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水利站在村村通自来水工程规划中的作用

作者:未知   发布时间:2010-10-02 07:05:51   浏览次数:3014

 

水利站在村村通自来水工程规划中的作用
 
 
 
1、全面细致地做好基础调查
村庄基本情况调查是规划设计的基础。做好调查一是要全面,二是要准确。
(1)基本情况调查。反映需水量要求的内容有人口、户数、大牲畜数量、小牲畜数量、用水大户情况(如学校、企事业单位、养殖场)等;反映需水压力要求的内容有村内楼房情况、村内地形情况、有没有建设高位水池的位置等。电力设施情况,包括变压器容量、井至变压器的距离等;村庄规划情况,包括居民分布、硬化道路布置、排水沟布置等。
(2)水源工程调查。水源工程是调查的重点内容。包括三项内容:一是当前饮用水源水量、水质情况;二是拟用水源井的详细情况,包括建成年月、深度、口径、单位涌水量、静水位埋深、动水位埋深、水质等;三是可利用的山泉情况,包括位置、高差、水质状况以及不同季节的涌水量等。
  (3)了解干部群众对工程建设和管理的想法。包括对单村供水还是联村供水的考虑,对构筑物选择的想法,村民参与工程建设的积极性,计划安装户数等;工程建成后管理的方式,如是否收费,收费方式,计划每天供水时间等。
调查中应重点掌握水源情况,因为水源是整个工程建设的核心,如果水量不足、水质不好,会直接影响工程的使用效果和群众的身体健康。因此,对涌水量、水位、水质等状况不清楚的水源,建议做抽水试验和水质化验。
2、认真做好测量工作
自来水工程测量的任务:一是掌握居民住宅及街道分布情况;二是获得各节点的高程;三是获得各节点之间的距离。当水源井或蓄水池在居民区外时,还要加测输水管线的高程与距离。一般单村工程测量的各项任务同步进行。迅速准确地完成测量任务要注意以下三点:
 (1)准备好村庄居民分布现状图。在测量前,水利站应通知工程所在村准备该图。居民分布图应反映村内所有街道情况,所有居民户所在位置,图的精度不要求太高,但相对位置应准确。可以直接借用有关部门绘制的现成图,如土管所的居民宅基地现状图、计生部门的人口普查图、派出所的门牌号码图等。如果没有这些图,要请熟悉村庄情况的人员提前绘制。有了这张图,测量人员可以很快掌握全村的住宅及街道分布等情况,以便于合理选择测量路线以及重点测量的部位,从而节省大量时间、减轻工作强度。这张图在进行管网布置、管网水力计算、管道安装前铺工放线时都有较大的用途。
  (2)适当简化测量内容。对于较大的村庄,如果对全部街道进行测量,测量数据较多,工作量较大,劳动强度大。这时,可适当简化测量内容,对一些距离相当、高差基本一致的街道,可采取借用或内插的方法来处理。在测量前,应根据初步掌握的情况,在现状图上标出哪些地方必须测量,哪些地方可以参考其它点的数据估算,根据这些点选择一条测量路线,测量路线最好为闭合型式。在实地进行测量时,如果发现路线以外有特殊情况,应及时加测。
  (3)制定好测量路线。水利站人员一般对本乡镇村庄情况比较熟悉,在测量前应初步进行考察,制定测量路线,供测量人员参考。
3、合理确定工程的建设标准
所谓工程建设标准,是指工程所选用的设备、材料的性能标准,以及建筑物的强度标准、外观标准等,按照不同的标准建设自来水工程,其结果必然不同。有些经济条件差的村的干部,认为只要将水供到群众家里,水龙头能出水就行了,为节省投资,选用价格低、标准低的设备、材料,这样做虽然节省了建设投资,但使用一段时间后可能出现这样那样的问题,影响工程的使用效果,有的甚至造成停用;而有些经济条件好的村的干部,不考虑投资的限制,往往选用高档次的设备、材料,造成了资金的浪费。因此,我们水利站的同志,应在工程规划阶段,指导村干部合理确定工程标准。
在确定工程建设标准时,我们应当遵循四个原则。一是统一性原则。也就是工程所用材料、设备标准要统一,不同建筑物强度与外观标准也要统一。二是与村庄经济能力相适应。要根据村庄经济状况综合考虑,如果村庄经济能力有限,要求的标准再高也是空谈。三是超前性原则。村村通工程要求使用年限达到30年,我们确定工程建设标准时,不能仅仅满足于当前使用,要考虑在若干年后供水效果满足要求,基础设施建设不落后。四是与管理水平相适应。对供水要求较高、管理有保障的村庄,可选择较高的标准;对供水要求不高,并且管理水平偏低的村庄,建设标准也不必太高。
