王旭峰

(張家川縣農(nóng)村供水工程管理站，甘肅 張家川 741500)

張家川回族自治縣位于甘肅省東南部的天水市東北部，地處六盤山地槽與隴西黃土高原的過渡地帶，縣域面積分屬土石山林區(qū)和黃土丘陵溝壑區(qū)，具有梁、峁、坡、溝相間地貌特征，境內(nèi)山巒起伏，溝壑縱橫，海拔最高2659m，最低1486m，相對高差1173m，人均水資源量不足500m3，屬極度缺水地區(qū)。飲水難、飲水不安全在極大程度上限制和制約了農(nóng)村經(jīng)濟社會的全面發(fā)展。為了從根本上上解決山區(qū)農(nóng)民群眾飲水難和飲水不穩(wěn)定的問題，經(jīng)過10多年不懈的努力，按照自然地貌特點和水資源的分布特征，堅持“以水源定規(guī)模，按地勢建工程，規(guī)劃一次到位，分年組織實施”的建設(shè)思路，以東峽、石峽兩座水庫和馬鹿河為3處水源，建成了6大跨鄉(xiāng)鎮(zhèn)、跨流域的集中供水工程，其工程規(guī)模在均千噸萬人以上，全縣實現(xiàn)了農(nóng)村自來水全覆蓋。自來水入戶率達到98%。由于工程建設(shè)和運行管理責(zé)任體系健全落實，供水保證率連續(xù)多年穩(wěn)定在95%以上，成為全省乃至全國農(nóng)村飲水安全工作的先進典型。但也曾經(jīng)走過水費回收率低、工程管理效率不高的曲折之路，其根本原因是供水保證率得不到有效穩(wěn)定的提高，挫傷了管理者和農(nóng)民群眾的積極性。通過不斷探索和實踐，在強化運行管理各項舉措的同時，有效采用和改進適宜于山區(qū)農(nóng)村供水的先進產(chǎn)品，不但節(jié)約了建設(shè)資金，而且降低了運行成本，相應(yīng)提高了管理效率。

1 山區(qū)農(nóng)村供水的特點

農(nóng)村供水工程由水源通過潛水泵輸送至水廠，經(jīng)過水處理后存儲于清水池，再經(jīng)泵站揚水至高位蓄水池，通過高位蓄水池配水干支管供水到戶，配水管線長，輸水落差大，是利用地形落差進行重力輸水的管道工程。

山區(qū)農(nóng)村供水，其主要特點是地形地貌特征多樣復(fù)雜，同一人口集中區(qū)域，海拔高度相差較大；同一行政村或自然村莊相對高差明顯不同，相對高差最大600m，最小90m；在距離上，同一供水管網(wǎng)與高位蓄水池的距離最大達到35km；主干管網(wǎng)和村級管網(wǎng)隨供水覆蓋區(qū)域地形地貌和距離的不同供水壓力相應(yīng)不同，當水壓較小時，流量不能同時滿足用水需求，當水壓較大時，不同時段和區(qū)域會出現(xiàn)爆管等各類安全故障。為滿足壓力要求，早期建成的工程，采用調(diào)蓄池和活塞式減壓閥相互結(jié)合的減壓方式供水，調(diào)蓄池由于工作頻率較高，自動控制浮球閥會時常失靈，不同程度地出現(xiàn)調(diào)蓄池水溢沖毀農(nóng)田和道路的現(xiàn)象，加大了維修難度，供水時續(xù)時斷?；钊綔p壓閥因控制流量而作用有壓力，也就是水在動態(tài)狀況下有減壓作用，當夜間停止用水，在靜態(tài)時進水與出水壓力相等，沒有減壓效果，根據(jù)不同的用水量需經(jīng)常人工調(diào)節(jié)，相應(yīng)增加了管理難度和工作量，出現(xiàn)村級與戶用管道在夜間發(fā)生爆管現(xiàn)象。從山區(qū)農(nóng)村供水現(xiàn)實需要出發(fā)，提高供水保障要同時滿足流量和壓力兩個基本條件。

