淮北平原地區(qū)農(nóng)飲工程中村內(nèi)管網(wǎng)管徑的確定

徐曙光

(阜陽(yáng)市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院，安徽 阜陽(yáng) 236002)

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淮北平原地區(qū)農(nóng)飲工程中村內(nèi)管網(wǎng)管徑的確定

徐曙光

(阜陽(yáng)市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院，安徽 阜陽(yáng) 236002)

文章介紹了概率法在村內(nèi)管網(wǎng)的計(jì)算中的應(yīng)用，提出了村外的主干管管徑銜接計(jì)算的處理方法。

農(nóng)村飲水安全工程；管網(wǎng)；設(shè)計(jì)

在農(nóng)村飲水安全工程的管網(wǎng)水力計(jì)算中，以往的管徑均采用最高日最高時(shí)平均用水量計(jì)算主干管管徑，計(jì)算末端一般選取自然村村口，入村后的管徑由于計(jì)算復(fù)雜，在文[1]中沒(méi)有給出計(jì)算方式，設(shè)計(jì)時(shí)往往通過(guò)經(jīng)驗(yàn)確定。

1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)選取

由于一個(gè)自然村內(nèi)的人居生活習(xí)慣相近，因此容易出現(xiàn)用水高峰期集中的情況，應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮多戶同時(shí)用水。此時(shí)按最高日最高時(shí)平均用水量計(jì)算的管道極有可能出現(xiàn)供水不足的情況，即管徑偏小。因此，村內(nèi)管道應(yīng)按概率法計(jì)算設(shè)計(jì)秒流量，通過(guò)秒流量來(lái)確定管徑。

表1 規(guī)范建議的不同管徑控制供水戶數(shù)

注：該表的數(shù)據(jù)是基于流速0.2～0.4m/s，人均綜合用水量100L/(人﹒d)，4人/戶，時(shí)變化系數(shù)取3，通過(guò)測(cè)算最后確定。

在文[2]最新規(guī)范中考慮到原規(guī)范的遺漏，因此在第7.2.8節(jié)中提出了村內(nèi)管網(wǎng)設(shè)計(jì)的要求，建議少于1000人的村內(nèi)管網(wǎng)參照表1所列數(shù)據(jù)選取。

在淮北平原地區(qū)，農(nóng)飲工程設(shè)計(jì)時(shí)通常人均用水量一般取50～60L/(人·d)，變化系數(shù)一般取2，這與規(guī)范所采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有所不同，且在實(shí)際使用中，發(fā)現(xiàn)規(guī)范采用的村內(nèi)管流速取0.2～0.4m/s也比實(shí)際略小。因此，淮北平原地區(qū)在農(nóng)飲工程設(shè)計(jì)時(shí)若直接取用規(guī)范推薦管徑，將與實(shí)際產(chǎn)生較大差異。因此文中通過(guò)對(duì)于淮北平原地區(qū)某農(nóng)飲工程的入村管與入戶管的計(jì)算進(jìn)行分析，以期對(duì)進(jìn)行淮北平原地區(qū)農(nóng)飲工程設(shè)計(jì)人員在管徑選取時(shí)有所幫助。

2 實(shí) 例

本工程為淮北地區(qū)某地下水水廠自然村入村管網(wǎng)計(jì)算，該水廠總供水人口2萬(wàn)人，共31個(gè)自然村，自然村人口為300～1200人，設(shè)計(jì)最高日居民生活用水定額為50L/人·天。

(1)村內(nèi)管道布置。設(shè)計(jì)入村后的管網(wǎng)布置均采用枝狀管網(wǎng)，入村后的引入管為1～3支，布置在村內(nèi)主要干道上，由引入管分出支管入巷，接至用戶門前，再采用dn25或dn20pe管接入用戶。(2)村內(nèi)各級(jí)管道的計(jì)算。采用文[3]推薦的公式進(jìn)行計(jì)算，最大用水時(shí)給水當(dāng)量出流概率U0、計(jì)算管段的同時(shí)出流概率U以及設(shè)計(jì)管段的秒流量分別按式(1)計(jì)算：

(1)

