浅谈农村给水工程规划设计

　　摘要：农村给水工程规划设计中应考虑的一些问题和解决的方法
　　关键词：农村给水，规划设计
　　建国以来，我国农村给水工程建设飞速发展，不但解决了广大农村居民的生活饮用水问题，而且对提高农村居民的健康水平、改善农村环境卫生状况、促进农村经济的发展、建设小康社会都起到了积极的促进作用。目前，部分运行中的农村给水工程存在设计供水能力远大于实际需求，造成经济效益低下；水源选择不太合理，造成供水水源不能满足供水需求；净水工艺不合理，造成供水水质达不到国家《生活饮用水卫生标准》（GB5947-85）或农村实施《生活饮用水卫生标准》准则的要求；给水系统中调节构筑物容积过大，造成资金的浪费等等。这些问题的出现，主要是在给水工程建设规划设计工作中存在不足所致。农村给水工程是农村地区永久性给水设施，科学合理地做好规划设计工作，是保证所建给水工程持续发挥良好的社会效益和经济效益的基础。根据我们多年从事农村给水工程建设的实践，现就农村给水工程建设规划设计谈谈本人的见解，仅供参考。
　　一、给水工程建设的规划
　　在农村给水工程建设的规划工作中应充分考虑以下因素：
　　1、当地远、近期的发展规划
　　农村给水工程规划必须与当地经济发展规划，人口规模发展规划等相适应。只有充分结合当地远、近期发展规划对供水的需求，才能对拟建给水工程的供水规模、水源的选择、给水系统的布置进行合理的选择确定。
　　2、因地制宜确定给水系统
　　根据给水工程的供水对象、当地的水源条件、经济状况、地形条件、居住状况、给水工程的运营管理水平，因地制宜地选择确定给水系统，是给水工程规划的重点。
　　3、统一规划、分期建设
　　对于具有社会、经济发展潜力地区的给水工程的建设，要依据远、近期对供水的需求进行统一的长远规划，根据当地不同的发展阶段需要，分期实施给水工程的建设。
　　二、给水工程的设计
　　农村给水工程的设计须在给水工程建设规划的基础上进行。
　　1、供水规模的确定
　　给水工程供水规模设计的合理与否，直接影响工程建成后的运营经济效益。为达到合理确定给水工程供水规模的目的，首先要认真确定拟建工程的供水对象和各种用水量的定额标准。我国目前大多数农村给水工程主要是以解决生活饮用水为主，同时考虑了畜禽饲养、乡镇工副业、公共建设等方面的用水。各种用水量定额标准的选定应参照《农村给水设计规范》（CECS82：96）和有关行业标准并结合当地目前实际用水定额调查情况合理确定。在确定给水工程供水规模时应
　　掌握的基本原则是在满足近期各种实际用水量的基础上，要留有一定的余地。
　　一般采用“人均综合用水量指标”来宏观控制供水规模，。“人均综合用水量指标”的概念是在以解决农村生活饮用水为主的给水工程中，利用拟确定的供水规模除以本工程设计年限末的人口规划数，即得出“人均综合用水量指标”。在南方地区，“人均综合用水量指标”控制在100～140L/人•日为宜，在北方地区，控制在60～100L/人•日较为合理。对于工副业用水量或牲畜用水量较多的给水工程，“人均综合用水量指标”可适当提高。
　　2、设计年限的确定
　　给水工程设计年限的选定，影响到工程的投资效益和避免短期扩建问题。在建设以解决生活饮用水为主要目的，并以单座村庄或少数几座村庄联片建设给水工程时，设计年限一般选用10年；建设以乡镇为中心向周边农村供水的给水工程时，设计年限一般选择15年。
　　3、供水水源的选择
　　首先要根据给水工程的规划和供水规模，全面、系统地收集、分析当地水文、水文地质资料，从可供选择的供水水源的水量、水质上择优确定。
　　①供水水源的水量必须要满足给水工程设计供水量的要求。根据《农村给水设计规范》要求，地表水水源，其枯水期的供水保证率不得低于90%；地下水水源的取水量不得超过允许开采水量。
　　②供水水源的水质不得低于GB3838-88《地面水环境质量标准》中关于Ⅲ类水域水质的规定或《生活饮用水水源水质标准》的要求。
　　③对具有多个可供选择的水源时，应进行技术经济比较，择优确定。
　　4、水的净化
　　水的净化是给水工程设计中非常重要的一个环节。净水工艺流程的选择、净化构筑物的选型、各类参数的选取是否合理，将直接影响供水的水质。
　　①利用地表水作供水水源时，当原水浑浊度经常超过500度时，应在常规处理前采用预沉淀方式进行预沉。
　　②凝聚剂的选择应参照当地或相似条件的水厂运行经验或沉淀试验资料确定。凝聚剂的投配方式宜采用湿投。凝聚剂的品种较多，鉴于碱式氯化铝适应原水水质的范围较广，凝聚效果良好，可优先考虑选用。
