因地制宜設(shè)計(jì)農(nóng)村人安全飲水工程的策略分析

呂榮平

（重慶市忠縣水務(wù)局（水利工程質(zhì)量監(jiān)督站）， 重慶 忠縣 404300）

因地制宜設(shè)計(jì)農(nóng)村人安全飲水工程的策略分析

呂榮平

（重慶市忠縣水務(wù)局（水利工程質(zhì)量監(jiān)督站）， 重慶 忠縣 404300）

農(nóng)村安全飲水工程相比較其他水利工程具有特殊性與復(fù)雜性，要結(jié)合農(nóng)村當(dāng)?shù)氐匦蔚貏莸榷鄠€(gè)因素，設(shè)計(jì)中充分發(fā)揮人與利用自然資源，提高給水效益。本文對(duì)此展開探究，分析概述了水源工程型式，并圍繞水源工程、輸水工程、水處理與調(diào)節(jié)工程，展開了因地制宜的設(shè)計(jì)探究，以期為農(nóng)村安全飲水工程提供理論參考。

因地制宜；農(nóng)村安全飲水工程；工程設(shè)計(jì)

0 引言

水利工程是保障人們生活質(zhì)量的重要工程，農(nóng)村安全飲水工程建設(shè)關(guān)系到農(nóng)村居民的飲水安全與穩(wěn)定，對(duì)推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。因地制宜設(shè)計(jì)理念強(qiáng)調(diào)充分結(jié)合農(nóng)村飲水安全工程的特點(diǎn)以及農(nóng)村實(shí)際用水情況等，發(fā)揮工程實(shí)際的給水效益，保障工程項(xiàng)目發(fā)揮最大功效，并為農(nóng)村飲水提供安全與高效的服務(wù)。按照水利項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路，一般包括一級(jí)項(xiàng)目與二級(jí)項(xiàng)目，包括水源工程、輸水工程、水處理與調(diào)節(jié)工程，以及相關(guān)配水工程等[1]。

1 水源工程型式概述

水源工程是農(nóng)村安全飲水工程中的重要內(nèi)容，通過建設(shè)取水建筑物與相關(guān)設(shè)備來完善水源工程的建設(shè)。我國農(nóng)村水源出露形式具有多樣化的特點(diǎn)，加上農(nóng)村復(fù)雜的地形地勢環(huán)境，分布復(fù)雜的聚居狀況等，設(shè)計(jì)人員必須科學(xué)合理地考量水源的各方面因素，要求滿足當(dāng)?shù)赜盟俊＿@就需要因地制宜地設(shè)計(jì)水源工程與整體飲水工程，包括對(duì)水源出水量、水源儲(chǔ)備程度、短缺水情況等全方面進(jìn)行考量，進(jìn)行水文水量的平衡計(jì)算以及地質(zhì)情況的勘測分析等，最后再結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)水源工程的建筑物型式。

①如果通過水源勘測與計(jì)量后，發(fā)現(xiàn)水量儲(chǔ)備程度并不能完全滿足農(nóng)村每月的用水需求量，而全年水量基本滿足時(shí)，就有必要進(jìn)行水源工程的建設(shè)。因地制宜在水源出露的適當(dāng)?shù)囟谓ㄔO(shè)堤壩，確?？傂钏繚M足供水需求。擋水工程的設(shè)計(jì)蓄水量應(yīng)當(dāng)由水量平衡計(jì)算來確定，要求能夠有效調(diào)節(jié)補(bǔ)足供水補(bǔ)足的月份，完善因地制宜的擋水工程建設(shè)。

②如果通過水源勘測與計(jì)量發(fā)現(xiàn)凈水量充足，則在水源工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)以保護(hù)性的建筑設(shè)計(jì)為主，比如通過封山、封路、防洪墻等建設(shè)，對(duì)水源出露處進(jìn)行密封，形成泉室。而泉室的設(shè)計(jì)則應(yīng)當(dāng)基本包括沉淀、過濾以及清水間等。完善該類型因地制宜的水源工程建設(shè)。

