農(nóng)村飲用水供水項(xiàng)目的安全集中供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)

余尚興

（韶關(guān)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)咨詢有限公司,廣東 韶關(guān) 512000）

1 工程概況

目前各行政村的供水工程,大部分規(guī)模小,數(shù)量多,工藝落后,缺乏專門管理,供水水質(zhì)、水量得不到保障；部分供水工程可達(dá)到一定的規(guī)模,但是存在供水水量不足,或水源水量不足及水源過濾消毒工藝落后等問題,比如鎮(zhèn)區(qū)供水工程及輝嶺村供水工程；壩鎮(zhèn)鎮(zhèn)正在大力發(fā)展的階段,供水網(wǎng)絡(luò)極其不完善,鎮(zhèn)區(qū)附近行政村或自然村的用水情況均為各自獨(dú)立在附近山溪或打井引水臨時(shí)供水,沒有集中的供水網(wǎng)絡(luò)。因此,繼續(xù)建立起安全集中的供水管網(wǎng)[1]。

2 供水項(xiàng)目安全集中供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)

2.1 水源選擇

設(shè)計(jì)水源在巖莊干渠取水,取水源為巖莊水庫(kù),水源點(diǎn)集雨面積合計(jì)為37.5 km2。本次在雅思橋電站發(fā)電取水口下游約900 m處干渠取水,電站的發(fā)電會(huì)對(duì)下游的灌溉用水及壩仔鎮(zhèn)水廠的用水產(chǎn)生一定的影響,建議對(duì)電站發(fā)電用水加強(qiáng)管理,枯水期需優(yōu)先保證農(nóng)村居民生活用水。

根據(jù)水廠取水點(diǎn)位置、受益行政村的分布及結(jié)合建設(shè)單位的意見,在輝嶺村背后的山坡上新建壩仔鎮(zhèn)水廠向各個(gè)受益自然村供水點(diǎn)配水。具體方案如下：新建壩仔鎮(zhèn)水廠位于輝嶺村背后的山坡上,水廠占地面積為1550 m2,廠區(qū)地坪高程為212.4 m,廠區(qū)建筑物主要包括管理房、清水池、凈水設(shè)備及附屬建筑物。在水源點(diǎn)巖莊干渠設(shè)置分水口,經(jīng)輸水管（管徑dn355）輸水至新建壩仔鎮(zhèn)水廠,原水經(jīng)凈水設(shè)備（q=180 t/h）凈化消毒后,進(jìn)入清水池（2000 m3）,最后由清水池經(jīng)配水管網(wǎng)至各個(gè)自然村供水點(diǎn)[2]。

2.2 地質(zhì)分析

壩仔鎮(zhèn)供水工程敷設(shè)輸配水供水主管網(wǎng)總長(zhǎng)為72.23 km,布設(shè)范圍內(nèi)地形起伏變化較小,地質(zhì)情況相對(duì)較簡(jiǎn)單,管網(wǎng)布設(shè)涉及地面以下1.0 m～1.5 m范圍內(nèi)土層,沿線地層主要為第四系河流沖積層粉質(zhì)粘土、第四系殘坡積砂質(zhì)粘土,地質(zhì)條件良好,適宜敷設(shè)管網(wǎng)。新建水廠區(qū)表層出露地層為第四系殘坡積（Qedl）砂質(zhì)粘土,可塑,密實(shí),其下伏地層主要為泥盆系上統(tǒng)（D3）粉砂巖,強(qiáng)風(fēng)化～弱風(fēng)化,水廠構(gòu)筑物的基礎(chǔ)置于第四系殘坡積（Qedl）砂質(zhì)粘土層或強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖上,承載力滿足設(shè)計(jì)要求,建議加強(qiáng)對(duì)水廠廠區(qū)靠山體內(nèi)側(cè)開挖形成的邊坡、靠山體外側(cè)回填形成的邊坡穩(wěn)定進(jìn)行防護(hù)處理。

