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摘要：农村供水管网工程综合利用原有供水工程设施，根据地形、地质、水源及水质等不同情况多方案比较，在满足用户对水质、水量、水压要求的前提下，对供水总方案、管网布设、管材选用等进行分析、设计，择优选择技术可行、经济合理的最佳方案。本文就农村水厂供水管网的设计进行探讨，以供参考。
关键词：农村供水；管网设计；布置；管材选用
中图分类号： S611 文献标识码： A
引言
当前，我国的农村经济快速发展，这给其供水工作带来了压力。很多地区的城市都出现了不同程度的供水不足、源水多样化以及农村供水管网事故频发的现象。这些问题如果不能得到妥善地处理，不仅会造成水资源的大量浪费，影响人们的正常生活和供水企业的经济效益，还会给城市经济活动地正常开展带来不便，更不利于社会公共安全地保障。笔者通过主持参与黄冈市所辖各县市大小农村水厂80多处设计，并对已建成水厂进行了设计回访，总结了农村水厂供水管网设计应该注意以下几个方面问题。
一、供水管网布置问题
1、输水线路选择应遵循以下原则：（1）尽量做到线路短，起伏小，土石方工程量少，投资省，少占农田或不占农田；（2）符合村镇建设规划的要求，尽可能沿现有道路或规划道路布置；（3）尽量避开穿越河谷，山脊，沼泽，铁路和排洪地区，并注意避开滑坡，塌方，易发生泥石流和高侵蚀性土壤地区；（4）输水线路应充分利用自然高差，优先考虑重力输水；（5）应考虑近远期结合和分期实施的可能。
2、管道布置要求：（1）一般可按单管布置；长距离输水单管布置时，可适当增大调节构筑物的容积；规模较大的工程，长距离输水宜按双管布置；双管布置时，应设连通管和检修阀，干管任何一段发生事故时仍能通过70%的设计流量；（2）在管道凸起点，应设自动进（排）气阀；长距离无凸起点的管段，每隔一定距离亦应设自动进（排）气阀；（3）在管道低凹处，应设排空阀；（4）向多个村镇输水时，分水点下游侧的干管和分水支管上均应设检修阀；个别村（或镇）地势较高或较远，需分压供水时，应在适当位置设加压泵站；（5）重力流输水管道，地形高差超过60m并有富余水头时，应在适当位置设减压设施；（6）地埋管道在水平转弯、穿越铁路（或公路、河流）等障碍物处应设标志。
二、配水管网管径确定及材质选用问题
（1）管径确定：在整个给水工程投资中，管网造价约占水厂总投资50%～80%比例，因此，合理确定管网中各管段的管径对于给水工程的经济合理性是至关重要的。因为选用管径过大，会增加工程投资，选用管径过小，又会加大水头损失，增加动力费用。管径是根据管段流量Q和流速v来决定的, 但是，仅依靠这个公式还不能完全解决问题，因为在流量Q一定的条件下，管径还随着流速v的变化而变化。如果所选择的流速大，则对应的管径就可以小，工程的造价可以降低；但是，由于管道内的流速大，会导致水头损失增大，使厂区高度以及水泵扬程增大，这就会引起经常性费用的增加。反之，若采用较大的管径，则会使流速减小，降低经常性费用，但反过来，却要求管材增加，使工程造价增大。因此，在确定管径时，应该作综合评价。在选用某个流速时应使得给水工程的总成本(包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之总和)最小，那么，这个流速就称为经济流速。应该说，影响经济流速的因素很多，而且在不同经济时期其经济流速也有变化。但综合实际的设计经验及技术经济资料，对于一般的中、小直径的管路，其经济流速大致为：当直径d＝100~400mm，经济流速v＝0.6-1.0m/s；——当直径d>400mm，经济流速v=1.0~1.4m/s。所以管径的确定与管段流量和流速有关，但更注重管段经济流速
（2）管材材质选用问题：黄冈地处湖北省东部，地势北高南低，为山丘陵地带，管网一般成树枝状布置，管线沿通村道路敷设，根据多年项目设计经验，一般按如下管径分布选用管材比较合理:管径小于400mm塑料管综合造价低于球墨铸铁管和钢管，从经济、技术性能以及施工、管理等因素综合考虑，管径小于400mm选择塑料管，管径大于400mm选择球墨铸铁管。
三、管网阀门设置应注意问题
农村水厂由于管线较长，地势高低不平，做好管网阀门设计对水厂日后运行管理至关重要，阀门设置要求如下：在管道凸起点，应设自动进（排）气阀；长距离无凸起点的管段，每隔一定距离亦应设自动进（排）气阀。在管道低凹处和树枝状管网的末稍设排空阀。干管上应分段或分区设检修阀，各级支管上均应在适宜位置设检修阀；向多个村镇输水时，分水点下游侧的干管和分水支管上均设检修阀。所有阀类设施均布设在阀门井中。
