威宁县二塘农村饮水安全设计工程研究

2017-03-09陈煜

黑龙江水利科技 2017年12期

陈煜

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550002)

1 工程概述

威宁县二塘镇明洞村、猴场镇发纠村等八村农村饮水安全工程设计供水总规模为551m3/d，工程属Ⅳ型集中式供水工程，总投资概算为226.35万元。建设内容：取水工程、输水工程、净水工程、配水工程四部分。取、输水工程：新建输水管道DN140的PE管845m，DN63的PE管498m；净水工程：云雾山水处理厂一座，日处理水量470m3/d；议山水处理站4m3/h慢滤池一座，日处理水量81m3/d；50m3清水池2座；20m3清水池1座。配水工程：配水干管、支管DN110-DN25的PE管约31777m，DN100钢管1050m，DN32钢管529m；20m3清水池1座，10m3清水池5座，5m3蓄水池1座，3m3减压池25座。供电系统：变配电室等。

2 农村饮水安全工程设计要点

2.1 合理设计供水规模

1)合理设计供水人员。需要考虑到设计供水人口多，会使得水厂设计规模大，工程建设经济性较差。主要是因为农村人口流动，造成设计不合理，所以在设计供水人数时，要依据当地人口自然增长率，来选择合理值[1]。

2)合理选择用水量变化系数。供水用水量变化系数选取不合理，会使得水厂设计规模不合理。农村用水和城市用水特点不同，时变化系数较大，夜间用水量小。基于此，在设计时，要按照乡镇供水人口和用水量使用情况，来选择时变化系数。

3)合理选取供水流量公式。若人口数量<3000人，按照《村镇供水工程技术规范》(SL310-2004)管网流量来设计，一般来说计算流量偏小，使得部分供水户供水困难。基于此，若采取单村供水形式，尽量采用管道设计秒流量理念，避免设备偏小，使得工程建设出现供水困难[2]。

2.2 合理选用管材

在农村饮水安全工程设计中，若管材选用不当，极易造成资金浪费。基于此，若供水管网规模相对较小，尽量使用PE管与UPVC等材料。塑料管能够保证水质和水量，与传统管材相比，具有较强的优势。

2.3 合理设计管道流速

从经济性角度考虑，农村饮水安全项目设计，要注重考虑低运行费用。基于此，对于泵站扬水系统的管道流速设计，要充分考虑管道工程造价以及运行费用，要经过经济性对比分析来选择。同时要降低水头损耗费用占据的运行费用比例，控制事故停泵水锤造成的影响。在设计时，若管道直径<150mm，则管道流速可以控制在0.5-1.0m/s范围内；若直径在150-300mm范围内，则管道流速选取值范围为0.7-1.2m/s；若直径>300mm，则管道流速值可以选择1.2-1.5m/s，管径小、管线长度选择低值，使用的塑料管流速，可以适当高于金属管流速[3]。

3 威宁县二塘镇农村饮水安全设计方案

3.1 供水规模

供水的区域分为云雾山水源片区和议山水源片区，项目区内2011年现状供水人口共计5900人，设计水平年2026年供水人口6748人。供水规模等于各用水项目的量之和，包括居民生活用水量、公共建筑用水量等[4]。以居民生活用水量计算为例，设计用水居民人数P=P0(1+γ)n+P1，P=现有人口数(1+人口自然增长率)设计年限+机械增长总数=设计人口数；P0指的是各村供水范围内的现状常住人口数，包括无当地户籍的常住人口；P1指的是各村的设计年限内人口的机械增长人口规划以及近年来流动人口和户籍迁移人口的变化情况，按平均增长法确定；γ指的是设计年限内各村人口的自然增长率；n指的是工程设计年限；W=村设计人口数×该村生活用水定额/1000=村居民生活用水量(m3/d)。本工程所在地为贵州，居民用水定额q取60L/d。云雾山水源片区供水规模为470.25m3/d，议山水源片区供水规模为81.03m3/d，因此，该工程供水总规模等于551.28m3/d。

3.2 水厂选址

根据地形图和当地相关部门的资料，经现场踏勘，本工程议山水处理厂址位于议山村，距议山水源0.5km处的平缓山地，水厂占地约100m2，地面高程2140.00m。本工程云雾山水处理站厂址位于云雾山水源0.8km处的平缓山地，水处理厂占地约600m2。地面高程2145.00m。两处厂址地形平坦，坡度0°-20°，且山下均有村公路通过，施工便利，高程合适，地表覆盖层较薄，地表基岩裸露，自然边坡稳定。综上考虑，厂址具有充分利用地形高程、无拆迁，不占良田、较好的废水排放条件、无洪水与内涝威胁、施工、运行管理方便等优点，具有建设可行性。

3.3 水源的选择

云雾山水源片区：采用云雾山水源供水，从原有云雾山水源取水池，接上DN140的PE管，沿着路让水自流到云雾山水处理厂，经过净化处理后再自流至高位水池和用户。故本工程设计取水量为494m3/d，水处理站每天运行时间17h。

议山水源片区：采用议山水源供水，从已建的议山水源取水池接DN63的PE管沿路让水自流到议山水处理站，经过净化处理后再自流至高位水池和用户。本工程设计取水量为85m3/d，水厂每天运行时间21h。

3.4 给水系统设计

威宁县二塘镇明洞村、猴场镇发纠村等八村农村饮水安全工程，设计供水总规模为551m3/d。配水管网按照每天工作24h，K日=1.30,K时=2.3，进行供水工程设计。

3.5 输水工程设计

依据水力计算公式，即设计流量=(供水规模+水厂自用水)÷水厂运行时间，设计流速V选值范围为0.6-1.0m/s。按照设计流量与流速，来确定管道设计内径。水头损失计算公式为h1=iL，h1—沿程水头损失m；L指的是计算管段的长度m；i指的是单位管长水头损失m/m；局部水头损失，按其沿程水头损失的5%-10%计算。计算结果如表1与表2。

表1 云雾山水源片区输水管线水力计算表

表2 议山水源片区输水管线水力计算表

3.6 工程施工设计

配水主管从清水池出来后沿路边敷设，再由各出水点分配到每条支管或用户，管线总长33315m，使用聚乙烯(PE)管，局部采用镀锌钢管。本配水管线大多穿越荒山及沙石道路旁，管道采用埋设，埋深大于0.7m，在管道转角等地方设镇墩。一般情况下，管道敷设可不作基础处理，将管槽基坑平整，管道铺设在未经扰动的原土上。若遇地基较差或含岩石地段埋管时，可采用砂垫层基础,砂垫层的厚度≥100mm。在管道起伏地势较低的地方设泄水阀，以利于排污和检修；在地势高的地方设置排气阀，避免管道内产生气阻；接管或岔管处设闸阀，便于管线检修和控制。在施工的过程中，需要严格按照设计图纸内容，将检查井，给制作成为流槽式或者落底式。开展输水管道施工前，要做好施工前检查工作，及时发现存在的问题，做好整改工作。相关人员要做好施工管理工作，以确保工程施工质量。