在材料、设备选择上,管材应选择无毒、无味,符合生活饮用水卫生标准,并且施工、安装方便、质量好的管材,平原地区一般选择工作压力0.4MPa(也就是人们所说的4公斤)的管材,经济发展好的村庄或地形高差较大的村庄,可采用0.6MPa的管材。入户设施要有计量设备,建设接水池、水表保护井等,目前农村以滴水方式逃避计量的现象比较严重,建议采用灵敏度高、便于读数的防滴漏数字式水表。工程设备要达到配置合理、性能稳定,特别是水泵和变频器等设备,尽量选择有关部门推荐的大型厂家的标准产品。
对于建筑工程,如水源井、机房管理房、蓄水池、入户水表井与接水池等,要确定合适的强度标准和外观标准。机房管理房是整个工程最突出的部分,在保证强度的前提下,一定要重视外观要求,其标准不应低于村内最好的民房。
4、因地制宜确定工程规模
影响工程投资的三个要素:一是类型,二是标准,三是规模。当工程类型与建设标准确定后,工程规模的确定至关重要。工程规模小了满足不了供水的需要,工程规模大了就造成资金的浪费。在自来水工程中,体现工程规模的主要指标是配水管网设计流量,配水管网设计流量的大小,直接影响管材口径的大小,设备配套功率的大小等。
  (1)影响配水管网流量的几个参数。配水管网设计流量计算公式为:
Qt =kh×Qd/Tt
式中:Qt—配水管网设计流量(m3/h);
kh--时变化系数;
     Qd--最高日设计给水量(m3/h);
Tt--配水管网每日工作时数(h)。
由此可知,配水管网流量受时变化系数、最高日设计给水量及日供水时间的影响,因此正确计算配水管网设计流量,重点是对以上三个参数的选取或计算。
(2)时变化系数的选取。有关规范都给出了建议值,应根据不同区域、村庄人口综合确定,根据我们多年的经验,建议小于500人的村取3.8,500~1000人的村取3.5,1000~1500人的村取3.2,1500~3000人的村取2.7,3000人以上村的取2.3,5000人以上的村取2.0。
(3)最高日设计给水量的计算。最高日设计给水量按下式计算:
Qd =k×(q1×p1+q2×p2+q3×p3)×10-3+ QJ
式中:k--管网损失及未预见水量系数,一般取1.1;
q1--人均日用水量(升/人*日);
q2—大牲畜日用水量(升/头*日);
q3—小牲畜日用水量(升/只*日);
p1--设计人口数量(人);
p2--大牲畜数量(头);
p3--小牲畜数量(只);
QJ—企事业单位等集中用水量(立方米)。
合理选取人均日用水量是计算最高日设计给水量的关键。在选取人均日用水量时不能完全照搬书本一成不变,应根据不同地区、不同经济条件、不同管理方式等综合考虑后确定。偏远地区,用水量较少,缺乏排水设施,可适当取小值,城郊区或经济发达的村庄应适当取大值;实行“按表计量,按方收费”的村庄,可适当取小值,不实行“按表计量,按方收费”的村庄,由于浪费水现象严重,可适当取大值。一般村庄人均日用水量取40L,经济较发达的村庄可取60~70L左右,城郊地区可取60~100L左右。
(4)配水管网供水时间的确定。根据配水管网流量计算公式可知,供水时间越长,配水管网流量就越小,选择的管径就小,工程投资也相应减少。确定配水管网供水时间时,一是要根据不同的调节物形式确定,采用水池或水塔供水的村庄,由于水池和水塔可以蓄存一定数量的水来满足用户在一段时间内使用,供水时间一般较长,配水管网日供水时间可取10-12小时;采用变频器或压力罐的村庄,一般为节省运行费用,供水时间不会太长,配水管网日供水时间可取6--10小时。二是要根据工程管理方案确定,对于实行“按表计量,按方收费”的村庄,配水管网工作时间可按构筑物形式确定供水时间。对于不打算收费或不按水表计量收费的村庄,配水管网工作时间可取4--6小时。
5、综合考虑选择调节构筑物
农村自来水工程的调节构筑物一般有高位水池、水塔、变频器、压力罐等。我们在指导村干部选择构筑物时,要充分了解不同构筑物的优点、缺点和适应性,并根据本地实际综合考虑。下面将几种构筑物从不同方面进行比较:
从投资方面来看。如按1000人的村庄对比,变频器价格在一万元左右,高位水池投资约为两万元,水塔投资在三万元以上。
