农村供水工程设计中问题的解决措施

　　摘要：乡镇供水技术作为一项方兴未艾的事业，有许多问题需要研究和探索，其中规范乡镇供水设计，提高供水工程设计水平就是亟待解决的问题之一，为此阐明了乡镇供水工程设计原则与标准，并对设计中存在的一些具体问题进行了分析和探讨，供同行参考。
　　关键词：农村供水；设计原则；解决措施
　　一、工程设计原则与标准
　　1.设计原则。饮水安全工程设计坚持因地制宜、分类指导、有利于可持续发展的原则，重点发展乡镇集中供水工程，然后与乡镇集中供水工程管网相连接，扩大供水规模，提高管理水平，增加工程效益，以利于工程长期稳定地运行。在设计中需要遵循以下原则。
　　（1）饮用水安全第一的原则。
　　（2）规模化供水的原则。
　　（3）政府扶持与群众自筹相结合的投资原则。
　　（4）质量第一、长久发挥效益的原则。
　　（5）供水公司化管理的原则。
　　以水养水、良性运行的整体设计理念，为饮水安全的可持续发展奠定坚实的基础。
　　2.设计标准。
　　（1）用水量标准。参照《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）确定：农村安全用水工程的设计用水量包括居民生活用水量、畜禽饲养用水量、庭院经济用水量、公共建筑用地用水量、企业用水量和其他用水量等。
　　（2）供水水质。用水规模1000t以上或10000人以上的，应符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求；小于以上规模的应符合《农村实施<生活饮用水卫生标准>准则》二级水的要求。
　　（3）供水管网压力。供水水压应满足配水管网中用户接管点的最小服务水头，根据项目的供水范围和实际情况，确定主管网到村头处设计压力为200kPa。村内配水管网中用户接管点的最小服务水头，单层建筑物设计为50kPa，两层建筑物为100～120kPa，两层以上每增高一层供水水压需增加35～40kPa。当用户高于接管点时，还应加上用户与接管点的地形高差。用户水龙头的最大水头不宜超过400kPa，超过时宜采取减压措施。
　　（4）需水量确定。依据用水标准《村镇给水使用技术手册》，设计经济使用年限为15年，依据人、畜用水定额，公共建筑用水按居民生活用水的10%～25%（取10%），管网漏失及未预见水量按居民生活用水、大小牲畜用水和公共建筑消防用水的10%～25%（取15%），时变化系数取Kh=2.0，日变化系数取Kd=2.0，全日制供水，每日供水时间T=24h。
　　（5）方便程度。国际上一般把取水距离>1km视为不方便，我国将居民点到取水点的水平距离>1～2km或垂直高差>100m视为饮水困难。考虑到全面建设社会主义新农村的需要，确定以往返取水时间≤20min为标准，如果往返取水时间≤10min（一般都是自来水入户或自然村内设有公共供水点)，可视为取水较方便。根据上述分析，确定供水方便程度为供水到户或人工取水的往返时间≤5min。
　　（6）保证率。根据《村镇供水工程技术规范》有关要求，设计供水保证率不低于95%。
　　二、供水工程设计中遇到的主要问题
　　多年来，国家投入大量财力和物力，先后建成了一批供水工程，解决了部分群众的生产和生活的用水困难。在工程设计中，有以下两个方面的问题是值得关注的：
　　1．农村处于城市边缘或相对偏远，群众居住分散，村与村之间难以连片供水，输配水管道长，投资大，水损大、运行费用高、成本回收周期长，农村供给自来水几乎是亏本经营。用水量小，单方水成本高、费用高，管材费用所占总投
　　资比重较大，所以如何选择合理、经济的管材成为降低整个工程造价，降低单方水成本，使用户能负担的起，是第一个要解决的问题。
　　2．由于管网所经地段地形复杂，铺设管道起伏不平，输水过程中容易产生气阻等不稳定因素，同时由于受水区域而积较大，管网首末高差大，水压大。压力不稳定，合理分配和控制管内压力难度大，压力保护设施失灵时容易发生爆管等破坏现象，如何确保整个管网处于一个安全高效的运行状态，是第二个要解决的问题。