2 比例式減壓閥概述

比例式減壓閥有效彌補了減壓調(diào)蓄池和活塞式減壓閥兩者的不足，具有減靜壓及動壓的功能和作用。通過在張家川縣農(nóng)村供水工程中的應(yīng)用，為提高供水保障率發(fā)揮了非常顯著的作用，適用于不同海拔和距離差異的農(nóng)村供水，還可直接取代農(nóng)村供水的減壓調(diào)蓄池，節(jié)約建造調(diào)蓄池的費用。

2.1 比例式減壓閥工作原理

比例式減壓閥主要由閥體、進口與出口壓蓋、活塞、O形圈和密封墊等組成，減壓比有2 ∶1、3 ∶1、4 ∶1、5 ∶1、3 ∶2、4 ∶3、5 ∶2幾種，亦可根據(jù)要求設(shè)計特殊比，閥體材料采用全銅或不銹鋼，適用于生活用水，不怕結(jié)垢和銹蝕，也不會對水質(zhì)造成影響，適用于生活用水。

比例式減壓閥主要是運用液壓原理使閥后與閥前壓力呈一定的比例關(guān)系，其重要部件活塞，在閥體內(nèi)做直線運動，后端受水面積是前端受水面積的整倍數(shù)，當出現(xiàn)閥后管網(wǎng)沒有用水時，閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，形成閥前與閥后壓力比成定值；當閥后管網(wǎng)正常用水時，閥前就會產(chǎn)生壓力，因閥前壓力大于閥后壓力，在進口壓力的作用下，水流介質(zhì)通過，由于活塞兩端截面積不同而造成的壓力差改變了閥后的壓力，正常供水管路有壓力情況下，活塞兩端的面積比構(gòu)成了閥前與閥后的壓力比，在實測閥前壓力數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，閥后靜壓及動壓可按比例減至管路或設(shè)施能夠承受的壓力值。

2.2 比例式減壓閥的作用

比例式減壓閥能夠使管道中介質(zhì)出口壓力低于進口壓力，并保持出口壓力近似于恒定的壓力控制閥，利用閥內(nèi)浮動活塞兩端不同的截面積壓力差，從而改變進水與出水的壓力，使管網(wǎng)不突破壓力限制，達到安全、穩(wěn)定、正常供水的目的。

2.3 比例式減壓閥性能特點

運用水壓原理控制和調(diào)節(jié)壓力，構(gòu)造簡單；能達到理想的減壓比例和流量；動態(tài)、靜態(tài)都有減壓作用；閥門工作狀態(tài)時無噪聲和振動，消減水錘，保護管網(wǎng)；不受安裝角度限制；重量輕、閥門體積小、使用壽命長；具有固定減壓比，減壓值不需人工調(diào)整；野外安裝非專業(yè)人員不能隨意操作，具有安全保障。

3 比例式減壓閥的應(yīng)用及效果分析

3.1 比例式減壓閥安裝

減壓閥設(shè)置的條件：一般在需要減壓的位置配備減壓閥專用井，減壓閥必須在水平管路上直立安裝，嚴禁裝反，安裝注意管路介質(zhì)的流向與閥體箭頭所示方向一致。

安裝之前必須清洗清理管道系統(tǒng)，防止焊渣或其他臟物留存或進入閥內(nèi)，影響閥門正常工作。減壓閥前應(yīng)安裝過濾器，以便于維修停水和防止雜質(zhì)進入閥體。安裝減壓閥前后應(yīng)安裝一段直管，閥前閥后直管長度視安裝環(huán)境不少于20cm。減壓閥進口還要安裝閘閥，應(yīng)保持一定距離，操作時緩慢開啟，不能因為壓力幅度太大，造成減壓閥減壓功能失常，縮短其使用壽命。

減壓閥上方不宜放置重物，盡可能避免劇烈扭轉(zhuǎn)和震動減壓閥，把故障發(fā)生的可能降至最低。 為便于維修維護減壓閥，在減壓閥上下均預(yù)留足夠的操作空間。

