鄉(xiāng)村飲水安全集中供水工程管網(wǎng)優(yōu)化方法與應(yīng)用

摘要：農(nóng)村供水工程作為農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其建設(shè)質(zhì)量和管理水平直接關(guān)系到農(nóng)村居民的生活質(zhì)量和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。近年來，隨著國家對農(nóng)村飲水安全問題的重視程度不斷提高，農(nóng)村供水工程建設(shè)取得了顯著進(jìn)展。然而，在實際工作中，農(nóng)村集中式供水工作仍然面臨著一些問題和挑戰(zhàn)，如供水源選擇不合理、用水量計算不科學(xué)等。基于此，本文圍繞農(nóng)村飲水安全集中式供水工程管網(wǎng)的優(yōu)化方法與應(yīng)用展開深入探討和分析，旨在為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村；飲水安全；集中式供水工程；管網(wǎng)優(yōu)化

水是生命之源，飲水安全直接關(guān)系到廣大人民群眾的身體健康和生命安全。在農(nóng)村地區(qū)，由于地理、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等多方面的限制，飲水安全問題一直備受關(guān)注。為了改善農(nóng)村飲水條件，保障農(nóng)村居民的飲水安全，各級政府和社會各界都在積極推動農(nóng)村供水工程的建設(shè)與優(yōu)化。供水管網(wǎng)建設(shè)是農(nóng)村飲水安全工作的重點內(nèi)容，只有保障供水工程管網(wǎng)的科學(xué)建設(shè)質(zhì)量，才能有效達(dá)成安全輸送飲用水的工作目標(biāo)。因此，有必要結(jié)合農(nóng)村供水工程的應(yīng)用特點，采用行之有效的供水工程管網(wǎng)優(yōu)化措施，為農(nóng)村飲水安全集中式供水提供可靠助力。

1 農(nóng)村供水工程應(yīng)用特點

我國農(nóng)村供水系統(tǒng)以其獨特的運行模式和特點，在保障農(nóng)村飲水安全方面發(fā)揮著重要作用。這些特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 集中供水為主導(dǎo)形式

與城市的供水系統(tǒng)相比，農(nóng)村供水系統(tǒng)更多地采用集中供水形式。這主要是由于農(nóng)村地域遼闊，村莊分布相對分散，且經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對較低。為了降低供水成本和提高供水效率，農(nóng)村往往選擇在人口集中、用水需求較大的區(qū)域建立集中式供水設(shè)施。這種供水方式不僅能夠滿足農(nóng)村居民的基本飲水需求，還能夠有效應(yīng)對季節(jié)性用水波動和突發(fā)用水高峰[1]。

1.2 工業(yè)用水比例逐步上升

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，工業(yè)用水比例在農(nóng)村總用水量中逐步上升。尤其是在一些經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的農(nóng)村地區(qū)，工業(yè)用水已經(jīng)成為供水系統(tǒng)的重要組成部分。這種變化不僅反映了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢，也對供水系統(tǒng)的設(shè)計和運行提出了更高的要求。農(nóng)村供水系統(tǒng)需要在保證生活用水安全的前提下，兼顧工業(yè)用水的需求，確保供水系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運行。

1.3 間歇式運行方式的應(yīng)用

考慮到農(nóng)村居民的生活和生產(chǎn)規(guī)律，以及季節(jié)性用水特點，農(nóng)村供水系統(tǒng)往往采用間歇式運行方式。這種方式能夠根據(jù)用水需求的變化靈活調(diào)整供水時間和供水量，有助于節(jié)約水資源和降低運行成本[2]。然而，間歇式運行方式也存在一定的弊端，如取用不便和水質(zhì)難以保證等。因此，在實際應(yīng)用中，需要結(jié)合農(nóng)村地區(qū)的實際情況，對供水系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計和優(yōu)化，確保供水安全、可靠、高效。

