貴州村鎮(zhèn)供水系統(tǒng)選擇與經濟技術比較

陳洪松

摘要：本文針對貴州山區(qū)村鎮(zhèn)經濟發(fā)展相對滯后，缺少管理技術人員，管理水平較低下的情況，結合山區(qū)的特點，對供水系統(tǒng)的各構成部分進行了技術和經濟的分析比選，盡量在村鎮(zhèn)小規(guī)模供水工程供水系統(tǒng)選擇時做到合理化、經濟化，做到實施簡單、運行維護簡單可靠、運行電耗低，降低水價，造福于人民。

關鍵詞：村鎮(zhèn) 供水系統(tǒng) 經濟 技術

貴州省位于中國西南的東南部，省會貴陽。東毗湖南、南鄰廣西、西連云南、北接四川和重慶，介于東經103°36′～109°35′、北緯24°37′ ～29°13′之間，國土面積176167K㎡，占全國國土面積的1.8%。2010年9月止，全省設4個地級市，3個自治州，2個地區(qū)；9個縣級市，56個縣，11個自治縣，10個市轄區(qū)，2個特區(qū)；共計505個鄉(xiāng)（含252個民族鄉(xiāng)），689個鎮(zhèn)，109個街道辦事處。

貴州地貌屬于中國西南部高原山地，境內地勢西高東低，自中部向北、東、南三面傾斜，平均海拔在1100米左右。全省地貌可概括分為高原、山地、丘陵和盆地四種基本類型，其中92.5%的面積為山地和丘陵。貴州巖溶地貌發(fā)育非常典型?？λ固氐孛裁娣e109084平方千米，占全省國土總面積的61.9 %，境內巖溶分布范圍廣泛，形態(tài)類型齊全，地域分布明顯，構成一種特殊的巖溶生態(tài)系統(tǒng)。

1．貴州村鎮(zhèn)供水工程主要特點

貴州的村鎮(zhèn)相對來說大多經濟發(fā)展滯后，供水工程具有以下特點：

①人口規(guī)模小。鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口多在幾千到一萬多人，小的自然村寨幾百到一千人，較大的自然村寨有一、兩千人。

②除特殊類型的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村寨外，供水用途單一，主要為生活用水、少量農副產品加工用水，有些旅游服務型村寨有部分餐飲用水，自然村寨還有部分大牲畜用水。

③用水量少，供水工程的建設規(guī)模小。受經濟發(fā)展的限制，衛(wèi)生器具的完善程度較低，根據(jù)氣候條件和生活條件，自然村寨居民綜合用水量多在80-120L/（cap·d）間，鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民綜合用水量多在100-150L/（cap·d）之間，除特殊類型的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、自然村寨外，供水工程的供水規(guī)模大多在100m3/d—2000m3/d。

④供水水源距離鎮(zhèn)區(qū)或者村寨遠近不一，輸水管線長度較短的1-2Km，長的4-6Km，少數(shù)長達10Km及以上。

⑤受山區(qū)地形影響，配水覆蓋范圍內多地形起伏較大，配水管網中水壓差較大。

⑥貴州村鎮(zhèn)經濟發(fā)展相對滯后，缺少管理的技術人員，管理水平相對低下。

2．常見的供水系統(tǒng)分類及系統(tǒng)組成

2.1常見的供水系統(tǒng)分類

城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)按不同的性質有多種不同的分法，如按水源性質分，可分為地表水供水系統(tǒng)、地下水供水系統(tǒng)，按供水方式分，可分為重力流供水系統(tǒng)、壓力供水系統(tǒng)、混合供水系統(tǒng)，按使用目的分可生活用水供水系統(tǒng)、工業(yè)用水供水系統(tǒng)等等。

2.2供水系統(tǒng)的組成

不論是何種類型的供水系統(tǒng)，一般均包括水源、取、輸水工程、凈水工程、配水工程四大部分。

2.2.1水源

供水水源分為兩類，一是地表水，包含江、河、湖、海、水庫、山塘等；二是地下水，包含地下出露泉水、深層地下水（承壓水）、淺層地下水（潛水）等類型。

2.2.1取、輸水工程

取水工程主要為取水構筑物，即從選定的水源（包括地表水和地下水）取水。有滲渠、大口井、岸邊式取水泵房等等形式。

輸水工程即從水源將原水輸送到凈水廠的管（渠）道。

2.2.2凈水工程

凈水工程通常指凈水設施、凈水廠，包含將水源原水處理達到用水水質要求的構筑物、附屬的投藥、消毒、變配電間及水處理所需要的相關的投藥設備、消毒設備等等。

一般的凈水工程構建筑物有澄清池、絮凝反應池、沉淀池、濾池、清水池等，附屬生產建筑物有投藥間、消毒間、變配電室、送水加壓泵房等。

2.3.3配水工程

配水工程通常指將凈水廠處理達標后的水輸送到個用水點的管道工程。包括配水管網和配水管網中的高峰用水調節(jié)水池，如供水系統(tǒng)采用前置調節(jié)時，調節(jié)水池一般與凈水廠中的清水池合并。

