村镇供水工程特征及设计初探

2020-12-24文图武汉悉水科技

中国水利 2020年23期

文图/武汉悉水科技

随着我国农村经济的不断发展和进步，农民生活水平日渐提高，改善饮水条件、用上干净方便的自来水，成为农民提高生活质量的迫切需要。武汉恒沛给排水工程设计院有限公司先后承接了几十个村镇水厂改造及新建的设计任务，结合工作实际，总结设计经验与教训，就村镇水厂设计中发现的一些问题进行探讨。

一、村镇供水工程集中存在的问题

①原水水质随季节变化恶化严重。部分水厂水源为水库，取水口在水库底部，夏季枯水期时水温显著升高，浮游生物、细菌等生物的代谢繁殖加快，从而引起水中有机物的腐败变质，并且增加了有机物、氨氮等溶解性污染物含量，导致季节性铁、锰超标，氨氮含量较高。

②输配水管网老化，管网配套设施设置不全。部分输配水管网使用多年，老化、“跑、冒、滴、漏” 现象严重，且管道配套设施设置不全，检修阀门设置少，无排泥阀及排气阀，管道淤积及气阻现象严重，停水现象时有发生。

③建设标准低，供水水质无法保证。部分饮水工程受自然条件及当时建设资金等原因的限制，设计及施工存在一定缺陷，主要表现在主要构筑物尺寸及高程设计不合理，施工简陋，经过多年运行，供水设备及管道老化失修，甚至造成部分工程报废，将输水管道直接接至清水池，饮用水未经任何处理，水质安全无法保障；尤其在雨季，出厂水浊度、大肠杆菌等远超过国家生活饮用水规定的水质标准。

④自动化信息化系统缺失。水厂未建立有效的预警预测机制和及时的反馈机制，面对原水水质突变的情况响应滞后，在加药等核心控制环节过分依赖人工经验，按流量比例投加药量，使得加药量偏高，增加了药耗和出水水质风险。同时，运维人员专业素质水平较低、水厂信息化程度低，难以实现少人值守甚至无人值守。

⑤水量计量设备缺失，体制机制不完善，工程长效运行难度大。居民水量计量设备严重缺失，大部分用户无计量用水量仪表，采用定额缴费制，造成水资源浪费；已安装计量水量仪表的用户，计量仪表及附属设施老旧、不够智能，加大了维护管理难度；水费收取标准低，导致绝大多数工程只能维持日常运行，水费收入只能弥补运行成本，无法足额提取工程折旧和大修费，不具备大修和更新改造的能力，工程运行管理体制机制有待进一步完善。

二、设计方案

针对村镇供水工程现状存在的问题，从技术、投资、管理等多角度提出以下设计方案。

1.取水工程

针对水库取水情况，设计采用浮箱取水平台，在取水浮船的基础上优化，不仅可解决高水位差和取水点距岸较远等问题，还可以始终取用水质良好的表层水，且大幅度减少工程投资。

2.输配水工程

沿途设置排气阀、排泥阀及配套井室，对老化管道进行更换，并根据配水管网地势差距、高程区域不同等特点，将供水区域根据地势分为高区、中区和低区等3个用户区：高区由输水管道直接供水，中区由高区输水管道通过首次减压进行供水，低区由中区输水管道通过再次减压供水，保证镇区配水主干管水压≤0.6MPa，确保用户正常供水水压要求。

3.净水工程

根据村镇供水工程水源多、水量小、用水人数少、原水水质好、洪水期水质浊度高等特征，净水工艺选择常规净水工艺即可。村镇净水设施一般具有设计流程较简短、管理方便等特点，常将絮凝反应池和沉淀池合并建造。考虑村镇水厂管理能力较差，小规模水厂建议采用无机电设备的重力无阀滤池，同时考虑村镇基建力量较弱，重力无阀滤池存在虹吸管在实际运行中难以维护，反冲洗难以控制的问题，对重力无阀滤池进行简化，在反冲洗管及进水管道上增设电动调节阀，池型保持不变，简化配水与反冲洗系统改造后的系统具有管理灵活、维护方便的特点，特别适合在村镇地区使用。

水厂自动化建设能够实现取水、制水、送水、加药等制水工艺全过程自动化，无需人工干预，可有效解决村镇水厂管理水平、能力较低的问题。

村镇供水信息化平台的设计，涵盖数据采集、传输、存储、处理、管理、服务、应用等环节，覆盖取水、制水、供水、用水等全过程，并在统一的空间基础上，对村镇供水业务实时或历史数据进行多源、多尺度的无缝融合，使空间信息与业务信息一体化应用。一方面能远程监控，实时监测，确保供水安全；另一方面采取对相关压力和流量数据的采集上传，然后通过软件对综合数据的分析和趋势的判断，帮助用户快速找到漏点，降低漏损率，最后还可远程监控水泵的工作状态，并及时发现停水、压力不足等异常，管理人员可以在系统中对泵站的水池水位、进水压力、设备用电量等进行查询及分析，具有故障实时报警等功能，提高了供水可靠性。