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【摘要】基于会宁县广大农村贫困缺水的基本现状，农村安全饮水水窖供水量及集雨量的计算，分析得出了能够保障会宁县农村安全集雨饮用水的水量以及实现途径。
【关键词】雨水集蓄利用；安全饮用水；供水量
中图分类号： TU991.11+4 文献标识码： A 文章编号：
会宁县位于甘肃省中部，白银市南端，地处北纬35°28ˊ～35°43ˊ，东径104°59ˊ～105°01ˊ之间，北与靖远县接壤，南和通渭县毗邻，西连定西市的安定区和兰州市所辖的榆中县，东靠平凉市的静宁县和宁夏回族自治区的西吉县、海源县。总面积6439km2。是一个农业大县、人口大县，又是水资源十分贫乏，土地瘠薄，干旱多灾的贫困大县。加之该县经济欠发达，农民生活极度贫苦，自然条件恶劣，尤其是饮水安全问题严重困扰着当地群众的生活和经济发展，这两个示范区几乎无其他可饮用水源,集雨是唯一饮用水的来源。为了探索解决西北村镇人畜安全饮水困难的有效途径，自2009年起，甘肃省水利科学研究院在有关县水利部门的配合下，开展了“西北村镇农村雨水安全饮用利用”项目的研究。在试验期间最先在会宁县50户群众家进行了示范性应用，其中包括会宁县翟家所乡柴门村小岔社12户，张城堡村红窑社38户。
1、农村安全饮水水窖供水量计算方法
传统的计算方法是年雨量法，即根据规划工程的设计人工水保证率及对应的年降水量，进行规划集流面和蓄水设施的设计，其基本原理是根据供水量（即需水量）的大小，在确定蓄水设施复蓄指数的情况下，确定蓄水设施的容积。随着雨水利用技术的发展，目前比较成熟的计算方法有典型年法和长系列法[1]。
典型年法遵循以需定供的设计原则，典型年降水过程和降水量的唯一性使得集流面与蓄水设施的匹配同样具有唯一性和确定性。长系列法的设计初衷是追求集流面与蓄水设施之间的最佳匹配，从而实现雨水利用工程设施的经济利用，其基本方法是通过对一定数量的集流面匹配一定容积的蓄水设施，实现对雨水的收集和调控利用，使得设计用水对像在整个长系列过程中，由于调蓄利用水量同时受控于集流面面积和蓄水设施容积两个因素，因此计算结果存在多个不同的面积和容积组合。在这些组合中，总有一组组合使得集流面工程和蓄水设施容积的建设造价最小。本研究就以此为主要的研究方法。
2、农村安全饮水水窖集雨量计算方法
2.1基本思路
通过对推广示范项目工程，进一步完善应用工程的水质、水量保障系统，最终形成高效、经济、安全的雨水安全集蓄与利用模式典型示范基地，为雨水安全集蓄与利用提供良好示范。经初步规划，在会宁县特定降水量条件下，满足示范乡镇饮水安全的标准化供水系统，每个用户需要建设高效集流面（屋面、庭院混凝土集流面等）约350m2，配套蓄水设施容积约60m3 ,配套水质净化系统。
2.2集流面规模设计
集流效率与集流面材料、降雨量、降雨强度、集流面坡度、前期含水量、施工质量等因素有关[2]，现将各种材料集流面在不同降水等级和保证率情况下的集流效率列于表1。
表1各种集流面在不同降水量与保证率条件下的集流效率
2.2.1降雨量资料的收集与计算
降雨量的多少关系到集流面规模和工程造价问题。由于各地县降水量差异很大，因此只能根据当地实际资料来分析计算，若当地只有降水资料，可据有关系数和公式推算出降雨量。根据甘肃省水文总站编制的“甘肃省地表水资源”可得甘肃省会宁县的降水量与降雨量的比值及多年平均降水量變差系数值分别为0.88和0.27。
与不同保证率典型年降水量有关的频率模比系数列于表2，由当地值查表确定。
表2值表
依下列公式（1）可算出当地不同频率的降雨量。
（1）
式中： ——保证率等于P的年降雨量；——当地多年平均降水量；——多年平均降雨与降水量比值 （查表2）；——频率模比系数由值查表2。
现将以我们项目区会宁县为例，该县多年平均降水量393.6mm，=0.27，=0.88（查表2）；查表3， =0.806，=0.655，。据公式（1）算得结果，=337.7mm，=279.2mm，=209.2mm。
2.2.2人畜饮水标准的确定
根据《雨水集蓄利用工程技术规范》（GB/T 50596 - 2010）[3]，结合该县的实际自然状态，确定西北村镇人畜饮水的配置定额，详见下表3。
