淺談廣州市增城區(qū)朱村街山角村農(nóng)村供水改造設(shè)計

蔡育濤

摘 ? ?要：隨著農(nóng)村地區(qū)的生活水平逐年提高，農(nóng)村人民對供水工程的要求也越來越高。因此，農(nóng)村供水改造是農(nóng)村發(fā)展的重點工作，甚至于在部分地區(qū)影響當(dāng)?shù)厝藗兊纳钆c生存。本文將針對于廣州市增城區(qū)朱村街山角村農(nóng)村供水改造設(shè)計進行分析，了解其設(shè)計的目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)，判斷當(dāng)?shù)毓┧F(xiàn)狀、了解其供水改造計劃，制定符合當(dāng)?shù)氐墓┧脑旆桨福晟妻r(nóng)村供水管網(wǎng)，提高人民生活質(zhì)量，從而為我國后期的供水改造設(shè)計提供一定的數(shù)據(jù)參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村供水;供水改造;改造計劃

1 ?引言

朱村街山角村現(xiàn)狀基本已實現(xiàn)自來水供應(yīng)，但根據(jù)村委及村民代表反映，該村的給水管徑偏小，水壓不足，供水不夠，主管破舊，經(jīng)常出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，嚴重影響了村民的正常生產(chǎn)和生活，村民改水意愿極為迫切。山角村供水現(xiàn)狀為當(dāng)前農(nóng)村供水存在普通問題，擁有研究的價值。對其的研究能夠為后續(xù)的農(nóng)村供水改造提供一定的參考。

2 ?設(shè)計的目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)

2.1 ?項目目標(biāo)

農(nóng)村供水改造工程在實施的過程中設(shè)置其的發(fā)展目標(biāo)能夠在較大程度上提升改造工程的整體質(zhì)量，而按照其相關(guān)的規(guī)定要求，其在建造的過程中有以下三個方面的目標(biāo)要求。

第一，在對當(dāng)?shù)厍闆r進行調(diào)查的過程中，發(fā)現(xiàn)其所采取的供水方式仍是總表供水方式，這種方式在實際應(yīng)用的過程中會用戶個體對于自身的用水情況認識不清，容易造成水資源浪費情況。針對這種情況，相關(guān)單位進行研究，將原有的總表供水方式改為“一戶一表”的方式，優(yōu)化水資源管理。

第二，在進行調(diào)查的過程中，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村地區(qū)的基礎(chǔ)建設(shè)不夠完善，水壓不足、缺水情況較為常見。故而在進行供水改造的過程中需要將提升水壓作為重點的研究內(nèi)容，保證村內(nèi)多數(shù)地區(qū)的水壓能夠保證在0.14MPa以上[1]。

第三，消防問題一直是農(nóng)村中的盲區(qū)，多數(shù)的農(nóng)村地區(qū)對于消防的重視程度不足。相關(guān)單位在進行供水改造的過程中對與消防的重視程度更高，要求其在進行供水改造的過程中需要設(shè)置消防栓等設(shè)施，并保證消防栓在使用的過程中其水壓不小于0.1Mpa。

3 ?增城區(qū)朱村街山角村概況及供水現(xiàn)狀分析

朱村街山角村位于朱村街東北部，與荔城百花山莊、丹邱村、山田村相鄰?，F(xiàn)有14個經(jīng)濟合作社，耕地面積3400畝，常住人口2360人。山角村是萬畝農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地和遠近聞名的荔枝之鄉(xiāng)，增城市農(nóng)博園也位于山角村，是著名的旅游勝地。山角村現(xiàn)狀基本已實現(xiàn)自來水供應(yīng)。根據(jù)村委及村民代表反映，山角村的給水管徑小，水壓不足，供水不夠，主管破舊，經(jīng)常出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，嚴重影響了村民的正常生產(chǎn)和生活，村民改水意愿極為迫切。

4 ?供水改造整體設(shè)計規(guī)劃

4.1 ?項目定位與標(biāo)準(zhǔn)

在進行項目設(shè)計的過程中需要明確其設(shè)計主要是為了解決山角村當(dāng)?shù)厝罕姽┧畣栴}，保證當(dāng)?shù)厝罕娚钣盟墓?yīng)。在進行建設(shè)的過程中所采取的標(biāo)準(zhǔn)有以下三個方面。

第一，按照每個居民一天用水300L的用水標(biāo)準(zhǔn)來進行供水改造計劃的設(shè)計。

第二，在進行供水改造計劃設(shè)計的過程中需要保證正常用水時的水壓達到0.14MPa，以及保證消防用水時水壓達到0.1MPa。

第三，一類工業(yè)用水指標(biāo)采用100m3/ha·d，倉儲用地用水指標(biāo)采用20m3/ha。

4.2 ?居民用水規(guī)劃

在針對廣州市民眾的實際用水情況進行分析后，根據(jù)《廣州城市規(guī)劃管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)則（市政規(guī)劃篇）》，普通住宅保證每人每日350L的用水，而高級住宅區(qū)則需要保證每人每日350L～400L的用水，小時變化系數(shù)均為2.5～1.8。

