農(nóng)村飲水安全集中式供水工程管網(wǎng)優(yōu)化方法與應(yīng)用研究

苗增偉

摘 要：優(yōu)化供水管網(wǎng)是保證我國農(nóng)村地區(qū)飲水安全，實施集中供水工程的重要途徑。在集中供水工程的實施過程中，應(yīng)根據(jù)農(nóng)村地區(qū)供水規(guī)模相對較小，管網(wǎng)設(shè)施比較容易出現(xiàn)溢流問題以及實際的用水需求等特點對供水管網(wǎng)進行優(yōu)化改進，以改善供水效果和質(zhì)量，為農(nóng)村地區(qū)的飲水安全以及經(jīng)濟發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)充沛的水資源保障。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村;飲水安全;集中式供水;管網(wǎng)優(yōu)化

為了改善我國農(nóng)村地區(qū)的生活水平，保護農(nóng)民群眾的身體健康，近年來我國實施了集中供水工程，以確保農(nóng)村的飲水安全，同時集中供水工程也是建設(shè)新農(nóng)村的重要內(nèi)容。相關(guān)部門要充分了解農(nóng)村地區(qū)的用水特點，并根據(jù)其實際用水需求來合理選擇水源，科學設(shè)計流量，改進管網(wǎng)系統(tǒng)，充分發(fā)揮集中供水管網(wǎng)應(yīng)有的功能。

1 山東省飲水安全兩年攻堅行動概述

為了全面解決農(nóng)村飲水安全問題，山東省自2019年開始啟動了農(nóng)村飲水安全兩年攻堅行動，通過貫徹落實五水共享以及四水共治的治理思路，在解決村村通自來水的基礎(chǔ)上，進一步加強了飲水安全工程的建設(shè)，有效的提高了農(nóng)村地區(qū)的飲水水質(zhì)達標率。但目前由于省內(nèi)農(nóng)村地區(qū)間存在發(fā)展不平衡的問題，還有部分飲水安全集中供水工程存在管網(wǎng)設(shè)施不合理以及缺乏日常維護管理等問題。因此需要進一步加強資金保障，并積極應(yīng)用先進的技術(shù)設(shè)備優(yōu)化管網(wǎng)設(shè)施，確保農(nóng)村地區(qū)盡快實現(xiàn)飲水安全目標，推動農(nóng)村地區(qū)的發(fā)展。

2 我國農(nóng)村供水管網(wǎng)特點分析

2.1 農(nóng)村供水工程的整體規(guī)模相對較小

農(nóng)村地區(qū)人口居住比較分散，極大的限制了飲水安全工程的建設(shè)規(guī)模。同時由于一些農(nóng)村地處山區(qū)，復(fù)雜的地形地貌條件也給飲水安全工程的實施帶來了較大的難度^[1]。目前主要是在經(jīng)濟條件以及環(huán)境條件相對較好的農(nóng)村地區(qū)開展了集中供水工程的建設(shè)，在不具備條件或者實施難度較大的農(nóng)村地區(qū)則仍需要在一段時間內(nèi)采用分散供水方式。

2.2 農(nóng)村供水工程廣泛采用了集中供水管網(wǎng)

目前我國農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟水平仍與城市存在明顯的差距，這就要求在建設(shè)飲水安全工程時必須充分考慮供水模式的經(jīng)濟性。集中供水是一種經(jīng)濟性相對較好的供水方式，能夠較好的適應(yīng)人口比較集中且規(guī)模相對較大的飲水安全工程需要。但是在村落間相距較遠的情況下，則只能采取村落內(nèi)部的集中供水模式。

2.3 工業(yè)用水已經(jīng)成為農(nóng)村供水的重要需求

隨著我國農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，部分農(nóng)村地區(qū)在工業(yè)生產(chǎn)方面的用水需求逐步加大，因此在農(nóng)村飲水安全集中式管網(wǎng)工程的建設(shè)和優(yōu)化過程中應(yīng)充分考慮農(nóng)村用水需求的變化，在保障農(nóng)民群眾飲水安全的基礎(chǔ)上，也要為農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展提供助力^[2]。

3 優(yōu)化集中供水管網(wǎng)的方法與應(yīng)用

3.1 優(yōu)化水源選擇

水源的優(yōu)化選擇是集中供水管網(wǎng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)。在選擇水源時既要全面收集水源以及周圍環(huán)境的水文地質(zhì)條件以及衛(wèi)生狀況等資料信息，準確掌握供水水源的實際水量以及水質(zhì)情況，同時也要緊密結(jié)合農(nóng)村地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃，不僅要滿足近期需要，也要對遠期發(fā)展有科學的預(yù)估，并且要對取水、輸水以及水處理等各環(huán)節(jié)進行綜合性的分析，從而在保障飲水安全的基礎(chǔ)上，提高工程的經(jīng)濟性。在選擇水源時，應(yīng)確保供水水源的水量能夠符合村鎮(zhèn)供水工程的相關(guān)技術(shù)規(guī)范，其水質(zhì)也必須達到國家頒布的地下水或者地表水的水質(zhì)標準。同時應(yīng)優(yōu)先選擇能夠達到飲水安全標準且水量充沛的地下水作為供水水源。當村落位于苦堿水地區(qū)或者所在地區(qū)的重金屬元素含量普遍達不到飲水安全標準無法找到能夠直接利用的供水水源時，應(yīng)結(jié)合遠距離輸水要求以及優(yōu)化水質(zhì)的技術(shù)要求等因素對不同水源進行對比分析，從而選擇性價比相對較高的水源作為供水水源。在選擇供水水源時還應(yīng)充分考慮水源保護因素，盡量選擇位于人口集中居住的上游地區(qū)，具有較好施工條件，便于水源輸送且與污染源相距較遠的水源作為供水水源]。

