王明智 謝麗清 朱國春 馮士龍

一直以來，黨中央國務(wù)院高度重視農(nóng)村飲水安全問題，尤其近20年農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)力度不斷加大，2005年—2015年，我國累計解決了5.2億多農(nóng)村人口的飲水問題，農(nóng)村長期存在的飲水不安全問題基本得到解決，實現(xiàn)了從喝上水到喝好水的目標(biāo)。“十三五”時期，我國又陸續(xù)對農(nóng)村飲水安全工程進(jìn)行了鞏固和提升，農(nóng)村集中供水率達(dá)到85%以上，自來水普及率將達(dá)到80%以上，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率整體有較大提高，全面解決貧困人口飲水安全問題。

近年來，與村鎮(zhèn)供水工程有關(guān)的規(guī)程、規(guī)范和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相繼更新，隨著農(nóng)村居民生活水平不斷提高，對生活用水的質(zhì)量提出了更高的要求?，F(xiàn)以筆者主持規(guī)劃和設(shè)計的多個農(nóng)村飲水安全以及鞏固提升工程為基礎(chǔ)，分別從供水規(guī)模、管道直徑、管材、消毒方式等要點展開進(jìn)行探討。

1.供水規(guī)模的測算

供水規(guī)模的測算決定了農(nóng)村飲水安全工程規(guī)模的大小，根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL310-2019），村鎮(zhèn)供水工程的設(shè)計規(guī)模應(yīng)根據(jù)供水區(qū)域內(nèi)最高日居民生活用水量、公共建筑用水量、飼養(yǎng)畜禽用水量、企業(yè)用水量、澆灑道路和綠地用水量、消防水量、管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見用水量等的總和確定。

隨著我國城鎮(zhèn)化率的不斷提高，越來越多的人口涌入城鎮(zhèn)，也就意味著農(nóng)村人口在不斷的減少，但是仍舊有部分人口在城鎮(zhèn)和農(nóng)村之間游走生活，因此筆者認(rèn)為在確定供水區(qū)域內(nèi)人口規(guī)模時不宜按照當(dāng)?shù)氐娜丝谧匀辉鲩L率在規(guī)劃水平年內(nèi)進(jìn)行疊加，反而保持當(dāng)前戶籍人口不增長更加貼合實際情況。

村鎮(zhèn)供水用水量的主要組成部分是生活用水量，在確定供水人口后，用水定額便是決定生活用水量的另外一個變量，《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL310-2019）對不同地區(qū)、不同衛(wèi)生器具配備和供水時段情況下的用水定額提供了參考范圍值。在確定用水定額時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃Y源條件、用水習(xí)慣、生活水平以及社會經(jīng)濟發(fā)展水平，進(jìn)行綜合確定，同時當(dāng)?shù)胤接懈訃?yán)格的用水定額標(biāo)準(zhǔn)時還應(yīng)滿足地方標(biāo)準(zhǔn)。

供水規(guī)模的組成項可根據(jù)供水區(qū)域內(nèi)的社會經(jīng)濟發(fā)展具體情況，因地制宜的進(jìn)行刪減和著重考慮，例如：供水區(qū)域內(nèi)沒有工業(yè)企業(yè)或者取締了規(guī)?；笄蒿曫B(yǎng)的，可不再進(jìn)行計列；供水區(qū)域內(nèi)發(fā)展水平一般，沒有集中綠地和定期道路澆灑的，也不予以計列；供水區(qū)域內(nèi)配水管網(wǎng)老舊，管網(wǎng)長度較大的，管網(wǎng)漏失水量應(yīng)當(dāng)酌情提高比例。

2.管道直徑的計算

管道的直徑取決于管段流量和管內(nèi)流速。

由于水廠在設(shè)計時會考慮一定的調(diào)節(jié)功能，因此水源地到水廠的輸水管道設(shè)計流量應(yīng)按照最高日取水量確定，同時應(yīng)適當(dāng)考慮該段輸水管道的漏失水量。

水廠至各村以及各村內(nèi)的配水管網(wǎng)管段流量的計算方法主要有人均當(dāng)量法和平均出流概率法。

人均當(dāng)量法引自《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL310-2019），人均當(dāng)量的大小與計算供水規(guī)模時所選定的用水定額有直接關(guān)系，其計算公式為：