根據(jù)廣州市人均綜合生活用水指標(biāo)中提出，從化市、增城市于2020年的人均日用水量為250L～300L。

因此，根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合實際需求，本工程建設(shè)中的居民用水標(biāo)準(zhǔn)為300L/人·d。

4.3 ?工業(yè)供水規(guī)劃

根據(jù)GB 50282—2016《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》，一類工業(yè)用地用水量指標(biāo)為30m?/hm2·d～150m?/hm2·d，倉儲用地用水量指標(biāo)為20m?/hm2·d～50m?/hm2·d。并結(jié)合《廣州市污水治理總體規(guī)劃修編》，本次工程范圍內(nèi)一類工業(yè)區(qū)工業(yè)用水量指標(biāo)取100 m?/hm2·d，倉儲用地用水量指標(biāo)取20m?/hm2·d。

4.4 ?消防用水規(guī)劃

消防用水是保證居民生活安全的重要部分，技術(shù)人員根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》的要求對城鎮(zhèn)的的消防用水量進行分析，判斷在同一個時間所產(chǎn)生火災(zāi)數(shù)量與用水量進行分析后，確定本工程同一時間內(nèi)的火災(zāi)起數(shù)為1次，滅火用水量為15L/s。

4.5 ?供水管網(wǎng)平差計算方法

（1）給水管網(wǎng)按最高日最高時用水量計算。

（2）按最高日最高時用水量加消防流量進行消防工況校核。

（3）事故時供水量不低于最高日最高時用水量的70%進行事故工況校核。

（4）水頭損失計算水頭損失為沿程水頭損失與局部水頭損失之和，即：

Hz=Hy+Hj

式中：

Hz——管道總水頭損失（m）;

Hy——管道沿程水頭損失（m）;

Hj——管道局部水頭損失（m）。

在管網(wǎng)平差中，管道沿程水頭損失采用海曾威廉（HAZEN—WILLIAMS）公式計算：

[Hy=10.67×D1.825×LC1.852×D4.78]

式中：

Hy——管段水頭損失（m）;

Q——管段流量（m3/s）;

D——管徑（m）;

L——管長;

C——?！禂?shù)，130。

管道局部損失按下式計算：

h=[ζv22g]

式中：

ζ——管道局部水頭損失系數(shù)，管網(wǎng)平差時不考慮。

（5）環(huán)狀管網(wǎng)計算。

Σq=0——流入任一節(jié)點的流量之和等于流出該節(jié)點的流量之和。

（6）閉合差計算。

Δh=0——每一閉合環(huán)路中，以水流為順時針方向的管段水頭損失為正值，逆時針方向為負值，閉合差為零。

4.6 ?消火栓的布置原則

（1）本工程根據(jù)消火栓設(shè)計流量和保護半徑計算確定室外消火栓的數(shù)量，消火栓布置間距應(yīng)不大于120m，保護半徑不應(yīng)大于150m，每個消火栓的出流量按15L/s計算。

（2）根據(jù)《廣州市公安消防局關(guān)于印發(fā)農(nóng)村消防安全隱患整治工作標(biāo)準(zhǔn)的通知》的要求，山角村村內(nèi)不能通行消防車的道路，應(yīng)每隔50m設(shè)置一個室內(nèi)消火栓（外置），該部分費用由村內(nèi)自行集資。

（3）按照GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，當(dāng)采用低壓給水系統(tǒng)時，室外消火栓栓口處的水壓從室外設(shè)計地面算起不應(yīng)小于0.1MPa。

5 ?提升供水改造整體質(zhì)量措施

供水改造是保證當(dāng)?shù)鼐用裆钣盟?，消防用水以及工業(yè)用水質(zhì)量的重要手段，而利用部分措施能夠在極大的程度上提升供水改造的整體質(zhì)量，保證供水改造工程能為村民提供更好的服務(wù)。

