劉兆楠

摘 要：在我國(guó)，自壓自來(lái)水工程由于具有不用打井和無(wú)需使用機(jī)泵設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于山區(qū)和半山丘陵區(qū)的農(nóng)村自來(lái)水工程建設(shè)中。在應(yīng)用的過(guò)程中，還發(fā)現(xiàn)自壓自來(lái)水工程具有節(jié)能減排、運(yùn)行成本低、見(jiàn)效快以及收益大和操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但也存在一定的局限性。該文以遼寧省東南部某農(nóng)村的自來(lái)水工程建設(shè)為例，結(jié)合已建農(nóng)村自來(lái)水工程的施工經(jīng)驗(yàn)，分析農(nóng)村自來(lái)水工程的管道設(shè)計(jì)和工程技術(shù)施工要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村 自來(lái)水 管道設(shè)計(jì) 工程施工技術(shù)要點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：S85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（b）-0101-01

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，人們的生活水平也在不斷提高，農(nóng)村居民的生活基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也得到了日益完善，最為典型的案例之一就是農(nóng)村自來(lái)水工程的建設(shè)。實(shí)踐證明在農(nóng)村自來(lái)水管道設(shè)計(jì)或改造的過(guò)程中多數(shù)技術(shù)施工人員會(huì)遇到工程施工技術(shù)問(wèn)題，尤其是地形復(fù)雜的山區(qū)和半山丘陵區(qū)的農(nóng)村自來(lái)水工程建設(shè)，施工難度要比平原地區(qū)施工難度大得多，阻礙農(nóng)村基礎(chǔ)生活設(shè)施的建設(shè)[1]。

1 農(nóng)村自來(lái)水工程施工的基礎(chǔ)條件

1.1 農(nóng)村建設(shè)自來(lái)水工程應(yīng)滿足的基本條件

農(nóng)村要想建設(shè)自壓自來(lái)水工程，就一定要利用好農(nóng)村區(qū)域內(nèi)的山泉、河流以及已經(jīng)修建好的地面水源工程。解決了水源問(wèn)題的同時(shí)，還需要滿足農(nóng)村自壓自來(lái)水的施工前提條件。首先，農(nóng)村區(qū)域內(nèi)的水源工程與選定的配水區(qū)之間的相對(duì)高度差所形成自然水流的壓力，能夠使壓力管道引至配水區(qū)自來(lái)水的水龍頭有足夠的壓力。其次，一定要保證選擇水源工程的水量充足，并且位置適當(dāng)。最后，選擇水源工程的水質(zhì)一定要符合國(guó)家安全飲用水標(biāo)準(zhǔn)[2]。

1.2 建立水源工程

位于山區(qū)和半山丘陵區(qū)的村落，地形情況比較復(fù)雜，水源分散，僅用一條水源很難滿足整個(gè)村莊的用水需求，這時(shí)就需要建立水源工程。建立水源工程的目的就是集中分散的水源，使水量能夠滿足村莊居民用水的需要。水源工程主要包括引水工程和蓄水工程，建立水源工程的規(guī)模主要根據(jù)該地區(qū)的水源類(lèi)型、位置以及居民的實(shí)際用水情況來(lái)決定[3]。該村的水源工程即為引水渠水井和蓄水池。

1.2.1 引水渠水井位置的選擇

該村在選擇水井位置時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題。

（1）高程條件。

農(nóng)村自壓自來(lái)水要求有一定的壓力水頭，因此水井位置的選擇應(yīng)滿足輸水管道損失和工作壓力水頭損失之和。

（2）地形條件。

在滿足高程條件的前提下，應(yīng)盡量選擇局部地形的最低點(diǎn)，最好是山彎和山嘴處。

（3）地質(zhì)條件。

應(yīng)選擇地下水資源豐富，施工方便的地方打井。

1.2.2 蓄水池的建立

（1）蓄水池容積的計(jì)算。

該村的主要水源為山上的長(zhǎng)流水，水量比較穩(wěn)定，如水流量較小時(shí)，可以通過(guò)水井使用地下水資源，或者利用水井在雨季豐沛的季節(jié)利用蓄水池進(jìn)行蓄水，這就要求技術(shù)人員必須計(jì)算好蓄水池的容積。蓄水池容積的大小應(yīng)根據(jù)水源流量和該村自來(lái)水管道流量的對(duì)比關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)還要考慮農(nóng)民生產(chǎn)生活用水量，大型牲畜用水量以及其他用水量，按最高平均用水量計(jì)算蓄水池的容積[4]。

（2）蓄水池的結(jié)構(gòu)。

蓄水池結(jié)構(gòu)可以為圓形、方形或長(zhǎng)方形，在條件允許的情況下，盡量選擇建設(shè)為圓形，在數(shù)學(xué)計(jì)算中圓形蓄水池的容積是最大的。蓄水池的墻體，通常情況下使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因?yàn)殇摻罨炷两Y(jié)構(gòu)建造的墻體具有結(jié)實(shí)堅(jiān)固的特點(diǎn)，同時(shí)還有良好的池底防滲效果。此外，蓄水池還應(yīng)該安置放水設(shè)備，以便控制水流進(jìn)入壓力管道的流量，放水設(shè)備應(yīng)設(shè)置在蓄水池底部，但應(yīng)高出池底0.3～0.5m。

