关于村镇供水工程若干设计要点的探讨

王明智 谢丽清 朱国春 冯士龙

一直以来，党中央国务院高度重视农村饮水安全问题，尤其近20年农村饮水安全工程建设力度不断加大，2005年—2015年，我国累计解决了5.2亿多农村人口的饮水问题，农村长期存在的饮水不安全问题基本得到解决，实现了从喝上水到喝好水的目标。“十三五”时期，我国又陆续对农村饮水安全工程进行了巩固和提升，农村集中供水率达到85%以上，自来水普及率将达到80%以上，水质达标率整体有较大提高，全面解决贫困人口饮水安全问题。

近年来，与村镇供水工程有关的规程、规范和设计标准相继更新，随着农村居民生活水平不断提高，对生活用水的质量提出了更高的要求。现以笔者主持规划和设计的多个农村饮水安全以及巩固提升工程为基础，分别从供水规模、管道直径、管材、消毒方式等要点展开进行探讨。

1.供水规模的测算

供水规模的测算决定了农村饮水安全工程规模的大小，根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2019），村镇供水工程的设计规模应根据供水区域内最高日居民生活用水量、公共建筑用水量、饲养畜禽用水量、企业用水量、浇洒道路和绿地用水量、消防水量、管网漏失水量和未预见用水量等的总和确定。

随着我国城镇化率的不断提高，越来越多的人口涌入城镇，也就意味着农村人口在不断的减少，但是仍旧有部分人口在城镇和农村之间游走生活，因此笔者认为在确定供水区域内人口规模时不宜按照当地的人口自然增长率在规划水平年内进行叠加，反而保持当前户籍人口不增长更加贴合实际情况。

村镇供水用水量的主要组成部分是生活用水量，在确定供水人口后，用水定额便是决定生活用水量的另外一个变量，《村镇供水工程技术规范》（SL310-2019）对不同地区、不同卫生器具配备和供水时段情况下的用水定额提供了参考范围值。在确定用水定额时，应当根据当地的水资源条件、用水习惯、生活水平以及社会经济发展水平，进行综合确定，同时当地方有更加严格的用水定额标准时还应满足地方标准。

供水规模的组成项可根据供水区域内的社会经济发展具体情况，因地制宜的进行删减和着重考虑，例如：供水区域内没有工业企业或者取缔了规模化畜禽饲养的，可不再进行计列；供水区域内发展水平一般，没有集中绿地和定期道路浇洒的，也不予以计列；供水区域内配水管网老旧，管网长度较大的，管网漏失水量应当酌情提高比例。

2.管道直径的计算

管道的直径取决于管段流量和管内流速。

由于水厂在设计时会考虑一定的调节功能，因此水源地到水厂的输水管道设计流量应按照最高日取水量确定，同时应适当考虑该段输水管道的漏失水量。

水厂至各村以及各村内的配水管网管段流量的计算方法主要有人均当量法和平均出流概率法。

人均当量法引自《村镇供水工程技术规范》（SL310-2019），人均当量的大小与计算供水规模时所选定的用水定额有直接关系，其计算公式为：

平均出流概率法则引自建筑给水排水工程中的用水分散型建筑的给水管道设计秒流量计算方法，管段设计秒流量的大小与用水户的卫生器具类型和同时出流概率有直接关系，其计算公式为：

本文以某村内供水工程典型户数为例对两种计算方法分别计算其管段直径，其中每户按3人计算，人均综合用水定额80L/（人·d），管内流速0.8m/s，每户卫生器具当量总数4，时变化系数取3，计算结果见表1。

表1 计算方法所得管段直径对比表 mm

经计算和比较，人均用水当量法计算所得管段直径均比平均出流概率法要小，且有部分管段直径不切合实际情况，因此平均出流概率法更实用于村镇供水工程配水管网的计算。

由于村庄内户与户之间相邻较近，每户用水器具类型相近、数量较少，因此笔者在工程设计中每6～8户设置一个分水器，通过分水器分出入户管分别入户，将村内配水管道分为主管、支管、分支管和入户管（当户数较少时，可以不设置分支管）几种规格，既简化了复杂的管网水力计算，又减少了管道直径的规格，便于采购和安装。

3.管材的选择

适用于给水管道的管材有钢管、球墨铸铁管、聚乙烯管、聚氯乙烯管、夹砂玻璃钢管以及预应力钢筒混凝土管等，每种管材都有其不同的适用范围，村镇供水工程管道具有口径小、用量大的特点，一般来讲水厂至各村输水主管道管径范围为DN100～DN500，村内配水管网的管径范围为DN50～DN100，入户管直径一般为DN25。根据管道的技术经济比较，不同管道直径所适合选用的管材见表2。

表2 不同管道直径适合选用管材表

4.消毒方式的选择

无论是《村镇供水工程技术规范》（SL310-2019）还是《室外给水设计标准》（GB50013-2018），对水的消毒都有统一、严格的要求，且后者将其列入强制性条文，必须严格执行。

水的消毒方式有氯及氯的化合物、二氧化氯、臭氧、紫外线等，消毒工艺的选择应根据原水水质、处理水量、消毒剂运输和存储的便利程度、净水处理工艺、运行管理水平等综合选择最佳的消毒方式。不同消毒剂的消毒效果、消毒成本、适用条件、安全性等方面比选表见表3。

表3 不同消毒剂比选表

目前在给水工程中消毒方式应用比例较大的是现场制备二氧化氯，村镇供水工程按照供水方式的不同分为区域水厂供水工程、联村供水工程和分散式（单村）供水工程，根据村镇供水工程的具体特点，选定更为适用的消毒方式，例如区域水厂供水工程，因其具有完整的输配水管网系统，可使用二氧化氯或者次氯酸钠等消毒效果好且持续性强的消毒方式；联村供水工程可使用次氯酸钠或者漂白粉等不需要现场制备且操作简单的消毒方式；单纯供水工程除使用次氯酸钠或者漂白粉消毒方式以外，因其管网较短，水力停留时间较短，在经济条件较好的地区还可以使用紫外线消毒方式。

5.结语

村镇供水工程具有规模小、分布范围广、水源条件多样化、地形复杂、用水量变化幅度大以及等特点，在进行工程设计时，应遵循技术可靠、经济合理、操作简单、可持续发展等原则，因地制宜的确定工程规模、水处理工艺流程，保证居民生活用水的水质、水量和水压都能满足要求。