5.1 ?水管的選擇

合理的管材選擇是提升當(dāng)?shù)毓┧|(zhì)量的重要手段。在針對當(dāng)?shù)貙嶋H情況進行分析后，其在進行供水管道選擇的過程中需要滿足以下幾個方面的要求[3]。第一，針對當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境選擇適合當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境的管材，而不是片面的選取價格高昂的管材，以在最大程度上提升其改造工程的經(jīng)濟性。第二，伴隨著人們理念的變化，對于節(jié)能環(huán)保的重視程度也在不斷的提升，在進行管材選取的過程中，需要選取節(jié)能環(huán)保材料。第三，隨著社會科技的不斷發(fā)展，管材也在不斷的改進與完善，在進行管材選擇的過程中需要在保證管材壽命的情況下，選擇部分新型管材。第四，在進行管材選擇的過程中需要對管材情況進行了解，選擇質(zhì)量穩(wěn)定技術(shù)成熟的管材進行使用，以保證其使用的安全性。

無論是選擇何種管材，均應(yīng)達到國家衛(wèi)生部2001年新頒布的《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護材料衛(wèi)生安全評價規(guī)范》的要求。

考慮到供水安全性及造價的原則，從銜接施工方便考慮，本工程管徑

5.2 ?水表的選擇

“一戶一表”是增城區(qū)朱村街山角村供水改造工程中的重點內(nèi)容，其水表的質(zhì)量在極大的程度上影響其供水管理質(zhì)量。其在實際使用的過程中能夠?qū)λ褂玫膶嶋H情況進行監(jiān)測，計算水流速度與用水量，進行水費的計算，控制工農(nóng)業(yè)用水等。伴隨著時代的發(fā)展，人們對于水資源的重視程度的不斷提升，人們對于水表的要求也在不斷的提升。在進行水表的選擇過程中可在以下幾種水表中進行水表的選擇[4]。

5.2.1 ?舊式人工直讀機械水表

普通鑄鐵殼水表，這種水表由于自身價格低廉而受到人們的廣泛關(guān)注，而其在應(yīng)用的過程中始動流量較低，在長時間的使用后，也會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不精確情況，影響使用的質(zhì)量。

納米塑殼水表，這種水表具有納米材料的優(yōu)勢，其在使用的過程中無毒，其強度高，抗老化性能好，高溫低溫情況下性能較為穩(wěn)定，然而由于其外觀的原因，在使用的過程中容易與塑料混淆。

節(jié)水型水表，節(jié)水型水表在使用的過程中能夠?qū)?shù)量進行更加精準(zhǔn)的控制，在較大程度上實現(xiàn)節(jié)水的目的，而其在實際應(yīng)用的過程中比一般的水表昂貴。

5.2.2 ?智能遠傳水表

反射式光電直讀水表，這種水表無運行成本，但經(jīng)濟成本較高，使用過程中受反光材料的影響兩種反光材料間會出現(xiàn)模糊區(qū)使判讀時出誤差;且受時間和環(huán)境的影響而加重。

透射式光電直讀表，這種水表擁有較高的準(zhǔn)確性以及計算精度，抗干擾能力較強，并且在系統(tǒng)或設(shè)備重裝后，保證數(shù)據(jù)萬無一失，然而經(jīng)濟成本較高且在使用過程中需要一定的維護。

本工程中居民用戶計費水表采用智能遠傳水表;村社進水管應(yīng)安裝流量計及遠傳設(shè)備，用于監(jiān)控區(qū)域用水情況，DN100～DN300口徑選用機械水表加遠傳或超聲波水表。

5.3 ?管道接口、基礎(chǔ)以及防腐設(shè)計

（1）管道接口，在進行管道接口選擇的過程中需要根據(jù)其材料的不同，合理的進行接口樣式的選擇。如，UPVC管間的連接方式采用承插的方式進行連接，不同的管材在進行連接的過程中需要選擇法蘭或者是絲扣的方式進行連接。管材與水設(shè)備進行連接的過程中需要選擇法蘭進行連接，而塑料鋼管在進行連接的過程中需要選擇絲扣的方式進行連接。

（2）管道基礎(chǔ)，管道基礎(chǔ)是建立在當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況之下的，在對管道材料接口，以及當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境進行分析后，確定其管道基礎(chǔ)。如在本文所討論的設(shè)計方案中，其選取DN100～DN300管采用150mm中粗砂基礎(chǔ)，D1≥DN400采用200mm厚中粗砂墊層基礎(chǔ)。柔性接口管道在水平、豎向彎頭及三通、四通處應(yīng)設(shè)置支墩，轉(zhuǎn)彎角度<10°可不設(shè)支墩，支墩做法參見給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集10S505實施的方式進行管道基礎(chǔ)的建設(shè)。

（3）管道防腐，球墨鑄鐵管防腐在實際應(yīng)用的過程中主要分成兩個部分，第一，在管道的內(nèi)壁上涂抹水泥砂漿襯里，降低其內(nèi)壁產(chǎn)生腐蝕的可能性，第二，在其外部需要按照文件的要求涂抹防腐涂環(huán)氧煤瀝青[5]。鋼塑管內(nèi)外防腐必須符合GB/T 28897—2012《鋼塑復(fù)合管》標(biāo)準(zhǔn)要求。

