浅析农村饮水安全工程设计

摘要：农村供水工程作为农村地区社会经济发展的重要基础设施，是提高农村地区人民生活水平、缩小城乡差别、建设社会主义新农村的重要物质条件。下面本文就农村饮水安全工程设计过程中存在的部分问题进行简单探讨。

关键词：优化；水源；管道；供水规模；经济流速

Abstract: the rural water supply project of rural social economic development as the important infrastructure, is to improve the people's living standards in rural areas, narrowing the gap between urban and rural areas and the construction of the new countryside important material conditions. Below this paper rural drinking water safety engineering design of the existence of the part of the question briefly discussed.

Keywords: optimization; Water; Pipe; Water supply scale; Economic velocity

中图分类号：TU991.25文献标识码： A 文章编号：

一、前言

我国是农业大国，全国有9.37亿人居住在农村。农村人口居住分散，多少村民居住的自然条件恶劣，人畜饮用水条件极差。农村社会经济发展相对落后，农民生活水平较低。我国农村以传统落后的分散式供水为主，分散式供水受益人口占农村总人口的62%，多数为户建，户管，户用的微型工程。因此很多农村地区仍面临着安全用水的问题，而且水源保证率低，饮用水量不足，水质条件不达标等饮水不安全问题已成为当地群关注的焦点。农村饮水安全工程量大面广，形式多样，分散、工程规模小，工程建设条件差，工程前期工作难度大，时间紧，下面我将对农村饮水安全工程设计方面需要注意的几个问题提出来进行探讨，以期对今后饮水安全工程的设计有所帮助。

二、优化农村饮水安全工程设计

1、优化水源设计

水源的选择是关系到饮水安全工程能否有效解决农村饮水不安全问题的首要条件，是农村饮水安全工程项目设计中最重要的一个环节。

农村饮水安全工程选取水源需要满足如下条件：⑴水量充沛，干旱年枯水期设计取水量的保证率，严重缺水地区不低于90%，其他地区不低于95%。当单一水源水量不能满足要求时，可采取多水源或调蓄等措施。⑵水质良好，便于卫生防护。地下水源水质符合《地下水质量标准》（GB/T14848）的要求，地表水源水质符合《地表水环境质量标准》（GB3838）的要求，或符合《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020）的要求。 当水源水质不符合上述要求时，不宜作为生活饮用水水源。若限于条件需加以利用时，应采用相应的净化工艺进行处理，处理后的水质应符合《（村镇供水技术设计规范》要求。⑶符合当地水资源统一规划管理的要求，并按照优质水源优先保证生活用水的原则，合理安排与其它用水之间的关系。即优先选用水质良好的泉水、承压水、潜水作水源。来水量比较稳定、无污染等条件。⑷对于一些地表水欠缺需要打井的地区，井群位置和井群系统的选择与布置方式对整个给水系统都有着很大的影响，从水文地质条件及用水条件出发，主要从以下几点考虑：取水点应设于补给条件好、渗透性强，水质及卫生环境良好的地段；尽可能接近主要用水地区，井距要合理，力求降低取水和输水电耗、取水井及提水管道长度、配水管网的造价；取水井应尽可能垂直于地下水流向布置，以求充分利用含水层；考虑施工、及后期的管理和维护方便度；尽可能考虑防洪及影响地下水水量，水质变化的各种因素 。进行井群布置时，一般遵循以下几个步骤：① 通过了解和核对现有水文地质资料，根据含水层埋藏条件、厚度、岩性、水力状况及材料设备、施工条件，初步确定管井的形式与构造。同时根据地下水位、流向、补给条件和地形地物情况，初步选择取水设备形式和井群布置方案。 ② 按有关理论公式和经验公式确定单井的出水量和对应的水位降落值，并在此基础上结合技术要求、材料设备和施工条件，确定取水设备型式和容量。对于井群系统应考虑井群互阻对出水量的影响，必要时应进行井群互阻计算，确定管井数目、井距及井群布置方案。在选择井数时，需设置一定数量的备用井。 ③ 根据上述计算结果进行管井构造设计，包括井室、井壁管、过滤器、沉淀管、填料的构造尺寸、材质、规格。最后，对过滤器进行校核计算，检查过滤器周围含水层的渗透稳定性，防止漏沙。