2.3 供水范圍確定

壩仔鎮(zhèn)供水工程供水范圍主要涉及壩仔鎮(zhèn)居委會(huì)2742人、上愛村3067人,輝嶺村2109人、金星村2786人、輝星村3871人,芙蓉村2388人,新梅村2032人、梅村2032人及三坑村5572人,合計(jì)受益供水人口為26909人。供水建筑物主要包括：新建壩仔鎮(zhèn)水廠1座（包含2000 m3清水池1座,管理房1 座、凈水設(shè)備1套及其附屬建筑物）及敷設(shè)供水管網(wǎng)72.23 km。本工程水廠設(shè)計(jì)供水規(guī)模為3500 m3/d[3]。根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL 310-2019）,工程類型為Ⅲ型工程,其主要建筑物3 級(jí),設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇（P=5%）；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇（P=2%）。

2.4 徑流量計(jì)算

根據(jù)徑流計(jì)算成果表得出降雨量的年徑流深,通過下式計(jì)算多年平均徑流量：

第一，書法的參與者和接受者，不一定是書法作品的創(chuàng)作者。談到書法，人們往往會(huì)聯(lián)想到書法家在自己的書齋里“寫寫毛筆字”。傳統(tǒng)的書法活動(dòng)以書法創(chuàng)作為主要因素，但我們也必須承認(rèn)一切書法愛好者和書法的觀眾，是書法休閑活動(dòng)的參與者。現(xiàn)代社會(huì)分工細(xì)化，書法也成為一種專業(yè)分工分化出來，書法家作為一種職業(yè)獨(dú)立出現(xiàn)，書法家畢竟人數(shù)較少，書法的展廳效應(yīng)也不能只把書法創(chuàng)作當(dāng)作書法活動(dòng)的全部，除了創(chuàng)作者，還應(yīng)包括了一大批觀看書法展的愛好者。

式中：hp表示年徑流深,mm；F表示集雨面積,km2；0.1為單位換算系數(shù)。

各水源多年平均徑流量見表1。

表1 多年平均徑流量成果表

2.5 供水規(guī)模設(shè)計(jì)

2.5.1 明確設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

本工程水廠設(shè)計(jì)供水規(guī)模為3500 m3/d,根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL 310-2019）,確定本工程類型為Ⅲ型。主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)包括：

一是防洪標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合區(qū)域氣候和水文條件,洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇；二是水量標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL 310-2019）,水源設(shè)計(jì)取水量保證率取95%；三是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[4]。根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL 310-2019）,全域自然村集中供水工程地表水水源水質(zhì)應(yīng)符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,供水水源經(jīng)檢測(cè)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2006）要求；四是水壓標(biāo)準(zhǔn)。滿足用戶接管點(diǎn)的最小服務(wù)水頭：?jiǎn)螌咏ㄖ餅?0 m,兩層建筑物為12 m,兩層以上每增加一層增加4 m。消防栓設(shè)置處的最低水壓不低于10 m,用戶水龍頭的最大靜水壓不超過40 m。

2.5.2 需水量計(jì)算

設(shè)計(jì)需水量包含了生活需水以及工業(yè)需水兩部分。在對(duì)生活需水進(jìn)行預(yù)測(cè)分析時(shí),需要依照相關(guān)規(guī)范的要求,結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況、人口自然增長(zhǎng)率及城鎮(zhèn)化率等因素,預(yù)測(cè)規(guī)劃水平年受益人口數(shù)及需水量。本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)農(nóng)村人口供水,并且考慮工業(yè)節(jié)水規(guī)劃措施,工業(yè)用水主要考慮企業(yè)生活用水量,按照《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL 310-2019）有關(guān)規(guī)定計(jì)算。在需水量設(shè)計(jì)中[5],需要幾個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的計(jì)算：

1）供水人口設(shè)計(jì)

本工程建設(shè)涉及壩仔鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)及周邊8個(gè)行政村的用水,合計(jì)供水人口約26909人。供水人口按下式計(jì)算：

式中：P0表示各供水范圍內(nèi)的現(xiàn)狀常住人口數(shù)；r表示設(shè)計(jì)年限內(nèi)人口自然增長(zhǎng)率,參照翁源縣近年來戶籍人口平均增長(zhǎng)率,確定本縣設(shè)計(jì)年限內(nèi)人口自然增長(zhǎng)率取5.75‰；n表示工程設(shè)計(jì)年限,這里取10年；P1表示設(shè)計(jì)年限內(nèi)人口機(jī)械增長(zhǎng)總數(shù),這里不做考慮。

