劉東1、2

1.陜西省安康市漢濱區(qū)水利工作隊 陜西安康 725000；

2.長安大學環(huán)境科學與工程學院 陜西西安 710064

摘要：集中式供水工程建設，是我國新農(nóng)村建設中的重要內(nèi)容。對于當前農(nóng)村飲水安全集中式供水工程進行深入調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其中存在著很多的不良問題，工程建設成本過高。管網(wǎng)布置需要消耗大量的建設資金，而且布置較為混亂，集中式供水成效較差。對此不良問題相關(guān)人員需要不斷加強研究力度，積極的找尋有效措施進行改善，從而將農(nóng)村飲水安全集中式供水工程建設的重要意義良好發(fā)揮。本文就是對農(nóng)村飲水安全集中式供水工程管網(wǎng)的優(yōu)化方法進行深入探究，希望對相關(guān)人員能夠有所啟示。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村；飲用水安全；集中式供水；管網(wǎng)；優(yōu)化方法

引言：農(nóng)村飲用水安全集中式供水工程建設與農(nóng)村居民的生活有著非常密切的聯(lián)系，對于加快新農(nóng)村建設，提升我國農(nóng)村居民生活水平有著不可忽視的影響力。供水網(wǎng)管布置是工程建設的核心內(nèi)容，關(guān)乎著能否將質(zhì)量達到相關(guān)標準的生活用水，輸送到農(nóng)村的每家每戶。但是在工程實際建設過程中，受到眾多不利因素的影響，網(wǎng)管布置還存在一些不足，對于工程供水成效造成了不良的影響。所以對于農(nóng)村飲水安全集中式供水工程管網(wǎng)優(yōu)化方法進行研究是具有現(xiàn)實意義的，下面就對相關(guān)內(nèi)容進行詳細闡述。

一、農(nóng)村供水網(wǎng)供水特點

（一）供水工程建設規(guī)模小，居民較為分散

我國農(nóng)村飲水安全集中式供水工程建設規(guī)模較小，而且農(nóng)村居民居住較為分散。還需要注重的是，我國很多農(nóng)村居住在大山中，地勢地貌較為復雜，對于供水工程建設也造成了很多不良阻礙。對于經(jīng)濟發(fā)展較為良好的區(qū)域可以采用集中式供水形式，但是對于環(huán)境較為復雜，經(jīng)濟發(fā)展情況較為落后的區(qū)域只能采用分散式供水形式。

（二）主要應用集中式供水模式

因為農(nóng)村經(jīng)濟與城市經(jīng)濟發(fā)展性比較有著很大的差距，農(nóng)村飲水安全供水工程建設多是采用具有很高經(jīng)濟性的集中式供水模式。在工程實際建設過程中，對于一些人口較多，但是離城鎮(zhèn)地區(qū)很遠的農(nóng)村區(qū)域，更多的是選用規(guī)模式的集中供水方式。一些村落相互之間的距離很遠，供水工程建設需要投入大量的建設資金，那么只能選擇村內(nèi)單獨集中供水形式。

（三）工業(yè)用水比重逐漸上漲

對于我國經(jīng)濟發(fā)展并不是十分良好的區(qū)域，供水工程主要是承擔者居民生活用水的責任。但是隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國很多農(nóng)村企業(yè)取得了巨大的進步，工業(yè)在我國農(nóng)村區(qū)域也不斷的興起，發(fā)展，同時也導致農(nóng)村區(qū)域的供水需求不斷增漲。在我國一些經(jīng)濟發(fā)展較為良好的鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域，工業(yè)用水甚至超過了居民生活用水總量。安全飲水工程建設為農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展奠定了良好基礎，區(qū)域用水量不斷提升，農(nóng)村供水網(wǎng)絡建設的重要意義也越來越顯現(xiàn)出來。

二、農(nóng)村供水工程存在的問題

（一）供水管網(wǎng)的設計與實際需求不符

我國對于農(nóng)村供水工程建設十分的重視，并且為其投入了大量的建設資金。但是深入調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其中還存在著很多的不良問題，不能將供水工程建設的重要意義良好發(fā)揮，最為嚴峻的問題就是供水管網(wǎng)設計與實際需求存在很大的差異。在農(nóng)村飲水安全集中式供水工程建設項目決策階段，相關(guān)設計人員會提出很多方案，但是這些方案都是項目決策人員依據(jù)自身以往的經(jīng)驗得出的。這些設計方案中很有可能會存在一些相關(guān)工作人員的主觀性見解，這樣就會導致設計方案的適應性受到不良影響，與農(nóng)村供水網(wǎng)絡建設實際需求存在著很大的差異性，工程建設完成后供水成效較差。

