德州市陵城区农村饮水安全工程设计要点分析

王连勇

（德州市陵城区水利局，山东 德州 253500）

0 引言

农村饮水安全工程的建设是实现城乡协调发展与乡村振兴政策的重要内容[1-2]。我国农饮工程集中式供水规模普遍不高，农村地区由于生产生活要素分散致使集中式供水设施异常简陋，管理房建设标准低，水资源地保护也流于形式，极易造成饮用水源的污染。德州市陵城区农村在本工程建设以前是以相对传统和落后的分散式供水为主要饮用水来源，水质差异大，饮用水不达标，直接影响村民身体健康。因此，彻底解决农饮安全问题，加强农饮安全工程设计和建设标准，优化工程设计方案，成为了提高农村居民生活环境，改善生活质量和推动农业农村发展的必要环节。

1 工程概况

陵城区位于德州市腹部，土地总面积1213 km2，耕地面积93.74 万亩。境内农村村庄数量多、分布不集中，村庄规模普遍偏小。规划陵城区农村饮水安全工程采用联村集中供水方式解决2 乡镇61 个村庄共23111 人的饮水安全问题和前王沟区域供水主管道改道问题。以丁东水库为供水水源，利用陵城区水厂由城区管网延伸供水，实现城乡供水一体化。工程建设规模是解决神头镇31 个村庄10962 人，前孙镇30 个村庄12149人，共61 个村庄23111 人的饮水安全问题，项目预计铺设村外管道56.71 km，村内支管道99.46 km，村内入户管道93.79 km，土方10.08 万m3。陵城区农村饮水安全工程汇总见表1，管网总体布置见图1。

表1 陵城区农村饮水安全工程汇总表

图1 陵城区农村饮水安全工程管网总体布置

2 设计要点

2.1 设计内容

根据规范结合项目区实际，确定本工程解决前孙镇、神头镇61 个村庄23111 人的饮水安全及前王沟供水主管道改道问题。

2.2 确定设计标准

2.2.1 用水量标准

根据《村镇供水工程技术规范》的有关要求，结合全区农村和城镇用水实际情况，经综合分析确定日平均综合用水定额村庄60 L/人，日变化系数取1.4，时变化系数取1.8。水源保证率控制在95%以上。

2.2.2 水源水质标准

生活用水为地表水，以丁东水库为水源。水库引黄沿线及水库汇流区内不存在潜在的污染威胁情况，原水含沙量、浊度、污染物等情况满足要求。

2.2.3 供水水质标准

对水厂水质进行了106 项检测，其检测结果供水水质符合《生活饮用水卫生标准》。为确保水质的安全长效，陵城区水务局对水源水质定期进行化验抽查，严格工艺流程，合理采用物理、化学或生物方法进行。

2.2.4 供水管网管材与供水压力

根据主管网最大水头损失，供水管网管材选用0.8MPa 的PE 管材（聚乙烯管）及管件。水厂出水压力0.8 MPa，水压满足要求，管网末梢村头供水水压大于20 m，满足配水管网中用户接管点的最小服务水头；集中供水工程的供水水压满足《村镇供水工程技术规范》要求。

2.2.5 管材管件选择原则与方法

工程所用管材均选用0.8 MPaPE 给水管材。PE 管材是国家推广应用的环保型管材，绿色环保，过水条件好，而且韧性好，抗老化能力强，耐久性好，不易发生破裂、爆管等现象，安全系数高，漏失水量少，是目前应用最为广泛的理想给水管材。

3 工程设计

参照上述设计方法和标准，依据陵城区社会经济指标和自然地理概况以前孙镇为例开展工程设计。

3.1 工程配水管网设计

3.1.1 需水量计算

设计规模计算公式见式（1）：

式中：P 为规划人口；P0为现状人口；a 为人口自然增长率，根据陵城区发展和改革部门测算，确定为5.62‰；n 为设计年限，取30 a。

陵城区农村饮水安全工程村庄人口23111 人，人口自然增长率为5.62‰，人畜平均日用水量每人60 L/d，日变化系数K日取1.4，时变化系数K时取1.8，供水时间为20 h，设计年限30 a。根据陵城区发展和改革局预测发展指标：2042 年项目区农村总人口27342 人。

人畜用水：Q1=27342×60/1000×K日=2296.73 m3/d

公共建筑用水量、管网漏失及不可预见水量按上述水量的10%计为Q4=229.67 m3/d。需水量为：

流量每天按20 h 供水计算：

3.1.2 管径及水力损失计算

根据管道布置图，对前孙镇主要供水主管线进行水头损失计算，得水头损失36.03 m，计算过程见表2。

表2 前孙镇主管网水力计算表

干管节点水压标高，管网末端村头水压标高不低于20 m，本设计采用20 m，干管各节点水头标高为下一干管节点水头标高与本管段水头损失之和，经计算各干管节点水压标高见表3。

3.2 主要配套构筑物设计

在主要配水管道设2 个阀门井，采用M7.5 浆砌砖砌筑，深0.6 m，长0.8 m，宽0.8 m，井盖采用钢筋混凝土。每个村庄设1 个阀门井，村内每个胡同设1 个集中阀门井，采用M7.5 浆砌砖砌筑，深0.5 m，长0.4 m，宽0.4 m，井盖采用钢筋混凝土，见图2。

表3 前孙镇干管节点水压标高与自由水头计算表

图2 阀门井设计立面图及平面图

3.3 工程信息化管理设计

3.3.1 水厂综合信息化系统

水厂信息化管理系统分为三部分：供水管网数据采集系统、数据通讯系统和上们监控系统。供水管网状态参数监测系统主要监测水厂内部及供水主干管上的压力、流量和液位等参数。

3.3.2 水厂数据采集系统

水厂数据采集主要实现供水管网测点参数、水厂内测点参数、供水设备运行状态等数据的实时采集。水厂参数监测设有两台工控机和两台显示器，上位机组采用kingview开发的监测系统，实时监测水厂运行情况，包括：水厂总画面、监测数据游览面、实时参数曲线界面、历史趋势界面、报警对话框、实时数据报表及其查询打印界面。

3.3.3 水厂数据通讯系统水厂的综合信息化系统布置在水厂的内部。水厂内部测点只要通过控制电缆就可以将其信号引至水厂信息中心；供水管网上的测点配套建设实时上传村头压力和余氯的监测设备，距离水厂综合信息化中心较远，因此需要选用一种合适的通讯方式将这两个的数据采集到水厂信息化中心。

4 结语

农村饮水安全工程是一项民心工程，也是一项事关民生的重大工程，它的建设无疑将对改善人民的生活质量，提高人民生活水平，促进地区经济的发展，协调城乡协调发展和乡村振兴具有重要的作用。陵城区农村饮水安全工程自2012 年组织实施后，项目开展过程中从设计方法和设计标准入手，系统阐述了管材选取、管网参数、附属建筑物和信息化管理系统设计难点和要点。项目建成后运行效果良好，达到了设定目标，彻底解决了2.31 万人的饮水安全问题，这对改善陵城区农村居民生活质量和生活环境均起到了积极的推动作用。