树枝状管网农村饮水安全工程论文

树枝状管网农村饮水安全工程论文

1树枝状管网存在的主要问题

(1)农村饮水工程供水高峰期集中,管网末端供水保证率低、供水困难,经常无水可供。

根据居民生活习惯,每天有早(8∶00~10∶00点)、中午(13∶00~15∶00点)、晚(19∶00~23∶00点)3个用水高峰期,也是居民做饭、洗涤、洗浴的集中时段,在这3个用水高峰期,需水量十分集中。根据规范要求,树枝状管网按“输配水管”和用水人口计算流量,一般采用在首部一次加压后向整个供水区供水,或采用分级加压的方式向供水区供水,输水干管按输配水管计算,分段选定管径后,计算沿线各管段流量、水头损失和各分水节点的水压值。若管线越长,分水节点就越多,分水节点越多,分配的水量就越大,这样就造成输配水干管自上而下每通过一个分水节点,水压和流量呈递减的趋势,上游沿线可以按所需水量用水,下游干管水量就会逐渐减少,水压逐步下降,管网末端就会出现始终无水可供或供水压力不足等现象。即使在不用水的其他时段,水源补充因受管内存水量的限制,管内充满后,水源工程基本上不供水,这样就达不到工程24h供水的设计要求。造成用水高峰期供水量不足,低峰期用水户不用水的现象。这是树枝状管网长距离输水管网末端供不上水的关键原因。

(2)管网工程设计中时变化系数偏小,输配水管径不能满足用水要求。

由于农村供水工程与城市供水工程最大的差别是农村供水工程不考虑绿化用水,而且工业用水量相对较小,流动人口相对较少,用水高峰期集中且用水量较大,其它时段用水量较少,峰谷差值较大。按居民生活用水习惯,早、中、晚3个用水高峰期约8h左右,占全天24h的1/3,时变化系数应等于或大于3.0才能满足输配水管径设计和用水户用水的要求。根据《村镇供水工程设计规范》规定,村镇供水工程管网水力学计算时变化系数随工程供水规模而定,供水规模在1000m3/d以上,时变化系数在1.6~2.2之间,规模越大,时变化系数越小,规模越小,时变化系数越大。这样就造成规模越大的水厂时变化系数越小,输配水管径就小,在用水高峰期输配水能力不足的现象就越突出。而小水厂为什么在用水高峰期管网末端压力不足的问题不很突出,其主要原因时变化系数取值较大,管径设计相对较大,水压影响相对较小。

(3)调蓄池的调蓄容量不足,不能满足高峰期供水和低峰期调蓄的要求。

调节池容量大小是水源工程稳定供水的前提。根据《村镇供水工程设计规范》7.0.2款的规定,“调节构筑物的有效容积,应根据有可靠电源和可靠供水系统的工程,单独设立的清水池和高位水池可按最高日用水量的20%~40%设计,同时,设置清水池和高位水池时,清水池可按最高日用水量的10%~20%设计,高位水池可按最高日用水量的20%~30%设计”。目前,新疆的饮水工程调蓄池多设置在水源工程和管网中下游,其总容量多按最高日用水量的20%~40%设计,水源工程调蓄池功能主要以调蓄和沉淀为主,其容量相对较大,而在管网中下游设置的调蓄池设计容量相对较小,未按用水低峰期水量全部蓄入调蓄池的容量要求设计,这样,就造成在用水高峰期调节容量不足,用水低峰期调蓄池又无足够容量来调蓄,调蓄池蓄满后水源供水中断,工程供水量达不到设计要求。一是根据居民的生活习惯,在早、中、晚3个用水高峰期约占全天24h的30%,用水量约占全天用水量的90%以上,也就是说调蓄池容量要满足高峰期用水的需要,同时,还要具备能调蓄低峰期来水的要求,调蓄池容量应选择日最高用水量70%以上,才能满足供水要求。否则就会出现水池的水在高峰期很快被抽干,用水户无水可供的现象。二是根据规范和工程运行要求,水源工程必须24h供水,当用水户在用水低峰期或不用水时,如果调蓄池调节容量不足,就会造成调蓄池溢水,水源工程停止向调蓄池供水,这样供水量就达不到设计要求。根据居民用水习惯,在用水低峰期和夜间不用水时总时段约占全天24h的70%,而这70%的水量需要储存到调蓄池中,在用水高峰期向用户供水。因此,调蓄池容量应按该供水片区日供水量的70%考虑。

(4)水源工程水泵达不到额定流量,造成水源工程供水量达不到设计值。

根据实际监测,潜水泵基本能达到设计出水量,离心泵问题较多,实测离心泵出力仅能达到额定出力的80%~90%,部分离心泵仅能达到额定出力的70%,其原因有水泵本身的质量问题,也有管损偏大,与设计不符等因素。为此,在设计时二级加压泵应考虑设置30%以上的备用容量。其目的有两个:一是增加供水量;二是起调压作用,以提高输水管供水能力。

2建议

根据农村饮水安全工程的任务,主要向农村居民和牲畜以及乡镇企业等提供饮用水,而目前新疆乡镇企业、消防、绿化等用水量相对较小,人用水量相对较大这一特点,使得用水高峰期比较集中。同时,农村居民居住分散,管网长度长,供水管网多为树枝状管网,调蓄池调蓄容量不足,不能满足居民用水需求,造成供水保证率低,下游出现经常供不上水等现象。为提高农村饮水工程供水保证率,现提出以下几点建议。

(1)有条件的农村饮水工程主输水管应按环状管网设置

同时输水管和配水管分开,输水管不承担配水作用,以便于输配水管发挥各自功能。

(2)配水管网各管段设计流量应根据人均用水量和各管段用水人口

乡镇企业或用水大户用水量计算管段流量,时变化系数取3.0~3.5,来确定输配水管管径,以提高输配水管输配水流量。

(3)为提高供水保证率,对于供水管网长度长以带状管网布置、有一定供水规模的供水片区应分片区设置调蓄池

并增设二级加压设施,调蓄池容量建议按该片区日供水总量的0.6倍或更大一点。

(4)根据我区农村居民居住分散

管网长度长以及农村居民生活水平的提高,管网末端水压宜控制在20m左右,以便满足用户今后用水的需求。

(5)考虑到水泵出力达不到额定出力

在机井水泵选型和加压泵站水泵选型时,应考虑增加20%~30%的富余水量,以确保供水量满足用水要求。

3结语

农村饮水工程是一项重要的民生工程,是维系政府和群众联系的纽带,尤其是在目前新疆维护稳定大环境条件下,提高供水保证率,提高供水服务质量显得尤为重要。随着近年来新疆各地实施的富民安居、定居兴牧工程的不断深入,老百姓对水的需求越来越高,居民家中洗浴设施、上下水配套齐全,功能逐步完善,农牧民可享受和城里人一样的生活条件,使用上了太阳能热水器和水冲式厕所,大大提高了农牧民的生活质量。为此,作为一名水利工作者,有义务解决好老百姓的饮水问题,使老百姓能安居乐业,全身心的投入到发展生产,增加收入,提高生活水平上来,以促进地区经济的快速发展。

作者:袁媛 单位:阿克苏地区水利局