賴(lài)昌平

（興國(guó)縣水利局，江西 贛州342400）

1 工程規(guī)模

某山區(qū)位于高海拔地區(qū)，受地形條件、氣候條件多樣性的影響，山區(qū)內(nèi)水資源分布不均勻，干濕季節(jié)差異非常明顯。全縣平均降水量為883.5 mm，常年平均徑流深度為184.5 mm。在降水條件的影響下，東部山區(qū)的年平均徑流為500.7 mm，南部山區(qū)年平均徑流深度為50～100 mm；水資源隨著干濕季節(jié)的變化差異尤為明顯，枯水季節(jié)為每年11月至來(lái)年5月，水資源為年均水資源的15%，汛期占年均水資源的75%。受海拔的影響，枯水季用水相對(duì)集中，在季節(jié)性干旱季候的影響下水量較少，容易激發(fā)水資源干涸、水資源突然減少的情況。山區(qū)縣內(nèi)地勢(shì)的起伏相對(duì)較大，山區(qū)水利工程供水能力差，蓄水水平也相對(duì)較低，故整體取水難度較大。目前，采用的水凈化系統(tǒng)使用效果較差，其他分散式供水工程無(wú)水凈化系統(tǒng)，帶消毒設(shè)備的水凈化系統(tǒng)8個(gè)[1]。

2 現(xiàn)階段山區(qū)飲水工程設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題

工程維護(hù)難度大是目前山區(qū)飲用水管理的主要問(wèn)題，具體體現(xiàn)在以下幾方面：

1）山區(qū)地勢(shì)廣闊，目前無(wú)法滿(mǎn)足所有居民的飲水要求（共計(jì)166個(gè)村委會(huì)，2 188個(gè)村民小組）。參照相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)每個(gè)居中村小組服務(wù)人口約4 000人，所以解決山區(qū)農(nóng)村居民飲水工程量相對(duì)較大，前期投資較高，解決水量仍然不足。

2）部分山區(qū)的總降水量較少，并且供水保障效果不足。山區(qū)居民大多居住在半山腰或山腳，部落居民更喜好采用山箐水、雨水解決部落的飲水問(wèn)題，但地形、地勢(shì)問(wèn)題限制了山區(qū)就居民的飲水質(zhì)量。比如，山區(qū)河流資源較少，儲(chǔ)水、蓄水條件較差；水資源空間分布較為分散，干旱季節(jié)的降水量相對(duì)不足，甚至無(wú)降水，解決這些問(wèn)題，處理旱季嚴(yán)重缺水問(wèn)題的影響，要借用距離較遠(yuǎn)的河流，利用集中供水工程來(lái)解決[2]。

3）山區(qū)飲水工程的日常維護(hù)難度相對(duì)較大。在復(fù)雜地勢(shì)的影響下，地勢(shì)高山區(qū)的飲用水資源非常缺乏。目前，一般采用灌溉引水管道引山箐水進(jìn)入高位水池積蓄，在水管重力條件下進(jìn)行水資源輸送，來(lái)滿(mǎn)足居民的飲水要求。但由于村落分布范圍相對(duì)較廣，有保障的水資源儲(chǔ)備量較少，并且后期維護(hù)、養(yǎng)護(hù)難度較大，容易在供水落差的影響下導(dǎo)致管道發(fā)生損壞，所以整體維護(hù)的難度較高。

3 山區(qū)飲水安全小型集中供水工程設(shè)計(jì)措施

3.1 確定供水規(guī)模

為保障山區(qū)飲水的供水規(guī)模，相關(guān)人員要參照SL 310—2019《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》的技術(shù)要點(diǎn)，再結(jié)合以下要點(diǎn)予以?xún)?yōu)化：

1）在確定用水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，先要分析出用水量指標(biāo)，再參照有關(guān)山區(qū)供水技術(shù)的規(guī)定，確定出最大日供水定額，保證每人日供水定額在90～130 L。本區(qū)農(nóng)村集中供水設(shè)計(jì)中，選擇每人日供水額110 L左右即可。

2）確定公共用水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，村民日生活用水量取值應(yīng)當(dāng)控制在全村飲水水平的8%左右。在山區(qū)各村落公共用水量協(xié)調(diào)中，要保證居民的每人用水量需求為全村飲水水平7%。

3）管網(wǎng)損失確定中，要參照管網(wǎng)的損失情況，結(jié)合現(xiàn)有供水方案、管網(wǎng)功能及使用材料屬性，做好管網(wǎng)的基本設(shè)計(jì)。在管網(wǎng)損失水量確定中，可采用總水量的10%界定。

4）日變化系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定中，取值應(yīng)當(dāng)控制在1.5左右，保證工程的年供水量變化指標(biāo)，注意本次設(shè)計(jì)中飲用水資源的日變化系數(shù)（日變化系數(shù)≈1.4）。

