乡村饮水安全集中供水工程管网优化方法与应用

摘要：农村供水工程作为农村基础设施的重要组成部分，其建设质量和管理水平直接关系到农村居民的生活质量和社会经济的发展。近年来，随着国家对农村饮水安全问题的重视程度不断提高，农村供水工程建设取得了显著进展。然而，在实际工作中，农村集中式供水工作仍然面临着一些问题和挑战，如供水源选择不合理、用水量计算不科学等。基于此，本文围绕农村饮水安全集中式供水工程管网的优化方法与应用展开深入探讨和分析，旨在为相关人员提供参考。

关键词：农村；饮水安全；集中式供水工程；管网优化

水是生命之源，饮水安全直接关系到广大人民群众的身体健康和生命安全。在农村地区，由于地理、经济、技术等多方面的限制，饮水安全问题一直备受关注。为了改善农村饮水条件，保障农村居民的饮水安全，各级政府和社会各界都在积极推动农村供水工程的建设与优化。供水管网建设是农村饮水安全工作的重点内容，只有保障供水工程管网的科学建设质量，才能有效达成安全输送饮用水的工作目标。因此，有必要结合农村供水工程的应用特点，采用行之有效的供水工程管网优化措施，为农村饮水安全集中式供水提供可靠助力。

1 农村供水工程应用特点

我国农村供水系统以其独特的运行模式和特点，在保障农村饮水安全方面发挥着重要作用。这些特点主要体现在以下几个方面：

1.1 集中供水为主导形式

与城市的供水系统相比，农村供水系统更多地采用集中供水形式。这主要是由于农村地域辽阔，村庄分布相对分散，且经济发展水平相对较低。为了降低供水成本和提高供水效率，农村往往选择在人口集中、用水需求较大的区域建立集中式供水设施。这种供水方式不仅能够满足农村居民的基本饮水需求，还能够有效应对季节性用水波动和突发用水高峰[1]。

1.2 工业用水比例逐步上升

随着农村经济的发展和产业结构的调整，工业用水比例在农村总用水量中逐步上升。尤其是在一些经济较为发达的农村地区，工业用水已经成为供水系统的重要组成部分。这种变化不仅反映了农村经济的发展趋势，也对供水系统的设计和运行提出了更高的要求。农村供水系统需要在保证生活用水安全的前提下，兼顾工业用水的需求，确保供水系统的稳定、高效运行。

1.3 间歇式运行方式的应用

考虑到农村居民的生活和生产规律，以及季节性用水特点，农村供水系统往往采用间歇式运行方式。这种方式能够根据用水需求的变化灵活调整供水时间和供水量，有助于节约水资源和降低运行成本[2]。然而，间歇式运行方式也存在一定的弊端，如取用不便和水质难以保证等。因此，在实际应用中，需要结合农村地区的实际情况，对供水系统进行合理设计和优化，确保供水安全、可靠、高效。

综上所述，我国农村供水系统具有集中供水为主、工业用水比例增加以及间歇式运行等特点。这些特点既反映了农村地区的实际情况和发展需求，也对供水系统的设计和运行提出了更高的要求。在未来的发展中，水利部门需要不断探索和创新，优化农村供水系统的设计和运行方式，才能更好地满足农村居民的饮水安全需求。

2 农村供水工程建设现状

当前，我国农村供水工程建设在取得显著成就的同时，也面临着一些挑战和问题。其中，管网规划与实际应用之间的脱节以及缺乏足够的专业人员支持两项问题较为突出。

2.1 设计方案与供水需求匹配度不足

在我国农村集中式供水工程的建设过程中，设计方案往往由相关决策者基于过往经验或关键技术因素制定，而未能充分考虑到实际施工需求和规范。这种主观性的决策方式容易导致设计方案与实际供水需求之间存在较大偏差[3]。由于缺乏足够的现场调研和数据支持，设计方案可能过于理想化或过于简化，无法准确反映实际供水情况。这不仅使得设计方案在主观层面上存在误差，更导致其与现实用水需求之间存在较大差距，最终使得管网规划无法有效应用于实际供水工程。

