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摘要：一般来说，在对供水管网进行设计流量计算时，主要有比流量法和人均当量法两种方法。这两种方法在人口密集的城市地区得到了广泛的应用，然而对于广大的农村地区而言，还应该根据具体的实际情况来确定具体的计算方法。本文针对农村地区的供水工程建设，提出了几种不同的管段设计流量的计算方法，希望能起到一定的参考作用。
关键词：农村；供水管网；设计流量；计算
水资源是人类赖以生存的生命之源，因此供水工程的建设就显得尤为重要。而对于供水工程而言，管网管径的确定是重中之重，所以我们应该对供水管网管段设计流量进行科学的计算，这样才能保证整个供水工程的顺利实施。农村地区居民相对比较分散，供水工程规模比较小，因此在对农村地区供水管网管段设计流量计算时，除了采用传统的比流量法和人均当量法两种方法外，还应该根据农村地区的实际情况，探索出新的流量计算方法。这样才能充分保证农村供水工程建设的顺利进行，同时在建设中节约成本，减少浪费。
一、比流量法
比流量法是在对供水管网管段设计流量计算时，比较常用的计算方法。一般来说，比流量法又分长度比流量法和面积比流量法两种计算方法。如果我们假设供水管道沿线的人口和人均用水量都是相同的，用水量全部均匀分布在主干管道上，那么在这种条件下计算出来的单位长度的管段流量就叫做长度比流量，这种计算方法就是长度比流量法。长度比流量法的计算公式为：
（1）
其中qs是比流量，单位L/（s.m）；Q指的是管网在最高日最高时的总用水量，单位L/s；Σq是大用户集中用水总和，单位L/s；∑ι是主干管道的总长度。不包括穿越公园、广场等建筑地区长度，单位m。
在管段双边供水的情况下，管段的计算长度和管段的实际长度相同；管段单边供水情况下，管段的计算长度应算作实际长度的1/2；管段没有供水的情况下，计算长度为零。我们在求出长度比流量后，就可以求出各管段的沿线流量。各管段沿线流量的计算公式为：
（2）
其中，ql是各管段的沿线流量，单位L/s；ι是该管段的长度，单位m。
我们在求得各管段的沿线流量之后，就可以根据沿线流量求出各节点的流量，然后根据节点流量平衡方程求出各管段设计流量。
如果我们假设供水区内的人口和人均用水量没有差别，用水量在整个供水区内是均匀分布的，那么在这种条件下计算出来的单位面积的管段流量就叫做面积比流量。面积比流量的计算公式为：
（3）
其中qs是比流量，单位L/（s.m）；Q指的是管网在最高日最高时的总用水量，单位L/s；Σq是大用戶集中用水总和，单位L/s；ΣS是供水区的总面积，单位㎡。
在管段双边供水的情况下，供水区的计算面积和供水区的实际面积相同；管段单边供水情况下，供水区的计算面积应算作实际面积的1/2；管段没有供水的情况下，计算面积为零。我们在求出面积比流量后，就可以求出各管段的沿线流量。各管段沿线流量的计算公式为：
（4）
其中，qι是各管段的沿线流量，单位L/s；S是该管段的供水面积，单位㎡。
我们在求得各管段的沿线流量之后，就可以根据沿线流量求出各节点的流量，然后根据节点流量平衡方程求出各管段设计流量。
无论是长度比流量法还是面积比流量法，都存在一个明显的缺陷，那就是都忽略了人口数量的差别和人均用水量的差别。如果是在人口密度比较大的城市地区，我们可以近似认为这些忽略的因素不会对设计流量计算产生太大的影响。但是在农村地区，尤其是比较偏远的农村地区，人口分布严重不均，人均用水量也各不相同，这两种方法就不再适用了。如果是在人口密度比较大，经济相对发达的郊区、经过旧村改造的新农村等地区，比流量法仍然是可行的。
二、人均当量法
人均当量法同样是比较常用的设计流量计算方法，而且被广泛推荐使用[2]。如果我们假设各供水管道沿线的出流量按照人口是均匀分配的，那么在这种条件下计算出人均用水当量的方法就叫做人均当量法。人均当量法的计算公式为：
（5）
其中，qs是人均用水当量，单位L/（s.人）；Q指的是管网在最高日最高时的总用水量，单位L/s；Σq是大用户集中用水总和，单位L/s；ΣN是村镇设计的用水总人口数。我们在求出人均用水当量后，就可以求出各管段的沿线流量。各管段沿线流量的计算公式为：
（6）
其中，qι是各管段的沿线流量，单位L/s；N是各管段沿线两侧的供水人口数。