四、管网试压验收及相关问题
农村水厂设计管网验收作为重要隐蔽工程验收，设计人员也将参与验收过程，在验收过程中应把握好2个环节，即敷设管网材质验收及安装后压水试验验收，具体要求如下：
（1）管道的检验 ：管材应附有出厂证明书，证明管材型号及出厂水压试验结果，制造及出厂日期，并有质检部门签章。管材与管件的颜色应一致，无色泽不均及分解变色线；管材和管件的内外壁应光滑、平整，无气泡、裂口、裂纹、脱皮和严重的冷斑及明显的痕纹、凹陷。管材轴向不得有异向弯曲，其直线度偏差应小于1％；管材端口必须平整并垂直于管轴线。
（2）输配水管网压水试验道试压：给水管道安装完毕后，要求用水压试验检查管道的强度和严密性，试验温度宜在环境温度5℃以上进行，试验要求分两次进行，具体要求如下：①在管顶以上0.5m范围内已回填土，接口敞露时，进行初次试验；②已全部回填土，并完成该管段的各项工作后，进行末次试验；③若管道维护困难，必须立即全部回填土，或回填土后试验有困难的管道，施工中应加强对铺管、接口和回填等工序的质量检查，并进行一次试压；④试验时应排除管内空气，灌满清水对管道进行浸润；⑤试压段长度不宜超过500m；⑥试验压力按管道工作增加0.2Mpa进行试压，试验时先将管内压力逐渐升高到工作压力，检查管道和接口，如无渗漏再提高到试验压力，观察10min，压力下降不超过0.05Mpa时管道试压合格。管道试压合格后，必须进行冲洗消毒。
结束语
1)供水系统与供水方式的选择除应满足用户水质、水量、水壓要求以外，还要求基建投资、经常运行与维护费用省，管理方便，安全生产。2)提供农村供水工程可靠性，提高供水的保证率，必须在工程建设上采取相应措施，构筑物应力求简单适用，尽可能选用当地材料，以减少工程造价。在建造配水管网等输、蓄、配水工程时，农村尽量选择树枝状的管网布置方式，尽可能利用地形修建高位蓄水池。使管网内经常保持20～30m的压力水头，以保证连续供水，并尽量选用常用规格的管道、管件。3)从管材材质的性能、经济等综合考虑，一般管径小于400mm的管径宜选用PVC－U或PE塑料管，硬聚氯乙烯管价格比其他塑料低，连接以承插式粘接口最佳。对管材品种和规格的选择要适当，不易过多，有利于工程养护、检修。
参考文献
[1]张荃莹.基于GIS的城市供水管网优化设计与应用[D].电子科技大学，2013.
[2]王虫军，徐建彬，杨鑫榜，等.饮水安全工程管网设计的设计和体会［J］.河南水利与南水北调，2008(4):31－33.
关键词：农村供水；管网设计；布置；管材选用
中图分类号： S611 文献标识码： A
引言
当前，我国的农村经济快速发展，这给其供水工作带来了压力。很多地区的城市都出现了不同程度的供水不足、源水多样化以及农村供水管网事故频发的现象。这些问题如果不能得到妥善地处理，不仅会造成水资源的大量浪费，影响人们的正常生活和供水企业的经济效益，还会给城市经济活动地正常开展带来不便，更不利于社会公共安全地保障。笔者通过主持参与黄冈市所辖各县市大小农村水厂80多处设计，并对已建成水厂进行了设计回访，总结了农村水厂供水管网设计应该注意以下几个方面问题。
一、供水管网布置问题
1、输水线路选择应遵循以下原则：（1）尽量做到线路短，起伏小，土石方工程量少，投资省，少占农田或不占农田；（2）符合村镇建设规划的要求，尽可能沿现有道路或规划道路布置；（3）尽量避开穿越河谷，山脊，沼泽，铁路和排洪地区，并注意避开滑坡，塌方，易发生泥石流和高侵蚀性土壤地区；（4）输水线路应充分利用自然高差，优先考虑重力输水；（5）应考虑近远期结合和分期实施的可能。
2、管道布置要求：（1）一般可按单管布置；长距离输水单管布置时，可适当增大调节构筑物的容积；规模较大的工程，长距离输水宜按双管布置；双管布置时，应设连通管和检修阀，干管任何一段发生事故时仍能通过70%的设计流量；（2）在管道凸起点，应设自动进（排）气阀；长距离无凸起点的管段，每隔一定距离亦应设自动进（排）气阀；（3）在管道低凹处，应设排空阀；（4）向多个村镇输水时，分水点下游侧的干管和分水支管上均应设检修阀；个别村（或镇）地势较高或较远，需分压供水时，应在适当位置设加压泵站；（5）重力流输水管道，地形高差超过60m并有富余水头时，应在适当位置设减压设施；（6）地埋管道在水平转弯、穿越铁路（或公路、河流）等障碍物处应设标志。
二、配水管网管径确定及材质选用问题