綜上所述，我國農(nóng)村供水系統(tǒng)具有集中供水為主、工業(yè)用水比例增加以及間歇式運行等特點。這些特點既反映了農(nóng)村地區(qū)的實際情況和發(fā)展需求，也對供水系統(tǒng)的設(shè)計和運行提出了更高的要求。在未來的發(fā)展中，水利部門需要不斷探索和創(chuàng)新，優(yōu)化農(nóng)村供水系統(tǒng)的設(shè)計和運行方式，才能更好地滿足農(nóng)村居民的飲水安全需求。

2 農(nóng)村供水工程建設(shè)現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國農(nóng)村供水工程建設(shè)在取得顯著成就的同時，也面臨著一些挑戰(zhàn)和問題。其中，管網(wǎng)規(guī)劃與實際應(yīng)用之間的脫節(jié)以及缺乏足夠的專業(yè)人員支持兩項問題較為突出。

2.1 設(shè)計方案與供水需求匹配度不足

在我國農(nóng)村集中式供水工程的建設(shè)過程中，設(shè)計方案往往由相關(guān)決策者基于過往經(jīng)驗或關(guān)鍵技術(shù)因素制定，而未能充分考慮到實際施工需求和規(guī)范。這種主觀性的決策方式容易導(dǎo)致設(shè)計方案與實際供水需求之間存在較大偏差[3]。由于缺乏足夠的現(xiàn)場調(diào)研和數(shù)據(jù)支持，設(shè)計方案可能過于理想化或過于簡化，無法準(zhǔn)確反映實際供水情況。這不僅使得設(shè)計方案在主觀層面上存在誤差，更導(dǎo)致其與現(xiàn)實用水需求之間存在較大差距，最終使得管網(wǎng)規(guī)劃無法有效應(yīng)用于實際供水工程。

為了解決這一問題，水利部門有必要加強供水工程建設(shè)的專業(yè)性和科學(xué)性。一方面，應(yīng)加大對農(nóng)村供水工程建設(shè)的投入，吸引更多專業(yè)人才參與進(jìn)來，提升設(shè)計方案的合理性和可行性。另一方面，應(yīng)加強與地方政府的溝通和合作，確保設(shè)計方案能夠充分考慮到當(dāng)?shù)貙嶋H情況和需求。同時，還應(yīng)加強現(xiàn)場調(diào)研和數(shù)據(jù)收集工作，確保設(shè)計方案能夠準(zhǔn)確反映實際供水情況，為農(nóng)村供水工程的建設(shè)提供有力支持。

2.2 工程技術(shù)人才匱乏

目前，我國農(nóng)村集中式供水工程在管網(wǎng)配置與優(yōu)化方面受到工程技術(shù)人才匱乏的嚴(yán)重制約。由于缺乏足夠的專業(yè)技術(shù)人員，供水網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和規(guī)劃往往難以達(dá)到理想的效果，進(jìn)而影響了農(nóng)村飲用水安全建設(shè)的順利推進(jìn)[4]。

鄉(xiāng)村供水網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃任務(wù)繁重且時間緊迫，而當(dāng)前在職員工普遍缺乏必要的專業(yè)技能培訓(xùn)，導(dǎo)致他們在實際操作中難以充分發(fā)揮作用。此外，鄉(xiāng)村地區(qū)的工資水平和居住環(huán)境相較于城市存在明顯差距，這使得優(yōu)秀的科技和行政人才難以長期留在鄉(xiāng)村，人才流失現(xiàn)象嚴(yán)重。

為了破解這一難題，必須加強對鄉(xiāng)村供水工程網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃專業(yè)人才和管理者的專業(yè)培訓(xùn)。通過提高他們的專業(yè)技能和知識水平，可以推動鄉(xiāng)村供水網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化工作，確保供水工程的安全、高效運行。還應(yīng)積極探索激勵機制，提高鄉(xiāng)村地區(qū)的工作待遇和生活環(huán)境，吸引更多優(yōu)秀人才投身鄉(xiāng)村供水事業(yè)，為農(nóng)村飲用水安全建設(shè)提供有力的人才保障。