我们在求得各管段的沿线流量之后，就可以根据沿线流量求出各节点的流量，然后根据节点流量平衡方程求出各管段设计流量。
人均当量法相较于比流量法有所改进，考虑到了人口数量差别的问题，但是仍然忽略了人均用水量差别的问题，同时也忽略了农村地区人口空间分布不均匀的问题。另外，有些农村地区畜牧业发达，人均当量法也没有考虑拿到牲畜饮水的问题。因此，人均当量法只能在人口空间分布相对均匀的农村地区适用。
三、节点流量法
无论是比流量法还是人均当量法，在实际运用的过程中都存在一定缺陷。对于经济相对发达，人口密度相对较大，人口空间分布相对比较均匀的农村地区，我们可以采用比流量法和人均当量法。但是相对于比较贫困的农村地区，人口分布不均匀，采用的供水管线又长，为此我们提出了节点流量法来解决上述两种方法存在的不足。
所谓的节点流量法是指，我们在进行设计流量计算时，将用水人口直接分配到节点，把每个节点的用户用水总量简化到各节点流量进行计算。在应用节点流量法计算时，各供水管段只是起到了输水管道的作用。节点流量法的计算公式为：
（7）
其中，qj 是各节点流量，单位单位L/s；q是居民日生活用水定额的最高值，单位L/（s.人）；N是各节点用水居民人口数；K时是变化系数。
我们在求出节点流量之后，就可以根据节点流量平衡方程求出各管段设计流量。节点流量法不但计算简单，而且适用广泛，我们以某农村地区供水工程为例，对该工程节点流量计算如下表1和表2所示。
对于人烟稀少，相对贫穷落后的农村地区和广大的西部地区，我们应该尽量采用节点流量法进行设计流量计算，这样不仅使复杂问题变得简单，而且大大的节约了成本，减少了浪费。
结语
本文针对农村地区的供水工程建设，提出了比流量法、人均当量法和节点流量法等几种不同的管段设计流量的计算方法。其中，比流量法和人均当量法仅适用于人口比较密集，人口空间分布均匀的农村地区，而节点流量法等方法对于解决贫穷落后的农村地区供水工程中的难题具有重要的作用。
参考文献：
[1]张雄，党志良，傅维秀等.农村供水管网管段设计流量计算的加权人畜用水当量法[J].中国农村水利水电，2007，（6）：55-56.
[2]张建，张永丽，陈曦等.农村供水管网管段流量与管径设计方法探讨[J].水利科技与经济，2010，16（12）：1369-1372.
[3]汪永彪，党志良，陈哲等.基于人口密度的管段流量计算方法的探讨[J].供水技术，2014，8（4）：22-24.
关键词：农村；供水管网；设计流量；计算
水资源是人类赖以生存的生命之源，因此供水工程的建设就显得尤为重要。而对于供水工程而言，管网管径的确定是重中之重，所以我们应该对供水管网管段设计流量进行科学的计算，这样才能保证整个供水工程的顺利实施。农村地区居民相对比较分散，供水工程规模比较小，因此在对农村地区供水管网管段设计流量计算时，除了采用传统的比流量法和人均当量法两种方法外，还应该根据农村地区的实际情况，探索出新的流量计算方法。这样才能充分保证农村供水工程建设的顺利进行，同时在建设中节约成本，减少浪费。
一、比流量法
比流量法是在对供水管网管段设计流量计算时，比较常用的计算方法。一般来说，比流量法又分长度比流量法和面积比流量法两种计算方法。如果我们假设供水管道沿线的人口和人均用水量都是相同的，用水量全部均匀分布在主干管道上，那么在这种条件下计算出来的单位长度的管段流量就叫做长度比流量，这种计算方法就是长度比流量法。长度比流量法的计算公式为：
（1）
其中qs是比流量，单位L/（s.m）；Q指的是管网在最高日最高时的总用水量，单位L/s；Σq是大用户集中用水总和，单位L/s；∑ι是主干管道的总长度。不包括穿越公园、广场等建筑地区长度，单位m。
在管段双边供水的情况下，管段的计算长度和管段的实际长度相同；管段单边供水情况下，管段的计算长度应算作实际长度的1/2；管段没有供水的情况下，计算长度为零。我们在求出长度比流量后，就可以求出各管段的沿线流量。各管段沿线流量的计算公式为：
（2）
其中，ql是各管段的沿线流量，单位L/s；ι是该管段的长度，单位m。
我们在求得各管段的沿线流量之后，就可以根据沿线流量求出各节点的流量，然后根据节点流量平衡方程求出各管段设计流量。
如果我们假设供水区内的人口和人均用水量没有差别，用水量在整个供水区内是均匀分布的，那么在这种条件下计算出来的单位面积的管段流量就叫做面积比流量。面积比流量的计算公式为：
