鄉村飲水安全集中供水工程管網優化方法與應用

摘要：農村供水工程作為農村基礎設施的重要組成部分，其建設質量和管理水平直接關系到農村居民的生活質量和社會經濟的發展。近年來，隨著國家對農村飲水安全問題的重視程度不斷提高，農村供水工程建設取得了顯著進展。然而，在實際工作中，農村集中式供水工作仍然面臨著一些問題和挑戰，如供水源選擇不合理、用水量計算不科學等。基于此，本文圍繞農村飲水安全集中式供水工程管網的優化方法與應用展開深入探討和分析，旨在為相關人員提供參考。

關鍵詞：農村；飲水安全；集中式供水工程；管網優化

水是生命之源，飲水安全直接關系到廣大人民群眾的身體健康和生命安全。在農村地區，由于地理、經濟、技術等多方面的限制，飲水安全問題一直備受關注。為了改善農村飲水條件，保障農村居民的飲水安全，各級政府和社會各界都在積極推動農村供水工程的建設與優化。供水管網建設是農村飲水安全工作的重點內容，只有保障供水工程管網的科學建設質量，才能有效達成安全輸送飲用水的工作目標。因此，有必要結合農村供水工程的應用特點，采用行之有效的供水工程管網優化措施，為農村飲水安全集中式供水提供可靠助力。

1 農村供水工程應用特點

我國農村供水系統以其獨特的運行模式和特點，在保障農村飲水安全方面發揮著重要作用。這些特點主要體現在以下幾個方面：

1.1 集中供水為主導形式

與城市的供水系統相比，農村供水系統更多地采用集中供水形式。這主要是由于農村地域遼闊，村莊分布相對分散，且經濟發展水平相對較低。為了降低供水成本和提高供水效率，農村往往選擇在人口集中、用水需求較大的區域建立集中式供水設施。這種供水方式不僅能夠滿足農村居民的基本飲水需求，還能夠有效應對季節性用水波動和突發用水高峰[1]。

1.2 工業用水比例逐步上升

隨著農村經濟的發展和產業結構的調整，工業用水比例在農村總用水量中逐步上升。尤其是在一些經濟較為發達的農村地區，工業用水已經成為供水系統的重要組成部分。這種變化不僅反映了農村經濟的發展趨勢，也對供水系統的設計和運行提出了更高的要求。農村供水系統需要在保證生活用水安全的前提下，兼顧工業用水的需求，確保供水系統的穩定、高效運行。

1.3 間歇式運行方式的應用

考慮到農村居民的生活和生產規律，以及季節性用水特點，農村供水系統往往采用間歇式運行方式。這種方式能夠根據用水需求的變化靈活調整供水時間和供水量，有助于節約水資源和降低運行成本[2]。然而，間歇式運行方式也存在一定的弊端，如取用不便和水質難以保證等。因此，在實際應用中，需要結合農村地區的實際情況，對供水系統進行合理設計和優化，確保供水安全、可靠、高效。

綜上所述，我國農村供水系統具有集中供水為主、工業用水比例增加以及間歇式運行等特點。這些特點既反映了農村地區的實際情況和發展需求，也對供水系統的設計和運行提出了更高的要求。在未來的發展中，水利部門需要不斷探索和創新，優化農村供水系統的設計和運行方式，才能更好地滿足農村居民的飲水安全需求。

2 農村供水工程建設現狀

當前，我國農村供水工程建設在取得顯著成就的同時，也面臨著一些挑戰和問題。其中，管網規劃與實際應用之間的脫節以及缺乏足夠的專業人員支持兩項問題較為突出。

2.1 設計方案與供水需求匹配度不足

在我國農村集中式供水工程的建設過程中，設計方案往往由相關決策者基于過往經驗或關鍵技術因素制定，而未能充分考慮到實際施工需求和規范。這種主觀性的決策方式容易導致設計方案與實際供水需求之間存在較大偏差[3]。由于缺乏足夠的現場調研和數據支持，設計方案可能過于理想化或過于簡化，無法準確反映實際供水情況。這不僅使得設計方案在主觀層面上存在誤差，更導致其與現實用水需求之間存在較大差距，最終使得管網規劃無法有效應用于實際供水工程。

