王 顯，孫亞明

(滄州水利勘測設(shè)計院，河北 滄州 061000)

1 前言

滄州淺層地下水苦咸，深層地下水含氟量高，地下漏斗嚴(yán)重。水成為滄州經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民幸福指數(shù)提高的最大制約因素，解決水問題刻不容緩。2005年，國家啟動了人飲安全工程，滄州共有267．96萬農(nóng)村飲水不安全人口列入國家規(guī)劃，占全市農(nóng)村人口的40%左右。

2011年中央一號文件中又指出繼續(xù)推進(jìn)農(nóng)村飲水安全建設(shè)，到2013年解決規(guī)劃內(nèi)農(nóng)村飲水安全問題，“十二五”期間基本解決新增農(nóng)村飲水不安全人口的飲水問題。積極推進(jìn)集中供水工程建設(shè)，提高農(nóng)村自來水普及率。有條件的地方延伸集中供水管網(wǎng)，發(fā)展城鄉(xiāng)一體化供水。

針對國家相關(guān)政策，近年來滄州興建了大量集中供水廠，使飲水環(huán)境大為改善。到目前為止，滄州市共建設(shè)集中供水廠140多個，使東部靠近水源地縣市的230萬城鄉(xiāng)群眾喝上了安全水。本文以滄州市2011年農(nóng)村飲水安全工程為例，從農(nóng)村飲水安全工程概算組成和工程項目組成兩個方面對工程投資進(jìn)行分析，找出平原地區(qū)農(nóng)村飲水安全項目投資重點(diǎn)，并結(jié)合設(shè)計中投資重點(diǎn)部分存在的問題，為基層水利設(shè)計人員更好地服務(wù)農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)提出對策。

2 工程投資結(jié)構(gòu)

2.1 從概算組成角度看投資結(jié)構(gòu)

農(nóng)村飲水安全項目工程概算費(fèi)用分為建筑工程費(fèi)、機(jī)電設(shè)備及安裝工程費(fèi)、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝工程費(fèi)、施工臨時工程費(fèi)、獨(dú)立費(fèi)用五部分組成。其中建筑工程費(fèi)主要由管道工程費(fèi)、水源井工程費(fèi)、廠區(qū)房建工程費(fèi)、清水池工程費(fèi)、其他工程費(fèi)組成。以滄州市2011年農(nóng)村飲水安全項目泊頭市郝村水廠為例，投資結(jié)構(gòu)見表1。

表1 滄州市郝村水廠投資結(jié)構(gòu)

由表1可見，滄州市郝村水廠的投資結(jié)構(gòu)重心為建筑工程費(fèi)。

2.2 從項目組成角度看投資結(jié)構(gòu)

滄州市2011年農(nóng)村飲水安全項目主要分項工程有五項:(1)管道工程;(2)水源井工程(現(xiàn)階段為新建深機(jī)井工程);(3)房屋建筑工程;(4)清水池工程，(5)其他工程。

滄州市2011年農(nóng)村飲水安全項目分項工程投 資結(jié)構(gòu)見表2。

表2 滄州市各集中供水工程分項工程費(fèi)用占建筑工程投資比例統(tǒng)計表

由表2和圖1可見，滄州市2011年農(nóng)村飲水安全項目分項工程組成中管道工程所占投資比例最大。

圖1 滄州市2011年各集中供水工程分項工程投資比例

3 工程投資結(jié)構(gòu)分析

由表1可以看出，滄州市郝村水廠的投資結(jié)構(gòu)重心為建筑工程費(fèi)，建筑工程費(fèi)占項目總投資的比例為80．62%。

由表2和圖1可以看出，管道工程是農(nóng)村飲水安全項目的投資主體，農(nóng)村飲水安全項目中建筑工程費(fèi)占項目總投資的比例基本控制在80%左右，而建筑工程費(fèi)中管道工程投資所占比例為65%-85%，是影響整個項目總投資的最敏感部分。

綜上所述，農(nóng)村飲水安全項目中，管網(wǎng)工程規(guī)劃與布置是整個工程規(guī)劃的關(guān)鍵部分。管線埋藏于地下，從而使資金浪費(fèi)、供水不合理等問題不易曝露，存在的隱患較多。因此，為了徹底消除這些不合理因素，必須在管網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計階段進(jìn)行合理的規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計，并進(jìn)行系統(tǒng)的現(xiàn)狀、近期和遠(yuǎn)期的水力模擬校核以期能達(dá)到設(shè)計最優(yōu)化的目的。

