自然村供水工程配水管網設計——以鄭州市航空港區劉莊、辛莊為例

鄭州市水利建筑勘測設計院 王晶晶 王永強

一、工程概況

鄭州市航空港區劉莊、辛莊包含椿樹張、劉莊、辛莊、羅家、魏家5個自然村，村內村莊住戶分布較為集中，均為聯排胡同，布局相對規整，每排胡同內有5 ～ 7戶，胡同長100 ～ 150 m，胡同內均為單面給水；自然村與自然村分布較為分散，通過給水干管把各個自然村銜接起來，自然村間的給水干管一般只承擔轉輸流量而不參與沿程配水。劉莊、辛莊設計供水人口3 147人。項目區內淺層地下水經水質化驗后發現，不符合國家飲用水衛生標準，該村村民長期飲用未經任何處理，且受企業“三廢”不達標排放造成污染的淺層井水，村民的身體健康受到了嚴重威脅。本文，筆者結合項目區情況，確定新打機井，鋪設管網，以便通過供水管道輸送至用水戶，從而達到村村通自來水的目的。

二、凈水工藝流程

凈水工藝流程如圖1所示。

圖1 凈水工藝流程

三、自然村配水管網計算方法選擇

劉莊、辛莊自然村內干管距離短，用水戶多且成排胡同分布，自然村之間干管距離遠，沿途無用水戶，此時若采用管長比流量法計算，應假定用水量均勻分布在全部干管上。與實際情況相比，這種方法忽視了沿線供水人數和用水量的差異，所以與各管段的實際配水量并不一致。按照這種方法得到的各段管徑計算數值偏小，不能作為采納的計算成果。

自然村配水管網的計算方法有兩種：一種是根據《村鎮供水工程技術規范》，利用人口數計算；另一種是根據《建筑給水排水設計規范》，統計用水戶衛生器具種類、個數，運用給水管道設計秒流量公式計算。本文，筆者通過研究分析，對這兩種計算方法進行比對，從而確定合適的計算方法。

四、自然村配水管網計算

劉莊、辛莊農村安全飲水工程為集中式供水、供水入戶。入戶工程標準統一，以達到通水入院的目的。統一修建水池，水池尺寸、樣式一致，以耐用、美觀為標準。為保證供水入戶，每個用水戶需裝水表1塊，水龍頭1個，洗滌池1個。

在業主提供的地形測量平面圖上進行工程布置。每排胡同約5戶，每戶按4人計算，依據《村鎮供水工程技術規范》，河南省屬于三區，按水龍頭入戶，有洗滌池，其他衛生設施較少，最高日居民生活用水定額為60 L/（人·d），最高日最高時流量為0.033 L/s；而由建筑給排水可知，單只洗滌盆龍頭額定流量為0.20 L/s，一只洗滌盆龍頭額定流量就比一排胡同所需水量大，因此根據人口當量法計算不符合實際用水情況。

參考《建水》規范，考慮管段負擔人數，以910戶農村住戶為管段計算臨界戶數，分別采用兩種不同計算方法，來探討各自計算方法的適用條件與范圍。

1.用人口數計算。計算公式如下：

式（1）中，q為設計流量；kh為時變化系數，kh＝3.0；W為最高日用水量，kh＝3.0；則有q＝11.12 L/s。

2.用設計秒流量計算。根據《建水》規范相關計算公式進行計算，以910戶為例，用人口數計算的流量與用設計秒流量計算的流量基本相同。

3.兩種計算方法比對。500戶村莊，用人口數計算為6.11 L/s，用設計秒流量法計算為7.28 L/s。即小于910戶時應以設計秒流量計算為宜。1 000戶村莊，用人口數計算為12.21 L/s，用設計秒流量法計算為11.91 L/s。即大于910戶時應以人口數量（最高日最高時流量）計算為宜。

依據上述方法，對航空港區劉莊、辛莊管道水力參數進行計算。干管管道水力參數要求見表1，支管道水力參數要求見表2。

表1 干管管道水力參數要求

表2 支管管道水力參數要求

五、結論

1.農村用水戶具有與居住小區相類似的條件，從建筑給排水的角度考慮農村供水管網計算，計算方法具有合理性。

2.將自然村的戶數是910戶定為臨界值，在此以下自然村的配水管網采用設計秒流量法計算，在此以上自然村的配水管采用人口數計算。

3.航空港區劉莊、辛莊各個自然村戶數均不超過400戶，按設計秒流量計算管段管徑。此方法考慮了各個用水戶龍頭同時出流概率，更貼合農村實際用水情況，較為準確可行。