2）居民生活用水量

居民生活用水量的計(jì)算公式為：

式中：W表示居民生活用水量,m3/d；q表示最高日居民生活用水定額,規(guī)劃鎮(zhèn)區(qū)人均最高日生活用水量采用100 L/（人·d）；農(nóng)村人均最高日生活用水量采用80 L/（人·d）。

3）公共建筑用水量

鎮(zhèn)區(qū)公共建筑用水量按居民生活用水量的10%計(jì)算,村莊按居民生活用水量的5%計(jì)算。

4）管網(wǎng)漏失與其他未預(yù)見用水量

管網(wǎng)損失以及其他未預(yù)見水量按照居民生活用水量、企業(yè)用水、公共建筑用水以及消防用水量之和的25%計(jì)列[6]。

5）生活需水及供水規(guī)模

生活需水量＝居民生活用水量＋公共建筑用水量＋消防用水量（m3/d）。

工程供水規(guī)模（即最高日供水量）＝生活需水量＋管網(wǎng)漏失水量及其它未預(yù)見用水量（m3/d）。

本工程供水需水量為3492.03 m3/d,本工程水廠設(shè)計(jì)供水規(guī)模為3500 m3/d。

2.6 凈水工程設(shè)計(jì)

從保證集中供水安全的角度,設(shè)置凈水工程,采用一體化凈水設(shè)備對(duì)原水進(jìn)行凈水處理,凈化后的清水進(jìn)入清水池,采用二氧化氯裝置對(duì)清水進(jìn)行消毒,消毒之后經(jīng)配水管網(wǎng)輸送至用戶。本工程凈水采用一體化凈水器處理[7],凈水器處理規(guī)模為q=180 m3/h。凈水工程的凈水設(shè)備見圖1。

圖1 凈水處理設(shè)備

2.7 配水管網(wǎng)設(shè)計(jì)

本工程為新建供水工程,在水源點(diǎn)巖莊干渠新建一個(gè)出水口直接套入敷設(shè)的輸水管網(wǎng),引水至新建壩仔鎮(zhèn)水廠,原水經(jīng)一體化凈水設(shè)備凈化后進(jìn)入清水池,由清水池經(jīng)配水管網(wǎng)至各個(gè)自然村供水點(diǎn)。

在配水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中,一是進(jìn)行水力計(jì)算,根據(jù)供水方式、供水規(guī)模和管網(wǎng)布置特點(diǎn)進(jìn)行管網(wǎng)水力計(jì)算,計(jì)算結(jié)果顯示,有局部自然村的自由水壓達(dá)不到最小服務(wù)水頭12 m的要求,只能滿足一樓的用水,根據(jù)業(yè)主及主管部門的要求,為了節(jié)省投資,本次設(shè)計(jì)不采取加壓的措施；二是管材選擇,對(duì)各種管材從管道強(qiáng)度,抗腐性,施工條件,造價(jià)等各方面因素綜合比較,本工程推薦采用PE100管；三是障礙物穿越,本工程穿越的主要障礙物為河流及橋梁,穿越方法為附設(shè)在橋梁上,橋頭兩邊設(shè)置鎮(zhèn)墩,管材采用襯塑鋼管[8]。

2.8 設(shè)計(jì)成效

經(jīng)過上述設(shè)計(jì),壩仔鎮(zhèn)實(shí)現(xiàn)了全鎮(zhèn)范圍內(nèi)的集中統(tǒng)一供水,配合專門的管理機(jī)構(gòu)和人員,使得供水的水量和水質(zhì)得到了顯著提升,在精選水源的同時(shí),設(shè)置了先進(jìn)的凈水處理設(shè)施,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于水源的有效過濾及消毒處理,切實(shí)保障了當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬎踩?/p>

3 結(jié)語(yǔ)

在推動(dòng)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)以及農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)的過程中,基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮出的作用不容忽視。飲水安全關(guān)系著廣大農(nóng)民群眾的身體健康和生活品質(zhì),是必須得到高度重視的一個(gè)核心問題。對(duì)此,有關(guān)部門應(yīng)該結(jié)合農(nóng)村地區(qū)的實(shí)際情況,切實(shí)做好供水管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作,如果選擇集中供水工程,應(yīng)該做好經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)的全面論證,確定好供水規(guī)模,將工程的效益充分發(fā)揮出來,帶動(dòng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。