4 管道工程設(shè)計中存在的問題及對策

農(nóng)村飲水安全項目中管道工程投資所占比例最大，占總投資的65%-85%。在設(shè)計階段如何對管網(wǎng)進(jìn)行合理規(guī)劃和優(yōu)化、提高資金使用率是目前農(nóng)村飲水工程設(shè)計工作中迫切需要解決的問題。

因此，水利設(shè)計人員在農(nóng)村飲水工程設(shè)計中要抓住主要矛盾，重點(diǎn)優(yōu)化管道工程設(shè)計部分，以達(dá)到節(jié)約總投資的目的。在設(shè)計中導(dǎo)致管道工程投資不合理因素很多，結(jié)合筆者實(shí)際工作總結(jié)如下:

4.1 供水規(guī)模不合理

4.1.1 確定設(shè)計供水人口過大，導(dǎo)致水廠設(shè)計規(guī)模偏大，管道工程管徑較粗，經(jīng)濟(jì)合理性欠佳。

問題:隨著全國小城鎮(zhèn)建設(shè)，撤鄉(xiāng)并鎮(zhèn)的體制變化，農(nóng)村人口向城市大量流動，尤其經(jīng)濟(jì)條件較差的村鎮(zhèn)，流入人口少，外遷人口多，即流動外出的人口數(shù)大于人口自然增長的人數(shù)。因此，在確定設(shè)計用水居民人數(shù)時，應(yīng)首先確定近年來當(dāng)?shù)厝丝谧匀辉鲩L率的取值合理性。

對策:合理選定用水量計算中的各項指標(biāo):單村供水工程、以村莊供水為主的聯(lián)村聯(lián)片供水工程或向村莊供水的管網(wǎng)延伸工程，設(shè)計供水人口宜按現(xiàn)狀用水人口計算。

4.1.2 確定村鎮(zhèn)供水用水量變化系數(shù)不合理，導(dǎo)致水廠設(shè)計規(guī)模不合理。

問題:在農(nóng)村安全飲水項目設(shè)計中，用水量時變化系數(shù)Kh取值單一，一般取為2．0，這樣對于用水量大、日用水時間長的鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)計規(guī)模較大，對于用水量小、日用水時間短的鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)計規(guī)模較小。

對策:農(nóng)村用水不同于城市，一天中用水時間集中，時變化系數(shù)大，一天中用水高峰段6-8h，幾乎是戶戶用水，夜間基本無人用水。設(shè)計中應(yīng)根據(jù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水人口、用水量情況及用水時間合理選擇時變化系數(shù)。

4.1.3 計算供水流量公式選取不正確，導(dǎo)致水廠供水規(guī)模偏小。

問題:人口不足3000人的單村供水工程，按《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》(SL310-2004)管網(wǎng)流量進(jìn)行設(shè)計，所計算流量偏小，造成部分供水戶供水困難。

以滄州市南大港3處單村供水工程為例，設(shè)計流量比較見圖2。

圖2 滄州市南大港單村供水工程管網(wǎng)設(shè)計(秒)流量計算

對策:管網(wǎng)設(shè)計及供水設(shè)備配置針對人口小于3000人的村莊，采用單村供水形式時，管網(wǎng)設(shè)計及供水設(shè)備配置建議采用管道設(shè)計秒流量的概念進(jìn)行設(shè)計，以免設(shè)備偏小，造成供水困難。

4.2 管材選用不合理

問題:實(shí)際工程設(shè)計中，所選管材不經(jīng)濟(jì)，造成投資浪費(fèi)。

對策:農(nóng)村供水管網(wǎng)規(guī)模較小，預(yù)應(yīng)力混凝土管和預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管應(yīng)用較少，所用管材主要在鋼管、球墨鑄鐵管、PE管、UPVC、PVC-M和玻璃鋼夾砂管中選擇。塑料管由于具有許多優(yōu)點(diǎn)，對于保證水質(zhì)、水量、水壓均優(yōu)于傳統(tǒng)管材，國外早已普遍使用。

各種塑料管從技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上均各有其優(yōu)缺點(diǎn)。U-PVC管具有應(yīng)用技術(shù)法規(guī)完整、施工技術(shù)研究深入、產(chǎn)品加工工藝成熟的優(yōu)勢，從而有利于產(chǎn)品質(zhì)量和工程質(zhì)量的穩(wěn)定。它的管徑范圍很寬，符合埋地給水管的需求，而且價格較低，在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上相對更為合理和成熟，更符合我國產(chǎn)業(yè)政策和國情。目前市政給水采用的塑料管均以U-PVC管為主。村鎮(zhèn)供水管網(wǎng)管材選用順序見表3。

表3 村鎮(zhèn)供水管網(wǎng)管材選用順序

4.3 管道流速不經(jīng)濟(jì)