（二）缺乏科學化的管理，技術(shù)力量不足

從農(nóng)村飲水安全集中式供水工程管理層次進行分析，缺乏科學化的管理體系，技術(shù)力量不足。受到以上眾多因素的影響，導致農(nóng)村供水網(wǎng)絡中很多的供水設施不能處于健康運行狀態(tài)中。追溯其根本原因就是因為農(nóng)村供水工程建設項目眾多，但是建設時間非常的有限。一些建設施工技術(shù)人員并沒有經(jīng)過專業(yè)性的培訓，對于供水工程建設施工技術(shù)規(guī)范沒有深入的了解，供水工程建設企業(yè)對于施工技術(shù)人員的培訓工作也沒有給予相應的重視程度。而且農(nóng)村供水工程建設大都位于離城鎮(zhèn)較為偏遠的山區(qū)，建設區(qū)域生活條件較差，施工環(huán)境較為復雜，導致工程建設對于施工技術(shù)人員的吸引力不高。所以相關(guān)企業(yè)需要注重施工技術(shù)人員的培訓工作，使得施工技術(shù)人員的綜合素質(zhì)可以得到有效的提升，為農(nóng)村飲水安全集中式供水工程安全運行提供技術(shù)保障。

三、農(nóng)村供水工程輸水網(wǎng)絡優(yōu)化措施

在我國農(nóng)村飲水安全集中式供水工程建設中，可以依據(jù)輸水管道的長度對輸水管道進行類別的劃分。同時還可以根據(jù)水源離供水區(qū)域的距離，以及用水區(qū)域的高度對輸水管道建設進類別的劃分。通常情況下，供水工程建設區(qū)域的自然條件對于輸水方案的選擇有著很深的影響。所以供水網(wǎng)絡布置和建設需要依據(jù)供水工程建設區(qū)域的實際情況，合理的、科學的選擇輸水網(wǎng)絡建設方案。我國新農(nóng)村建設速度不斷加快，輸水網(wǎng)絡的優(yōu)化問題也得到社會的密切關(guān)注。對于輸水網(wǎng)絡的優(yōu)化主要分為兩部分，第一部分是線路的優(yōu)化，第二部分就是管徑的優(yōu)化，二者有著非常緊密的聯(lián)系。只有應有有效的措施，切實的提升管徑、線路的適應性、經(jīng)濟性，才能將供水工程建設的重要意義良好體現(xiàn)，促進我國新農(nóng)村建設發(fā)展。

（一）輸水網(wǎng)絡線路優(yōu)化措施

1、模型創(chuàng)建

輸水網(wǎng)絡線路布置是農(nóng)村飲水安全集中式供水系統(tǒng)建設的重要基礎。線路布置的優(yōu)劣與供水工程建設的效益有著直接性的影響，所以相關(guān)人員對于線路優(yōu)化必須要給予高度的重視，做好技術(shù)攻關(guān)，提升供水工程建設的經(jīng)濟效益和社會效益。供水共層想要滿足農(nóng)村眾多居民的實際用水需求，需要以首末水頭為重要基礎。為此，本文就輸水管道總投資F為最小目標函數(shù)，輸水管道各管段的線

路方案xi為決策變量，建立管道線路優(yōu)化模型。

2、算例分析

如圖所示，以某供水系統(tǒng)輸水線路為例，應用上述管道線路優(yōu)化，水源點設計的水位是133.06m，管道沿線出水口將輸水的總體管道分為6個管段，各個管段水流量及其各個節(jié)點之間的高程、水流量見圖1，管道末端最小服務的水頭按照2m控制。

例中的輸水管道系統(tǒng)中共有7個節(jié)點，6條管段，根據(jù)供水工程所在地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件、及分水口的分布、水源的位置等情況，每一條的管道線路可考慮4個設計方案，以管段1為例。管道1可選取的設計方案有：管道鋪設中經(jīng)過一處軟土地區(qū)，可采用玻璃鋼夾砂管的方式穿過；在穿越公路的兩處地方，可采用套管的方式；在兩處穿越河道的地方，運用管橋的形式；經(jīng)過鄉(xiāng)鎮(zhèn)的過程中，直接鋪設管道；采用套管的方式穿過公路；采用專用的混凝土套管施工穿過一處鐵路；管道沿線經(jīng)過一處鄉(xiāng)鎮(zhèn)，直接穿鄉(xiāng)鎮(zhèn)鋪設；穿過三處公路，采用套管的方式；穿過河道一處，采用管橋的鋪設方式；采用專用的混凝土套管，穿越鐵路；穿過三處河道的時候，采用管橋的方式。運用數(shù)學模型進行解析，管道1的優(yōu)化方案為：管道經(jīng)過鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域的時候，直接鋪設管道線路穿過鎮(zhèn)區(qū)；穿越一條公路的時候，采用套管的方式；穿過鐵路沿線的時候，采用過鐵路專用的混凝土套管進行施工。

（二）輸水管道系統(tǒng)管徑的優(yōu)化

輸水管道優(yōu)化設計要解決的主要問題，就是在輸水管道的材質(zhì)，走向等因素確定的情況下，選擇滿足水壓等約束性因素的最優(yōu)管徑，使得輸水管道的投資降到最低。在各管段允許水頭損失確定的條件下，建立以管段管徑為決策變量、管道系統(tǒng)總投資最小的目標函數(shù)，來解析最優(yōu)方案。

參考文獻：

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