張 永
(武威市水利信息中心,甘肅武威733000)
水是人類生命的源泉,飲水安全直接關系著人們的身體健康。近年來,國家越來越重視農村發展,尤其是鄉村振興戰略的實施,將農業、農村、農民的發展提升到更高層次。農村飲水安全工程建設作為鄉村振興戰略中的一部分,決定著農村經濟發展和農民的生活質量,也是農民實現小康的重要環節[1]。因此,因地制宜、科學施策、合理設計農村飲水安全工程,大力推進農村飲水安全工程建設至關重要。
我國是一個農業大國,農村人口占全國總人口的一半以上。長期以來受經濟水平及自然、地理條件的制約,我國農村飲水安全工程設計及建設問題較為突出,大多農村地區缺乏供水設施,尤其在偏遠山區,由于居住條件惡劣,飲水條件差,飲水不安全問題嚴重[2]。首先,受農村的經濟條件、發展水平及技術水平等因素的限制,供水基礎設施薄弱。其次,供水設施建成后,由于缺乏專業的維護人員,導致部分管路出現故障后無法維修,影響了正常供水,使得工程建設未能發揮應有的作用。再次,受資金限制及部分農民居住較為分散,飲水工程實施難度較大,水廠建設時管網鋪設也未能延伸到各個村落。
為了確保飲水安全,今后的農村飲水安全工程建設一定要做好前期的設計工作,優化供水系統設計,最大程度的降低故障發生率。
受自然經濟條件的影響,農村供水系統有著不同于城鎮供水系統的特點。雖然水源類型多樣,但農戶居住比較分散,導致供水區域較大,加之農村地區地形多樣復雜,因此應根據實際情況采取不同措施。農村飲水安全工程設計對工程建設及后期的效益發揮有很大影響,其設計過程必須遵循如下原則:首先,由于農村經濟水平整體較低,因此在工程設計時要考慮造價問題,仔細核算前期的建設成本及后期的運行維護成本等。其次,要根據農村的區域劃分情況設計建設規模(可適當大一些,但不能過小)。此外,由于農村飲水安全工程點多面廣,比較分散,為了確保工程建成后可發揮最大效益并便于管理,在設計上要綜合考慮選址和結構。
2.2.1 水源選擇 合理選擇水源,既能確保飲水質量,還能最大限度地降低工程建設成本。首先,結合農戶的居住分布情況,優先選擇地下水,但需提前對地下水量進行探測,并測試水質,只有符合國家標準的水源才可使用。其次,選用地表水源,地表水主要有水庫、湖泊、河流、沼澤地等,使用時需要對使用區域的水源地進行劃界保護,同時地表水的使用需要增加處理工藝并加注消毒劑,因此成本較高[3]。再次,干旱地區及地下水資源匱乏的地區,可設計為多種模式供水。
2.2.2 供水管網設計 在飲水工程設計過程中,輸水管道的造價相對較高,這也是影響飲水安全工程整體設計的重要因素,所以選擇合理的輸水管道是極其重要的。農村供水管網包含內容多,供水距離長,設計較為復雜。在設計輸水管道時,設計部門一定要實地踏勘。選擇輸配水管線時,需結合當地整體建設規劃,盡量避開公路、鐵路等障礙物,最好將供水主管道埋設于農田地,優先考慮利用重力供水。分別在輸水管道的最高處和最低處設置排氣閥和排水閥,以便沖洗管網,保證供水質量。輸水管道的管徑與輸水流量有著直接的關系,不同區域管徑的設計需要經過多次復核計算,以達到最優。此外,在設計主干管道時,還要充分考慮到臨近村莊管網延伸的供水量,避免后期重復建設。
供水管網的設計除了合理選擇管徑外,管材類型的選擇也很重要。目前,供水使用的管材主要有混凝土管、鑄鐵管、PE管等。其中混凝土管為最早使用的管材,成本高、易漏水、難以維修,基本已被淘汰;鑄鐵管雖然質量好,但成本太高,不建議在農村地區使用;PE管具有輕便、價廉、安裝方便、防凍性能好及材料持久耐用等特點,最適宜在農村供水管網中使用。
2.2.3 調節構筑物設計 農村供水工程中,常用的調節構筑物有清水池、高位水池、水塔等。不同地區可根據實際情況選擇適宜的調節構筑物,比如在平原地區宜選用清水池或水塔。在材質方面,不銹鋼水池一般使用5~8年后,箱體會產生嚴重腐蝕,影響供水量及水質,因此建議選擇混凝土水池。在多山地區為了降低建設成本,可選擇高位水池。由于有天然的山體優勢,在山頂建設高位水池后,可以重力為供水動力。調節構筑物的規模應根據供水廠的能力,以及后期的管網延伸及改造等情況設計,避免后期重復建設。
2.2.4 確定供水規模 用水量與農村經濟發展水平、村鎮建設規模、人口增長速度、工業生產結構、牲畜飼養量等有關。因此,農村飲水安全工程的供水規模可根據供水范圍進行設計,同時要綜合考慮當前用水量、用水條件及設計年限內的發展變化、水源條件、制水成本、供水能力、當地用水定額標準和類似工程的供水情況等。設計過程中用水量的預測方法有4種,分別是根據人口綜合用水指標確定用水量;根據用地性質預測用水量;利用回歸分析法,建立函數模型后進行分析預測;根據往年供水量的年遞增率進行預測。
2.2.5 施工方案設計 施工方案是工程建設的關鍵,方案的優劣在很大程度上決定了施工組織設計質量的好壞和施工任務能否圓滿完成。只有合理確定施工方案,優化施工組織設計,方能做到科學施工,從而降低工程造價,發揮工程效益。在設計施工方案時,要確保技術可行、經濟合理、施工過程安全,要合理安排人員,綜合考慮施工方法和施工順序,同時在預算時要準確、詳實的計算工程量,盡量減少誤差。
農村飲水安全工程是農民群眾飲水、用水安全的重要保證,其設計建設是一項復雜的系統工程,且影響因素較多,在工程設計過程中要多觀察、勤思考、多總結,并結合當地實際情況,合理規劃和設計每個節點,盡可能地降低工程投資并提高供水水質,從而充分發揮工程效益。