農村飲用水供水項目的安全集中供水管網設計

余尚興

（韶關市水利水電勘測設計咨詢有限公司,廣東 韶關 512000）

1 工程概況

目前各行政村的供水工程,大部分規模小,數量多,工藝落后,缺乏專門管理,供水水質、水量得不到保障；部分供水工程可達到一定的規模,但是存在供水水量不足,或水源水量不足及水源過濾消毒工藝落后等問題,比如鎮區供水工程及輝嶺村供水工程；壩鎮鎮正在大力發展的階段,供水網絡極其不完善,鎮區附近行政村或自然村的用水情況均為各自獨立在附近山溪或打井引水臨時供水,沒有集中的供水網絡。因此,繼續建立起安全集中的供水管網[1]。

2 供水項目安全集中供水管網設計

2.1 水源選擇

設計水源在巖莊干渠取水,取水源為巖莊水庫,水源點集雨面積合計為37.5 km2。本次在雅思橋電站發電取水口下游約900 m處干渠取水,電站的發電會對下游的灌溉用水及壩仔鎮水廠的用水產生一定的影響,建議對電站發電用水加強管理,枯水期需優先保證農村居民生活用水。

根據水廠取水點位置、受益行政村的分布及結合建設單位的意見,在輝嶺村背后的山坡上新建壩仔鎮水廠向各個受益自然村供水點配水。具體方案如下：新建壩仔鎮水廠位于輝嶺村背后的山坡上,水廠占地面積為1550 m2,廠區地坪高程為212.4 m,廠區建筑物主要包括管理房、清水池、凈水設備及附屬建筑物。在水源點巖莊干渠設置分水口,經輸水管（管徑dn355）輸水至新建壩仔鎮水廠,原水經凈水設備（q=180 t/h）凈化消毒后,進入清水池（2000 m3）,最后由清水池經配水管網至各個自然村供水點[2]。

2.2 地質分析

壩仔鎮供水工程敷設輸配水供水主管網總長為72.23 km,布設范圍內地形起伏變化較小,地質情況相對較簡單,管網布設涉及地面以下1.0 m～1.5 m范圍內土層,沿線地層主要為第四系河流沖積層粉質粘土、第四系殘坡積砂質粘土,地質條件良好,適宜敷設管網。新建水廠區表層出露地層為第四系殘坡積（Qedl）砂質粘土,可塑,密實,其下伏地層主要為泥盆系上統（D3）粉砂巖,強風化～弱風化,水廠構筑物的基礎置于第四系殘坡積（Qedl）砂質粘土層或強風化粉砂巖上,承載力滿足設計要求,建議加強對水廠廠區靠山體內側開挖形成的邊坡、靠山體外側回填形成的邊坡穩定進行防護處理。

2.3 供水范圍確定

壩仔鎮供水工程供水范圍主要涉及壩仔鎮居委會2742人、上愛村3067人,輝嶺村2109人、金星村2786人、輝星村3871人,芙蓉村2388人,新梅村2032人、梅村2032人及三坑村5572人,合計受益供水人口為26909人。供水建筑物主要包括：新建壩仔鎮水廠1座（包含2000 m3清水池1座,管理房1 座、凈水設備1套及其附屬建筑物）及敷設供水管網72.23 km。本工程水廠設計供水規模為3500 m3/d[3]。根據《村鎮供水工程技術規范》（SL 310-2019）,工程類型為Ⅲ型工程,其主要建筑物3 級,設計洪水標準為20 年一遇（P=5%）；校核洪水標準為50 年一遇（P=2%）。

2.4 徑流量計算

根據徑流計算成果表得出降雨量的年徑流深,通過下式計算多年平均徑流量：

第一，書法的參與者和接受者，不一定是書法作品的創作者。談到書法，人們往往會聯想到書法家在自己的書齋里“寫寫毛筆字”。傳統的書法活動以書法創作為主要因素，但我們也必須承認一切書法愛好者和書法的觀眾，是書法休閑活動的參與者。現代社會分工細化，書法也成為一種專業分工分化出來，書法家作為一種職業獨立出現，書法家畢竟人數較少，書法的展廳效應也不能只把書法創作當作書法活動的全部，除了創作者，還應包括了一大批觀看書法展的愛好者。

