滄州市農(nóng)村飲水安全工程設(shè)計中的問題及對策

王 顯，孫亞明

(滄州水利勘測設(shè)計院，河北 滄州 061000)

1 前言

滄州淺層地下水苦咸，深層地下水含氟量高，地下漏斗嚴(yán)重。水成為滄州經(jīng)濟發(fā)展和人民幸福指數(shù)提高的最大制約因素，解決水問題刻不容緩。2005年，國家啟動了人飲安全工程，滄州共有267．96萬農(nóng)村飲水不安全人口列入國家規(guī)劃，占全市農(nóng)村人口的40%左右。

2011年中央一號文件中又指出繼續(xù)推進農(nóng)村飲水安全建設(shè)，到2013年解決規(guī)劃內(nèi)農(nóng)村飲水安全問題，“十二五”期間基本解決新增農(nóng)村飲水不安全人口的飲水問題。積極推進集中供水工程建設(shè)，提高農(nóng)村自來水普及率。有條件的地方延伸集中供水管網(wǎng)，發(fā)展城鄉(xiāng)一體化供水。

針對國家相關(guān)政策，近年來滄州興建了大量集中供水廠，使飲水環(huán)境大為改善。到目前為止，滄州市共建設(shè)集中供水廠140多個，使東部靠近水源地縣市的230萬城鄉(xiāng)群眾喝上了安全水。本文以滄州市2011年農(nóng)村飲水安全工程為例，從農(nóng)村飲水安全工程概算組成和工程項目組成兩個方面對工程投資進行分析，找出平原地區(qū)農(nóng)村飲水安全項目投資重點，并結(jié)合設(shè)計中投資重點部分存在的問題，為基層水利設(shè)計人員更好地服務(wù)農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)提出對策。

2 工程投資結(jié)構(gòu)

2.1 從概算組成角度看投資結(jié)構(gòu)

農(nóng)村飲水安全項目工程概算費用分為建筑工程費、機電設(shè)備及安裝工程費、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝工程費、施工臨時工程費、獨立費用五部分組成。其中建筑工程費主要由管道工程費、水源井工程費、廠區(qū)房建工程費、清水池工程費、其他工程費組成。以滄州市2011年農(nóng)村飲水安全項目泊頭市郝村水廠為例，投資結(jié)構(gòu)見表1。

表1 滄州市郝村水廠投資結(jié)構(gòu)

由表1可見，滄州市郝村水廠的投資結(jié)構(gòu)重心為建筑工程費。

2.2 從項目組成角度看投資結(jié)構(gòu)

滄州市2011年農(nóng)村飲水安全項目主要分項工程有五項:(1)管道工程;(2)水源井工程(現(xiàn)階段為新建深機井工程);(3)房屋建筑工程;(4)清水池工程，(5)其他工程。

滄州市2011年農(nóng)村飲水安全項目分項工程投 資結(jié)構(gòu)見表2。

表2 滄州市各集中供水工程分項工程費用占建筑工程投資比例統(tǒng)計表

由表2和圖1可見，滄州市2011年農(nóng)村飲水安全項目分項工程組成中管道工程所占投資比例最大。

圖1 滄州市2011年各集中供水工程分項工程投資比例

3 工程投資結(jié)構(gòu)分析

由表1可以看出，滄州市郝村水廠的投資結(jié)構(gòu)重心為建筑工程費，建筑工程費占項目總投資的比例為80．62%。

由表2和圖1可以看出，管道工程是農(nóng)村飲水安全項目的投資主體，農(nóng)村飲水安全項目中建筑工程費占項目總投資的比例基本控制在80%左右，而建筑工程費中管道工程投資所占比例為65%-85%，是影響整個項目總投資的最敏感部分。

綜上所述，農(nóng)村飲水安全項目中，管網(wǎng)工程規(guī)劃與布置是整個工程規(guī)劃的關(guān)鍵部分。管線埋藏于地下，從而使資金浪費、供水不合理等問題不易曝露，存在的隱患較多。因此，為了徹底消除這些不合理因素，必須在管網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計階段進行合理的規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計，并進行系統(tǒng)的現(xiàn)狀、近期和遠期的水力模擬校核以期能達到設(shè)計最優(yōu)化的目的。