从耐久性方面来看。水池与水塔使用寿命可达几十年,而变频器使用寿命要少得多。
从运行成本来看。每立方米水耗电量,用变频器一般比用水池或水塔多一倍以上。
从供水时间来看。采用水池与水塔供水,可以做到全天24小时供水,采用变频器供水一般为节省电能,往往在6—10小时之间。
从对供电质量的要求来看。用变频器时停电即停水,在电力没保障的地区不能保证供水效果。同时供电电压不稳时,容易造成对变频器的伤害。
从适应性方面来看。采用高位水池要求村内有合适的位置。而变频器基本适合在任何地区使用。
从水质保护方面来看。采用水池和水塔都存在二次污染的可能性,而采用变频器不存在二次污染。
从自动化程度来看。变频器自动化程度高,能自动控制机泵开启与关闭,可以分时段供水,能大大节省管水人员的劳动。同时,变频器还具备对电机的保护功能,当出现过载、缺相等情况时,可以避免烧坏电机。
从维护方面来看。水池与水塔建成后维护比较方便,而变频器一旦出现故障,需要生产厂家的专业人员来处理,在交通不便的地方,就会出现停水时间较长的情况。
从供水压力调节方面来看。变频器提供的压力是可调的,能随着需水要求变化而变化,而水池与水塔提供的压力是不能改变的。
从水源条件方面来看。当水源单位涌水量低于配水管网流量时,如采用变频器就会出现供水不足的问题。另外,当村内有可利用的山泉时,只能选择水池来蓄存泉水。
6、慎重决定单村供水还是联村供水
目前上级大力推荐建设联村供水工程,各地也兴建了不少联村供水工程,有些工程发挥了较好的效益,但是也有一些工程供水效果不好,有的甚至停用。
什么情况下适合建设联村供水工程呢?第一种情况是村内水源水量不足或水质不符合饮用水卫生标准的;第二种情况是村庄人口较少,单独建工程人均建设费用与管理费用较大的;第三种情况是由企业或个人投资建设的工程,产权、管理权明晰,便于管理的;第四种情况是由乡镇设立专门的管理机构,统一负责运行管理的。
什么情况下不适合建联村供水工程呢?一是村庄较为分散,距离较远,管网投资较大的;二是相邻村庄高差较大,各村之间水压不易平衡,影响供水效果的;三是因输水距离远,管道水头损失大,运行成本过高的;四是工程所有权、管理权容易出现纠纷的。
在确定单村供水还是联村供水时,水利站工作人员要召集村干部进行认真的分析,从各个方面进行论证,既要论证水源的可靠性,又要论证经济方案和管理方案,同时还要广泛征求镇领导的意见、投资方的意见,了解群众对工程的看法,在这些基础上,与规划设计人员共同做出正确的抉择。
7、优化管网总体布置
(1)联村供水主管道的布置。对于联村供水工程,主管道的布置相当复杂,一般要通过外业选线测量、内业计算,拟定多种方案进行对比,综合分析后才能确定。这项工作往往反复多次。在选择管线时,应注意以下几点:一是尽量从农田中穿过,便于开挖回填;二是一般不要太靠近在公路,以免因公路拓宽影响供水;三是尽量少与沟、河等交叉,这样可以节省费用,同时利于管道保护;四是尽量避开居民区,减少开挖管槽时出现纠纷;五是在主干管道与村内管网之间设立控制室,以便于控制、计量、维修村内管网。
(2)村内管网的布置。农村村庄规划不一,街道分布不同,各有特点,特别是在山丘区,群众住宅依地形而建,街道错综复杂,加大了管网布置的难度。我们在村内管网布置时应掌握以下要点:一是合理划分供水区域。根据村庄街道、住宅等情况,首先在现状图上将村庄划分为不同的区域,然后根据各区街道、地形等情况布置主干管线;二是主干管线尽可能沿现有或规划道路一侧布设,但要避开施工难度大或重型车辆经常来往的路段;三是充分考虑供水压力,平原地区的支管布置尽量沿负担区域的中心布置,这样分配给用户的水压较为均衡,山丘地区尽量由高处向低处布置管道,这样可利用地形高差来抵消管道水头损失,使各处水压较为接近;四是干管分水合理,除干管与支管连接处(即支管的入口处)开口外,一般不在干管上直接接入户管,支管上开口尽量均匀分布;五是对硬化路面较多的村庄,可以考虑路两侧分别布设支管;六是采用高位水池的村庄,当输水管线与配水干管线一致时,最好分别布设管道,埋设于同一管槽内;七是在布设主干管时,应考虑消防栓的布设。
 8、做好管网水力计算的复核工作