　　③要保证凝聚剂与原水快速、均匀的混合效果。在混合的设计中要掌握两点，一是凝聚剂与原水应在10～30s时间内完成均匀混合；二是混合装置离起始净水构筑物的距离应小于120m，以保证混合后的原水在管道内停留时间不超过2min。混合方式可采用水泵混合、管道混合、机械混合。如采用管道混合方式时，应选用近年来研制生产的多投点管道混合器。此种管道混合器采用多投点向原水中投加凝聚剂，充分保证了凝聚剂与原水的高效均匀快速混合，克服了传统管
　　道混合器在管道不满流状态下混合效果较差的不足。
　　④净水工艺系统中的絮凝、沉淀、过滤构筑物类型的选择要依据原水水质、设计生产能力和净化后水质及工艺流程的高程布置等因素，并结合当地条件，通过技术经济比较确定。《农村给水设计规范》中对我国农村给水工程建设中常用的各类构筑物的适用条件、参数的选取都作了详细的介绍，设计过程中可选择利用。
　　⑤农村给水消毒一般采用氯消毒，如液氯、漂白粉（精）、次氯酸钠等。具有较大供水规模的给水工程，采用液氯消毒的较多，供水规模较小的给水工程和手动泵井、雨水收集系统等分散式给水设施采用漂白粉（精）消毒的较多。近年来，随着科技的发展，新型给水消毒设备陆续问世，一种适合农村给水消毒的二氧化氯发生器消毒设备越来越受到广大农村给水工程建设者的重视与欢迎。二氧化氯发生器以氯酸钠和盐酸为原料，采用负压曝气工艺，生产以二氧化氯为主、氯气为辅的复合消毒液，ClO2含量大于70%。通过我们近几年在多处农村集中式管网系统给水工程上的使用，此消毒设备具有管理操作简便、性能稳定、适用供水规模范围广泛、消毒效果良好、价格合理等优点。在我国农村给水消毒上应得到肯定、提倡和推广。
　　5、输、配水管（道）网的设计
　　在输、配水管（道）网的设计中应充分与当地发展规划结合，并考虑远、近期建设和分步实施的可能。输水管道设计流量应根据净水厂的位置、调节构筑物的设置情况合理确定。净水厂在输水管终端时，输水管的设计流量，可按最高日工作时用水量加水厂的自用水量计算。净水厂在输水管前端、管网设置前置水塔或高位水池时，输水管
　　设计流量可按最高日工作时用水量计算；无调节构筑物，直接向配水管网输水时，输水管设计流量，应按最高日最高时用水量计算。农村给水工程输水管线，可考虑单管输水。配水管网的设计流量，应按最高日最高时用水量计算。配水管网的布置，一般可设计成树枝状，在用水量集中、较大的乡镇所在地及较重要的用水范围内，必要时可局部设计成环状。在供水范围内地形起伏较大的地区，进行配水管网水力计算时，一定要认真校核配水管道的静水压力。当静水压力大于所选用的管材允许工作压力时，一定要采取有效的措施妥善解决，如考虑分区分压供水、在适当的高程位置设置减压池（井）或安装减压阀、调整部分管道的管径或选用较高工作压力的管材等方法，避免在用水低峰时发生爆管事故。配水管网的水压值，可按给水干管最不利点的最小服务水头需求确定。单层建筑按5～10m计算，建筑每增加一层，水头值应增加3～4m。
　　6、调节构筑物容积的确定
　　农村给水工程中的调节构筑物主要包括清水池、高位水池和水塔。调节构筑物的容积的确定，直接关系到工程的投资和对供水水质的控制。目前，部分农村给水系统中的调节构筑物容积的设计过大与供水规模比例严重失调的现象较为严重。
　　根据多年来农村给水工程的运行实践经验，在缺乏产水曲线、配水曲线资料的情况下，对不同调节构筑物容积的设计，可按下列比例确定：清水池的有效容积，可按给水工程最高日供水量的20%～30%计算；高位水池的有效容积，可按给水工程最高日供水量的25%～40%计算；水塔的有效容积，可按给水工程最高日供水量的10%～15%计算。为保证检修、清洗调节构筑物时给水工程的正常供水，较大供水规模的给水工程的清水池和高位水池的个数或分格数不得少于2个。
　　7、分散式给水设施的设计
　　分散式给水设施主要包括筒井、手动泵井和雨水收集系统。在我国采用分散式给水设施解决人畜饮水的地区还占有相当的比例。在分散式给水设施的设计过程中，要注意调查、收集、总结、挑选适宜本地区的不同工程设施类型，最好以省（区）为单位组织编制出各种工程设施类型的标准设计图集，同时提供简便易行的消毒方式，供建造者使用。
　　参考文献：
　　①农村给水设计规范CECS82：96
　　②中国农村给水工程规划设计手册（化学工业出版社1998年