4 管道工程設(shè)計中存在的問題及對策

農(nóng)村飲水安全項目中管道工程投資所占比例最大，占總投資的65%-85%。在設(shè)計階段如何對管網(wǎng)進行合理規(guī)劃和優(yōu)化、提高資金使用率是目前農(nóng)村飲水工程設(shè)計工作中迫切需要解決的問題。

因此，水利設(shè)計人員在農(nóng)村飲水工程設(shè)計中要抓住主要矛盾，重點優(yōu)化管道工程設(shè)計部分，以達到節(jié)約總投資的目的。在設(shè)計中導(dǎo)致管道工程投資不合理因素很多，結(jié)合筆者實際工作總結(jié)如下:

4.1 供水規(guī)模不合理

4.1.1 確定設(shè)計供水人口過大，導(dǎo)致水廠設(shè)計規(guī)模偏大，管道工程管徑較粗，經(jīng)濟合理性欠佳。

問題:隨著全國小城鎮(zhèn)建設(shè)，撤鄉(xiāng)并鎮(zhèn)的體制變化，農(nóng)村人口向城市大量流動，尤其經(jīng)濟條件較差的村鎮(zhèn)，流入人口少，外遷人口多，即流動外出的人口數(shù)大于人口自然增長的人數(shù)。因此，在確定設(shè)計用水居民人數(shù)時，應(yīng)首先確定近年來當(dāng)?shù)厝丝谧匀辉鲩L率的取值合理性。

對策:合理選定用水量計算中的各項指標(biāo):單村供水工程、以村莊供水為主的聯(lián)村聯(lián)片供水工程或向村莊供水的管網(wǎng)延伸工程，設(shè)計供水人口宜按現(xiàn)狀用水人口計算。

4.1.2 確定村鎮(zhèn)供水用水量變化系數(shù)不合理，導(dǎo)致水廠設(shè)計規(guī)模不合理。

問題:在農(nóng)村安全飲水項目設(shè)計中，用水量時變化系數(shù)Kh取值單一，一般取為2．0，這樣對于用水量大、日用水時間長的鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)計規(guī)模較大，對于用水量小、日用水時間短的鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)計規(guī)模較小。

對策:農(nóng)村用水不同于城市，一天中用水時間集中，時變化系數(shù)大，一天中用水高峰段6-8h，幾乎是戶戶用水，夜間基本無人用水。設(shè)計中應(yīng)根據(jù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水人口、用水量情況及用水時間合理選擇時變化系數(shù)。

4.1.3 計算供水流量公式選取不正確，導(dǎo)致水廠供水規(guī)模偏小。

問題:人口不足3000人的單村供水工程，按《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》(SL310-2004)管網(wǎng)流量進行設(shè)計，所計算流量偏小，造成部分供水戶供水困難。

以滄州市南大港3處單村供水工程為例，設(shè)計流量比較見圖2。

圖2 滄州市南大港單村供水工程管網(wǎng)設(shè)計(秒)流量計算

對策:管網(wǎng)設(shè)計及供水設(shè)備配置針對人口小于3000人的村莊，采用單村供水形式時，管網(wǎng)設(shè)計及供水設(shè)備配置建議采用管道設(shè)計秒流量的概念進行設(shè)計，以免設(shè)備偏小，造成供水困難。

4.2 管材選用不合理

問題:實際工程設(shè)計中，所選管材不經(jīng)濟，造成投資浪費。

對策:農(nóng)村供水管網(wǎng)規(guī)模較小，預(yù)應(yīng)力混凝土管和預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管應(yīng)用較少，所用管材主要在鋼管、球墨鑄鐵管、PE管、UPVC、PVC-M和玻璃鋼夾砂管中選擇。塑料管由于具有許多優(yōu)點，對于保證水質(zhì)、水量、水壓均優(yōu)于傳統(tǒng)管材，國外早已普遍使用。

各種塑料管從技術(shù)上、經(jīng)濟上均各有其優(yōu)缺點。U-PVC管具有應(yīng)用技術(shù)法規(guī)完整、施工技術(shù)研究深入、產(chǎn)品加工工藝成熟的優(yōu)勢，從而有利于產(chǎn)品質(zhì)量和工程質(zhì)量的穩(wěn)定。它的管徑范圍很寬，符合埋地給水管的需求，而且價格較低，在經(jīng)濟上和技術(shù)上相對更為合理和成熟，更符合我國產(chǎn)業(yè)政策和國情。目前市政給水采用的塑料管均以U-PVC管為主。村鎮(zhèn)供水管網(wǎng)管材選用順序見表3。

