农村饮水工程管网设计中的问题分析

摘要: 实施农村饮水安全工程,是社会主义新农村建设的重要任务, 关系到广大农民群众的身体健康和生命安全。本文对农村饮水工程管网设计中设计流量、管径确定、水力计算等问题，通过计算实例进行了分析,为农村饮水工程的设计提供参考。

关键词：供水；管径；管网；计算

Abstract: the implementation of rural drinking water safety engineering, the construction of a new socialist countryside is an important task of relationship to the peasants' physical health and life safety. In this paper, the rural drinking water pipeline project design design flow, diameter determination, hydraulic calculation, through calculating examples are analyzed, and the rural drinking water project for reference to the design of.

Keywords: water supply; Pipe diameter; Pipe network; calculation

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

农村饮水工程由于农户居住分散,输供水管线较长,管道投资所占工程总投资的比例很大,为节约投资,合理确定管道管径显得尤为重要。在以前的饮水工程设计中,乡(镇)工程技术人员未能全面掌握设计要领,选择管径几乎仅凭主观感觉,导致工程建成后由于设计不合理,常出现管道投资浪费和工程不能正常运行现象。管径计算可分4个步骤:①确定用水人口,计算供水规模;②确定管道设计流量;③计算管径;④水力计算。

1管径计算

1.1供水规模确定

农村饮水工程供水规模主要包括居民生活用水量、饲养畜禽用水量、管网漏失水量和未预见用水量。根据《村镇供水工程技术规范》(SL310-2004),广东省属五区,主要用(供)水条件为全日供水,室内有给水、排水设施且卫生设施较齐全,确定最高日居民生活用水定额为120L/(人•d),牲畜用水定额为30L/(头•d),管网漏失水量和未预见用水量之和按人畜用水量的15%计。

1.1.1规划用水人口

式中 P1为设计年末的规划用水人数,人;P0为现状用水人数,人;γ设计年限内人口自然增长率(取0.6% );n为工程设计年限(取15年)。

1.1.2最高日用水量

式中W为最高日用水量,m³/d;L1为最高日居民生活用水定额,L/(人•d);P2为牲畜数,头;L2为牲畜日用水定额,L/(头•d)。

1.2输、供水管道设计流量

1.2.1输水管设计流量

式中Q1为输水流量,m³/h;W意义同前。

1.2.2供水管设计流量

供水管网中所有管段的出流量之和按最高日最高时用水量Q2计算,各主干管的出流量等于各干管设计年末的规划用水人口的用水量与现有的牲畜用水量之和乘以Kh计算求得。

式中Kh为时变化系数,详见表1。

表1全日供水工程的时变化系数

1.3管径计算

先求得流量模数K,再由流量模数K查表2或表3,选择对应的管径。

式中Q为管道设计流量,L/s;K为流量模数,L/s;H为高差,m;L为管长,m。

表2塑料管(PVC、PE、PPR)管径选择表(糙率n=0.009 5)

注:表中管径d为塑料管外径。

表3镀锌管管径选择表(糙率n=0.012 5)

注:表中管径d为镀锌管内径。

1.4水头损失计算

管道总水头损失应包括沿程水头损失和局部水头损失,局部水头损失按沿程水头损失的10%计。

1.4.1UPVC、PE等硬塑料管水头损失

式中hf为总水头损失,m;Q为管段流量,m³/h;d为管道内径,mm;L为计算管段的长度,m。

1.5供水水压

根据《村镇供水工程技术规范》(SL310-2004),配水管网中用户接管点的最小服务水头,单层建筑物可为5~10m,两层建筑物为10~12m,两层以上每增高一层增加3.5~4.0m;当用户高于接管点时,尚应加上用户与接管点的地形高差。

2管网计算实例

一自然村饮水工程现有农户115户、520人,牲畜615头,主要供水区域人口及牲畜分布为小连坑128人、牲畜159头;大连坑206人、牲畜245头;石乾186人、牲畜211头,水源点实测枯水季节日可产水量为350m³,经实测水源点至蓄水池距离为2150m,水源点高程为320m,清水池高程为275m。

2.1用水量

2.1.1设计年末规划用水人数

2.1.2最高日用水量

2.2输水管道计算

2.2.1输水流量

2.2.2管径计算

查表2选用Φ50PVC管。

2.2.3水压计算

总水头损失:

自由水压: 320-275-32.26=12.7m,满足要求。

2.3供水管网水力计算

先根据各供水区供水人口、牲畜数量计算供水流量,再按控制点高程、管长确定管径,成果见表4。供水管网水力计算见图1,成果见表5。

表4各供水管段管径计算

表5各供水区控制点水力计算

计算结果表明,各供水点水压满足要求,所选管径合理。

3需注意问题

管道经过比较大的凸起点与低凹处,应设进(排)气阀与排空阀。

输水管道地形高差超过60m并有富余水头时,应在适当位置设减压设施;供水管网中用户水龙头的最大静水头超过40m时宜采取减压措施。

应用上述公式计算管径时,高差H、管长L应为清水池至管道末端节点高差和长度,而不是计算管段前后节点的高差和长度。

4结束语

管网设计中影响管径的因素很多,如供水管道材质、各供水点供水量、水池至控制点高差等。本工程通过计算实例详细说明了管径的计算过程,并通过验算证明所确定的管径符合要求。因此,在今后的饮水工程设计中,只要知道设计流量、高差、管道长度3个参数,很快就可以计算出所需的管径,为管径计算提供了一种便捷方法。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。