3 農(nóng)村飲水安全集中式供水管網(wǎng)優(yōu)化與應(yīng)用措施

3.1 科學(xué)選定供水源

在推進(jìn)農(nóng)村飲水安全集中式供水工程的建設(shè)中，供水源的合理選擇是至關(guān)重要的一環(huán)。有關(guān)部門應(yīng)秉持科學(xué)、合理的原則，綜合考慮鄉(xiāng)鎮(zhèn)的近期和遠(yuǎn)期規(guī)劃，確保從水源選取到水處理全流程的合理性。在這一過程中，不僅要關(guān)注水源的數(shù)量是否充足，更要確保水源的質(zhì)量上乘，以滿足居民飲用的安全標(biāo)準(zhǔn)。

在選擇供水源時，需從水資源安全和經(jīng)濟(jì)性兩個維度進(jìn)行深入分析。充分考察當(dāng)?shù)氐乃臈l件、地質(zhì)狀況等要素，準(zhǔn)確把握供水主體對水源質(zhì)量和數(shù)量的需求[5]。此外，若在施工過程中發(fā)現(xiàn)水源中氟、鐵、錳等微量元素含量超標(biāo)，或位于苦咸水地區(qū)，應(yīng)通過現(xiàn)場調(diào)研，對比使用水質(zhì)優(yōu)化技術(shù)與遠(yuǎn)程飲用水工程的可行性，選擇更具比較優(yōu)勢的方案。以山東省平度市為例，當(dāng)?shù)亟Y(jié)合實際情況，采用了地下飲用水和地面飲用水相結(jié)合的供水方式。其中，地下飲用水主要依托云山丈嶺、崮山等大型地下水供水系統(tǒng)；而地面飲用水則通過殷府、黃桐、大澤山等多個地面飲水水源進(jìn)行供給。為確保供水質(zhì)量，當(dāng)?shù)剡€修建了配套的水源設(shè)施和高規(guī)格凈化水項目，使集中供水規(guī)模得以擴(kuò)大，供水質(zhì)量得到顯著提升，從而確保了農(nóng)村地區(qū)的飲用水安全。還應(yīng)關(guān)注供水源的可持續(xù)性。充分考慮其對環(huán)境的影響，確保在保障供水安全的同時，不對生態(tài)環(huán)境造成破壞。通過科學(xué)選定供水源，為農(nóng)村飲水安全集中式供水工程的建設(shè)奠定堅實基礎(chǔ)[6]。

因此，科學(xué)選定供水源是農(nóng)村飲水安全集中式供水工程管網(wǎng)優(yōu)化的重要一環(huán)。應(yīng)綜合考慮水源的數(shù)量、質(zhì)量、安全性和經(jīng)濟(jì)性等因素，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，選擇合理的供水方式和水資源優(yōu)化方案，以確保農(nóng)村居民能夠用上安全、可靠的飲用水。

3.2 科學(xué)預(yù)測與計算用水量

在設(shè)計鄉(xiāng)村供水工程時，應(yīng)堅持“近期與遠(yuǎn)期相結(jié)合”的原則，確保供水系統(tǒng)既能滿足當(dāng)前需求，又能適應(yīng)未來發(fā)展的需要。具體而言，短期計劃應(yīng)以5～10年為參考，而長期計劃則需確保未來10～20年的供水安全。在用水量計算方面，需要綜合考慮多個因素。

第一，根據(jù)鄉(xiāng)村的地理特征、人口分布和經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，對供水管網(wǎng)的布局進(jìn)行合理規(guī)劃。在此基礎(chǔ)上對生活用水、企業(yè)用水和公共用水量進(jìn)行精確計算。這不僅有助于控制工程造價和后續(xù)運營成本，更能確保供水系統(tǒng)的高效運行[7]。

第二，基于鄉(xiāng)村地區(qū)居民的日常用水需求計算生活用水量。通過考慮鄉(xiāng)村平均人口、供水時間和用水定額等因素，可以得出一個相對準(zhǔn)確的數(shù)值。詳細(xì)計算公式為：

公式中表示農(nóng)村地區(qū)范圍內(nèi)人口每天需消耗的生活用水量，單位為m3/d；R表示農(nóng)村地區(qū)的平均人口；n表示水源運行年限，通常情況下取值為15；Br表示農(nóng)村地區(qū)人口用水標(biāo)準(zhǔn)，通常Br取值為0.5 m3/d。