平均出流概率法則引自建筑給水排水工程中的用水分散型建筑的給水管道設(shè)計秒流量計算方法，管段設(shè)計秒流量的大小與用水戶的衛(wèi)生器具類型和同時出流概率有直接關(guān)系，其計算公式為：

本文以某村內(nèi)供水工程典型戶數(shù)為例對兩種計算方法分別計算其管段直徑，其中每戶按3人計算，人均綜合用水定額80L/（人·d），管內(nèi)流速0.8m/s，每戶衛(wèi)生器具當(dāng)量總數(shù)4，時變化系數(shù)取3，計算結(jié)果見表1。

表1 計算方法所得管段直徑對比表 mm

經(jīng)計算和比較，人均用水當(dāng)量法計算所得管段直徑均比平均出流概率法要小，且有部分管段直徑不切合實際情況，因此平均出流概率法更實用于村鎮(zhèn)供水工程配水管網(wǎng)的計算。

由于村莊內(nèi)戶與戶之間相鄰較近，每戶用水器具類型相近、數(shù)量較少，因此筆者在工程設(shè)計中每6～8戶設(shè)置一個分水器，通過分水器分出入戶管分別入戶，將村內(nèi)配水管道分為主管、支管、分支管和入戶管（當(dāng)戶數(shù)較少時，可以不設(shè)置分支管）幾種規(guī)格，既簡化了復(fù)雜的管網(wǎng)水力計算，又減少了管道直徑的規(guī)格，便于采購和安裝。

3.管材的選擇

適用于給水管道的管材有鋼管、球墨鑄鐵管、聚乙烯管、聚氯乙烯管、夾砂玻璃鋼管以及預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管等，每種管材都有其不同的適用范圍，村鎮(zhèn)供水工程管道具有口徑小、用量大的特點，一般來講水廠至各村輸水主管道管徑范圍為DN100～DN500，村內(nèi)配水管網(wǎng)的管徑范圍為DN50～DN100，入戶管直徑一般為DN25。根據(jù)管道的技術(shù)經(jīng)濟比較，不同管道直徑所適合選用的管材見表2。

表2 不同管道直徑適合選用管材表

4.消毒方式的選擇

無論是《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL310-2019）還是《室外給水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018），對水的消毒都有統(tǒng)一、嚴(yán)格的要求，且后者將其列入強制性條文，必須嚴(yán)格執(zhí)行。

水的消毒方式有氯及氯的化合物、二氧化氯、臭氧、紫外線等，消毒工藝的選擇應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、處理水量、消毒劑運輸和存儲的便利程度、凈水處理工藝、運行管理水平等綜合選擇最佳的消毒方式。不同消毒劑的消毒效果、消毒成本、適用條件、安全性等方面比選表見表3。

表3 不同消毒劑比選表

目前在給水工程中消毒方式應(yīng)用比例較大的是現(xiàn)場制備二氧化氯，村鎮(zhèn)供水工程按照供水方式的不同分為區(qū)域水廠供水工程、聯(lián)村供水工程和分散式（單村）供水工程，根據(jù)村鎮(zhèn)供水工程的具體特點，選定更為適用的消毒方式，例如區(qū)域水廠供水工程，因其具有完整的輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)，可使用二氧化氯或者次氯酸鈉等消毒效果好且持續(xù)性強的消毒方式；聯(lián)村供水工程可使用次氯酸鈉或者漂白粉等不需要現(xiàn)場制備且操作簡單的消毒方式；單純供水工程除使用次氯酸鈉或者漂白粉消毒方式以外，因其管網(wǎng)較短，水力停留時間較短，在經(jīng)濟條件較好的地區(qū)還可以使用紫外線消毒方式。

5.結(jié)語

村鎮(zhèn)供水工程具有規(guī)模小、分布范圍廣、水源條件多樣化、地形復(fù)雜、用水量變化幅度大以及等特點，在進(jìn)行工程設(shè)計時，應(yīng)遵循技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理、操作簡單、可持續(xù)發(fā)展等原則，因地制宜的確定工程規(guī)模、水處理工藝流程，保證居民生活用水的水質(zhì)、水量和水壓都能滿足要求。