淺談廣州市增城區(qū)朱村街山角村農(nóng)村供水改造設(shè)計(jì)

蔡育濤

摘 ? ?要：隨著農(nóng)村地區(qū)的生活水平逐年提高，農(nóng)村人民對(duì)供水工程的要求也越來越高。因此，農(nóng)村供水改造是農(nóng)村發(fā)展的重點(diǎn)工作，甚至于在部分地區(qū)影響當(dāng)?shù)厝藗兊纳钆c生存。本文將針對(duì)于廣州市增城區(qū)朱村街山角村農(nóng)村供水改造設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，了解其設(shè)計(jì)的目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)，判斷當(dāng)?shù)毓┧F(xiàn)狀、了解其供水改造計(jì)劃，制定符合當(dāng)?shù)氐墓┧脑旆桨?，完善農(nóng)村供水管網(wǎng)，提高人民生活質(zhì)量，從而為我國(guó)后期的供水改造設(shè)計(jì)提供一定的數(shù)據(jù)參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村供水;供水改造;改造計(jì)劃

1 ?引言

朱村街山角村現(xiàn)狀基本已實(shí)現(xiàn)自來水供應(yīng)，但根據(jù)村委及村民代表反映，該村的給水管徑偏小，水壓不足，供水不夠，主管破舊，經(jīng)常出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了村民的正常生產(chǎn)和生活，村民改水意愿極為迫切。山角村供水現(xiàn)狀為當(dāng)前農(nóng)村供水存在普通問題，擁有研究的價(jià)值。對(duì)其的研究能夠?yàn)楹罄m(xù)的農(nóng)村供水改造提供一定的參考。

2 ?設(shè)計(jì)的目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)

2.1 ?項(xiàng)目目標(biāo)

農(nóng)村供水改造工程在實(shí)施的過程中設(shè)置其的發(fā)展目標(biāo)能夠在較大程度上提升改造工程的整體質(zhì)量，而按照其相關(guān)的規(guī)定要求，其在建造的過程中有以下三個(gè)方面的目標(biāo)要求。

第一，在對(duì)當(dāng)?shù)厍闆r進(jìn)行調(diào)查的過程中，發(fā)現(xiàn)其所采取的供水方式仍是總表供水方式，這種方式在實(shí)際應(yīng)用的過程中會(huì)用戶個(gè)體對(duì)于自身的用水情況認(rèn)識(shí)不清，容易造成水資源浪費(fèi)情況。針對(duì)這種情況，相關(guān)單位進(jìn)行研究，將原有的總表供水方式改為“一戶一表”的方式，優(yōu)化水資源管理。

第二，在進(jìn)行調(diào)查的過程中，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村地區(qū)的基礎(chǔ)建設(shè)不夠完善，水壓不足、缺水情況較為常見。故而在進(jìn)行供水改造的過程中需要將提升水壓作為重點(diǎn)的研究?jī)?nèi)容，保證村內(nèi)多數(shù)地區(qū)的水壓能夠保證在0.14MPa以上[1]。

第三，消防問題一直是農(nóng)村中的盲區(qū)，多數(shù)的農(nóng)村地區(qū)對(duì)于消防的重視程度不足。相關(guān)單位在進(jìn)行供水改造的過程中對(duì)與消防的重視程度更高，要求其在進(jìn)行供水改造的過程中需要設(shè)置消防栓等設(shè)施，并保證消防栓在使用的過程中其水壓不小于0.1Mpa。

3 ?增城區(qū)朱村街山角村概況及供水現(xiàn)狀分析

朱村街山角村位于朱村街東北部，與荔城百花山莊、丹邱村、山田村相鄰?，F(xiàn)有14個(gè)經(jīng)濟(jì)合作社，耕地面積3400畝，常住人口2360人。山角村是萬畝農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地和遠(yuǎn)近聞名的荔枝之鄉(xiāng)，增城市農(nóng)博園也位于山角村，是著名的旅游勝地。山角村現(xiàn)狀基本已實(shí)現(xiàn)自來水供應(yīng)。根據(jù)村委及村民代表反映，山角村的給水管徑小，水壓不足，供水不夠，主管破舊，經(jīng)常出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了村民的正常生產(chǎn)和生活，村民改水意愿極為迫切。