3．供水系統(tǒng)的選擇與經濟技術比較

村鎮(zhèn)的供水規(guī)模小，且主要為生活用水，若將生活用水和工業(yè)生產用水分水質進行供應，則需建兩套凈水系統(tǒng)和兩套配水系統(tǒng)，增加了工程的管理復雜難度、工程投資和運行成本，故一般采用同質供水系統(tǒng)，以生活用水要求進行凈水處理。

山區(qū)地形起伏較大，應在分析配水能耗、合理降低水價的前提下，合理確定是否采用同壓供水還是采用分區(qū)（分壓供水）供水。

貴州村鎮(zhèn)經濟發(fā)展相對滯后，缺少管理技術人員，管理水平相對低下，合理的確定供水系統(tǒng)及其組成單元，做到設備材料簡單可靠、運行維護簡單、運行電耗低、使用的藥劑或原料易采購保存，做到水價最低，造福于人民，是值得研究和探討的。

3.1水源

一般來說，地下水水質變化較小，使運行維護管理簡單化，容易保證水處理達標，處理費用低，供水安全性得到提高和保障。

地表水受人為破壞污染、大氣降水影響、季節(jié)變換等等因素影響，水質變化大，給凈水廠水處理帶來一定困難，且水處理費用高，如不結合水質變化調整水廠的運行工況，則出廠水水質難以保證。

故在保證取水量的前提下，首選水質符合水源水質標準要求的地下水作為供水水源，適宜缺少技術人員，管理水平相對較低的村鎮(zhèn)級小規(guī)模供水工程。如開采地下水作為水源，則應注意取水量須小于允許開采量，防止造成地層結構破壞，帶來地面塌陷等自然災害。

3.2取、輸水工程

3.2.1取水工程

取水工程在滿足取水要求的前提下，應考慮采用維護簡單、管理方便，并利于安全衛(wèi)生防護的取水方式。

通常地下出露泉水采取泉室取水；一般不通航的小河流采用取水低壩抬高水位取水，也可采取滲渠、大口井等方式取水，但應考慮洪水影響因素和取水工程的安全；較大河流、水庫等地表水等采取岸邊式取水泵房取水，同樣需要考慮洪水影響因素。

3.2.2輸水工程

輸水工程分重力流輸水和壓力流輸水兩種類型，貴州村鎮(zhèn)的經濟發(fā)展相對滯后，應充分考慮節(jié)約運行電耗，制定合理的居民水價。

重力流輸水在滿足水力計算要求的前提下，輸水管管材考慮運行維護管理、運輸、氣候條件、地質條件、工程投資的影響因素即可。

對于需要加壓輸水的供水系統(tǒng)，輸水管道的管材選擇對運行電耗費用有相當?shù)挠绊?，而運行費用的高低取決于管道水頭損失的大小。

管道的水頭損失包含沿程水頭損失和局部水頭損失，沿程水頭損失可按下式計算[1]：

10.67q1.852L

h=

C1.852D4.87

h—沿程水頭損失（m）

L—管道長度（m）

D—管徑（m）

q—流量（m3/s）

C—（海曾-威廉）系數(shù)，按下表取值：

管道種類 C值

塑料管 140

新鑄鐵管、涂水泥砂漿的鑄鐵管 130

混凝土管、焊接鋼管 120

根據(jù)現(xiàn)行設計規(guī)范，局部水頭損失一般按沿程水頭損失的5-10%計算，但受貴州山區(qū)特殊地形影響，輸水管線起伏較大、轉彎較多，局部水頭損失較大，對于較長的輸水管線，難以對其局部水頭損失進行詳細計算，根據(jù)筆者在貴州山區(qū)供水工程的設計經驗，建議按沿程水頭損失的10-15%計算。

輸水工程的電費可計算按下式計算[2]：

以當前市場上最容易采購、應用最廣、最具有代表性的給水管管材鋼管、離心球墨鑄鐵管、PE給水管為例，由上面的計算式可推算出同管徑的PE給水管的理論水頭損失和理論電耗分別是鋼管、離心球墨鑄鐵管的75%和87%，如遇到長距離輸水管線，噸水電耗費用可達0.10元左右甚至以上，綜合折舊、運行維護費用，噸水的水價差距在0.20-0.30元左右，年總電耗費用相差也較多，對居民的水價影響較大，故供水工程輸水管的管材材應在充分考慮運行維護管理、運輸、氣候條件、地質條件、工程投資的影響因素下核算運行成本，進行合理的選擇和搭配使用。