自来水工程设计中的管网水力计算是一项比较复杂的工作,一般由专业设计人员来做。我们水利站的同志,有时要参与计算,有时要做复核工作。另外,在管道安装过程中,有些管线由于实际情况不能按照设计的路线进行施工,需要改变线路或变更管径,这样就需要我们了解管网水力计算的基本方法。管网水力计算的基本步骤是:根据户数算流量,初选管径算损失,依据水压算水头,如不合适重新算。
(1)根据户数算流量。对于要计算的管段,我们通过测量已知它的长度和各节点的高程。在做水力计算时,首先计算管段流量。其流量等于所负担的用水户数与龙头当量之积。龙头当量即平均每户用水流量,按下式计算:
qt=Qt/N
式中: qt—单个龙头平均流量,(l/s);
Qt--配水管网设计流量,(l/s);
N--配水管网负担龙头总数。
(2)初选管径算损失。初选管段管径时,可以凭经验选,也可以按下式计算,计算出的管径要换成标准管径:
式中--某管段管内径(mm);
      Q--该管段流量(l/s);
     V--该管段流速(m/s),初选时取V=1m/s。
选定了管径后,计算各管段的水头损失。管段水头损失计算公式为:
式中:hf--该管段总水头损失(m);
       L--该管段长度(m);
      i--水力坡度(m)  
式中: Q--该管段流量(l/s);
D--某管段管内径(mm)。
(3)依据水压算水头。也就是计算出管段末的自由水头。计算方法是,用管段初端的水压标高减去该管段的水头损失,即为该管段终点的水压标高,用水压标高减去地面标高即为该管段末的自由水头。
(4)如不合适重新算。管段最末端节点的自由水头一般要求不低于5米,其它节点的最佳自由水头在8—15米之间。水头过高也不好,容易造成水嘴关闭不严或造成水嘴过早损坏。如计算的各节点的自由水头符合要求,说明试选的管径是合适的,否则,要重新选择管径,按上述步骤重新计算。
我们总结了不同管径管道负担户数的经验值,这里介绍一下仅供参考,直径25mm的塑料管一般负担户数不超过10户,32mm的塑料管不超过15户,40mm的塑料管不超过30户,50mm的塑料管不超过60户,63mm的塑料管不超过80户,90mm的塑料管不超过110户。
9、合理选配机泵与变频器
合理选配机泵能够在满足供水要求的前提下有效降低工程运行成本,应根据水源类型选择机泵类型,依据工程所需流量、扬程确定水泵型号。
(1)机泵类型的选择。农村自来水工程中所用的机泵一般包括离心泵、潜水电泵、深井泵三种类型。山丘区水源一般为大口井、隧道井,其水位较浅,可采用离心泵;如采用潜水电泵,应考虑机泵安装后与井底留有一定的距离,一般要求是3米,最低不少于1米;对于平原区的机井,一般选用潜水电泵。由于自来水工程的机泵需要每天开启,采用潜水电泵开启比较省事,而采用离心泵需要灌引水,这时往往加配真空泵。
   (2)水泵流量的计算。不同的构筑物所需流量计算方法不同。
当采用水池(或水塔)作调节构筑物时,按下式计算:
QP = Qd/TP
式中:QP--水泵取水流量(m3/h);
   Qd --最高日设计给水量(m3/d);
   TP--水泵日工作时间(h),
由此可以看出:水泵的工作时间是确定水泵流量的一个关键因素,水泵日工作时间越长,选配的水泵流量越小,可缩小输水管径,降低工程投资;而水泵日工作时间过短,将增大输水流量,增大输水管径,工程投资相应增加。因此在确定水泵工作时间时要综合考虑,建议按4~6小时选取。
当采用变频器作调节构筑物时,则不能按上式计算水泵所需流量,因为水泵输出的水直接送入配水管网,水泵的的流量应以前面介绍的配水管网设计流量为基础,建议以配水管网设计流量的80%左右确定。
(3)水泵扬程的确定。当采用水池(或水塔)作调节构筑物时,水泵所需扬程等于动水位埋深、泵房内水头损失、输水管水头损失、井与水池之间地面高差、水池高度之和;当采用变频器(或压力罐)作调节构筑物时,水泵所需扬程等于动水位埋深、泵房内水头损失、干管入口所需水压之和。干管入口压力,也就是变频器设定的供水恒定压力,一般取0.12—0.2MPa。地形变化大或村庄较大的村取大值,反之取小值。选取较小的变频器设定压力有利于节省电能。
变频器选择的主要依据是水泵所配电机的功率。一般厂家生产的变频器,用潜水电泵时,其功率值比电机功率值大一个规格;用离心泵时,其功率值与电机功率值一致。





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