為了解決這一問題，水利部門有必要加強供水工程建設的專業性和科學性。一方面，應加大對農村供水工程建設的投入，吸引更多專業人才參與進來，提升設計方案的合理性和可行性。另一方面，應加強與地方政府的溝通和合作，確保設計方案能夠充分考慮到當地實際情況和需求。同時，還應加強現場調研和數據收集工作，確保設計方案能夠準確反映實際供水情況，為農村供水工程的建設提供有力支持。

2.2 工程技術人才匱乏

目前，我國農村集中式供水工程在管網配置與優化方面受到工程技術人才匱乏的嚴重制約。由于缺乏足夠的專業技術人員，供水網絡的建設和規劃往往難以達到理想的效果，進而影響了農村飲用水安全建設的順利推進[4]。

鄉村供水網絡規劃任務繁重且時間緊迫，而當前在職員工普遍缺乏必要的專業技能培訓，導致他們在實際操作中難以充分發揮作用。此外，鄉村地區的工資水平和居住環境相較于城市存在明顯差距，這使得優秀的科技和行政人才難以長期留在鄉村，人才流失現象嚴重。

為了破解這一難題，必須加強對鄉村供水工程網絡規劃專業人才和管理者的專業培訓。通過提高他們的專業技能和知識水平，可以推動鄉村供水網絡的優化工作，確保供水工程的安全、高效運行。還應積極探索激勵機制，提高鄉村地區的工作待遇和生活環境，吸引更多優秀人才投身鄉村供水事業，為農村飲用水安全建設提供有力的人才保障。

3 農村飲水安全集中式供水管網優化與應用措施

3.1 科學選定供水源

在推進農村飲水安全集中式供水工程的建設中，供水源的合理選擇是至關重要的一環。有關部門應秉持科學、合理的原則，綜合考慮鄉鎮的近期和遠期規劃，確保從水源選取到水處理全流程的合理性。在這一過程中，不僅要關注水源的數量是否充足，更要確保水源的質量上乘，以滿足居民飲用的安全標準。

在選擇供水源時，需從水資源安全和經濟性兩個維度進行深入分析。充分考察當地的水文條件、地質狀況等要素，準確把握供水主體對水源質量和數量的需求[5]。此外，若在施工過程中發現水源中氟、鐵、錳等微量元素含量超標，或位于苦咸水地區，應通過現場調研，對比使用水質優化技術與遠程飲用水工程的可行性，選擇更具比較優勢的方案。以山東省平度市為例，當地結合實際情況，采用了地下飲用水和地面飲用水相結合的供水方式。其中，地下飲用水主要依托云山丈嶺、崮山等大型地下水供水系統；而地面飲用水則通過殷府、黃桐、大澤山等多個地面飲水水源進行供給。為確保供水質量，當地還修建了配套的水源設施和高規格凈化水項目，使集中供水規模得以擴大，供水質量得到顯著提升，從而確保了農村地區的飲用水安全。還應關注供水源的可持續性。充分考慮其對環境的影響，確保在保障供水安全的同時，不對生態環境造成破壞。通過科學選定供水源，為農村飲水安全集中式供水工程的建設奠定堅實基礎[6]。

因此，科學選定供水源是農村飲水安全集中式供水工程管網優化的重要一環。應綜合考慮水源的數量、質量、安全性和經濟性等因素，結合當地實際情況，選擇合理的供水方式和水資源優化方案，以確保農村居民能夠用上安全、可靠的飲用水。

3.2 科學預測與計算用水量

在設計鄉村供水工程時，應堅持“近期與遠期相結合”的原則，確保供水系統既能滿足當前需求，又能適應未來發展的需要。具體而言，短期計劃應以5～10年為參考，而長期計劃則需確保未來10～20年的供水安全。在用水量計算方面，需要綜合考慮多個因素。

第一，根據鄉村的地理特征、人口分布和經濟發展情況，對供水管網的布局進行合理規劃。在此基礎上對生活用水、企業用水和公共用水量進行精確計算。這不僅有助于控制工程造價和后續運營成本，更能確保供水系統的高效運行[7]。

第二，基于鄉村地區居民的日常用水需求計算生活用水量。通過考慮鄉村平均人口、供水時間和用水定額等因素，可以得出一個相對準確的數值。詳細計算公式為：

公式中表示農村地區范圍內人口每天需消耗的生活用水量，單位為m3/d；R表示農村地區的平均人口；n表示水源運行年限，通常情況下取值為15；Br表示農村地區人口用水標準，通常Br取值為0.5 m3/d。