4 ?供水改造整體設(shè)計(jì)規(guī)劃

4.1 ?項(xiàng)目定位與標(biāo)準(zhǔn)

在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過程中需要明確其設(shè)計(jì)主要是為了解決山角村當(dāng)?shù)厝罕姽┧畣栴}，保證當(dāng)?shù)厝罕娚钣盟墓?yīng)。在進(jìn)行建設(shè)的過程中所采取的標(biāo)準(zhǔn)有以下三個(gè)方面。

第一，按照每個(gè)居民一天用水300L的用水標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行供水改造計(jì)劃的設(shè)計(jì)。

第二，在進(jìn)行供水改造計(jì)劃設(shè)計(jì)的過程中需要保證正常用水時(shí)的水壓達(dá)到0.14MPa，以及保證消防用水時(shí)水壓達(dá)到0.1MPa。

第三，一類工業(yè)用水指標(biāo)采用100m3/ha·d，倉儲(chǔ)用地用水指標(biāo)采用20m3/ha。

4.2 ?居民用水規(guī)劃

在針對(duì)廣州市民眾的實(shí)際用水情況進(jìn)行分析后，根據(jù)《廣州城市規(guī)劃管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)則（市政規(guī)劃篇）》，普通住宅保證每人每日350L的用水，而高級(jí)住宅區(qū)則需要保證每人每日350L～400L的用水，小時(shí)變化系數(shù)均為2.5～1.8。

根據(jù)廣州市人均綜合生活用水指標(biāo)中提出，從化市、增城市于2020年的人均日用水量為250L～300L。

因此，根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合實(shí)際需求，本工程建設(shè)中的居民用水標(biāo)準(zhǔn)為300L/人·d。

4.3 ?工業(yè)供水規(guī)劃

根據(jù)GB 50282—2016《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》，一類工業(yè)用地用水量指標(biāo)為30m?/hm2·d～150m?/hm2·d，倉儲(chǔ)用地用水量指標(biāo)為20m?/hm2·d～50m?/hm2·d。并結(jié)合《廣州市污水治理總體規(guī)劃修編》，本次工程范圍內(nèi)一類工業(yè)區(qū)工業(yè)用水量指標(biāo)取100 m?/hm2·d，倉儲(chǔ)用地用水量指標(biāo)取20m?/hm2·d。

4.4 ?消防用水規(guī)劃

消防用水是保證居民生活安全的重要部分，技術(shù)人員根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》的要求對(duì)城鎮(zhèn)的的消防用水量進(jìn)行分析，判斷在同一個(gè)時(shí)間所產(chǎn)生火災(zāi)數(shù)量與用水量進(jìn)行分析后，確定本工程同一時(shí)間內(nèi)的火災(zāi)起數(shù)為1次，滅火用水量為15L/s。

4.5 ?供水管網(wǎng)平差計(jì)算方法

（1）給水管網(wǎng)按最高日最高時(shí)用水量計(jì)算。

（2）按最高日最高時(shí)用水量加消防流量進(jìn)行消防工況校核。

（3）事故時(shí)供水量不低于最高日最高時(shí)用水量的70%進(jìn)行事故工況校核。

（4）水頭損失計(jì)算水頭損失為沿程水頭損失與局部水頭損失之和，即：

Hz=Hy+Hj

式中：

Hz——管道總水頭損失（m）;

Hy——管道沿程水頭損失（m）;

Hj——管道局部水頭損失（m）。

在管網(wǎng)平差中，管道沿程水頭損失采用海曾威廉（HAZEN—WILLIAMS）公式計(jì)算：

[Hy=10.67×D1.825×LC1.852×D4.78]

式中：

Hy——管段水頭損失（m）;

Q——管段流量（m3/s）;

D——管徑（m）;

L——管長(zhǎng);

C——?！禂?shù)，130。

管道局部損失按下式計(jì)算：

h=[ζv22g]

式中：

ζ——管道局部水頭損失系數(shù)，管網(wǎng)平差時(shí)不考慮。

（5）環(huán)狀管網(wǎng)計(jì)算。

Σq=0——流入任一節(jié)點(diǎn)的流量之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的流量之和。