5.4 ?附屬構(gòu)筑物設(shè)置

5.4.1 ?閥門井

給水管道的始點、終點、分叉處以及穿越河道、鐵路、公路段，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況和有關(guān)部門的規(guī)定設(shè)置閥門井。每個閥門井控制消火栓不超過5個。

5.4.2 ? 排泥井

在給水管道相對低點，閥門間管段最低點設(shè)置泄水閥，用以排除管內(nèi)沉積物或檢修時放空管道，排泥井就近與給水檢查井連通，以便快速排泥。

5.4.3 ?排氣井

給水干管在相對高點設(shè)置排氣井，內(nèi)置自動排氣閥，以排除管內(nèi)積聚空氣。

6 ?增城區(qū)朱村街山角村供水改造方案設(shè)計

在管網(wǎng)敷設(shè)過程中，應(yīng)保障供水安全穩(wěn)定。本工程根據(jù)山角村房屋分布實際情況，管道布置方案以枝狀管網(wǎng)為主，在居民集中地段，輔以DN100～DN200連接管將管網(wǎng)局部成環(huán)，并按規(guī)范設(shè)置消火栓。

供水水源位村子北部道路新建DN400供水管，由新建DN400主管接出DN100～DN200管向兩側(cè)居民區(qū)靠近原主干管旁敷設(shè)，與原本主管距離為0.5m，采用同槽開挖，則開挖寬度為1.2m。新建主管DN100～DN200與原主管連接采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)DN50鋼塑管。每戶接戶管根據(jù)人口采用DN20～DN25接戶管及相應(yīng)水表，部分大型用水工業(yè)、企業(yè)或?qū)W校則據(jù)實際用水情況采用DN50～DN100總表計量。本次給水改造完成后，村民供水現(xiàn)狀將得以改善，村內(nèi)供水水壓不小于0.14MPa，水量和水質(zhì)滿足村民日常生活用水和相關(guān)規(guī)范的要求并實現(xiàn)抄表到戶。

主要路由如下：

（1）新建主管DN400給水管并沿道路敷設(shè)DN100～DN200供水一級主管作為主要供水管道;

（2）沿主要村道敷設(shè)DN100～DN150管作為分支管，以枝狀管網(wǎng)的形式沿村路向用水點伸展，配水管采用DN20、DN50管接入每家每戶水表。

（3）本工程水量計算來自朱村街道辦事處提供的2018年12月24日人口數(shù)據(jù)得出的改造戶數(shù)1098戶，人數(shù)2870人。綜合生活用水定額取一類農(nóng)村300L/cap·d，時變化系數(shù)取1.3。管網(wǎng)漏損水量按10%計算，未遇見水量按10%計算。消防用水量為15L/s。計算得出本工程設(shè)計范圍內(nèi)居民總用水量為15.68L/s。

（4）在供水管網(wǎng)設(shè)計過程中，最不利點平差、消防平差是判斷該設(shè)計是否合理的重要過程。本工程水源點壓力為0.27MPa～0.30MPa，根據(jù)海曾威廉公式計算得出最不利點自由水頭為14m，消防自由水頭為10m，各環(huán)閉合差均小于0.001。根據(jù)計算結(jié)果，管網(wǎng)布置滿足山角村用水需求及消防校核。

7 ?結(jié)束語

我國農(nóng)村在發(fā)展的過程中，供水是其發(fā)展所需要解決的重點內(nèi)容，而解決農(nóng)村供水問題將在極大的程度上提升農(nóng)村的發(fā)展質(zhì)量與效率。增城區(qū)朱村街山角村農(nóng)村供水改造工程建設(shè)后能降低管道爆漏的風(fēng)險，減少漏失水量，提高供水的安全性。

本工程為了保障農(nóng)村供水管網(wǎng)安全運行而進行管網(wǎng)改造工程。該項目建成后將改善農(nóng)村的供水狀況，消除農(nóng)村的消防安全隱患，保障人民群眾生命和財產(chǎn)安全，將農(nóng)村居民用水和非居民分離開，準(zhǔn)確對不同用水性質(zhì)的用戶進行計量。供水改造計劃設(shè)計是提升農(nóng)村供水質(zhì)量的重要組成部分，針對增城區(qū)朱村街山角村農(nóng)村供水改造工程進行分析，能夠為我國后續(xù)的農(nóng)村供水改造工程提供一定的經(jīng)驗，輔助我國后期農(nóng)村供水改造計劃的不斷發(fā)展與完善。

參考文獻：

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[2] 劉偉，柏大團，周路寶.農(nóng)村環(huán)形供水之初探討[J]. 水能經(jīng)濟，2017（12）：106.