3.2 水源水量平衡

飲水工程設(shè)計(jì)中，要分析山區(qū)已存在水庫(kù)的位置，探討水庫(kù)的供水量平衡問(wèn)題，再對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。注意以下要點(diǎn)：（1）分析水庫(kù)原功能蓄水量指標(biāo)，核算需水量變化，采用年供水量及有效庫(kù)容指標(biāo)計(jì)算水源水量，確保供水保證率超過(guò)95%。（2）水處理系統(tǒng)選擇中，要注意分析山區(qū)的地勢(shì)、空間、降水等因素，探討影響水源水量的運(yùn)行、維護(hù)成本。在農(nóng)村飲用水安全集中供水工程設(shè)計(jì)中，可采用具有沉淀、過(guò)濾、凈水于一體的沉淀池，對(duì)當(dāng)前水資源進(jìn)行凈化，消除水體中的顆粒物、雜質(zhì)、微生物及富氧化物質(zhì)，并注意處理水體中的重金屬物質(zhì)，包括鐵、錳等，滿(mǎn)足水質(zhì)凈化的要點(diǎn)。水處理系統(tǒng)所占據(jù)的空間較小，前期投入、管理所需求的費(fèi)用較高，但采用沉淀池處理水資源，具有較好的應(yīng)用效果，并且整體維護(hù)管理操作相對(duì)便捷。所以，水處理系統(tǒng)選擇中，要根據(jù)場(chǎng)地的大小做出一定區(qū)分，若場(chǎng)地空間較小，可采用一體化水處理系統(tǒng)；若山區(qū)的作業(yè)空間較大，可采用沉淀池處理系統(tǒng)，所以本工程規(guī)劃中選擇沉淀池的效果更佳。

3.3 輸配水管方案

輸配水管道應(yīng)用中，要事先確定好輸配水管道的安裝要求，通過(guò)確定水廠位置及輸水口和取水口的方向，確保取水口高度高于輸水孔，確保原水在重力作用下自動(dòng)流到凈水廠中。若輸水管道的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，可利用雙管結(jié)構(gòu)，可避免管道檢修期間停水問(wèn)題的影響，提高供水的穩(wěn)定性。同時(shí)，要分析管徑的大小，利用綜合考量的方式分析水體的流速、水頭流失指標(biāo)，確定粗糙度參數(shù)；若供水工程為集中式，那么可選用樹(shù)枝形規(guī)劃模式。

3.4 管材選擇

由于配水管道的種類(lèi)相對(duì)復(fù)雜，故管材選擇中要盡可能保障管道的承載力、承壓水平，注意考慮管道設(shè)計(jì)中項(xiàng)目的成本投入要求，滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)的要求。要選擇承壓效果好、耐腐蝕較好的管材，尤其是要考慮項(xiàng)目的投資成本，注意貫徹可持續(xù)發(fā)展的理念，因此，選擇聚乙烯管、預(yù)應(yīng)力鋼桶混凝土管等材料都符合要求。但要注意分析供水總管的指標(biāo)，若供水總管、干管的管徑大于400 mm，那么選擇PCCP管效果較好；若管徑在400 mm以?xún)?nèi)，則選用聚乙烯PE管的效果相對(duì)較好。

3.5 混合供水模式設(shè)計(jì)要點(diǎn)

該工程作業(yè)區(qū)域的干濕季節(jié)非常分明，在每年年初至當(dāng)年5月份的降水量較少，故水源非常短缺，相關(guān)人員要了解山區(qū)居民飲用水的實(shí)際情況，側(cè)重對(duì)山箐水資源進(jìn)行處理，保證居民的用水安全。但目前山箐水資源儲(chǔ)備相對(duì)較少，所以這一小水源無(wú)法滿(mǎn)足用水需求，分析干旱時(shí)期人們的飲水情況，需要增加水資源工程建設(shè)。針對(duì)這一問(wèn)題，相關(guān)人員可利用集中供水混合水窖蓄水的模式，聯(lián)合處理供水不足的問(wèn)題。（1）如可利用混合供水的模式，在該山區(qū)水資源汛期進(jìn)行多余水資源的分散處理及收集操作，并將此類(lèi)水資源存儲(chǔ)于水窖當(dāng)中，待旱季時(shí)期使用水資源，保證整體供水效率。汛期管理中，需要將山箐水作為供水資源，再將余下的山箐水資源導(dǎo)入水窖中；旱季管理中，山箐水會(huì)逐漸枯竭，此時(shí)要調(diào)取水窖中的山箐水，并對(duì)水窖進(jìn)行補(bǔ)水管理，再將這些水資源導(dǎo)入沉淀池中，確保水資源的清澈度。檢測(cè)顯示，經(jīng)該方法處理后，水窖中的水資源并不會(huì)受到污染，也不需要經(jīng)過(guò)大規(guī)模的消殺管理，微生物指標(biāo)僅有大腸桿菌超過(guò)既定標(biāo)準(zhǔn)，但其余標(biāo)準(zhǔn)均滿(mǎn)足飲用水的基本需求。（2）可利用房頂收集雨水，或采用直接蓄積水窖的方式，可保證水資源的利用效率，且利用房頂收集雨水并簡(jiǎn)易處理的模式的整體效果更佳。