（3）
其中qs是比流量，单位L/（s.m）；Q指的是管网在最高日最高时的总用水量，单位L/s；Σq是大用戶集中用水总和，单位L/s；ΣS是供水区的总面积，单位㎡。
在管段双边供水的情况下，供水区的计算面积和供水区的实际面积相同；管段单边供水情况下，供水区的计算面积应算作实际面积的1/2；管段没有供水的情况下，计算面积为零。我们在求出面积比流量后，就可以求出各管段的沿线流量。各管段沿线流量的计算公式为：
（4）
其中，qι是各管段的沿线流量，单位L/s；S是该管段的供水面积，单位㎡。
我们在求得各管段的沿线流量之后，就可以根据沿线流量求出各节点的流量，然后根据节点流量平衡方程求出各管段设计流量。
无论是长度比流量法还是面积比流量法，都存在一个明显的缺陷，那就是都忽略了人口数量的差别和人均用水量的差别。如果是在人口密度比较大的城市地区，我们可以近似认为这些忽略的因素不会对设计流量计算产生太大的影响。但是在农村地区，尤其是比较偏远的农村地区，人口分布严重不均，人均用水量也各不相同，这两种方法就不再适用了。如果是在人口密度比较大，经济相对发达的郊区、经过旧村改造的新农村等地区，比流量法仍然是可行的。
二、人均当量法
人均当量法同样是比较常用的设计流量计算方法，而且被广泛推荐使用[2]。如果我们假设各供水管道沿线的出流量按照人口是均匀分配的，那么在这种条件下计算出人均用水当量的方法就叫做人均当量法。人均当量法的计算公式为：
（5）
其中，qs是人均用水当量，单位L/（s.人）；Q指的是管网在最高日最高时的总用水量，单位L/s；Σq是大用户集中用水总和，单位L/s；ΣN是村镇设计的用水总人口数。我们在求出人均用水当量后，就可以求出各管段的沿线流量。各管段沿线流量的计算公式为：
（6）
其中，qι是各管段的沿线流量，单位L/s；N是各管段沿线两侧的供水人口数。
我们在求得各管段的沿线流量之后，就可以根据沿线流量求出各节点的流量，然后根据节点流量平衡方程求出各管段设计流量。
人均当量法相较于比流量法有所改进，考虑到了人口数量差别的问题，但是仍然忽略了人均用水量差别的问题，同时也忽略了农村地区人口空间分布不均匀的问题。另外，有些农村地区畜牧业发达，人均当量法也没有考虑拿到牲畜饮水的问题。因此，人均当量法只能在人口空间分布相对均匀的农村地区适用。
三、节点流量法
无论是比流量法还是人均当量法，在实际运用的过程中都存在一定缺陷。对于经济相对发达，人口密度相对较大，人口空间分布相对比较均匀的农村地区，我们可以采用比流量法和人均当量法。但是相对于比较贫困的农村地区，人口分布不均匀，采用的供水管线又长，为此我们提出了节点流量法来解决上述两种方法存在的不足。
所谓的节点流量法是指，我们在进行设计流量计算时，将用水人口直接分配到节点，把每个节点的用户用水总量简化到各节点流量进行计算。在应用节点流量法计算时，各供水管段只是起到了输水管道的作用。节点流量法的计算公式为：
（7）
其中，qj 是各节点流量，单位单位L/s；q是居民日生活用水定额的最高值，单位L/（s.人）；N是各节点用水居民人口数；K时是变化系数。
我们在求出节点流量之后，就可以根据节点流量平衡方程求出各管段设计流量。节点流量法不但计算简单，而且适用广泛，我们以某农村地区供水工程为例，对该工程节点流量计算如下表1和表2所示。
对于人烟稀少，相对贫穷落后的农村地区和广大的西部地区，我们应该尽量采用节点流量法进行设计流量计算，这样不仅使复杂问题变得简单，而且大大的节约了成本，减少了浪费。
结语
本文针对农村地区的供水工程建设，提出了比流量法、人均当量法和节点流量法等几种不同的管段设计流量的计算方法。其中，比流量法和人均当量法仅适用于人口比较密集，人口空间分布均匀的农村地区，而节点流量法等方法对于解决贫穷落后的农村地区供水工程中的难题具有重要的作用。
参考文献：
[1]张雄，党志良，傅维秀等.农村供水管网管段设计流量计算的加权人畜用水当量法[J].中国农村水利水电，2007，（6）：55-56.
[2]张建，张永丽，陈曦等.农村供水管网管段流量与管径设计方法探讨[J].水利科技与经济，2010，16（12）：1369-1372.
[3]汪永彪，党志良，陈哲等.基于人口密度的管段流量计算方法的探讨[J].供水技术，2014，8（4）：22-24.