表3甘肃省会宁县人畜安全饮水定额
2.2.3示范点年供水量及集水量计算
示范区人畜饮水所需年供水量可从如下公式计算：
（2）
式中：——全年集水量（m3）；——集流面积（m2）；—保证率等于的集流效率。
（3）
式中：——安全供水量，m3；——供水人口数量，人；——居民供水定额[L/人·d]；——牲畜供水数量，头；——牲畜供水定额[L/头·d]。
一般说来，人畜饮水所需集流面积用平水年需水量设计，用干旱年的标准校核。西北村镇尤其像会宁县这样的地区，自新农村建设实施以来，农户屋面大多以是机瓦为主，因此，在考虑首先考虑屋面集流，不足部分用混凝土面解决，青瓦屋面每户按50m2估计。现分别计算人畜饮水和灌溉所需集流面积。
2.3蓄水窖容积的确定
蓄水窖容积应依平水年集流量估计，水窖容积过大造成浪费，过小则使收集的雨水盛不下而排弃同样是浪费。我省中东部6～9月份的降雨量占全年的70%～80%，其余8个月的降水量只占30%～20%，在这当中有一部分为不产生径流的无效降雨，因此人畜饮水至少要蓄够8个月的用水量。3～5月份是作物播种和生长期，初估灌水量约占总灌水量的60%，因而水窖的容积按年集水量的65%考虑是否妥当供探讨。
3、供水量计算及结果分析
经分析计算，会宁县翟家所乡柴门村小岔社12个示范户在75%的保证率下屋顶和庭院所收集的水能百分之百的满足，90%时屋顶和庭院所收集的水满足率只达到67%，而其它的水量则可以通过其他水源，即公路集流水量来补充满足，因此，在该示范区基本不会出现供水不足的现象。张城堡村红窑社38个示范户在75%的保证率下屋顶和庭院所收集的水也能完全满足，90%时屋顶和庭院所收集的水满足率只达到74%，而其它的水源则可以通过其他水源，即公路集流水量来补充满足，因此，建议在该示范区每户补建60m2的棚膜作为临时集流面来收集雨水补充供水量。
参考文献：
[1]金彦兆，李元红，张新民，等.基于安全饮水的农村生活单户雨水利用模式.《节水灌溉》,2007年第8期
[2]唐小娟.雨水作为农村安全饮用水的水质污染成因及管理分析研究《人民黄河》2011年第2期，P64-66
[3]李棋，李元红，等.雨水集蓄利用工程技术规范(GB/T 50596 – 2010).中国计划出版社，2010年12
【关键词】雨水集蓄利用；安全饮用水；供水量
中图分类号： TU991.11+4 文献标识码： A 文章编号：
会宁县位于甘肃省中部，白银市南端，地处北纬35°28ˊ～35°43ˊ，东径104°59ˊ～105°01ˊ之间，北与靖远县接壤，南和通渭县毗邻，西连定西市的安定区和兰州市所辖的榆中县，东靠平凉市的静宁县和宁夏回族自治区的西吉县、海源县。总面积6439km2。是一个农业大县、人口大县，又是水资源十分贫乏，土地瘠薄，干旱多灾的贫困大县。加之该县经济欠发达，农民生活极度贫苦，自然条件恶劣，尤其是饮水安全问题严重困扰着当地群众的生活和经济发展，这两个示范区几乎无其他可饮用水源,集雨是唯一饮用水的来源。为了探索解决西北村镇人畜安全饮水困难的有效途径，自2009年起，甘肃省水利科学研究院在有关县水利部门的配合下，开展了“西北村镇农村雨水安全饮用利用”项目的研究。在试验期间最先在会宁县50户群众家进行了示范性应用，其中包括会宁县翟家所乡柴门村小岔社12户，张城堡村红窑社38户。
1、农村安全饮水水窖供水量计算方法
传统的计算方法是年雨量法，即根据规划工程的设计人工水保证率及对应的年降水量，进行规划集流面和蓄水设施的设计，其基本原理是根据供水量（即需水量）的大小，在确定蓄水设施复蓄指数的情况下，确定蓄水设施的容积。随着雨水利用技术的发展，目前比较成熟的计算方法有典型年法和长系列法[1]。
典型年法遵循以需定供的设计原则，典型年降水过程和降水量的唯一性使得集流面与蓄水设施的匹配同样具有唯一性和确定性。长系列法的设计初衷是追求集流面与蓄水设施之间的最佳匹配，从而实现雨水利用工程设施的经济利用，其基本方法是通过对一定数量的集流面匹配一定容积的蓄水设施，实现对雨水的收集和调控利用，使得设计用水对像在整个长系列过程中，由于调蓄利用水量同时受控于集流面面积和蓄水设施容积两个因素，因此计算结果存在多个不同的面积和容积组合。在这些组合中，总有一组组合使得集流面工程和蓄水设施容积的建设造价最小。本研究就以此为主要的研究方法。