（6）閉合差計(jì)算。

Δh=0——每一閉合環(huán)路中，以水流為順時(shí)針方向的管段水頭損失為正值，逆時(shí)針方向?yàn)樨?fù)值，閉合差為零。

4.6 ?消火栓的布置原則

（1）本工程根據(jù)消火栓設(shè)計(jì)流量和保護(hù)半徑計(jì)算確定室外消火栓的數(shù)量，消火栓布置間距應(yīng)不大于120m，保護(hù)半徑不應(yīng)大于150m，每個(gè)消火栓的出流量按15L/s計(jì)算。

（2）根據(jù)《廣州市公安消防局關(guān)于印發(fā)農(nóng)村消防安全隱患整治工作標(biāo)準(zhǔn)的通知》的要求，山角村村內(nèi)不能通行消防車的道路，應(yīng)每隔50m設(shè)置一個(gè)室內(nèi)消火栓（外置），該部分費(fèi)用由村內(nèi)自行集資。

（3）按照GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，當(dāng)采用低壓給水系統(tǒng)時(shí)，室外消火栓栓口處的水壓從室外設(shè)計(jì)地面算起不應(yīng)小于0.1MPa。

5 ?提升供水改造整體質(zhì)量措施

供水改造是保證當(dāng)?shù)鼐用裆钣盟?，消防用水以及工業(yè)用水質(zhì)量的重要手段，而利用部分措施能夠在極大的程度上提升供水改造的整體質(zhì)量，保證供水改造工程能為村民提供更好的服務(wù)。

5.1 ?水管的選擇

合理的管材選擇是提升當(dāng)?shù)毓┧|(zhì)量的重要手段。在針對(duì)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行分析后，其在進(jìn)行供水管道選擇的過程中需要滿足以下幾個(gè)方面的要求[3]。第一，針對(duì)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境選擇適合當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境的管材，而不是片面的選取價(jià)格高昂的管材，以在最大程度上提升其改造工程的經(jīng)濟(jì)性。第二，伴隨著人們理念的變化，對(duì)于節(jié)能環(huán)保的重視程度也在不斷的提升，在進(jìn)行管材選取的過程中，需要選取節(jié)能環(huán)保材料。第三，隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展，管材也在不斷的改進(jìn)與完善，在進(jìn)行管材選擇的過程中需要在保證管材壽命的情況下，選擇部分新型管材。第四，在進(jìn)行管材選擇的過程中需要對(duì)管材情況進(jìn)行了解，選擇質(zhì)量穩(wěn)定技術(shù)成熟的管材進(jìn)行使用，以保證其使用的安全性。

無論是選擇何種管材，均應(yīng)達(dá)到國(guó)家衛(wèi)生部2001年新頒布的《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料衛(wèi)生安全評(píng)價(jià)規(guī)范》的要求。

考慮到供水安全性及造價(jià)的原則，從銜接施工方便考慮，本工程管徑

5.2 ?水表的選擇

“一戶一表”是增城區(qū)朱村街山角村供水改造工程中的重點(diǎn)內(nèi)容，其水表的質(zhì)量在極大的程度上影響其供水管理質(zhì)量。其在實(shí)際使用的過程中能夠?qū)λ褂玫膶?shí)際情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，計(jì)算水流速度與用水量，進(jìn)行水費(fèi)的計(jì)算，控制工農(nóng)業(yè)用水等。伴隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)于水資源的重視程度的不斷提升，人們對(duì)于水表的要求也在不斷的提升。在進(jìn)行水表的選擇過程中可在以下幾種水表中進(jìn)行水表的選擇[4]。

5.2.1 ?舊式人工直讀機(jī)械水表

普通鑄鐵殼水表，這種水表由于自身價(jià)格低廉而受到人們的廣泛關(guān)注，而其在應(yīng)用的過程中始動(dòng)流量較低，在長(zhǎng)時(shí)間的使用后，也會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不精確情況，影響使用的質(zhì)量。

納米塑殼水表，這種水表具有納米材料的優(yōu)勢(shì)，其在使用的過程中無毒，其強(qiáng)度高，抗老化性能好，高溫低溫情況下性能較為穩(wěn)定，然而由于其外觀的原因，在使用的過程中容易與塑料混淆。