③如果水源儲(chǔ)水量與流量滿足供水要求，但是水源出露高程低于供水片區(qū)，則須因地制宜設(shè)計(jì)泵站電力進(jìn)行提水，要求泵站建設(shè)需建集水建筑物，包括能夠起到擋水和存水作用的堤壩、水渠以及水池等。該泵站供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要將集水建筑物之上的工程視為水源工程，在高程10m以上采用重力式給水，其它采用機(jī)械泵站進(jìn)行給水[2]。

2 輸水工程

農(nóng)村安全飲水工程中的輸水工程主要是將水源處水進(jìn)行運(yùn)送傳輸，調(diào)節(jié)到儲(chǔ)水建筑物中。鑒于農(nóng)村地形地勢的復(fù)雜，輸水工程的設(shè)計(jì)同樣需要因地制宜地進(jìn)行選擇與布置。通過水源勘測與計(jì)量，如果水源出露高于供水片區(qū)10m左右，則可以進(jìn)行重力式給水工程設(shè)計(jì)，重力式給水工程有助于后期維護(hù)與管理，并且具有運(yùn)行成本較低、維修方便等特點(diǎn)，能夠減輕農(nóng)村居民的水費(fèi)負(fù)擔(dān)；如果測量發(fā)現(xiàn)重力式給水設(shè)計(jì)不適用，則根據(jù)水源與供水片區(qū)的高度設(shè)計(jì)電力泵站給水工程，通過電力提供動(dòng)力，進(jìn)行機(jī)械輸水。

2.1 重力式輸水工程型式

重力式輸水工程型式主要有兩種，輸水管道與飲水隧道。輸水管道的管徑選擇需要根據(jù)全天的輸水量情況來確定，計(jì)算管道沿程損失時(shí)可視為長管計(jì)算，并按照《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定選擇管徑大小。沿程損失計(jì)算公式為：

設(shè)管道長度為L，單位管長水頭損失為i，其中i=0.000912V2【（1+0.086）/V】0.3/d1.3，V＜1.2m /s。根據(jù)《水力學(xué)》沿程水損失的計(jì)算公式為：

運(yùn)用上述兩個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算，對(duì)計(jì)算結(jié)果數(shù)值較大的作為管徑設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也包括輸水隧道與明渠的設(shè)計(jì)，輸水流量按公式計(jì)算過水?dāng)嗝妗?/p>

2.2 二級(jí)項(xiàng)目

二級(jí)項(xiàng)目包括泵房建筑工程、水泵機(jī)組安裝工程、上水管道（壓力管道）、配電系統(tǒng)等。

①泵房建筑：泵房建筑面積根據(jù)水泵機(jī)組的尺寸進(jìn)行選定，同時(shí)還要結(jié)合安裝運(yùn)行空間、檢修空間等，擬設(shè)泵站房屋建筑，此外還要考慮到采光、通風(fēng)等因素，房門設(shè)計(jì)向外開啟，室內(nèi)高度參照一般工民建筑高度。

②水泵機(jī)組安裝：根據(jù)給水高度、水泵的運(yùn)行時(shí)間、上水量以及上水管的距離與管徑來選定水泵機(jī)組的型號(hào)與性能，配套的電機(jī)功率在進(jìn)行初始設(shè)定時(shí)應(yīng)當(dāng)按照水力發(fā)電工程的發(fā)電機(jī)組組裝機(jī)容量公式進(jìn)行計(jì)算選定：

其中η為效率因素，取值為0.7左右。

③上水管道：上水管道主要指水泵進(jìn)口到給水高程出口的一段管長，水泵進(jìn)口前的水管成為吸水管，要求比水泵進(jìn)口直徑大兩個(gè)型號(hào)，上水管徑按照輸水管徑進(jìn)行一致的選擇。