工程设计的过程中往往会忽略以下几个问题，例如，①在选定水源时我们是否考虑到水量的季节性变化问题，尤其在枯水期水量是否满足饮用水的需要；②在多个水源均满足安全使用的情况下，把最好的水源作为饮用水源，其余作为农业生产或其他用水水源。③忽略了水源的保护和长期规划问题。广西桂林的龙胜梯田闻名于世，那里一直以来水源富足、稻谷飘香。那里以前是人畜饮水、农田灌溉、消防用水的示范点。据广西壮族自治区水利厅文件记载，兴隆水电站是广西龙胜县境内浔江干流上的一座引水式电站，原本途径八滩村附近的河道为英文字母“C”型，为了加大水流落差，兴隆电站以开凿引水隧道的方式把“C”字的两个端点连成了一条直线。由于兴隆水电站开凿穿山隧道时使用了超量的炸药爆破，致使相关区域内岩层遭到破坏，多年形成的生态水源逐渐枯竭。给当地居民的生产生活带来了严重的影响，也给国家造成了巨大的经济损失。

农村供水工程的类型较多，但水质水量差异较大，取水方式分散。在选择水源时，应因地制宜，进行多方案的经济技术比较和论证来确定，使之达到安全可靠、技术先进、经济适用。正确地选择给水水源不但可以保证充足的水量，安全的水质，还可以节约工程投资，运行成本，便于施工管理及卫生防护。

2、优化供水管网设计

农村供水管网的优化设计比较复杂，包含的内容较多，主要有：流量的设计、管网流量的分配、管线的选择、节点的分布、管网布置形式的优化、管网压力控制、管网的附属设施的设置等。

管线布置合理与否对管网运行的安全性、实用性与经济性至关重要。农村用户较为分散，供水距离较长，时变化系数大，用水安全用水系数普遍要求不高。 因此，设计人员在设计输水管道时，首先要会同水利相关部门工程技术人员进行实地勘查。选择输配水管线时要考虑近远期结合和分步实施的可能；与当地规划相结合，结合实际布置；减少公路、铁路等障碍物；充分利用重力条件，优先利用重力流供水；尽量减少拆迁和少占农田等等。例如在新建水厂的管道走向和已建水厂的重新铺设管道走向上由水利部门、交通建设部门共同协商，避免发生管道重新铺设的问题。同时，应该根据实际情况考虑村民的远期规划问题，在新规划的居民点上要做相应的规划，适合农村抗震安居工程，避免工程重复建设，最大限度地发挥饮水安全工程的效益，使农村饮水达到国家颁布的安全饮用水标准。

管材的选取也直接影响到工程的使用年限。以前大部分是 PVC 管，耐冲击强度较差，低温条件下易脆，易老化，时常有管道爆裂、漏水现象，致使水厂不能正常供水，现在大多采用 P E管，在大规模集中供水工程中，较大管径的管材也采用钢管，加大工程的安全性。由于输水管道负担全系统供水，且压力较高，所以它的安全运行问题始终被设计部门所重视。输水管道常见的事故是爆管，引起爆管的原因主要有：温度应力、管材质量、施工质量、地质构造和水锤等管道中的气囊虽然不能直接造成水锤，但可借助水锤造成危害。在地形起伏地段，要求输水管道的最高点设排气阀。综上，根据内水压力选择管材，根据经济指标选择管材，对于地质、地形条件差（陡坎、跨河、跨路、跨沟段）建议选取离心球墨铸铁管或钢管。