李錫文

（祿勸彝族苗族自治縣九龍鎮(zhèn)農(nóng)林水綜合服務(wù)中心水務(wù)站 云南祿勸 651500）

0 引言

農(nóng)村飲水安全工程是保障農(nóng)村飲水安全、改善生活生產(chǎn)條件、加快新農(nóng)村建設(shè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的社會公益性基礎(chǔ)設(shè)施。隨著新農(nóng)村建設(shè)政策的落實與實施，在改善農(nóng)民生產(chǎn)生活條件，加快農(nóng)村各項事業(yè)建設(shè)發(fā)展的進(jìn)程中，農(nóng)村“安全飲水”工程一直是新農(nóng)村四項重要建設(shè)任務(wù)之一[1]。農(nóng)村飲水工程最大的問題主要包括水質(zhì)安全性、傳輸方式以及供水方式，其中解決傳輸方式的核心是如何選擇性價比較高的管材，來實現(xiàn)農(nóng)村飲水工程的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益的最大化[2]。那么這就需要從水利工程學(xué)與材料工程學(xué)的角度，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀坏乩憝h(huán)境、供水需求量、水源水質(zhì)安全以及供水管材的選擇等綜合考慮。

1 項目概況

祿勸彝族苗族自治縣九龍鎮(zhèn)地勢呈中部高四周低，石牛山位于鎮(zhèn)境中部，向北延伸，形成圓錐狀，主峰海拔為2892m，最低點(diǎn)為三江口，海拔1181m，東、南中部大部分海拔在2000m以上，且氣候寒冷。西、北部是普渡河沿岸，海拔低，氣溫高，土地肥襖，水利條件較好是全鎮(zhèn)糧食主產(chǎn)區(qū)。全鎮(zhèn)年平均氣溫14℃，年平均降雨量1058.9mm。該鎮(zhèn)耕地總面積為36435畝，其中水田8580畝，旱地27855畝。全鎮(zhèn)人口總數(shù)為45780人，其中農(nóng)業(yè)人口總數(shù)為43216人，總戶數(shù)為10750戶，其中農(nóng)業(yè)戶10544戶。糧食作物以玉米、水稻、麥子、洋芋為主；經(jīng)濟(jì)作物有烤煙、甘蔗、大白蕓豆；經(jīng)濟(jì)林果有黃果、桔子、板栗、核桃、桃、梨等。

區(qū)域內(nèi)主要溝渠有6條，流量≥0.3m3/s的溝渠（＜0.3m3/s的溝渠未曾統(tǒng)計，約有400多條）總長75.8km，分別是小馬街水庫配套大溝17.7km、河?xùn)|大溝15km、銀廠大溝22.5km、民權(quán)大溝8km、功德大溝6.6km、木克大溝6km。?。ㄒ唬┬退畮靸勺?；壩塘13座。2018年由祿勸彝族苗族自治縣發(fā)展改革和經(jīng)濟(jì)貿(mào)易局（項目審批、核準(zhǔn)或備案機(jī)關(guān)名稱）以祿發(fā)改經(jīng)【2018】47號文（批文名稱及編號）批準(zhǔn)，進(jìn)行祿勸彝族苗族自治縣九龍鎮(zhèn)供水改擴(kuò)建工程，完善當(dāng)?shù)厮O(shè)施建設(shè)條件。由于人飲工程在輸送水質(zhì)的方式、體量、質(zhì)量管材路線水文地質(zhì)條件以及工程造價等方面都有著明顯的差別，所以科學(xué)合理地選擇適應(yīng)祿勸縣彝族苗族自治九龍鎮(zhèn)供水改擴(kuò)建工程供水管材，不但能保障該項目工程順利建設(shè)、有效控制造價，而且可以為當(dāng)?shù)氐男罗r(nóng)村建設(shè)以及各項經(jīng)濟(jì)、社會事業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

2 各類管材應(yīng)用與評價

管材選擇的好與壞、合理與否與祿勸彝族苗族自治縣九龍鎮(zhèn)地區(qū)供水?dāng)U建工程有著決定性的作用。祿勸彝族苗族自治縣九龍鎮(zhèn)屬于康滇古陸地質(zhì)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，加之金沙江、普渡河切割的強(qiáng)烈影響，在境內(nèi)形成許多斷裂褶皺帶，常年氣溫濕熱，水資源豐富。因此，選擇適應(yīng)該地區(qū)地理環(huán)境與水質(zhì)相匹配的輸水管材時除了要關(guān)注考慮管材的口徑、適應(yīng)壓強(qiáng)等性能以外還要注意其管材的耐腐蝕性、對地形適應(yīng)性（柔軟性）、重量、膨脹系數(shù)、抗?jié)B性等特點(diǎn)[3]。根據(jù)臨近地區(qū)安全飲水工程管材的材料以及市場中常用的人飲工程管材選擇，確定了夾砂玻璃鋼管、聚乙烯管（PE）、硬聚氯乙烯（UPVC）管和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管等5中材料，進(jìn)行系統(tǒng)分析研究。各類材料性能及特點(diǎn)如表1所示。