節(jié)水型水表，節(jié)水型水表在使用的過程中能夠?qū)?shù)量進(jìn)行更加精準(zhǔn)的控制，在較大程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)水的目的，而其在實(shí)際應(yīng)用的過程中比一般的水表昂貴。

5.2.2 ?智能遠(yuǎn)傳水表

反射式光電直讀水表，這種水表無運(yùn)行成本，但經(jīng)濟(jì)成本較高，使用過程中受反光材料的影響兩種反光材料間會(huì)出現(xiàn)模糊區(qū)使判讀時(shí)出誤差;且受時(shí)間和環(huán)境的影響而加重。

透射式光電直讀表，這種水表擁有較高的準(zhǔn)確性以及計(jì)算精度，抗干擾能力較強(qiáng)，并且在系統(tǒng)或設(shè)備重裝后，保證數(shù)據(jù)萬無一失，然而經(jīng)濟(jì)成本較高且在使用過程中需要一定的維護(hù)。

本工程中居民用戶計(jì)費(fèi)水表采用智能遠(yuǎn)傳水表;村社進(jìn)水管應(yīng)安裝流量計(jì)及遠(yuǎn)傳設(shè)備，用于監(jiān)控區(qū)域用水情況，DN100～DN300口徑選用機(jī)械水表加遠(yuǎn)傳或超聲波水表。

5.3 ?管道接口、基礎(chǔ)以及防腐設(shè)計(jì)

（1）管道接口，在進(jìn)行管道接口選擇的過程中需要根據(jù)其材料的不同，合理的進(jìn)行接口樣式的選擇。如，UPVC管間的連接方式采用承插的方式進(jìn)行連接，不同的管材在進(jìn)行連接的過程中需要選擇法蘭或者是絲扣的方式進(jìn)行連接。管材與水設(shè)備進(jìn)行連接的過程中需要選擇法蘭進(jìn)行連接，而塑料鋼管在進(jìn)行連接的過程中需要選擇絲扣的方式進(jìn)行連接。

（2）管道基礎(chǔ)，管道基礎(chǔ)是建立在當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況之下的，在對(duì)管道材料接口，以及當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境進(jìn)行分析后，確定其管道基礎(chǔ)。如在本文所討論的設(shè)計(jì)方案中，其選取DN100～DN300管采用150mm中粗砂基礎(chǔ)，D1≥DN400采用200mm厚中粗砂墊層基礎(chǔ)。柔性接口管道在水平、豎向彎頭及三通、四通處應(yīng)設(shè)置支墩，轉(zhuǎn)彎角度<10°可不設(shè)支墩，支墩做法參見給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集10S505實(shí)施的方式進(jìn)行管道基礎(chǔ)的建設(shè)。

（3）管道防腐，球墨鑄鐵管防腐在實(shí)際應(yīng)用的過程中主要分成兩個(gè)部分，第一，在管道的內(nèi)壁上涂抹水泥砂漿襯里，降低其內(nèi)壁產(chǎn)生腐蝕的可能性，第二，在其外部需要按照文件的要求涂抹防腐涂環(huán)氧煤瀝青[5]。鋼塑管內(nèi)外防腐必須符合GB/T 28897—2012《鋼塑復(fù)合管》標(biāo)準(zhǔn)要求。

5.4 ?附屬構(gòu)筑物設(shè)置

5.4.1 ?閥門井

給水管道的始點(diǎn)、終點(diǎn)、分叉處以及穿越河道、鐵路、公路段，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況和有關(guān)部門的規(guī)定設(shè)置閥門井。每個(gè)閥門井控制消火栓不超過5個(gè)。

5.4.2 ? 排泥井

在給水管道相對(duì)低點(diǎn)，閥門間管段最低點(diǎn)設(shè)置泄水閥，用以排除管內(nèi)沉積物或檢修時(shí)放空管道，排泥井就近與給水檢查井連通，以便快速排泥。

5.4.3 ?排氣井

給水干管在相對(duì)高點(diǎn)設(shè)置排氣井，內(nèi)置自動(dòng)排氣閥，以排除管內(nèi)積聚空氣。

6 ?增城區(qū)朱村街山角村供水改造方案設(shè)計(jì)