④配電系統(tǒng)：電力配給系統(tǒng)是電力給水泵站的重要組成部分，一般采用10kV等級(jí)的電壓，動(dòng)力配電等級(jí)為380V。配電系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)主要包括四個(gè)部分：A.10kV配電拉線架設(shè)、電力變壓器的安裝、線路拉線安裝、低壓動(dòng)力配電控制設(shè)備安裝。其中變壓器的安裝根據(jù)水泵電機(jī)容量進(jìn)行選配，根據(jù)農(nóng)村飲水工程的特點(diǎn)，因地制宜考慮一定距離內(nèi)民用變壓器的多余容量，錯(cuò)開用電高峰，優(yōu)先考慮民用變壓器[3]。

3 水處理與調(diào)節(jié)工程

進(jìn)行水處理與調(diào)節(jié)工程的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)布置在供水片區(qū)附近高臺(tái)地上的輸水工程出水口處，水處理工序設(shè)在出水口處，并因地質(zhì)因根據(jù)水源水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行一體化水處理設(shè)備的設(shè)計(jì)與安裝?；?yàn)結(jié)果如果可以直接飲用，則該部分可以不設(shè)置。一體化水處理設(shè)備應(yīng)當(dāng)安裝在室內(nèi)，注意污水的排放與衛(wèi)生問題等，供電系統(tǒng)與配電系統(tǒng)保持一致。

水調(diào)節(jié)工程是水處理后進(jìn)行流量調(diào)節(jié)的蓄水建筑，一般可以設(shè)計(jì)為水池、水塔等，該建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足農(nóng)村安全飲水日供水的調(diào)節(jié)能力與壓力。我國南方大多根據(jù)供水區(qū)管網(wǎng)的壓力進(jìn)行設(shè)定，在供水區(qū)周邊選定高處山坡等地；而北方地區(qū)則大多設(shè)置在塔架上，高度滿足供水區(qū)管網(wǎng)壓力，設(shè)置蓄水罐，也成水塔。結(jié)構(gòu)型式主要因地制宜考量當(dāng)?shù)赜盟闆r來確定，包括容積等。水塔建設(shè)對(duì)工程投資影響比較大，在后期運(yùn)行中具有重要作用，因此其容積設(shè)計(jì)需要根據(jù)兩個(gè)方面的因素來確定：一是在電力保證率高的情況下，容積設(shè)計(jì)為日最高用水量的三分之一；二是電力保證率差的情況下，容積設(shè)計(jì)為日最高用水總量。

4 結(jié)束語

綜合全文，農(nóng)村安全飲水工程設(shè)計(jì)須采用因地制宜的設(shè)計(jì)理念，充分考量農(nóng)村實(shí)際地形地勢特點(diǎn)、缺水情況、月用水量，以及自然水源蓄水、流量等情況，與城市飲水工程建設(shè)相比，農(nóng)村水源出露的形式具有多樣化，因此才必須結(jié)合利用因地制宜的方法進(jìn)行工程的全過程設(shè)計(jì)。通過對(duì)水源工程、輸水工程、水處理與調(diào)節(jié)工程的因地制宜設(shè)計(jì)，有助于提高農(nóng)村安全飲水工程建設(shè)質(zhì)量，最終為農(nóng)村居民飲水提供安全與高效的服務(wù)。

[1]張堅(jiān).如何因地制宜設(shè)計(jì)農(nóng)村飲水安全工程[C].農(nóng)村飲水安全高級(jí)論壇暨中國農(nóng)業(yè)節(jié)水和農(nóng)村供水技術(shù)協(xié)會(huì)成立大會(huì)，2014.

[2]曾凡江.如何因地制宜設(shè)計(jì)農(nóng)村人飲安全工程[J].黑龍江水利科技，2015，41(9)：191-193.

[3]彭軍秀.如何因地制宜設(shè)計(jì)農(nóng)村人飲安全工程[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016(7)：45-46.

TU714

B

1007-6344（2017）09-0254-01

呂榮平（1974.10-）男，四川蓬溪縣人，中級(jí)工程師，1995年畢業(yè)于四川省水利電力學(xué)校，1995年畢業(yè)以來一直在忠縣水務(wù)局從事水利工程質(zhì)量監(jiān)督和工程設(shè)計(jì)工作。