問題:配水管道流速不經(jīng)濟(jì)，導(dǎo)致所選管材管徑不合理，水泵在最不利工況點(diǎn)運(yùn)行的時間相對較少，絕大多數(shù)時間是在平均流量和平均揚(yáng)程工況附近運(yùn)行，甚至長期在低揚(yáng)程大流量工況運(yùn)行，造成加壓泵節(jié)能效果不佳。

對策:農(nóng)村飲水安全項目對低運(yùn)行費(fèi)期望高，因此，泵站揚(yáng)水系統(tǒng)中管道的經(jīng)濟(jì)流速，應(yīng)綜合考慮管道工程造價和運(yùn)行費(fèi)通過經(jīng)濟(jì)比較確定，并盡量降低水頭損失耗能費(fèi)占運(yùn)行費(fèi)的比率以及事故停泵水錘的危害。管道直徑小于150mm時，流速可為0．5-1．0m/s;直徑150-300mm，流速可為0．7-1．2m/s;直徑大于 300mm，流速可為 1．2-1．5m/s，管徑小、管線長取低值，塑料管道流速可略高于金屬管和混凝土管流速。

針對農(nóng)村用水特點(diǎn)，加壓水泵選型時，應(yīng)注意優(yōu)先選用大小泵結(jié)合的供水方式，是變頻泵絕大多數(shù)時間的運(yùn)行轉(zhuǎn)速不少于額定轉(zhuǎn)速的70%，達(dá)到穩(wěn)定供水又節(jié)能的效果。

配水管網(wǎng)中各級支管的經(jīng)濟(jì)流速，應(yīng)根據(jù)其布置、地形高差、最小服務(wù)水頭，充分利用分水點(diǎn)的壓力水頭確定。

4.4 測量資料缺乏

問題:目前，農(nóng)村飲水安全項目多、任務(wù)重，部分項目勘察設(shè)計不到位，僅通過衛(wèi)星圖片或歷史的地形圖等資料來設(shè)計，導(dǎo)致管線走向、長度與實(shí)際偏差較大，設(shè)計中主管線長度通常乘以1．1左右的系數(shù)，投資較保守且存在資金浪費(fèi)。

對策:定線是管網(wǎng)設(shè)計的初始階段，其布置的合理與否直接關(guān)系到供水運(yùn)行的合理與否及水泵揚(yáng)程的設(shè)置，從而直接影響投資。這就要求我們要注重前期設(shè)計、規(guī)范建設(shè)行為、嚴(yán)格按照先測量后設(shè)計再施工三部曲進(jìn)行工程建設(shè)，提高設(shè)計的可行性和科學(xué)性，做到既準(zhǔn)確又合理，不能潦草完事，確保這項民生工程發(fā)揮最大的社會效益。

4.5 村內(nèi)管道設(shè)計變更多

問題:農(nóng)村村莊地形復(fù)雜，供水用戶繁多，設(shè)計管線走向隨機(jī)性很大，導(dǎo)致村內(nèi)管線施工圖設(shè)計脫離實(shí)際，實(shí)際進(jìn)行施工時變動多，嚴(yán)重影響了工程施工進(jìn)度。導(dǎo)致后期施工出現(xiàn)反復(fù)設(shè)計變更，造成資金浪費(fèi)。

對策:在村內(nèi)管線敷設(shè)時需充分征求村民意見，加強(qiáng)現(xiàn)場勘測，使管線布置更加切合實(shí)際，減少設(shè)計變更，達(dá)到最大限度節(jié)約投資的目的。

5 結(jié)語

管道工程是農(nóng)村飲水安全工程中的投資重點(diǎn)，我們在工程設(shè)計中，要多觀察、勤思考、多總結(jié)，根據(jù)工程的投資結(jié)構(gòu)分析，抓住主要矛盾，合理進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計，把提高供水的可靠性和降低工程投資結(jié)合起來，使這項關(guān)乎民生的重要工程設(shè)計達(dá)到最優(yōu)，充分發(fā)揮工程投資效益。

［1］劉學(xué)功，崔招女，李曉琴村鎮(zhèn)供水工程規(guī)模的合理確定［J］中國水利，2007(10)．

［2］楊風(fēng)棟村鎮(zhèn)供水管網(wǎng)設(shè)計技術(shù)問題探討［J］中國水利，2007(10)．

［3］陳鐵柱，樊緋，王輝 變頻供水技術(shù)在村鎮(zhèn)供水系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］中國住宅設(shè)施，2011(08)．

［4］《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》(SL310-2004)【S】中國水利水電出版社，2004．