因地制宜设计农村人安全饮水工程的策略分析

吕荣平

（重庆市忠县水务局（水利工程质量监督站）， 重庆 忠县 404300）

因地制宜设计农村人安全饮水工程的策略分析

吕荣平

（重庆市忠县水务局（水利工程质量监督站）， 重庆 忠县 404300）

农村安全饮水工程相比较其他水利工程具有特殊性与复杂性，要结合农村当地地形地势等多个因素，设计中充分发挥人与利用自然资源，提高给水效益。本文对此展开探究，分析概述了水源工程型式，并围绕水源工程、输水工程、水处理与调节工程，展开了因地制宜的设计探究，以期为农村安全饮水工程提供理论参考。

因地制宜；农村安全饮水工程；工程设计

0 引言

水利工程是保障人们生活质量的重要工程，农村安全饮水工程建设关系到农村居民的饮水安全与稳定，对推动国民经济发展具有重要作用。因地制宜设计理念强调充分结合农村饮水安全工程的特点以及农村实际用水情况等，发挥工程实际的给水效益，保障工程项目发挥最大功效，并为农村饮水提供安全与高效的服务。按照水利项目的设计思路，一般包括一级项目与二级项目，包括水源工程、输水工程、水处理与调节工程，以及相关配水工程等[1]。

1 水源工程型式概述

水源工程是农村安全饮水工程中的重要内容，通过建设取水建筑物与相关设备来完善水源工程的建设。我国农村水源出露形式具有多样化的特点，加上农村复杂的地形地势环境，分布复杂的聚居状况等，设计人员必须科学合理地考量水源的各方面因素，要求满足当地用水量。这就需要因地制宜地设计水源工程与整体饮水工程，包括对水源出水量、水源储备程度、短缺水情况等全方面进行考量，进行水文水量的平衡计算以及地质情况的勘测分析等，最后再结合实际情况设计水源工程的建筑物型式。

①如果通过水源勘测与计量后，发现水量储备程度并不能完全满足农村每月的用水需求量，而全年水量基本满足时，就有必要进行水源工程的建设。因地制宜在水源出露的适当地段建设堤坝，确保总蓄水量满足供水需求。挡水工程的设计蓄水量应当由水量平衡计算来确定，要求能够有效调节补足供水补足的月份，完善因地制宜的挡水工程建设。

②如果通过水源勘测与计量发现净水量充足，则在水源工程设计时应当以保护性的建筑设计为主，比如通过封山、封路、防洪墙等建设，对水源出露处进行密封，形成泉室。而泉室的设计则应当基本包括沉淀、过滤以及清水间等。完善该类型因地制宜的水源工程建设。

③如果水源储水量与流量满足供水要求，但是水源出露高程低于供水片区，则须因地制宜设计泵站电力进行提水，要求泵站建设需建集水建筑物，包括能够起到挡水和存水作用的堤坝、水渠以及水池等。该泵站供水系统的设计主要将集水建筑物之上的工程视为水源工程，在高程10m以上采用重力式给水，其它采用机械泵站进行给水[2]。

2 输水工程

农村安全饮水工程中的输水工程主要是将水源处水进行运送传输，调节到储水建筑物中。鉴于农村地形地势的复杂，输水工程的设计同样需要因地制宜地进行选择与布置。通过水源勘测与计量，如果水源出露高于供水片区10m左右，则可以进行重力式给水工程设计，重力式给水工程有助于后期维护与管理，并且具有运行成本较低、维修方便等特点，能够减轻农村居民的水费负担；如果测量发现重力式给水设计不适用，则根据水源与供水片区的高度设计电力泵站给水工程，通过电力提供动力，进行机械输水。

2.1 重力式输水工程型式

重力式输水工程型式主要有两种，输水管道与饮水隧道。输水管道的管径选择需要根据全天的输水量情况来确定，计算管道沿程损失时可视为长管计算，并按照《村镇供水工程技术规范》的规定选择管径大小。沿程损失计算公式为：