3.6 分級(jí)供水模式設(shè)計(jì)

山區(qū)的地勢(shì)、海拔差異懸殊，山坡、山腳、山頂均有村落覆蓋。統(tǒng)計(jì)顯示，居民居住范圍的垂直度超過(guò)50 m。

目前，集中供水模式主要在山頂某一區(qū)域修建大型蓄水池，通過(guò)供水管道將水資源疏導(dǎo)至居民的村落，達(dá)到供水的目的，但大跨度、長(zhǎng)距離的供水模式需要更高強(qiáng)度的管道，一旦管道的承壓不足，或者是內(nèi)部受到劇烈的振動(dòng)，在水壓、負(fù)壓、水錘作用下管網(wǎng)下端的水壓就會(huì)提升，容易撐破管道構(gòu)件，也不利于后期的維護(hù)。管道中上方的水壓相對(duì)較小，水資源的含量也少，容易受到重力及水壓的影響。當(dāng)管道上方?jīng)]有水資源通過(guò)時(shí)，那么整體用水的保障效果較差，可使用減壓恒壓閥、緩閉蝶閥、空氣閥等防護(hù)設(shè)備，控制水錘的壓力參數(shù)。

小規(guī)模供水設(shè)施應(yīng)用中，設(shè)備的維護(hù)性能較差，若長(zhǎng)期沒(méi)有對(duì)閥門(mén)進(jìn)行關(guān)閉，很容易導(dǎo)致閥門(mén)、管網(wǎng)內(nèi)部有空氣進(jìn)入，對(duì)管道有一定破壞力。在實(shí)地考察中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前工程管網(wǎng)的上半部分是污水狀態(tài)，但水閥長(zhǎng)期處于開(kāi)啟的狀態(tài)，可能出現(xiàn)管道破裂問(wèn)題，且后期維修難度較大。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)開(kāi)啟閘門(mén)后，管道甚至還有抖動(dòng)的現(xiàn)象出現(xiàn)，為控制海拔差對(duì)片區(qū)供水安全的影響，需要合理協(xié)調(diào)水壓、水錘方面的壓力。

采用分級(jí)供水模式，即在不同海拔、不同地區(qū)分別修建蓄水池，采用分段供水的模式進(jìn)行處理，保證整體供水等級(jí)為2級(jí)或3級(jí)。修建二級(jí)水池時(shí)，確保各水池的間隔參數(shù)在25 m，并注意分析居民的用水、居住情況，保證整體用水、供水的安全性，提高管道的功能性。確定分段式設(shè)計(jì)模式，還需要注意以下要點(diǎn)：

1）確定定期、定時(shí)的巡查管理方案，分析居民是否均衡用水，同時(shí)使用衛(wèi)星定位技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控。在此過(guò)程中，要注意分級(jí)供水總水池的容積設(shè)計(jì)要小于原來(lái)的水池容積，但兩組水池的容積并不會(huì)發(fā)生變化。如二級(jí)水池可采用20 m3容積的水池，可滿(mǎn)足山區(qū)內(nèi)所有居民的飲水需求。

2）分級(jí)管理模式降低了水管被壓爆的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)確定水權(quán)的指標(biāo)，解除高處居民無(wú)處用水的窘境，一旦有管網(wǎng)出現(xiàn)損壞時(shí)，系統(tǒng)也可控制水資源的浪費(fèi)問(wèn)題，可避免管道破裂對(duì)其他村落的影響。

3）完善工程資料檔案，分析施工管理的組織要點(diǎn)及施工圖紙、標(biāo)書(shū)數(shù)據(jù)、內(nèi)外業(yè)資料數(shù)據(jù)，再將此類(lèi)資料進(jìn)行匯總，監(jiān)控工程設(shè)計(jì)批復(fù)、工程監(jiān)理信息、竣工管理信息、驗(yàn)收管理資料以及BIM圖示中的施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)圖及其影像學(xué)資料，建立起符合標(biāo)準(zhǔn)的“四制”處理方法，消除上述所有操作的安全隱患，提高工程設(shè)計(jì)的有效性和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了全面貫徹全面小康社會(huì)建設(shè)理念，相關(guān)人員要盡可能優(yōu)化山區(qū)飲水安全小型集中供水設(shè)計(jì)要點(diǎn)，采用科學(xué)的監(jiān)控思路、管理思路做好工程的在線管理技術(shù)，加大人力、物力、財(cái)力方面的投入，在消除作業(yè)安全隱患的基礎(chǔ)上建立可靠的管理機(jī)制，為居民飲水用水提供一定便捷。