2、农村安全饮水水窖集雨量计算方法
2.1基本思路
通过对推广示范项目工程，进一步完善应用工程的水质、水量保障系统，最终形成高效、经济、安全的雨水安全集蓄与利用模式典型示范基地，为雨水安全集蓄与利用提供良好示范。经初步规划，在会宁县特定降水量条件下，满足示范乡镇饮水安全的标准化供水系统，每个用户需要建设高效集流面（屋面、庭院混凝土集流面等）约350m2，配套蓄水设施容积约60m3 ,配套水质净化系统。
2.2集流面规模设计
集流效率与集流面材料、降雨量、降雨强度、集流面坡度、前期含水量、施工质量等因素有关[2]，现将各种材料集流面在不同降水等级和保证率情况下的集流效率列于表1。
表1各种集流面在不同降水量与保证率条件下的集流效率
2.2.1降雨量资料的收集与计算
降雨量的多少关系到集流面规模和工程造价问题。由于各地县降水量差异很大，因此只能根据当地实际资料来分析计算，若当地只有降水资料，可据有关系数和公式推算出降雨量。根据甘肃省水文总站编制的“甘肃省地表水资源”可得甘肃省会宁县的降水量与降雨量的比值及多年平均降水量變差系数值分别为0.88和0.27。
与不同保证率典型年降水量有关的频率模比系数列于表2，由当地值查表确定。
表2值表
依下列公式（1）可算出当地不同频率的降雨量。
（1）
式中： ——保证率等于P的年降雨量；——当地多年平均降水量；——多年平均降雨与降水量比值 （查表2）；——频率模比系数由值查表2。
现将以我们项目区会宁县为例，该县多年平均降水量393.6mm，=0.27，=0.88（查表2）；查表3， =0.806，=0.655，。据公式（1）算得结果，=337.7mm，=279.2mm，=209.2mm。
2.2.2人畜饮水标准的确定
根据《雨水集蓄利用工程技术规范》（GB/T 50596 - 2010）[3]，结合该县的实际自然状态，确定西北村镇人畜饮水的配置定额，详见下表3。
表3甘肃省会宁县人畜安全饮水定额
2.2.3示范点年供水量及集水量计算
示范区人畜饮水所需年供水量可从如下公式计算：
（2）
式中：——全年集水量（m3）；——集流面积（m2）；—保证率等于的集流效率。
（3）
式中：——安全供水量，m3；——供水人口数量，人；——居民供水定额[L/人·d]；——牲畜供水数量，头；——牲畜供水定额[L/头·d]。
一般说来，人畜饮水所需集流面积用平水年需水量设计，用干旱年的标准校核。西北村镇尤其像会宁县这样的地区，自新农村建设实施以来，农户屋面大多以是机瓦为主，因此，在考虑首先考虑屋面集流，不足部分用混凝土面解决，青瓦屋面每户按50m2估计。现分别计算人畜饮水和灌溉所需集流面积。
2.3蓄水窖容积的确定
蓄水窖容积应依平水年集流量估计，水窖容积过大造成浪费，过小则使收集的雨水盛不下而排弃同样是浪费。我省中东部6～9月份的降雨量占全年的70%～80%，其余8个月的降水量只占30%～20%，在这当中有一部分为不产生径流的无效降雨，因此人畜饮水至少要蓄够8个月的用水量。3～5月份是作物播种和生长期，初估灌水量约占总灌水量的60%，因而水窖的容积按年集水量的65%考虑是否妥当供探讨。
3、供水量计算及结果分析
经分析计算，会宁县翟家所乡柴门村小岔社12个示范户在75%的保证率下屋顶和庭院所收集的水能百分之百的满足，90%时屋顶和庭院所收集的水满足率只达到67%，而其它的水量则可以通过其他水源，即公路集流水量来补充满足，因此，在该示范区基本不会出现供水不足的现象。张城堡村红窑社38个示范户在75%的保证率下屋顶和庭院所收集的水也能完全满足，90%时屋顶和庭院所收集的水满足率只达到74%，而其它的水源则可以通过其他水源，即公路集流水量来补充满足，因此，建议在该示范区每户补建60m2的棚膜作为临时集流面来收集雨水补充供水量。
参考文献：
[1]金彦兆，李元红，张新民，等.基于安全饮水的农村生活单户雨水利用模式.《节水灌溉》,2007年第8期
[2]唐小娟.雨水作为农村安全饮用水的水质污染成因及管理分析研究《人民黄河》2011年第2期，P64-66
[3]李棋，李元红，等.雨水集蓄利用工程技术规范(GB/T 50596 – 2010).中国计划出版社，2010年12