3.2 比例式減壓閥使用效果分析

比例式減壓閥一般口徑選用與管道的公稱通徑相同，不采取放大或縮小口徑的方法。比例式減壓閥進口壓力與出口壓力形成相對固定的比例關(guān)系，一個比例式減壓閥只能確定一種減壓比，比如2 ∶1或3 ∶1等，其出口壓力應(yīng)當符合以下要求：當減壓比為4 ∶1時，出口壓力應(yīng)當大于0.13MPa，為3 ∶1時應(yīng)大于0.15MPa，為2.5 ∶1時應(yīng)大于0.18MPa，為2 ∶1時應(yīng)大于0.2MPa。張家川縣農(nóng)村供水配水管網(wǎng)壓力不大于1.6MPa，實際使用中，主干管網(wǎng)在管道用壓力表實測壓力數(shù)據(jù)，當壓力大于1.6MPa時，一般配置2 ∶1減壓閥分區(qū)分段減壓，使主干管道壓力控制在1.6MPa之內(nèi)，管道安全系數(shù)有保障。村級與入戶管網(wǎng)出口壓力一般控制在0.3～0.8MPa之間，按實測壓力數(shù)據(jù)分層分區(qū)減壓，一般安裝3 ∶1減壓閥，確保到戶水壓在管道和水龍頭承受的范圍內(nèi)。主干管網(wǎng)通常配置安裝2 ∶1或2.5 ∶1的減壓閥，村級管網(wǎng)多用3 ∶1或2 ∶1的減壓閥，倒虹吸等壓力較大的區(qū)段適用于4 ∶1的減壓閥，壓力控制穩(wěn)定。實踐證明，比例式減壓閥動靜減壓效果明顯，既能保證壓力要求，又同時滿足流量需要，經(jīng)濟耐用，使用效率高，從而確保供水運行平穩(wěn)，本工程自2011年使用以來，10年間沒有發(fā)生因水壓不穩(wěn)定造成爆管或供水流量不足的問題。

4 比例式減壓閥維修保養(yǎng)

比例式減壓閥不能隨便拆卸，否則可能影響減壓閥的正常使用效果。由于農(nóng)村人口流動量大，如存在閥后用戶長期不使用水的狀況，由于平時管網(wǎng)內(nèi)水體處于靜止狀態(tài)，管網(wǎng)污垢雜質(zhì)沉積在閥前過濾器，閥后用戶用水時要及時清理過濾器，避免雜質(zhì)進入減壓閥，影響減壓閥使用效果。日常工作中，加強減壓閥的管理巡視，注意觀察減壓閥本身的工作狀態(tài)，閥前與閥后經(jīng)測試壓力數(shù)值接近，表明減壓閥本身存在故障，如出現(xiàn)閥體滴漏不止，表明O形密封圈已經(jīng)磨損，需要更換密封件。

比例式減壓閥要定期清理閥前過濾器，一般每半年進行一次例行維修保養(yǎng)，以防砂石或雜物進入閥內(nèi)。連續(xù)穩(wěn)定供水時，減壓閥一般正常工作，發(fā)生故障的概率極低，當反復(fù)出現(xiàn)供水中斷或連續(xù)停水3天以上時，極易造成減壓閥功能失常，維修時卸下減壓閥并打開閥體，清除銹蝕，更換O形圈和密封墊；修理拆裝減壓元件時，要謹慎小心，不要用金屬棒或堅硬的工具硬撬閥的活動部位，使用木榔頭和木柄敲擊震動，慢慢拆卸閥內(nèi)部件；修理完畢后，重新安裝時，一定要和閥門上的流向指示保持一致。維修通水后若減壓效能下降，應(yīng)交回供應(yīng)商進行檢修或由供貨方技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)維修。

5 結(jié) 語

山區(qū)農(nóng)村供水區(qū)域地勢變化大，配水管道和村級管網(wǎng)相應(yīng)起伏變化較大，比例式減壓閥的有效應(yīng)用從根本上解決了農(nóng)村供水高壓差比的問題，延長了管道使用壽命，具有有效性和穩(wěn)定性，在農(nóng)村供水中發(fā)揮了不可替代的作用，值得山區(qū)和丘陵地區(qū)農(nóng)村供水推廣應(yīng)用。