□李中偉 □黃國明 □李 娟（桐柏縣水利局）

1 概況

淮北水廠規(guī)劃解決桐柏縣淮北新區(qū)及周邊的申鋪、河坎、邵莊、黃棚、石家樓、毛坡、方家寨、彭溝、周莊村總計(jì)9個(gè)行政村和1個(gè)新區(qū)，9000人。工程總體規(guī)劃分兩期施工，第一期建管理站、建水源井及配套井泵等站首設(shè)備，鋪設(shè)部分管網(wǎng)及部分入戶配套。二期工程鋪設(shè)管網(wǎng)并配套入戶。一期工程2010年已結(jié)束。本次管網(wǎng)延伸供水接入口位于金果園社區(qū)南部300m的S234線路邊，該處已于淮北水廠一期工程建設(shè)閘閥井一座，該處管徑為250mm，并設(shè)有閘閥，供水壓力為0.40MPa，流量為120m3/h。

2 供水規(guī)模確定

2.1 設(shè)計(jì)范圍、供水對象及設(shè)計(jì)水平年

本期工程計(jì)劃解決桐柏縣淮北產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)淮北新村及彭溝村9000人共2250戶的飲水不安全問題。設(shè)計(jì)年限為15a。設(shè)計(jì)水平年為2029年。

2.2 需水量預(yù)測

項(xiàng)目區(qū)需水量預(yù)測主要考慮包括居民生活用水量、飼養(yǎng)畜禽用水量、公共建筑用水量、消防用水量、管網(wǎng)損失水量和未預(yù)見用水量等幾部分。

本次規(guī)劃設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)使用年限為15a，人口、牲畜有一定的自然增長率，用水量也會(huì)逐年增加，為了正確地反映客觀規(guī)律，人口、牲畜按15年后規(guī)劃數(shù)計(jì)算。人口自然增長率5.50‰，牲畜自然增長率10‰。

2.2.1 居民生活用水量

居民生活用水量計(jì)算采用《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL310-2004）中有關(guān)公式計(jì)算，再根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》，河南省南陽市為3類供水區(qū)，故取q=50L/人d（包括居民散養(yǎng)畜禽用水量）。

2.2.2 村鎮(zhèn)企業(yè)和專業(yè)戶飼養(yǎng)畜禽用水量

擬建項(xiàng)目工程，主要以解決農(nóng)村居民和散養(yǎng)畜禽用水安全為主，不考慮用水量較大的村鎮(zhèn)企業(yè)或飼養(yǎng)業(yè)的用水量；本批供水工程供水區(qū)內(nèi)沒有集體或?qū)I(yè)戶飼養(yǎng)畜禽，居民散養(yǎng)畜禽用水量已經(jīng)包括在居民生活用水量中，因此不再考慮此項(xiàng)。

2.2.3 公共建筑用水量

公共建筑用水量按居民生活用水量的15%計(jì)列。

2.2.4 消防用水量

本批供水工程為農(nóng)村居民生活用水，允許短時(shí)間間斷供水，且上述用水量之和高于消防用水量，因此確定供水規(guī)模時(shí)不再單列消防用水量。

2.2.5 管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見水量

宜按上述用水量之和的10%～25%取值，本工程取10%。

2.2.6 農(nóng)村用水變化系數(shù)及供水時(shí)間

2.2.6.1 時(shí)變化系數(shù)Kh

全日制供水按下表1采用。

表1 全日制供水按下表

2.2.6.2 日變化系數(shù)Kd

按照《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)供水規(guī)模、用水量組成、生活水平、氣候條件，結(jié)合當(dāng)?shù)叵嗨乒┧こ痰哪旯┧兓闆r綜合分析確定，在1.30～1.60范圍內(nèi)取值。本工程采用全日供水，根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》本工程時(shí)變化系數(shù)Kh取2.20，日變化系數(shù)Kd取1.30。其需水量計(jì)算見表2。

