參證以及評價，對周邊地區的供水管進行借鑒，從而進一步提升整體供水規模。

2.2管材及管徑的確定

合理地選擇以及使用管材對于項目建設同樣重要，因為由于輸水距離通常比較長，因此在實際運行中，大量電能容易被進一步消耗，所以為了進一步保障施工費用的正常運轉，以及施工的合理性，正確選擇管材非常重要。

管材的選擇首先要保證其足夠堅固，強度符合施工需求，其次要盡可能地節約鋼材的使用，以方便于運輸和安裝，除此之外，要求其水力損失不能過大。

由此可以得出結論，鑄鐵管、鋼管、水泥等管材比較適宜用于本次施工中，各種管材既有優點又有缺點，具體使用要根據施工需求以及經濟預算進行選擇。

本工程主管道有75.18km，為了進一步保證主管道的堅固性，在設計中采用了大量鋼管作為施工原材料，而干支管更是以PVC聚氯乙烯作為管材原材料，進一步使管道得到加固。

管徑根據經濟流速進行初步估算，然后按照年生產費和年耗電費進行確定。不同管材以及流量，它們的經濟管徑各不相同。當管徑偏小時，其管材的價格也會偏低，同時管內的流速等也會隨之增大；當管徑偏大時，相反投資不僅會增大，而且耗電量同樣會減少，所以兩者進行結合，從而計算出經濟管徑，才能進一步保證工程的經濟效益達到最大。

年生產費：N1=PxA（為輸水管總投資）

年耗電費：N2=b（為單位電能成本）xE

2.3水頭損失計算

對管道進行水頭損失計算可分為兩部分，但兩者的計算公式相同，分別為沿程以及局部水頭損失。兩者之間產生壓力值的起因不同，分別為管徑變化以及管壁摩擦所引起的壓力差。總之，兩者均可用Darcy-Weibach方程來計算。公式如下：

2.4管道附件

為了使管道能夠正常運行，避免因為管道內產生的真空使管道遭受破壞，要在管道上安裝自動進氣閥等裝置，從而使管道內的空氣能夠排出，管道得以正常運行。

PVC管的最大以及允許承受壓力分別為0.6kPa，0.42kPa。所以為了保證主管道的堅固性，要設置相應的減壓閥，防止管道出現破裂等情況。如果其標高與主管道的最大承受壓力相等時，要采取一定的措施降低壓力值，從而進一步保證管道的正常運行以及施工的質量。

2.5水泵工況點的確定

對水泵工況點的確定通常情況下，設計人員只用對系統流量等其他相關數據進行檢查即可，很少具體確定水泵工的況點，所以一般不用對水泵的性能曲線等進行校對，這樣就容易出現水泵運行偏離高校區域的情況。如圖1所示，水泵的工作點就是圖中的A點部位。水泵的性能曲線在出廠時已經確定，這個數值是不會隨著器械的更改而發生改變的，與其他機械沒有直接關系。

管路需要揚程曲線由下式確定：

3.在工作中需注意的問題

（1）設計時，首先要確定效率、轉速等相關參數，同時對地下水進行檢查，以及對地下水以及周圍區域的地形進行檢查，其次對于含水層的埋藏條件等要進行詳細考察，從而進一步結合整個系統運營狀況對各個工作點進行核對以及效驗，待核對結束后，再開始進行初步設計。

（2）管材的選擇作為設計中的重中之重，只有保證管材的正確選擇以及工作壓力值的計算準確，從而才能使施工正常運行，所以不僅要確定管道沿線的壓力分布，更要對管道系統進行詳細的水擊計算。

（3）為了防止管道遭受破壞，要設置相應的排氣閥，以助于管道更好的排除空氣，防止因為真空的形成使管道遭受破壞等。

（4）管徑的大小要與設計大小保持一致，防止因為管徑大小不符，對設計質量造成影響，所以要完全按照經濟管徑的尺寸選擇正確的管徑。

（5）為了方便施工，使施工能夠順利進行，施工中的管材要盡量選用一致，如果管材的管徑以及大小不滿足施工需求，施工將不能順利進行，所以管材的選擇，在一定程度上將直接影響施工的進度。

4.結語

農村飲水安全工程作為民生工程中的重中之重，將直接影響著農村居民的用水安全。本文在此基礎上對新疆吐魯番地區的飲水安全工程做了進一步的分析與探討，并提出科學、合理的工程設計方案，進一步使農村飲水安全工程能夠順利運行，從而促進我國社會主義新農村的建設，為農村飲水改擴建工程輸水管道設計的發展奠定基礎。除此之外，相關部門不僅要加強對農村地區飲水問題的重視程度，更要制定相關的設計方案，從而提升施工進度、保障施工質量的同時使我國新農村經濟得到更好的發展。

參考文獻：

[1]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.

[2]簡士洋，丁昭佐，沈寬勇.農村飲水安全工程實施方案設計中常見問題分析[J].黑龍江水利科技，2014， 42（4）： 184-186.

[3]李鈺.農村飲水安全工程規劃設計中常見問題及解決思路[J].能源研究與管理，2012（02）： 90-91.