王連勇

（德州市陵城區(qū)水利局，山東 德州 253500）

0 引言

農村飲水安全工程的建設是實現(xiàn)城鄉(xiāng)協(xié)調發(fā)展與鄉(xiāng)村振興政策的重要內容[1-2]。我國農飲工程集中式供水規(guī)模普遍不高，農村地區(qū)由于生產生活要素分散致使集中式供水設施異常簡陋，管理房建設標準低，水資源地保護也流于形式，極易造成飲用水源的污染。德州市陵城區(qū)農村在本工程建設以前是以相對傳統(tǒng)和落后的分散式供水為主要飲用水來源，水質差異大，飲用水不達標，直接影響村民身體健康。因此，徹底解決農飲安全問題，加強農飲安全工程設計和建設標準，優(yōu)化工程設計方案，成為了提高農村居民生活環(huán)境，改善生活質量和推動農業(yè)農村發(fā)展的必要環(huán)節(jié)。

1 工程概況

陵城區(qū)位于德州市腹部，土地總面積1213 km2，耕地面積93.74 萬畝。境內農村村莊數(shù)量多、分布不集中，村莊規(guī)模普遍偏小。規(guī)劃陵城區(qū)農村飲水安全工程采用聯(lián)村集中供水方式解決2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)61 個村莊共23111 人的飲水安全問題和前王溝區(qū)域供水主管道改道問題。以丁東水庫為供水水源，利用陵城區(qū)水廠由城區(qū)管網(wǎng)延伸供水，實現(xiàn)城鄉(xiāng)供水一體化。工程建設規(guī)模是解決神頭鎮(zhèn)31 個村莊10962 人，前孫鎮(zhèn)30 個村莊12149人，共61 個村莊23111 人的飲水安全問題，項目預計鋪設村外管道56.71 km，村內支管道99.46 km，村內入戶管道93.79 km，土方10.08 萬m3。陵城區(qū)農村飲水安全工程匯總見表1，管網(wǎng)總體布置見圖1。

表1 陵城區(qū)農村飲水安全工程匯總表

圖1 陵城區(qū)農村飲水安全工程管網(wǎng)總體布置

2 設計要點

2.1 設計內容

根據(jù)規(guī)范結合項目區(qū)實際，確定本工程解決前孫鎮(zhèn)、神頭鎮(zhèn)61 個村莊23111 人的飲水安全及前王溝供水主管道改道問題。

2.2 確定設計標準

2.2.1 用水量標準

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術規(guī)范》的有關要求，結合全區(qū)農村和城鎮(zhèn)用水實際情況，經綜合分析確定日平均綜合用水定額村莊60 L/人，日變化系數(shù)取1.4，時變化系數(shù)取1.8。水源保證率控制在95%以上。

2.2.2 水源水質標準

生活用水為地表水，以丁東水庫為水源。水庫引黃沿線及水庫匯流區(qū)內不存在潛在的污染威脅情況，原水含沙量、濁度、污染物等情況滿足要求。

2.2.3 供水水質標準

對水廠水質進行了106 項檢測，其檢測結果供水水質符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》。為確保水質的安全長效，陵城區(qū)水務局對水源水質定期進行化驗抽查，嚴格工藝流程，合理采用物理、化學或生物方法進行。

2.2.4 供水管網(wǎng)管材與供水壓力

根據(jù)主管網(wǎng)最大水頭損失，供水管網(wǎng)管材選用0.8MPa 的PE 管材（聚乙烯管）及管件。水廠出水壓力0.8 MPa，水壓滿足要求，管網(wǎng)末梢村頭供水水壓大于20 m，滿足配水管網(wǎng)中用戶接管點的最小服務水頭；集中供水工程的供水水壓滿足《村鎮(zhèn)供水工程技術規(guī)范》要求。

2.2.5 管材管件選擇原則與方法

工程所用管材均選用0.8 MPaPE 給水管材。PE 管材是國家推廣應用的環(huán)保型管材，綠色環(huán)保，過水條件好，而且韌性好，抗老化能力強，耐久性好，不易發(fā)生破裂、爆管等現(xiàn)象，安全系數(shù)高，漏失水量少，是目前應用最為廣泛的理想給水管材。