除計算農村地區人口用水量外，還需計算牲畜用水量，計算公式為：

公式中表示農村地區范圍內牲畜每天需消耗的用水量，單位為m3/d；S表示農村地區大牲畜數量；n表示水源井運行年限，通常情況下n取值為15；Bs表示每頭大牲畜每日用水標準，通常取值為0.6 m3/d。

為了更全面地考慮用水需求，還將管網滲漏損失水量、公共用水和企業用水納入計算范疇[8]。根據實踐經驗，設定23%的農村居民和家畜用水作為這些附加用水量的總和。則計算公式為：

通過這種方式，可以得到一個更為全面和準確的用水量預測值，計算公式為：

3.3 優化管網線路設備設施

在推動農村飲水安全集中式供水工程的過程中，優化管網線路設備設施是至關重要的一環。這不僅能夠提升供水效率，還能有效控制項目成本，確保農村地區的飲水安全和經濟效益[9]。

首先，應對管網布局進行精細化優化。在優化過程中，充分考慮鄉村用水的實際需求和項目費用的控制要求，通過科學分析和比較，選出最佳的配線方案。在管線規劃中，需要合理布局管線，建立高效的功能模式，并對管線的流量、水頭損失、結點高度等關鍵參數進行全面計算和分析，以實現管線的最優配置。這不僅能夠確保供水的穩定性和可靠性，還能有效降低能耗和運維成本。

其次，進一步完善管道開口設計。在確保村莊飲用水安全的前提下，需要對管線的直徑進行精心選擇。這需要在保證水壓力的前提下，充分考慮施工經濟性和管道使用壽命等因素[10]。在確定管網的有效直徑時，應綜合考慮各管段的水流量分布、各階段水流量變化、各節點流量、管道材質以及最大用水量條件下的單位長度流量等關鍵因素。同時，結合水泵等相關供水設備的流量揚程以及管道內部壓力強度等參數進行計算分析，以提高給水設施選取的合理性和經濟性。

通過優化管網布局和完善管道開口設計，能夠實現農村飲水安全集中式供水工程管網線路設備設施的優化，提升供水效率和質量，確保農村居民的飲水安全和經濟效益。

4 結語

綜上所述，隨著農村飲水安全問題的日益凸顯，農村供水工程建設與優化已成為當前農村基礎設施建設的重中之重。通過合理選擇供水源、科學計算用水量等措施，能夠有效地提升農村供水系統的穩定性和安全性，保障廣大農村居民的飲水安全。但是相關部門也應清醒地認識到，農村供水工程建設仍面臨著諸多挑戰和困難。在未來的工作中，需要進一步加強技術研究與創新，提升供水工程的設計水平和施工質量。同時，還應加強人才培養和引進，為農村供水事業提供強有力的人才支撐，才能真正為鄉村振興和全面建設社會主義現代化國家提供堅實的水利保障。

參考文獻

[1] 張戰勝.沁水縣固縣河供水工程保障措施探究[J].水利技術監督，2024（3）：243-246.

[2] 唐林平，石海.淺析智慧水務系統在農村飲水安全工程管理中的應用[J].智能建筑與智慧城市，2024（3）：162-164.

[3] 王躍國，趙翠，孫付增.農村供水工程管網更新設計研究[J].水利水電快報，2024（3）：1-6.

[4] 戶廣勇，梁好.華北平原區村內供水管網水力計算方法探討[J].海河水利，2024（2）：67-70+83.

[5] 魏軒.三亞市農村供水工程“建管一體化”模式淺議[J].城鎮供水，2024（1）：94-97+55.

[6] 劉曉亞.建大水廠鋪大管網 實現城鄉供水一體化[N].天水日報，2024-01-31（002）.

[7] 吳帥，姜自利.“四水統籌”，加快建設全省市級水網示范區[N].青島日報，2024-01-30（012）.

[8] 劉均國，閆哲賓.聊城市農村供水保障發展存在問題及對策[J].山東水利，2024（1）：61-63.

[9] 劉勝.農村飲水安全集中式供水工程管網優化方法與應用[J].農業科技與信息，2020（4）：117-119.

[10] 周維平.農村集中式供水工程管網優化方法與應用研究[J].鄉村科技，2016（35）：67-68.