　　三、解决措施
　　1．合理确定管材
　　管材的选择首先要符合卫生要求，应将阻力小、能耗低、具有必要的强度和韧性、使用寿命长、维修量小、水质保障程度高等作为重要指标，还要考虑易于运输安装、耐锈蚀、建设投资省等综合指标。输配水管材的选择应经过经济技术比较后确定。
　　在给水系统中，管材承担着输配水的任务，它的选用不仅涉及给水的压力、给水的流量，还涉及到给水的水质状况、使用环境、敷设方式、管径和连接形式等因素。其设计选用原则归纳为以一I-4个方面：
　　(1)卫生安全。给水管材不应对输送的水造成二次污染，管材的卫生性能应满足GB／T17219—1998((生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》的要求，对人体健康没有任何不利影响。
　　(2)工作可靠。要求满足市政给水管材的基本工作性能，即满足给水的工作压力、工作温度，并要求管道系统耐腐蚀，管材安装施工简单、连接可靠、漏损率低，持久机械强度高，有足够的刚度、柔韧性能，抗震、抗地形不均匀沉降性能和抗快速开裂性能，且自示踪性好、热膨胀性和伸缩性小。
　　(3)有良好的水力条件。管道内壁应光滑、不易结垢，流阻力小、通水能力强。有利于减小系统的运行费用，节约能源。
　　(4)经济。管道综合造价低，管道运行经济，使用寿命长，施工机具解决及安装容易；维护维修方便、工作量少、成本低。
　　以上4点是影响设计选用给水管材的主要因素。在具体的设计选用中，还需结合工程设计投资的实际情况综合考虑。配水给水管材按其所采用的材料，可分为金属给水管、非金属给水管和复合给水管。金属给水管有球墨铸铁管、普通钢
　　管、镀锌钢管、不锈钢管；非金属给水管包括塑料管、钢筋混凝土管和玻璃钢管；复合给水管有钢塑复合管、铝塑复合管和钛镁合金衬塑复合管、塑料复合管等。输配水管材的使用与我国管材工业的发展密切相关。农村给水工程管材的选择首先要符合卫生要求，应将阻力小、能耗低、具有必要的强度和韧性、使用寿命长、维修量小、水质保障程度高等作为重要指标，还要考虑易于运输安装、耐锈蚀、建设投资省等综合指标。输配水管材的选择应经过技术经济比较后确定．
　　2．合理安装各种输配水管道附件，保障管道正常运行
　　2．1排气补气阀、截止阀及放空阀的安装
　　输水管道沿地表埋设在最大冻土层以下，管轴线随地面线布置。由于农村供水受劳动时间和用水习惯的影响，用水时段相对集中，管内流量不断变化，管道需要频繁排气、充气，同时当管道系统在充水、泄水至正常运动中的气运动、气水混合运动，水运动呈现出多种复杂的运动形态，水中液解的气体就会析出并聚集在管道的最高点，从而减小过水断面增加管道的水头损失，而且当进、排气不畅时，容易形成负压，对管道的破坏性极大，因此按管线各处的特点合理布置安装各种阀件是保障输水安全运行的重要问题。
　　由于在管线上坡管段以排气为主、进气为辅，下坡管段以进气为主、排气为辅；水平管段应按流速计算适当设置。管道凸出点为上坡管段终止点，应设排气补气阀，并布置阀门井；在地形低洼，并有排水出路位置放置截止阀及放空阀。
　　2．2安装减压装置
　　在给水系统中合理配置减压装置是将水压控制在限值要求内，减少超压的出流的技术保障。
　　设置减压阀、减压孔板或节流塞均可有效减压，减压阀具有改善系统运行工况和潜在的节水作用。其节水效率可达到30％以上。设置减压孔板系统和对比较简单，投资较低，管理方便，节水效率达15％-20％，但减压孔板只能减动压，不能减静压。
　　2．3适当设置镇墩，确保管网运行安全
　　为保证管网的稳定运行，要在管道沿线的长水平段、斜坡道、拐点等必要位置设置镇墩。同时在供水管网线路选择时，应力求直线，但在安装管道中根据管材的弯曲度自然摆放，这样可以省去伸缩节，既方便施工，又节省造价。此外，为保证管网的安全运行，还需在管线上根据具体情况合理布设检查井、分水阀井等配水管道附件。