为了解决这一问题，水利部门有必要加强供水工程建设的专业性和科学性。一方面，应加大对农村供水工程建设的投入，吸引更多专业人才参与进来，提升设计方案的合理性和可行性。另一方面，应加强与地方政府的沟通和合作，确保设计方案能够充分考虑到当地实际情况和需求。同时，还应加强现场调研和数据收集工作，确保设计方案能够准确反映实际供水情况，为农村供水工程的建设提供有力支持。

2.2 工程技术人才匮乏

目前，我国农村集中式供水工程在管网配置与优化方面受到工程技术人才匮乏的严重制约。由于缺乏足够的专业技术人员，供水网络的建设和规划往往难以达到理想的效果，进而影响了农村饮用水安全建设的顺利推进[4]。

乡村供水网络规划任务繁重且时间紧迫，而当前在职员工普遍缺乏必要的专业技能培训，导致他们在实际操作中难以充分发挥作用。此外，乡村地区的工资水平和居住环境相较于城市存在明显差距，这使得优秀的科技和行政人才难以长期留在乡村，人才流失现象严重。

为了破解这一难题，必须加强对乡村供水工程网络规划专业人才和管理者的专业培训。通过提高他们的专业技能和知识水平，可以推动乡村供水网络的优化工作，确保供水工程的安全、高效运行。还应积极探索激励机制，提高乡村地区的工作待遇和生活环境，吸引更多优秀人才投身乡村供水事业，为农村饮用水安全建设提供有力的人才保障。

3 农村饮水安全集中式供水管网优化与应用措施

3.1 科学选定供水源

在推进农村饮水安全集中式供水工程的建设中，供水源的合理选择是至关重要的一环。有关部门应秉持科学、合理的原则，综合考虑乡镇的近期和远期规划，确保从水源选取到水处理全流程的合理性。在这一过程中，不仅要关注水源的数量是否充足，更要确保水源的质量上乘，以满足居民饮用的安全标准。

在选择供水源时，需从水资源安全和经济性两个维度进行深入分析。充分考察当地的水文条件、地质状况等要素，准确把握供水主体对水源质量和数量的需求[5]。此外，若在施工过程中发现水源中氟、铁、锰等微量元素含量超标，或位于苦咸水地区，应通过现场调研，对比使用水质优化技术与远程饮用水工程的可行性，选择更具比较优势的方案。以山东省平度市为例，当地结合实际情况，采用了地下饮用水和地面饮用水相结合的供水方式。其中，地下饮用水主要依托云山丈岭、崮山等大型地下水供水系统；而地面饮用水则通过殷府、黄桐、大泽山等多个地面饮水水源进行供给。为确保供水质量，当地还修建了配套的水源设施和高规格净化水项目，使集中供水规模得以扩大，供水质量得到显著提升，从而确保了农村地区的饮用水安全。还应关注供水源的可持续性。充分考虑其对环境的影响，确保在保障供水安全的同时，不对生态环境造成破坏。通过科学选定供水源，为农村饮水安全集中式供水工程的建设奠定坚实基础[6]。

因此，科学选定供水源是农村饮水安全集中式供水工程管网优化的重要一环。应综合考虑水源的数量、质量、安全性和经济性等因素，结合当地实际情况，选择合理的供水方式和水资源优化方案，以确保农村居民能够用上安全、可靠的饮用水。

3.2 科学预测与计算用水量

在设计乡村供水工程时，应坚持“近期与远期相结合”的原则，确保供水系统既能满足当前需求，又能适应未来发展的需要。具体而言，短期计划应以5～10年为参考，而长期计划则需确保未来10～20年的供水安全。在用水量计算方面，需要综合考虑多个因素。

第一，根据乡村的地理特征、人口分布和经济发展情况，对供水管网的布局进行合理规划。在此基础上对生活用水、企业用水和公共用水量进行精确计算。这不仅有助于控制工程造价和后续运营成本，更能确保供水系统的高效运行[7]。

第二，基于乡村地区居民的日常用水需求计算生活用水量。通过考虑乡村平均人口、供水时间和用水定额等因素，可以得出一个相对准确的数值。详细计算公式为：

公式中表示农村地区范围内人口每天需消耗的生活用水量，单位为m³/d；R表示农村地区的平均人口；n表示水源运行年限，通常情况下取值为15；Br表示农村地区人口用水标准，通常Br取值为0.5 m³/d。