以山東省平度市為例，其在飲水安全集中式供水工程中根據(jù)本市地區(qū)情況采用地下飲用水源地和地表飲用水源地兩部分作為供水來源。其中較大的地下飲用水源地3處，分別是云山丈嶺水源地（供云山水廠）、崮山水源地（供崮山水廠）、大沽河水源地（供南村水廠），目前因水質(zhì)原因，大沽河地下水源地停用，南村水廠原水采用引黃濟青渠道;較大的地表飲用水源地7處，分別是尹府、黃山、黃同、大澤山、雙山、淄陽和雙廟等七座水庫。通過相關(guān)供水設(shè)施以及高標準凈水處理等相關(guān)工程的建設(shè)，不僅實現(xiàn)了集中供水的規(guī)模化發(fā)展，而且極大的提高了水質(zhì)標準，保障了農(nóng)村飲水安全。

3.2 優(yōu)化用水量設(shè)計

在建設(shè)農(nóng)村農(nóng)村飲水安全集中式供水工程管網(wǎng)時，應(yīng)對用水量設(shè)計加以優(yōu)化。用水量設(shè)計既要能夠保障當前的飲水安全需要，同時也要充分考慮農(nóng)村地區(qū)在未來發(fā)展的用水需求。此外，在供水工程的用水設(shè)計中還要綜合分析生產(chǎn)生活用水、集中式管網(wǎng)可能產(chǎn)生的水量漏失以及相關(guān)的公共用水等因素，從而優(yōu)化管網(wǎng)鋪設(shè)方案，提高相關(guān)設(shè)備選擇應(yīng)用的合理性。

3.3 優(yōu)化集中供水管網(wǎng)系統(tǒng)

管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化是優(yōu)化集中供水工程的重點環(huán)節(jié)。在農(nóng)村飲水安全工程的建設(shè)中要充分快綠農(nóng)村地區(qū)的自然條件以及社會環(huán)境。以集中供水工程中的輸水系統(tǒng)建設(shè)為例，應(yīng)充分考慮居住區(qū)和水源地之間的高程差，并合理選擇重力輸水管道或者采取設(shè)置加壓泵站等方式來確保集中供水工程的正常運行。在優(yōu)化飲水安全工程的管網(wǎng)系統(tǒng)時，應(yīng)重點優(yōu)化管網(wǎng)系統(tǒng)的線路鋪設(shè)以及管徑選擇這兩個環(huán)節(jié)，這樣才能切實提高集中供水工程的運行效率。

3.3.1 對管網(wǎng)線路進行優(yōu)化

在優(yōu)化集中工程工程管網(wǎng)時，應(yīng)按照農(nóng)村地區(qū)的供水特點以及工程成本控制要求來對不同的線路設(shè)計方案進行優(yōu)化選擇。優(yōu)化管道線路設(shè)計方案時應(yīng)合理確定目標函數(shù)并講理相應(yīng)的函數(shù)模型，綜合計算分析管道以及管段水流量、水頭損失以及節(jié)點高程等參數(shù)，從而達到優(yōu)化管網(wǎng)系統(tǒng)線路的目的。

3.3.2 對管網(wǎng)孔徑加以優(yōu)化

當農(nóng)村飲水安全集中式供水工程已經(jīng)確定管網(wǎng)設(shè)施的管道走向和管道材質(zhì)后，還需要優(yōu)化管道的管徑選擇，從而在保障水壓約束條件的基礎(chǔ)上提高工程建設(shè)的經(jīng)濟性。在對管網(wǎng)有效管徑進行優(yōu)化時，應(yīng)充分考慮沿線管段的配水流量殷墟、各階段水流量殷墟、各節(jié)點流量因素、管道材質(zhì)因素以及最大用水量條件下的單位長度流量等，并結(jié)合水泵等相關(guān)供水設(shè)備的流量、揚程以及管道內(nèi)部壓強等來進行計算分析，提高供水設(shè)施選擇的合理性和經(jīng)濟性。

3.4 優(yōu)化集中供水管網(wǎng)運行方式

在農(nóng)村飲水安全集中式供水工程管網(wǎng)建設(shè)中還需要對其運行管理方式進行優(yōu)化。例如日照市就通過積極應(yīng)用先進的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，利用遠程控制以及動態(tài)監(jiān)測等技術(shù)設(shè)備來構(gòu)建智能化的控制監(jiān)測平臺，從而及時準確的掌握集中式供水管網(wǎng)的運行情況，確保供水的穩(wěn)定性，并實現(xiàn)對水質(zhì)指標的動態(tài)監(jiān)測，以確保農(nóng)村飲水安全。

4 結(jié)語

綜上所述，在優(yōu)化集中供水管網(wǎng)設(shè)施時，要結(jié)合農(nóng)村地區(qū)的實際用水特點和發(fā)展需求，嚴格控制供水水源的水量以及水質(zhì)，科學設(shè)計用水量，準確計算流量，使管網(wǎng)孔徑的選擇更加合理，并要對不同的管網(wǎng)線路設(shè)計方案進行對比分析，從而全面優(yōu)化集中供水管網(wǎng)工程的供水效果以及運行效率，為我國農(nóng)村地區(qū)的廣大人民群眾提供安全優(yōu)質(zhì)的飲水保障。

參考文獻：

[1]唐敏，吳燕.農(nóng)村飲水安全集中式供水工程管網(wǎng)優(yōu)化方法與應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2019，27（12）：108-110.

[2]廖曉清.農(nóng)村飲水安全集中式供水工程管網(wǎng)優(yōu)化方法與應(yīng)用研究[J].四川水泥，2015（10）：87+81.