设管道长度为L，单位管长水头损失为i，其中i=0.000912V2【（1+0.086）/V】0.3/d1.3，V＜1.2m /s。根据《水力学》沿程水损失的计算公式为：

运用上述两个公式进行计算，对计算结果数值较大的作为管径设计的主要依据，也包括输水隧道与明渠的设计，输水流量按公式计算过水断面。

2.2 二级项目

二级项目包括泵房建筑工程、水泵机组安装工程、上水管道（压力管道）、配电系统等。

①泵房建筑：泵房建筑面积根据水泵机组的尺寸进行选定，同时还要结合安装运行空间、检修空间等，拟设泵站房屋建筑，此外还要考虑到采光、通风等因素，房门设计向外开启，室内高度参照一般工民建筑高度。

②水泵机组安装：根据给水高度、水泵的运行时间、上水量以及上水管的距离与管径来选定水泵机组的型号与性能，配套的电机功率在进行初始设定时应当按照水力发电工程的发电机组组装机容量公式进行计算选定：

其中η为效率因素，取值为0.7左右。

③上水管道：上水管道主要指水泵进口到给水高程出口的一段管长，水泵进口前的水管成为吸水管，要求比水泵进口直径大两个型号，上水管径按照输水管径进行一致的选择。

④配电系统：电力配给系统是电力给水泵站的重要组成部分，一般采用10kV等级的电压，动力配电等级为380V。配电系统工程设计主要包括四个部分：A.10kV配电拉线架设、电力变压器的安装、线路拉线安装、低压动力配电控制设备安装。其中变压器的安装根据水泵电机容量进行选配，根据农村饮水工程的特点，因地制宜考虑一定距离内民用变压器的多余容量，错开用电高峰，优先考虑民用变压器[3]。

3 水处理与调节工程

进行水处理与调节工程的设计时，应当布置在供水片区附近高台地上的输水工程出水口处，水处理工序设在出水口处，并因地质因根据水源水质化验结果进行一体化水处理设备的设计与安装。化验结果如果可以直接饮用，则该部分可以不设置。一体化水处理设备应当安装在室内，注意污水的排放与卫生问题等，供电系统与配电系统保持一致。

水调节工程是水处理后进行流量调节的蓄水建筑，一般可以设计为水池、水塔等，该建筑的设计应当满足农村安全饮水日供水的调节能力与压力。我国南方大多根据供水区管网的压力进行设定，在供水区周边选定高处山坡等地；而北方地区则大多设置在塔架上，高度满足供水区管网压力，设置蓄水罐，也成水塔。结构型式主要因地制宜考量当地用水情况来确定，包括容积等。水塔建设对工程投资影响比较大，在后期运行中具有重要作用，因此其容积设计需要根据两个方面的因素来确定：一是在电力保证率高的情况下，容积设计为日最高用水量的三分之一；二是电力保证率差的情况下，容积设计为日最高用水总量。

4 结束语

综合全文，农村安全饮水工程设计须采用因地制宜的设计理念，充分考量农村实际地形地势特点、缺水情况、月用水量，以及自然水源蓄水、流量等情况，与城市饮水工程建设相比，农村水源出露的形式具有多样化，因此才必须结合利用因地制宜的方法进行工程的全过程设计。通过对水源工程、输水工程、水处理与调节工程的因地制宜设计，有助于提高农村安全饮水工程建设质量，最终为农村居民饮水提供安全与高效的服务。

[1]张坚.如何因地制宜设计农村饮水安全工程[C].农村饮水安全高级论坛暨中国农业节水和农村供水技术协会成立大会，2014.

[2]曾凡江.如何因地制宜设计农村人饮安全工程[J].黑龙江水利科技，2015，41(9)：191-193.

[3]彭军秀.如何因地制宜设计农村人饮安全工程[J].中国高新技术企业，2016(7)：45-46.

TU714

B

1007-6344（2017）09-0254-01

吕荣平（1974.10-）男，四川蓬溪县人，中级工程师，1995年毕业于四川省水利电力学校，1995年毕业以来一直在忠县水务局从事水利工程质量监督和工程设计工作。