其中，U0為生活給水管道的最大用水時(shí)衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均流出概率%；qL為最高用水日的用水定額，50L/d；m為每戶用水人數(shù),4人/戶；Kh為小時(shí)變化系數(shù)，取2；Ng為每戶設(shè)置的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量數(shù)；一般情況下，農(nóng)村飲水工程僅對(duì)每戶農(nóng)家安裝1個(gè)水龍頭，因此計(jì)算的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量Ng每戶均為1；T為用水時(shí)數(shù)，h，取24h。

計(jì)算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時(shí)流出概率U的計(jì)算式為式(2)

(2)

其中，αc為對(duì)應(yīng)于不同U0的系數(shù)；Ng為計(jì)算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)；計(jì)算管段的設(shè)計(jì)秒流量qg計(jì)算式為式(3)

qg=0.2U·Ng

(3)

計(jì)算時(shí)自然村的戶均人口取4人，入村管和接戶管流速范圍控制在0.6～1.1m/s左右。計(jì)算出的不同管徑下引入管的供水戶數(shù)和人口結(jié)果如表2所列。

表2 村巷供水引入管不同管徑供水人口計(jì)算表

(3)與村外主干管銜接性檢查。由于村內(nèi)管網(wǎng)采用了概率法進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)村外干管采用平均法設(shè)計(jì)時(shí)，2種不同的方法所計(jì)算的管徑在什么情況下能相互銜接，分析計(jì)算如下：用2種方法對(duì)不同管徑下算出的秒流量以及管道過(guò)流能力的計(jì)算結(jié)果騍表3所列。

表3 兩種方法、不同管徑計(jì)算的秒流量、需水量和管道過(guò)流能力

注：設(shè)計(jì)時(shí)采用的用水定額為50L/(人·d)，考慮公共用水及滲漏水量后，人均用水量為66.8 L/(人·d)，秒流量計(jì)算采用流速為0.6～1.1m/s，管道過(guò)流能力采用流速0.6m/s。

由計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，不同管徑下，管道過(guò)流能力均大于按平均法計(jì)算的秒需水量，與按概率法計(jì)算的秒流量相近，在最大管徑DN90時(shí)，該管徑下的過(guò)流能力與秒流量相近，最小管道過(guò)流能力與最大秒需水量也基本相同，因此可認(rèn)為，當(dāng)在村外干管為dn90時(shí)，能同時(shí)滿足村內(nèi)2000人的需水量、計(jì)算秒流量，并且管徑選擇適當(dāng)。因此，在本次設(shè)計(jì)工況下，可認(rèn)為2000人的自然村為2種計(jì)算方法的銜接點(diǎn)。

當(dāng)自然村人數(shù)小于2000人時(shí)，入村干管應(yīng)按照表3提供的概率法計(jì)算結(jié)果選擇管徑，當(dāng)自然村人數(shù)大于2000人時(shí)，應(yīng)按照平均法計(jì)算的結(jié)果選擇管徑。

3 結(jié)束語(yǔ)

農(nóng)村飲水工程中，自然村內(nèi)的管網(wǎng)管徑應(yīng)按照秒流量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)，并與按最高日平均時(shí)計(jì)算的村外供水干管管徑相銜接；由于目前淮北平原地區(qū)農(nóng)村人口大量外出務(wù)工，最高時(shí)用水量與設(shè)計(jì)有差異，因此，除集鎮(zhèn)所在地和新農(nóng)村外，一般地區(qū)可適當(dāng)將計(jì)算管徑供水人口擴(kuò)大10%左右；不同用水定額下，可采用相同的方法進(jìn)行計(jì)算，但文中的表格不可直接套用。

[1] SL310-2004，村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范[S].

[2] SL687-2014，村鎮(zhèn)供水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] GB50015-2009，建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

(責(zé)任編輯 陳化鋼)

Determination of pipe diameter in village pipe network for rural drinking water safety project in Huaibei plain

XU Shu-guag

(Fuyang Surrey and Design Institute of Water Consevancy and Hydropower, Fuyang 236002,China)

In this paper, the application of probabilistic method to calculating the pipe netword in village are introduced, treatment method on connect calculation of main pipe radius outer of village is also put forward .

safety engineering of rural drinking water; pipe network; design

2015-09-01；

2015-10-08

徐曙光(1977-)，男，安徽阜陽(yáng)人，工程師，從事水利規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。

10.3969/j.issn.1671-6221.2015.04.014

TV21

A

1671-6221(2015)04-0042-03