表1 各類管材性能及特點(diǎn)

2.1 建立評價指標(biāo)體系與數(shù)學(xué)模型

安全飲水工程管材選擇的合理性是由多種因素所決定的，根據(jù)這一點(diǎn)結(jié)合模糊綜合評判方法，對飲水工程管材的多個因素進(jìn)行綜合評價，進(jìn)而為管材選擇提供科學(xué)的依據(jù)[4]。

將4類管材的性能與特點(diǎn)都作為評判管材的因素集，把功能、性能與價格作為一級指標(biāo)，按照體現(xiàn)管材功能、體現(xiàn)性能與管材價格把評判因素劃分為三類，把一級指標(biāo)中包含的各因素作為二級指標(biāo)（亦可作為評判點(diǎn)），進(jìn)而列出量化評價指標(biāo)體系如表2所示。

表2 評價指標(biāo)體系參照

2.2 確定評價對象系數(shù)

對前面給出的每一個評價指標(biāo)，建立一個模糊集合[5]。對表1中的性能與特點(diǎn)進(jìn)行量化，其中材料成本數(shù)值不變，壓強(qiáng)與半徑取最大值其它內(nèi)容如三量化參照標(biāo)準(zhǔn)表3所示。

表3 性能賦值

在參照表3的基礎(chǔ)上求出4類管材同一項評價因素中各自所占的比值，其中由于材料成本越低，越能體現(xiàn)本工程項目的經(jīng)濟(jì)性，所以材料成本所占比值為負(fù)數(shù)，其它各項比值如聚乙烯管才的“重量”評價因素比值為輕/（較輕+輕+輕+重），參照表3數(shù)據(jù)可得為4/11，其它各項同理可得表4。

表4 各類管材評價對象系數(shù)

2.3 進(jìn)行綜合評價

在多級模糊綜合評判中，要根據(jù)量化評價體系中的層次結(jié)構(gòu)由最低開始進(jìn)行逐層次的綜合評價[5]。在對每一類管材的功能、性能、成本進(jìn)行量的確定之后，按照表2的評價指標(biāo)體系，對照表4中各類管材評價對象系數(shù)計算各類管材的綜合得分。

式中：A1表示某一類管材的功能值量化總得分；

A1=使用年限系數(shù)×0.6+半徑×0.2+抗?jié)B能力×0.2；

A2表示某一類管材的性能值量化總得分；

A2=膨脹性×0.2+柔軟性×0.1+耐腐蝕性×0.3+壓強(qiáng)×0.3+重量×0.1；

A3表示某一類管材的成本值量化總得分；

A3=施工成本×0.4+材料成本×0.6。

從總的得分公式中可以看出，對每一類管材的綜合評價都是對其各項性能指標(biāo)進(jìn)行的綜合系統(tǒng)評價之后的結(jié)果。每一類管材的合適與否都是從性能、功能、價格三個角度出發(fā)，性能的評價又是根據(jù)其柔軟性（適應(yīng)性）、膨脹性、耐腐蝕性、壓強(qiáng)等二級指標(biāo)結(jié)合各自對應(yīng)的系數(shù)，進(jìn)行的綜合評價。經(jīng)過最終的加權(quán)平均計算可得出u2＞u3＞u1＞u4，最終選擇聚氯乙烯管材最為合適。

3 結(jié)語

結(jié)合祿勸彝族苗族自治縣九龍鎮(zhèn)地區(qū)的地形地貌等現(xiàn)實情況，以農(nóng)村山區(qū)人飲工程的安全、經(jīng)濟(jì)為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，對4類常見管材的管材適應(yīng)性、重量、膨脹系數(shù)、抗?jié)B能力、施工成本、使用年限、耐腐蝕性、壓強(qiáng)、半徑以及工程材料成本等進(jìn)行綜合評價分析，最終得出該地區(qū)人飲水工程最佳使用材料為聚氯乙烯管材。