表2 需水量計(jì)算表

2.3 供水規(guī)模的確定

工程供水規(guī)模（即供水站最高日的供水能力）按最高日用水量計(jì)算。淮北水廠管網(wǎng)延伸工程（淮北水廠二期工程）供水規(guī)模為618.07m3/d。人均綜合用水量q=（Q1+Q2）/現(xiàn)有人口(9000人)=6.80×10-2m3/人/d。結(jié)合本工程各村現(xiàn)有規(guī)模的農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)，需要有一定的季節(jié)性供水，人均綜合用水量確定為0.07m3/人/d?？紤]到一期工程，故淮北水廠水源供水量滿足本次管網(wǎng)延伸工程供水需求。本次管網(wǎng)延伸供水接入口位于金果園社區(qū)南部300m的S234線路邊，該處已于淮北水廠一期工程建設(shè)閘閥井一座，該處管徑為250mm，并設(shè)有閘閥，供水壓力為0.40MPa，流量為120m3/h，本工程配水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量為56.66m3/h，滿足本工程供水接入需求。

3 輸配水工程設(shè)計(jì)

3.1 輸配水管總體設(shè)計(jì)

輸配水管道采用樹枝狀布置，按照供水區(qū)域的分布情況，以及安裝維修方便，管線走向盡量沿橋、公路、溝渠、機(jī)耕路等，以最短的管線提供最大供水范圍。詳見管網(wǎng)布置圖。輸配水管配水量按最高日最高時(shí)用水量計(jì)算，K時(shí)＝2.20，干管管徑按設(shè)計(jì)流量和經(jīng)濟(jì)流速0.8m/s確定；最不利點(diǎn)的服務(wù)水頭確定為12m，干管按設(shè)計(jì)流量和水頭損失確定管徑。分支管道供水到每一用戶，每戶設(shè)置1個(gè)水表，以便計(jì)量。

3.2 管網(wǎng)水力計(jì)算

按照《給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50332）的規(guī)定，輸配水管的設(shè)計(jì)包括輸水管道的內(nèi)徑、設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力、管材及其規(guī)格的確定。

3.2.1 計(jì)算人均用水當(dāng)量

人均用水當(dāng)量可按下式計(jì)算：q=1000（W-W1）·Kh/(16P)。

式中：q—人均用水當(dāng)量，L/（h·人）；W—村或鎮(zhèn)的最高日用水量，m3/d；W1—企業(yè)、機(jī)關(guān)及學(xué)校等用水大戶的用水量之和，m3/d；Kh—時(shí)變化系數(shù)，取2.20；P—村鎮(zhèn)設(shè)計(jì)用水人口，人。

3.2.2 沿線流量計(jì)算

根據(jù)人均用水當(dāng)量和各管段用水人口、用水大戶的配水流量計(jì)算各管段的沿線流量。qL=q·R+Q。

式中：qL—沿線流量，m3/s；q—人均用水當(dāng)量，L/（h·人）；R—各管段用水人口，人；Q—管段上用水大戶的配水流量，m3/s。

3.2.3 分配節(jié)點(diǎn)流量

節(jié)點(diǎn)流量等于與該節(jié)點(diǎn)相連的各管段沿線流量之和的一半。qi=∑qL/2。

3.2.4 計(jì)算各管段流量

管段流量等于該管段末端節(jié)點(diǎn)流量與以下各節(jié)點(diǎn)流量之和

3.2.5 確定管段管徑和水頭損失

根據(jù)地形選擇控制點(diǎn)，要求控制點(diǎn)的服務(wù)水頭為12m。確定干管線路，進(jìn)行配水干管水力計(jì)算。管道設(shè)計(jì)內(nèi)徑，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)流速按下式確定：

式中：d—管道內(nèi)徑，m；Q—管段流量，m3/s；v—經(jīng)濟(jì)流速，m/s一般為 0.60～1.20m/s。

根據(jù)管段流量選定管徑后，各管段的水頭損失可按《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》SL310—2004規(guī)定計(jì)算。

沿程水頭損失，可按下式計(jì)算：h1=i×L

式中：h1—沿程水頭損失，m；L—計(jì)算管段的長度，m；i—單位管長水頭損失，m/m。

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》SL310-2004,PE—M管的單位管長水頭損失，可按下式計(jì)算：i=9.15×10-4Q1.774/d4.774