表3 村鎮(zhèn)供水管網(wǎng)管材選用順序

4.3 管道流速不經(jīng)濟

問題:配水管道流速不經(jīng)濟，導(dǎo)致所選管材管徑不合理，水泵在最不利工況點運行的時間相對較少，絕大多數(shù)時間是在平均流量和平均揚程工況附近運行，甚至長期在低揚程大流量工況運行，造成加壓泵節(jié)能效果不佳。

對策:農(nóng)村飲水安全項目對低運行費期望高，因此，泵站揚水系統(tǒng)中管道的經(jīng)濟流速，應(yīng)綜合考慮管道工程造價和運行費通過經(jīng)濟比較確定，并盡量降低水頭損失耗能費占運行費的比率以及事故停泵水錘的危害。管道直徑小于150mm時，流速可為0．5-1．0m/s;直徑150-300mm，流速可為0．7-1．2m/s;直徑大于 300mm，流速可為 1．2-1．5m/s，管徑小、管線長取低值，塑料管道流速可略高于金屬管和混凝土管流速。

針對農(nóng)村用水特點，加壓水泵選型時，應(yīng)注意優(yōu)先選用大小泵結(jié)合的供水方式，是變頻泵絕大多數(shù)時間的運行轉(zhuǎn)速不少于額定轉(zhuǎn)速的70%，達到穩(wěn)定供水又節(jié)能的效果。

配水管網(wǎng)中各級支管的經(jīng)濟流速，應(yīng)根據(jù)其布置、地形高差、最小服務(wù)水頭，充分利用分水點的壓力水頭確定。

4.4 測量資料缺乏

問題:目前，農(nóng)村飲水安全項目多、任務(wù)重，部分項目勘察設(shè)計不到位，僅通過衛(wèi)星圖片或歷史的地形圖等資料來設(shè)計，導(dǎo)致管線走向、長度與實際偏差較大，設(shè)計中主管線長度通常乘以1．1左右的系數(shù)，投資較保守且存在資金浪費。

對策:定線是管網(wǎng)設(shè)計的初始階段，其布置的合理與否直接關(guān)系到供水運行的合理與否及水泵揚程的設(shè)置，從而直接影響投資。這就要求我們要注重前期設(shè)計、規(guī)范建設(shè)行為、嚴(yán)格按照先測量后設(shè)計再施工三部曲進行工程建設(shè)，提高設(shè)計的可行性和科學(xué)性，做到既準(zhǔn)確又合理，不能潦草完事，確保這項民生工程發(fā)揮最大的社會效益。

4.5 村內(nèi)管道設(shè)計變更多

問題:農(nóng)村村莊地形復(fù)雜，供水用戶繁多，設(shè)計管線走向隨機性很大，導(dǎo)致村內(nèi)管線施工圖設(shè)計脫離實際，實際進行施工時變動多，嚴(yán)重影響了工程施工進度。導(dǎo)致后期施工出現(xiàn)反復(fù)設(shè)計變更，造成資金浪費。

對策:在村內(nèi)管線敷設(shè)時需充分征求村民意見，加強現(xiàn)場勘測，使管線布置更加切合實際，減少設(shè)計變更，達到最大限度節(jié)約投資的目的。

5 結(jié)語

管道工程是農(nóng)村飲水安全工程中的投資重點，我們在工程設(shè)計中，要多觀察、勤思考、多總結(jié)，根據(jù)工程的投資結(jié)構(gòu)分析，抓住主要矛盾，合理進行規(guī)劃設(shè)計，把提高供水的可靠性和降低工程投資結(jié)合起來，使這項關(guān)乎民生的重要工程設(shè)計達到最優(yōu)，充分發(fā)揮工程投資效益。

［1］劉學(xué)功，崔招女，李曉琴村鎮(zhèn)供水工程規(guī)模的合理確定［J］中國水利，2007(10)．

［2］楊風(fēng)棟村鎮(zhèn)供水管網(wǎng)設(shè)計技術(shù)問題探討［J］中國水利，2007(10)．

［3］陳鐵柱，樊緋，王輝 變頻供水技術(shù)在村鎮(zhèn)供水系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］中國住宅設(shè)施，2011(08)．

［4］《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》(SL310-2004)【S】中國水利水電出版社，2004．