除計算農(nóng)村地區(qū)人口用水量外，還需計算牲畜用水量，計算公式為：

公式中表示農(nóng)村地區(qū)范圍內(nèi)牲畜每天需消耗的用水量，單位為m3/d；S表示農(nóng)村地區(qū)大牲畜數(shù)量；n表示水源井運行年限，通常情況下n取值為15；Bs表示每頭大牲畜每日用水標(biāo)準(zhǔn)，通常取值為0.6 m3/d。

為了更全面地考慮用水需求，還將管網(wǎng)滲漏損失水量、公共用水和企業(yè)用水納入計算范疇[8]。根據(jù)實踐經(jīng)驗，設(shè)定23%的農(nóng)村居民和家畜用水作為這些附加用水量的總和。則計算公式為：

通過這種方式，可以得到一個更為全面和準(zhǔn)確的用水量預(yù)測值，計算公式為：

3.3 優(yōu)化管網(wǎng)線路設(shè)備設(shè)施

在推動農(nóng)村飲水安全集中式供水工程的過程中，優(yōu)化管網(wǎng)線路設(shè)備設(shè)施是至關(guān)重要的一環(huán)。這不僅能夠提升供水效率，還能有效控制項目成本，確保農(nóng)村地區(qū)的飲水安全和經(jīng)濟(jì)效益[9]。

首先，應(yīng)對管網(wǎng)布局進(jìn)行精細(xì)化優(yōu)化。在優(yōu)化過程中，充分考慮鄉(xiāng)村用水的實際需求和項目費用的控制要求，通過科學(xué)分析和比較，選出最佳的配線方案。在管線規(guī)劃中，需要合理布局管線，建立高效的功能模式，并對管線的流量、水頭損失、結(jié)點高度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行全面計算和分析，以實現(xiàn)管線的最優(yōu)配置。這不僅能夠確保供水的穩(wěn)定性和可靠性，還能有效降低能耗和運維成本。

其次，進(jìn)一步完善管道開口設(shè)計。在確保村莊飲用水安全的前提下，需要對管線的直徑進(jìn)行精心選擇。這需要在保證水壓力的前提下，充分考慮施工經(jīng)濟(jì)性和管道使用壽命等因素[10]。在確定管網(wǎng)的有效直徑時，應(yīng)綜合考慮各管段的水流量分布、各階段水流量變化、各節(jié)點流量、管道材質(zhì)以及最大用水量條件下的單位長度流量等關(guān)鍵因素。同時，結(jié)合水泵等相關(guān)供水設(shè)備的流量揚程以及管道內(nèi)部壓力強度等參數(shù)進(jìn)行計算分析，以提高給水設(shè)施選取的合理性和經(jīng)濟(jì)性。

通過優(yōu)化管網(wǎng)布局和完善管道開口設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)村飲水安全集中式供水工程管網(wǎng)線路設(shè)備設(shè)施的優(yōu)化，提升供水效率和質(zhì)量，確保農(nóng)村居民的飲水安全和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著農(nóng)村飲水安全問題的日益凸顯，農(nóng)村供水工程建設(shè)與優(yōu)化已成為當(dāng)前農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重中之重。通過合理選擇供水源、科學(xué)計算用水量等措施，能夠有效地提升農(nóng)村供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，保障廣大農(nóng)村居民的飲水安全。但是相關(guān)部門也應(yīng)清醒地認(rèn)識到，農(nóng)村供水工程建設(shè)仍面臨著諸多挑戰(zhàn)和困難。在未來的工作中，需要進(jìn)一步加強技術(shù)研究與創(chuàng)新，提升供水工程的設(shè)計水平和施工質(zhì)量。同時，還應(yīng)加強人才培養(yǎng)和引進(jìn)，為農(nóng)村供水事業(yè)提供強有力的人才支撐，才能真正為鄉(xiāng)村振興和全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家提供堅實的水利保障。

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