3 工程設計

參照上述設計方法和標準，依據(jù)陵城區(qū)社會經濟指標和自然地理概況以前孫鎮(zhèn)為例開展工程設計。

3.1 工程配水管網(wǎng)設計

3.1.1 需水量計算

設計規(guī)模計算公式見式（1）：

式中：P 為規(guī)劃人口；P0為現(xiàn)狀人口；a 為人口自然增長率，根據(jù)陵城區(qū)發(fā)展和改革部門測算，確定為5.62‰；n 為設計年限，取30 a。

陵城區(qū)農村飲水安全工程村莊人口23111 人，人口自然增長率為5.62‰，人畜平均日用水量每人60 L/d，日變化系數(shù)K日取1.4，時變化系數(shù)K時取1.8，供水時間為20 h，設計年限30 a。根據(jù)陵城區(qū)發(fā)展和改革局預測發(fā)展指標：2042 年項目區(qū)農村總人口27342 人。

人畜用水：Q1=27342×60/1000×K日=2296.73 m3/d

公共建筑用水量、管網(wǎng)漏失及不可預見水量按上述水量的10%計為Q4=229.67 m3/d。需水量為：

流量每天按20 h 供水計算：

3.1.2 管徑及水力損失計算

根據(jù)管道布置圖，對前孫鎮(zhèn)主要供水主管線進行水頭損失計算，得水頭損失36.03 m，計算過程見表2。

表2 前孫鎮(zhèn)主管網(wǎng)水力計算表

干管節(jié)點水壓標高，管網(wǎng)末端村頭水壓標高不低于20 m，本設計采用20 m，干管各節(jié)點水頭標高為下一干管節(jié)點水頭標高與本管段水頭損失之和，經計算各干管節(jié)點水壓標高見表3。

3.2 主要配套構筑物設計

在主要配水管道設2 個閥門井，采用M7.5 漿砌磚砌筑，深0.6 m，長0.8 m，寬0.8 m，井蓋采用鋼筋混凝土。每個村莊設1 個閥門井，村內每個胡同設1 個集中閥門井，采用M7.5 漿砌磚砌筑，深0.5 m，長0.4 m，寬0.4 m，井蓋采用鋼筋混凝土，見圖2。

表3 前孫鎮(zhèn)干管節(jié)點水壓標高與自由水頭計算表

圖2 閥門井設計立面圖及平面圖

3.3 工程信息化管理設計

3.3.1 水廠綜合信息化系統(tǒng)

水廠信息化管理系統(tǒng)分為三部分：供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)和上們監(jiān)控系統(tǒng)。供水管網(wǎng)狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)主要監(jiān)測水廠內部及供水主干管上的壓力、流量和液位等參數(shù)。

3.3.2 水廠數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

水廠數(shù)據(jù)采集主要實現(xiàn)供水管網(wǎng)測點參數(shù)、水廠內測點參數(shù)、供水設備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)的實時采集。水廠參數(shù)監(jiān)測設有兩臺工控機和兩臺顯示器，上位機組采用kingview開發(fā)的監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測水廠運行情況，包括：水廠總畫面、監(jiān)測數(shù)據(jù)游覽面、實時參數(shù)曲線界面、歷史趨勢界面、報警對話框、實時數(shù)據(jù)報表及其查詢打印界面。

3.3.3 水廠數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)水廠的綜合信息化系統(tǒng)布置在水廠的內部。水廠內部測點只要通過控制電纜就可以將其信號引至水廠信息中心；供水管網(wǎng)上的測點配套建設實時上傳村頭壓力和余氯的監(jiān)測設備，距離水廠綜合信息化中心較遠，因此需要選用一種合適的通訊方式將這兩個的數(shù)據(jù)采集到水廠信息化中心。

4 結語

農村飲水安全工程是一項民心工程，也是一項事關民生的重大工程，它的建設無疑將對改善人民的生活質量，提高人民生活水平，促進地區(qū)經濟的發(fā)展，協(xié)調城鄉(xiāng)協(xié)調發(fā)展和鄉(xiāng)村振興具有重要的作用。陵城區(qū)農村飲水安全工程自2012 年組織實施后，項目開展過程中從設計方法和設計標準入手，系統(tǒng)闡述了管材選取、管網(wǎng)參數(shù)、附屬建筑物和信息化管理系統(tǒng)設計難點和要點。項目建成后運行效果良好，達到了設定目標，徹底解決了2.31 萬人的飲水安全問題，這對改善陵城區(qū)農村居民生活質量和生活環(huán)境均起到了積極的推動作用。