2 自來(lái)水輸水管道壓力分區(qū)和減壓措施的技術(shù)要點(diǎn)分析

2.1 輸水管道的布置

位于山區(qū)或半山丘陵區(qū)的農(nóng)村自來(lái)水工程，通常情況下都建設(shè)為自壓自來(lái)水工程。農(nóng)村自壓管道自來(lái)水工程的供水管道系統(tǒng)主要是由各級(jí)壓力管道組成。自來(lái)水管道的分級(jí)根據(jù)實(shí)際的施工情況來(lái)定。我國(guó)大多數(shù)的農(nóng)村自來(lái)水工程都把供水管道分為主干、分干和支管三級(jí)。由于山區(qū)和半山丘陵區(qū)的地形比較復(fù)雜，地面坡度較大，是影響自來(lái)水工程供水管道設(shè)計(jì)的主要因。因此，在該村建設(shè)自來(lái)水工程的過(guò)程中，管道設(shè)計(jì)及人員應(yīng)以地形因素為主，進(jìn)行輸水管道設(shè)計(jì)。此外，自來(lái)水管道中的干管或分干管應(yīng)垂直等高線布置，供水線路盡量做到短而直，確保在輸水過(guò)程中能夠盡快的獲得壓力水頭，同時(shí)支管應(yīng)沿著等高線布置，確保支管水頭壓力在輸水過(guò)程中的壓力均勻[5]。

2.2 輸水管道管徑的選擇

要確保選擇管徑的經(jīng)濟(jì)性，技術(shù)人員就需要分別計(jì)算出各種輸水管道的管徑年生產(chǎn)費(fèi)和年運(yùn)行費(fèi)用。管徑的年生產(chǎn)費(fèi)是指管道的投資折合成每年的總費(fèi)用，而年運(yùn)行費(fèi)用則是指輸水管道易損件及管道維修的費(fèi)用水頭損失造成的油、電損失的費(fèi)用。計(jì)算這兩種費(fèi)用的過(guò)程非常復(fù)雜困難，管道設(shè)計(jì)人員通常按經(jīng)驗(yàn)公式推求最經(jīng)濟(jì)管徑，并把管內(nèi)流速1.5～3.0m/s作為經(jīng)濟(jì)流速。

2.3 輸水管道的壓力分區(qū)和減壓措施

2.3.1 農(nóng)村自來(lái)水工程的壓力分區(qū)

山區(qū)和半山丘陵區(qū)復(fù)雜的地形，導(dǎo)致自來(lái)水工程輸水管道承受的壓力發(fā)生變化，尤其是干管沿程壓力水頭的變化。為了能夠充分利用上部和下部的壓力水頭，應(yīng)按照水流壓力形成的特點(diǎn)，沿坡面進(jìn)行壓力分區(qū)。

2.3.2 農(nóng)村自來(lái)水工程的減壓措施

山區(qū)和半山丘陵地區(qū)的村落地勢(shì)比較陡，自來(lái)水輸水工程的管道較長(zhǎng)，輸水過(guò)程中具有落差大的特點(diǎn)，導(dǎo)致自來(lái)水工程坡面下的壓力水頭變化大，很可能超過(guò)輸水管道所能承受的壓力。此時(shí)如果不采取及時(shí)的減壓措施，輸水管道就會(huì)遭到壓力的破壞。

目前我國(guó)農(nóng)村自來(lái)水工程減壓措施主要有兩種：一種是采用簡(jiǎn)單易行的減壓池進(jìn)行減壓。在山區(qū)設(shè)置減壓池時(shí)，需要根據(jù)地形和坡度把減壓池分成若干個(gè)小面積的減壓池，分別由不同程度的水池供水，實(shí)現(xiàn)降低水頭壓力的目的。另一種是在引水區(qū)的山頂上安置一個(gè)引水閥和一個(gè)排氣閥，通過(guò)引水閥的使用，緩解水頭的壓力，當(dāng)輸水管道形成一定的壓力時(shí)，排氣閥的活塞可以迅速開(kāi)啟，大量并且迅速的吸收外界的空氣，以避免輸水管道內(nèi)受到較大的壓強(qiáng)而引發(fā)的破壞問(wèn)題，能夠有效的提高輸水速率[6]。

農(nóng)村自壓自來(lái)水工程管道較長(zhǎng)，地形交陡，用水過(guò)程中輸水管道的壓力變化較大，為保證農(nóng)村自來(lái)水工程的安全運(yùn)行，在自來(lái)水輸水工程運(yùn)行前，應(yīng)分級(jí)按照主、干、分支、支的順序逐漸開(kāi)啟閘門(mén)，防止出現(xiàn)水擊，停止運(yùn)行時(shí)，首先關(guān)閉進(jìn)口控制閘門(mén)，放空輸水管道，防止輸水閘門(mén)和輸水管道凍裂。

3 結(jié)語(yǔ)

在山區(qū)和半山丘陵區(qū)建設(shè)自壓農(nóng)村自來(lái)水工程，有效的改善了傳統(tǒng)的打井取水方式帶來(lái)的弊端，減少了污水亂排和植被破壞的現(xiàn)象，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要作用。此外，在山區(qū)和半山丘陵區(qū)的農(nóng)村建設(shè)自來(lái)水工程，有效解決了山村居民的用水困難問(wèn)題，提高了農(nóng)村居民的生活水平，促進(jìn)了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[6]孫麗杰，吳波新.農(nóng)村自來(lái)水的管道設(shè)計(jì)和工程施工技術(shù)要點(diǎn)分析[J].吉林水利，2011（12）：68-70.