式中：Q—管段流量，m3/s；d—管道內(nèi)徑，m。

局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計(jì)算，總水頭損失H=1.1h1。

3.2.6 配水支管計(jì)算

通過干管的計(jì)算，支管起點(diǎn)的水壓標(biāo)高均為已知，支管終點(diǎn)的水壓標(biāo)高為該點(diǎn)地面標(biāo)高加該點(diǎn)最小服務(wù)水頭，由此可求出支管的平均水力坡度，根據(jù)下式確定支管的管徑。

3.2.7 管材選用

從飲水安全和環(huán)保角度考慮，本工程配水管管材干支管道均采用PE塑管，干支管道公稱壓力≥0.80Mpa。

4 閘閥及閘閥井設(shè)計(jì)

依據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)技術(shù)要求：在管道凸起點(diǎn)，應(yīng)設(shè)自動(dòng)進(jìn)（排）氣閥，管網(wǎng)末稍較低處應(yīng)設(shè)泄水閥；為便于維修和管理，干管起始端應(yīng)設(shè)總閘閥，每一分支管的起始端應(yīng)設(shè)分支閘閥；入村口或街口應(yīng)設(shè)總閘閥；各種閘閥型號應(yīng)與配水管網(wǎng)管徑型號相配套。φ125及以上管道采用蝶閥，φ125以下管道采用球閥。所有閘閥由閘閥井保護(hù)，φ160及以上管道閘閥井尺寸采用100cm（長）×120cm（寬）×160cm（高）磚混結(jié)構(gòu)，頂部采用鋼筋砼蓋板密封；φ63～φ125管道閘閥井尺寸采用80cm（長）×80cm（寬）×120cm（高）磚混結(jié)構(gòu)，頂部采用鋼筋砼蓋板密封；φ32～φ50管道閘閥井尺寸采用50cm（長）×50cm（寬）×70cm（高）磚混結(jié)構(gòu)，頂部采用鋼筋砼蓋板密封。另外，閘閥井下部結(jié)構(gòu)砌筑時(shí)預(yù)埋鎖環(huán)，蓋板兩端預(yù)留鎖孔。同時(shí)為便于同一用水區(qū)域總量控制，干管和支管分段或分區(qū)設(shè)水表，入村口或街口閘閥前安裝水表，干管和支管水表選用旋翼插入式水表，村口和入戶水表分別選用旋翼式滴水計(jì)數(shù)水表。

5 入戶工程設(shè)計(jì)

配水管網(wǎng)中用戶接管點(diǎn)的最小服務(wù)水頭12.00m，各用戶水管從支管就近接入，入戶管道采用φ25的PE管，立桿采用φ25PPR管（每戶按2.00m），立桿外包防凍套，并對立桿進(jìn)行固定。每戶設(shè)1個(gè)水表池，內(nèi)裝1個(gè)閘閥，1個(gè)入戶水表，每戶設(shè)洗刷池1座。學(xué)校入戶管道采用φ50的PE管，出水管采用φ32的PE管，水龍頭采用雙向布置，校園內(nèi)建設(shè)洗刷池，配套閘閥和水表。接水池底部和側(cè)部，應(yīng)有排水措施，較干凈的水由側(cè)部排出，便于澆花和牲畜飲水；污水可通過底部暗管排出。

6 節(jié)能與防火保護(hù)

工程管理用房和閘房內(nèi)電力、照明、辦公設(shè)施均采用國家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)職工節(jié)能意識。工程管理用房和閘房內(nèi)均配備干粉滅火器，對管理人員進(jìn)行安全防火教育。

7 結(jié)語

桐柏縣淮北水廠管網(wǎng)延伸工程實(shí)施后可扭轉(zhuǎn)9000人長期飲水困難和飲用水質(zhì)不達(dá)標(biāo)水的狀況，解放生產(chǎn)力，提高農(nóng)民生活質(zhì)量和健康水平，促進(jìn)區(qū)域精神文明建設(shè)和社會(huì)穩(wěn)定，改善生態(tài)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境。因此，應(yīng)結(jié)合國家農(nóng)村飲水安全項(xiàng)目的規(guī)劃實(shí)施，注重工程的建管并重，強(qiáng)化用水戶參與管理，確保工程良性運(yùn)行。

[1]馮建學(xué).宜川縣建立農(nóng)村飲水工程運(yùn)行管理長效機(jī)制的探討[J].陜西水利，2010（4）.