式中：hp表示年徑流深,mm；F表示集雨面積,km2；0.1為單位換算系數。

各水源多年平均徑流量見表1。

表1 多年平均徑流量成果表

2.5 供水規模設計

2.5.1 明確設計標準

本工程水廠設計供水規模為3500 m3/d,根據《村鎮供水工程技術規范》（SL 310-2019）,確定本工程類型為Ⅲ型。主要設計標準包括：

一是防洪標準。結合區域氣候和水文條件,洪水標準為20年一遇,校核洪水標準為50年一遇；二是水量標準。根據《村鎮供水工程技術規范》（SL 310-2019）,水源設計取水量保證率取95%；三是水質標準[4]。根據《村鎮供水工程技術規范》（SL 310-2019）,全域自然村集中供水工程地表水水源水質應符合《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）有關標準要求,供水水源經檢測滿足《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2006）要求；四是水壓標準。滿足用戶接管點的最小服務水頭：單層建筑物為10 m,兩層建筑物為12 m,兩層以上每增加一層增加4 m。消防栓設置處的最低水壓不低于10 m,用戶水龍頭的最大靜水壓不超過40 m。

2.5.2 需水量計算

設計需水量包含了生活需水以及工業需水兩部分。在對生活需水進行預測分析時,需要依照相關規范的要求,結合區域經濟發展情況、人口自然增長率及城鎮化率等因素,預測規劃水平年受益人口數及需水量。本次設計主要針對農村人口供水,并且考慮工業節水規劃措施,工業用水主要考慮企業生活用水量,按照《村鎮供水工程技術規范》（SL 310-2019）有關規定計算。在需水量設計中[5],需要幾個關鍵數據的計算：

1）供水人口設計

本工程建設涉及壩仔鎮鎮區及周邊8個行政村的用水,合計供水人口約26909人。供水人口按下式計算：

式中：P0表示各供水范圍內的現狀常住人口數；r表示設計年限內人口自然增長率,參照翁源縣近年來戶籍人口平均增長率,確定本縣設計年限內人口自然增長率取5.75‰；n表示工程設計年限,這里取10年；P1表示設計年限內人口機械增長總數,這里不做考慮。

2）居民生活用水量

居民生活用水量的計算公式為：

式中：W表示居民生活用水量,m3/d；q表示最高日居民生活用水定額,規劃鎮區人均最高日生活用水量采用100 L/（人·d）；農村人均最高日生活用水量采用80 L/（人·d）。

3）公共建筑用水量

鎮區公共建筑用水量按居民生活用水量的10%計算,村莊按居民生活用水量的5%計算。

4）管網漏失與其他未預見用水量

管網損失以及其他未預見水量按照居民生活用水量、企業用水、公共建筑用水以及消防用水量之和的25%計列[6]。

5）生活需水及供水規模

生活需水量＝居民生活用水量＋公共建筑用水量＋消防用水量（m3/d）。

工程供水規模（即最高日供水量）＝生活需水量＋管網漏失水量及其它未預見用水量（m3/d）。

本工程供水需水量為3492.03 m3/d,本工程水廠設計供水規模為3500 m3/d。

2.6 凈水工程設計

從保證集中供水安全的角度,設置凈水工程,采用一體化凈水設備對原水進行凈水處理,凈化后的清水進入清水池,采用二氧化氯裝置對清水進行消毒,消毒之后經配水管網輸送至用戶。本工程凈水采用一體化凈水器處理[7],凈水器處理規模為q=180 m3/h。凈水工程的凈水設備見圖1。

圖1 凈水處理設備

2.7 配水管網設計

本工程為新建供水工程,在水源點巖莊干渠新建一個出水口直接套入敷設的輸水管網,引水至新建壩仔鎮水廠,原水經一體化凈水設備凈化后進入清水池,由清水池經配水管網至各個自然村供水點。

在配水管網設計中,一是進行水力計算,根據供水方式、供水規模和管網布置特點進行管網水力計算,計算結果顯示,有局部自然村的自由水壓達不到最小服務水頭12 m的要求,只能滿足一樓的用水,根據業主及主管部門的要求,為了節省投資,本次設計不采取加壓的措施；二是管材選擇,對各種管材從管道強度,抗腐性,施工條件,造價等各方面因素綜合比較,本工程推薦采用PE100管；三是障礙物穿越,本工程穿越的主要障礙物為河流及橋梁,穿越方法為附設在橋梁上,橋頭兩邊設置鎮墩,管材采用襯塑鋼管[8]。

2.8 設計成效

經過上述設計,壩仔鎮實現了全鎮范圍內的集中統一供水,配合專門的管理機構和人員,使得供水的水量和水質得到了顯著提升,在精選水源的同時,設置了先進的凈水處理設施,可以實現對于水源的有效過濾及消毒處理,切實保障了當地居民的飲水安全。

3 結語

在推動社會主義新農村建設以及農業農村現代化建設的過程中,基礎設施發揮出的作用不容忽視。飲水安全關系著廣大農民群眾的身體健康和生活品質,是必須得到高度重視的一個核心問題。對此,有關部門應該結合農村地區的實際情況,切實做好供水管網的規劃設計工作,如果選擇集中供水工程,應該做好經濟、技術指標的全面論證,確定好供水規模,將工程的效益充分發揮出來,帶動鄉鎮區域經濟的可持續發展。