德州市陵城區農村飲水安全工程設計要點分析

王連勇

（德州市陵城區水利局，山東 德州 253500）

0 引言

農村飲水安全工程的建設是實現城鄉協調發展與鄉村振興政策的重要內容[1-2]。我國農飲工程集中式供水規模普遍不高，農村地區由于生產生活要素分散致使集中式供水設施異常簡陋，管理房建設標準低，水資源地保護也流于形式，極易造成飲用水源的污染。德州市陵城區農村在本工程建設以前是以相對傳統和落后的分散式供水為主要飲用水來源，水質差異大，飲用水不達標，直接影響村民身體健康。因此，徹底解決農飲安全問題，加強農飲安全工程設計和建設標準，優化工程設計方案，成為了提高農村居民生活環境，改善生活質量和推動農業農村發展的必要環節。

1 工程概況

陵城區位于德州市腹部，土地總面積1213 km2，耕地面積93.74 萬畝。境內農村村莊數量多、分布不集中，村莊規模普遍偏小。規劃陵城區農村飲水安全工程采用聯村集中供水方式解決2 鄉鎮61 個村莊共23111 人的飲水安全問題和前王溝區域供水主管道改道問題。以丁東水庫為供水水源，利用陵城區水廠由城區管網延伸供水，實現城鄉供水一體化。工程建設規模是解決神頭鎮31 個村莊10962 人，前孫鎮30 個村莊12149人，共61 個村莊23111 人的飲水安全問題，項目預計鋪設村外管道56.71 km，村內支管道99.46 km，村內入戶管道93.79 km，土方10.08 萬m3。陵城區農村飲水安全工程匯總見表1，管網總體布置見圖1。

表1 陵城區農村飲水安全工程匯總表

圖1 陵城區農村飲水安全工程管網總體布置

2 設計要點

2.1 設計內容

根據規范結合項目區實際，確定本工程解決前孫鎮、神頭鎮61 個村莊23111 人的飲水安全及前王溝供水主管道改道問題。

2.2 確定設計標準

2.2.1 用水量標準

根據《村鎮供水工程技術規范》的有關要求，結合全區農村和城鎮用水實際情況，經綜合分析確定日平均綜合用水定額村莊60 L/人，日變化系數取1.4，時變化系數取1.8。水源保證率控制在95%以上。

2.2.2 水源水質標準

生活用水為地表水，以丁東水庫為水源。水庫引黃沿線及水庫匯流區內不存在潛在的污染威脅情況，原水含沙量、濁度、污染物等情況滿足要求。

2.2.3 供水水質標準

對水廠水質進行了106 項檢測，其檢測結果供水水質符合《生活飲用水衛生標準》。為確保水質的安全長效，陵城區水務局對水源水質定期進行化驗抽查，嚴格工藝流程，合理采用物理、化學或生物方法進行。

2.2.4 供水管網管材與供水壓力

根據主管網最大水頭損失，供水管網管材選用0.8MPa 的PE 管材（聚乙烯管）及管件。水廠出水壓力0.8 MPa，水壓滿足要求，管網末梢村頭供水水壓大于20 m，滿足配水管網中用戶接管點的最小服務水頭；集中供水工程的供水水壓滿足《村鎮供水工程技術規范》要求。

2.2.5 管材管件選擇原則與方法

工程所用管材均選用0.8 MPaPE 給水管材。PE 管材是國家推廣應用的環保型管材，綠色環保，過水條件好，而且韌性好，抗老化能力強，耐久性好，不易發生破裂、爆管等現象，安全系數高，漏失水量少，是目前應用最為廣泛的理想給水管材。

3 工程設計

參照上述設計方法和標準，依據陵城區社會經濟指標和自然地理概況以前孫鎮為例開展工程設計。

3.1 工程配水管網設計

3.1.1 需水量計算

設計規模計算公式見式（1）：

式中：P 為規劃人口；P0為現狀人口；a 為人口自然增長率，根據陵城區發展和改革部門測算，確定為5.62‰；n 為設計年限，取30 a。

陵城區農村飲水安全工程村莊人口23111 人，人口自然增長率為5.62‰，人畜平均日用水量每人60 L/d，日變化系數K日取1.4，時變化系數K時取1.8，供水時間為20 h，設計年限30 a。根據陵城區發展和改革局預測發展指標：2042 年項目區農村總人口27342 人。

人畜用水：Q1=27342×60/1000×K日=2296.73 m3/d

公共建筑用水量、管網漏失及不可預見水量按上述水量的10%計為Q4=229.67 m3/d。需水量為：

流量每天按20 h 供水計算：

3.1.2 管徑及水力損失計算

根據管道布置圖，對前孫鎮主要供水主管線進行水頭損失計算，得水頭損失36.03 m，計算過程見表2。

表2 前孫鎮主管網水力計算表

干管節點水壓標高，管網末端村頭水壓標高不低于20 m，本設計采用20 m，干管各節點水頭標高為下一干管節點水頭標高與本管段水頭損失之和，經計算各干管節點水壓標高見表3。

3.2 主要配套構筑物設計

在主要配水管道設2 個閥門井，采用M7.5 漿砌磚砌筑，深0.6 m，長0.8 m，寬0.8 m，井蓋采用鋼筋混凝土。每個村莊設1 個閥門井，村內每個胡同設1 個集中閥門井，采用M7.5 漿砌磚砌筑，深0.5 m，長0.4 m，寬0.4 m，井蓋采用鋼筋混凝土，見圖2。

表3 前孫鎮干管節點水壓標高與自由水頭計算表

圖2 閥門井設計立面圖及平面圖

3.3 工程信息化管理設計

3.3.1 水廠綜合信息化系統

水廠信息化管理系統分為三部分：供水管網數據采集系統、數據通訊系統和上們監控系統。供水管網狀態參數監測系統主要監測水廠內部及供水主干管上的壓力、流量和液位等參數。

3.3.2 水廠數據采集系統

水廠數據采集主要實現供水管網測點參數、水廠內測點參數、供水設備運行狀態等數據的實時采集。水廠參數監測設有兩臺工控機和兩臺顯示器，上位機組采用kingview開發的監測系統，實時監測水廠運行情況，包括：水廠總畫面、監測數據游覽面、實時參數曲線界面、歷史趨勢界面、報警對話框、實時數據報表及其查詢打印界面。

3.3.3 水廠數據通訊系統水廠的綜合信息化系統布置在水廠的內部。水廠內部測點只要通過控制電纜就可以將其信號引至水廠信息中心；供水管網上的測點配套建設實時上傳村頭壓力和余氯的監測設備，距離水廠綜合信息化中心較遠，因此需要選用一種合適的通訊方式將這兩個的數據采集到水廠信息化中心。

4 結語

農村飲水安全工程是一項民心工程，也是一項事關民生的重大工程，它的建設無疑將對改善人民的生活質量，提高人民生活水平，促進地區經濟的發展，協調城鄉協調發展和鄉村振興具有重要的作用。陵城區農村飲水安全工程自2012 年組織實施后，項目開展過程中從設計方法和設計標準入手，系統闡述了管材選取、管網參數、附屬建筑物和信息化管理系統設計難點和要點。項目建成后運行效果良好，達到了設定目標，徹底解決了2.31 萬人的飲水安全問題，這對改善陵城區農村居民生活質量和生活環境均起到了積極的推動作用。