在管網(wǎng)敷設(shè)過程中，應(yīng)保障供水安全穩(wěn)定。本工程根據(jù)山角村房屋分布實(shí)際情況，管道布置方案以枝狀管網(wǎng)為主，在居民集中地段，輔以DN100～DN200連接管將管網(wǎng)局部成環(huán)，并按規(guī)范設(shè)置消火栓。

供水水源位村子北部道路新建DN400供水管，由新建DN400主管接出DN100～DN200管向兩側(cè)居民區(qū)靠近原主干管旁敷設(shè)，與原本主管距離為0.5m，采用同槽開挖，則開挖寬度為1.2m。新建主管DN100～DN200與原主管連接采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)DN50鋼塑管。每戶接戶管根據(jù)人口采用DN20～DN25接戶管及相應(yīng)水表，部分大型用水工業(yè)、企業(yè)或?qū)W校則據(jù)實(shí)際用水情況采用DN50～DN100總表計(jì)量。本次給水改造完成后，村民供水現(xiàn)狀將得以改善，村內(nèi)供水水壓不小于0.14MPa，水量和水質(zhì)滿足村民日常生活用水和相關(guān)規(guī)范的要求并實(shí)現(xiàn)抄表到戶。

主要路由如下：

（1）新建主管DN400給水管并沿道路敷設(shè)DN100～DN200供水一級(jí)主管作為主要供水管道;

（2）沿主要村道敷設(shè)DN100～DN150管作為分支管，以枝狀管網(wǎng)的形式沿村路向用水點(diǎn)伸展，配水管采用DN20、DN50管接入每家每戶水表。

（3）本工程水量計(jì)算來自朱村街道辦事處提供的2018年12月24日人口數(shù)據(jù)得出的改造戶數(shù)1098戶，人數(shù)2870人。綜合生活用水定額取一類農(nóng)村300L/cap·d，時(shí)變化系數(shù)取1.3。管網(wǎng)漏損水量按10%計(jì)算，未遇見水量按10%計(jì)算。消防用水量為15L/s。計(jì)算得出本工程設(shè)計(jì)范圍內(nèi)居民總用水量為15.68L/s。

（4）在供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)過程中，最不利點(diǎn)平差、消防平差是判斷該設(shè)計(jì)是否合理的重要過程。本工程水源點(diǎn)壓力為0.27MPa～0.30MPa，根據(jù)海曾威廉公式計(jì)算得出最不利點(diǎn)自由水頭為14m，消防自由水頭為10m，各環(huán)閉合差均小于0.001。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，管網(wǎng)布置滿足山角村用水需求及消防校核。

7 ?結(jié)束語

我國(guó)農(nóng)村在發(fā)展的過程中，供水是其發(fā)展所需要解決的重點(diǎn)內(nèi)容，而解決農(nóng)村供水問題將在極大的程度上提升農(nóng)村的發(fā)展質(zhì)量與效率。增城區(qū)朱村街山角村農(nóng)村供水改造工程建設(shè)后能降低管道爆漏的風(fēng)險(xiǎn)，減少漏失水量，提高供水的安全性。

本工程為了保障農(nóng)村供水管網(wǎng)安全運(yùn)行而進(jìn)行管網(wǎng)改造工程。該項(xiàng)目建成后將改善農(nóng)村的供水狀況，消除農(nóng)村的消防安全隱患，保障人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全，將農(nóng)村居民用水和非居民分離開，準(zhǔn)確對(duì)不同用水性質(zhì)的用戶進(jìn)行計(jì)量。供水改造計(jì)劃設(shè)計(jì)是提升農(nóng)村供水質(zhì)量的重要組成部分，針對(duì)增城區(qū)朱村街山角村農(nóng)村供水改造工程進(jìn)行分析，能夠?yàn)槲覈?guó)后續(xù)的農(nóng)村供水改造工程提供一定的經(jīng)驗(yàn)，輔助我國(guó)后期農(nóng)村供水改造計(jì)劃的不斷發(fā)展與完善。

參考文獻(xiàn)：

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