（1）管径确定：在整个给水工程投资中，管网造价约占水厂总投资50%～80%比例，因此，合理确定管网中各管段的管径对于给水工程的经济合理性是至关重要的。因为选用管径过大，会增加工程投资，选用管径过小，又会加大水头损失，增加动力费用。管径是根据管段流量Q和流速v来决定的, 但是，仅依靠这个公式还不能完全解决问题，因为在流量Q一定的条件下，管径还随着流速v的变化而变化。如果所选择的流速大，则对应的管径就可以小，工程的造价可以降低；但是，由于管道内的流速大，会导致水头损失增大，使厂区高度以及水泵扬程增大，这就会引起经常性费用的增加。反之，若采用较大的管径，则会使流速减小，降低经常性费用，但反过来，却要求管材增加，使工程造价增大。因此，在确定管径时，应该作综合评价。在选用某个流速时应使得给水工程的总成本(包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之总和)最小，那么，这个流速就称为经济流速。应该说，影响经济流速的因素很多，而且在不同经济时期其经济流速也有变化。但综合实际的设计经验及技术经济资料，对于一般的中、小直径的管路，其经济流速大致为：当直径d＝100~400mm，经济流速v＝0.6-1.0m/s；——当直径d>400mm，经济流速v=1.0~1.4m/s。所以管径的确定与管段流量和流速有关，但更注重管段经济流速
（2）管材材质选用问题：黄冈地处湖北省东部，地势北高南低，为山丘陵地带，管网一般成树枝状布置，管线沿通村道路敷设，根据多年项目设计经验，一般按如下管径分布选用管材比较合理:管径小于400mm塑料管综合造价低于球墨铸铁管和钢管，从经济、技术性能以及施工、管理等因素综合考虑，管径小于400mm选择塑料管，管径大于400mm选择球墨铸铁管。
三、管网阀门设置应注意问题
农村水厂由于管线较长，地势高低不平，做好管网阀门设计对水厂日后运行管理至关重要，阀门设置要求如下：在管道凸起点，应设自动进（排）气阀；长距离无凸起点的管段，每隔一定距离亦应设自动进（排）气阀。在管道低凹处和树枝状管网的末稍设排空阀。干管上应分段或分区设检修阀，各级支管上均应在适宜位置设检修阀；向多个村镇输水时，分水点下游侧的干管和分水支管上均设检修阀。所有阀类设施均布设在阀门井中。
四、管网试压验收及相关问题
农村水厂设计管网验收作为重要隐蔽工程验收，设计人员也将参与验收过程，在验收过程中应把握好2个环节，即敷设管网材质验收及安装后压水试验验收，具体要求如下：
（1）管道的检验 ：管材应附有出厂证明书，证明管材型号及出厂水压试验结果，制造及出厂日期，并有质检部门签章。管材与管件的颜色应一致，无色泽不均及分解变色线；管材和管件的内外壁应光滑、平整，无气泡、裂口、裂纹、脱皮和严重的冷斑及明显的痕纹、凹陷。管材轴向不得有异向弯曲，其直线度偏差应小于1％；管材端口必须平整并垂直于管轴线。
（2）输配水管网压水试验道试压：给水管道安装完毕后，要求用水压试验检查管道的强度和严密性，试验温度宜在环境温度5℃以上进行，试验要求分两次进行，具体要求如下：①在管顶以上0.5m范围内已回填土，接口敞露时，进行初次试验；②已全部回填土，并完成该管段的各项工作后，进行末次试验；③若管道维护困难，必须立即全部回填土，或回填土后试验有困难的管道，施工中应加强对铺管、接口和回填等工序的质量检查，并进行一次试压；④试验时应排除管内空气，灌满清水对管道进行浸润；⑤试压段长度不宜超过500m；⑥试验压力按管道工作增加0.2Mpa进行试压，试验时先将管内压力逐渐升高到工作压力，检查管道和接口，如无渗漏再提高到试验压力，观察10min，压力下降不超过0.05Mpa时管道试压合格。管道试压合格后，必须进行冲洗消毒。
结束语
1)供水系统与供水方式的选择除应满足用户水质、水量、水壓要求以外，还要求基建投资、经常运行与维护费用省，管理方便，安全生产。2)提供农村供水工程可靠性，提高供水的保证率，必须在工程建设上采取相应措施，构筑物应力求简单适用，尽可能选用当地材料，以减少工程造价。在建造配水管网等输、蓄、配水工程时，农村尽量选择树枝状的管网布置方式，尽可能利用地形修建高位蓄水池。使管网内经常保持20～30m的压力水头，以保证连续供水，并尽量选用常用规格的管道、管件。3)从管材材质的性能、经济等综合考虑，一般管径小于400mm的管径宜选用PVC－U或PE塑料管，硬聚氯乙烯管价格比其他塑料低，连接以承插式粘接口最佳。对管材品种和规格的选择要适当，不易过多，有利于工程养护、检修。
参考文献
[1]张荃莹.基于GIS的城市供水管网优化设计与应用[D].电子科技大学，2013.
[2]王虫军，徐建彬，杨鑫榜，等.饮水安全工程管网设计的设计和体会［J］.河南水利与南水北调，2008(4):31－33.