除计算农村地区人口用水量外，还需计算牲畜用水量，计算公式为：

公式中表示农村地区范围内牲畜每天需消耗的用水量，单位为m³/d；S表示农村地区大牲畜数量；n表示水源井运行年限，通常情况下n取值为15；Bs表示每头大牲畜每日用水标准，通常取值为0.6 m³/d。

为了更全面地考虑用水需求，还将管网渗漏损失水量、公共用水和企业用水纳入计算范畴[8]。根据实践经验，设定23%的农村居民和家畜用水作为这些附加用水量的总和。则计算公式为：

通过这种方式，可以得到一个更为全面和准确的用水量预测值，计算公式为：

3.3 优化管网线路设备设施

在推动农村饮水安全集中式供水工程的过程中，优化管网线路设备设施是至关重要的一环。这不仅能够提升供水效率，还能有效控制项目成本，确保农村地区的饮水安全和经济效益[9]。

首先，应对管网布局进行精细化优化。在优化过程中，充分考虑乡村用水的实际需求和项目费用的控制要求，通过科学分析和比较，选出最佳的配线方案。在管线规划中，需要合理布局管线，建立高效的功能模式，并对管线的流量、水头损失、结点高度等关键参数进行全面计算和分析，以实现管线的最优配置。这不仅能够确保供水的稳定性和可靠性，还能有效降低能耗和运维成本。

其次，进一步完善管道开口设计。在确保村庄饮用水安全的前提下，需要对管线的直径进行精心选择。这需要在保证水压力的前提下，充分考虑施工经济性和管道使用寿命等因素[10]。在确定管网的有效直径时，应综合考虑各管段的水流量分布、各阶段水流量变化、各节点流量、管道材质以及最大用水量条件下的单位长度流量等关键因素。同时，结合水泵等相关供水设备的流量扬程以及管道内部压力强度等参数进行计算分析，以提高给水设施选取的合理性和经济性。

通过优化管网布局和完善管道开口设计，能够实现农村饮水安全集中式供水工程管网线路设备设施的优化，提升供水效率和质量，确保农村居民的饮水安全和经济效益。

4 结语

综上所述，随着农村饮水安全问题的日益凸显，农村供水工程建设与优化已成为当前农村基础设施建设的重中之重。通过合理选择供水源、科学计算用水量等措施，能够有效地提升农村供水系统的稳定性和安全性，保障广大农村居民的饮水安全。但是相关部门也应清醒地认识到，农村供水工程建设仍面临着诸多挑战和困难。在未来的工作中，需要进一步加强技术研究与创新，提升供水工程的设计水平和施工质量。同时，还应加强人才培养和引进，为农村供水事业提供强有力的人才支撑，才能真正为乡村振兴和全面建设社会主义现代化国家提供坚实的水利保障。

参考文献

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[2] 唐林平，石海.浅析智慧水务系统在农村饮水安全工程管理中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2024（3）：162-164.

[3] 王跃国，赵翠，孙付增.农村供水工程管网更新设计研究[J].水利水电快报，2024（3）：1-6.

[4] 户广勇，梁好.华北平原区村内供水管网水力计算方法探讨[J].海河水利，2024（2）：67-70+83.

[5] 魏轩.三亚市农村供水工程“建管一体化”模式浅议[J].城镇供水，2024（1）：94-97+55.

[6] 刘晓亚.建大水厂铺大管网 实现城乡供水一体化[N].天水日报，2024-01-31（002）.

[7] 吴帅，姜自利.“四水统筹”，加快建设全省市级水网示范区[N].青岛日报，2024-01-30（012）.

[8] 刘均国，闫哲宾.聊城市农村供水保障发展存在问题及对策[J].山东水利，2024（1）：61-63.

[9] 刘胜.农村饮水安全集中式供水工程管网优化方法与应用[J].农业科技与信息，2020（4）：117-119.

[10] 周维平.农村集中式供水工程管网优化方法与应用研究[J].乡村科技，2016（35）：67-68.