農(nóng)村飲水工程水廠設(shè)計(jì)供水規(guī)模確定的探討

趙士蜜

（作者單位：五河縣雙忠廟水利規(guī)劃工程管理站 233300）

確定農(nóng)村飲水工程水廠設(shè)計(jì)規(guī)模時(shí)，部分設(shè)計(jì)人員對(duì)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的引用與理解存在一些片面認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)以五河縣農(nóng)村飲水安全鞏固提升雙廟水廠改擴(kuò)建工程為例，對(duì)設(shè)有加壓泵站的水廠設(shè)計(jì)規(guī)模問(wèn)題進(jìn)行分析。

雙廟供水廠原設(shè)計(jì)供水人口34359人，供水規(guī)模為3200m3/d，利用地表水資源。水廠改擴(kuò)后現(xiàn)有供水人口72701人，其中集鎮(zhèn)及中心村人口17390人，設(shè)計(jì)年限15年，設(shè)計(jì)人口80732人。改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)思路為：對(duì)原水廠進(jìn)行擴(kuò)容改造，為解決供水線(xiàn)路長(zhǎng)問(wèn)題于線(xiàn)路中部適當(dāng)位置增設(shè)加壓站向遠(yuǎn)處村莊供水。設(shè)計(jì)資料：（1）加壓站供水人口33466人，供水規(guī)模為3100m3/d，配備供水泵3臺(tái)總流量285m3/h；（2）主廠區(qū)供水規(guī)模為7000m3/d，配備供水泵3臺(tái)總流量600m3/h。

本文就水廠供水規(guī)模和供水流量的確定，引用規(guī)范相關(guān)規(guī)定對(duì)其進(jìn)行復(fù)核分析。

一、合理確定水廠供水總?cè)丝?/h2>

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，供水規(guī)模包括居民生活用水量、公共建筑用水量、飼養(yǎng)畜禽用水量、企業(yè)用水量、消防用水量、澆灑道路和綠地用水量、管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見(jiàn)用水量等。該規(guī)范規(guī)定，在缺乏資料時(shí)，可按居民生活用水量百分比估算，例如：公共建筑用水量可按居民生活用水量的5%～25%估算，其中村莊為5%～10%、集鎮(zhèn)為10%～15%、建制鎮(zhèn)為10%～25%；無(wú)學(xué)校的村莊不計(jì)此項(xiàng)。

管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見(jiàn)水量之和，宜按上述用水量之和的10%～25%取值，村莊取較低值，規(guī)模較大的鎮(zhèn)區(qū)取較高值等。因此居民生活用水量計(jì)算是影響供水規(guī)模的重要基礎(chǔ)條件。

規(guī)范要求居民生活用水量可按公式（1）計(jì)算：

式中：

W—居民生活用水量，m/d；

P—設(shè)計(jì)用水居民人數(shù)，人；

q—最高日居民生活用水定額，可按《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》表3.1.2最高日居民生活用水定額確定，L/（人·d）。

最高日居民生活用水定額確定后，設(shè)計(jì)人口即為影響居民生活用水量合理科學(xué)確定的主要因素。

根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，供水設(shè)計(jì)人口根據(jù)公式（2）計(jì)算：

式中：

P—設(shè)計(jì)用水居民人數(shù)，人；

P0—供水范圍內(nèi)的現(xiàn)狀常住人口數(shù)，其中包括無(wú)當(dāng)?shù)貞?hù)籍的常住人口，人；

γ—設(shè)計(jì)年限內(nèi)人口的自然增長(zhǎng)率，可根據(jù)當(dāng)?shù)亟陙?lái)的人口自然增長(zhǎng)率確定；

n—工程設(shè)計(jì)年限，a；

P1—設(shè)計(jì)年限內(nèi)人口的機(jī)械增長(zhǎng)總數(shù)，可根據(jù)各村鎮(zhèn)的人口規(guī)劃以及近年來(lái)流動(dòng)人口和戶(hù)籍遷移人口的變化情況按平均增長(zhǎng)法確定，人；

改擴(kuò)建工程實(shí)施方案的設(shè)計(jì)人口P=P0（1+γ）n+P1= 72701×（1+0.007）15+0=80720（人）。

查閱以前農(nóng)村飲水工程設(shè)計(jì)方案，均是根據(jù)規(guī)模水廠的現(xiàn)有總?cè)丝诤腿丝谠鲩L(zhǎng)率確定工程規(guī)模，沒(méi)有完全按照《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》第4章集中式供水工程設(shè)計(jì)基本要求的第1節(jié)設(shè)計(jì)供水規(guī)模和用水量要求確定。

《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》第4章第1節(jié)明確要求：在確定設(shè)計(jì)用水人口數(shù)時(shí)，中心村、企業(yè)較多的村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)所在地，應(yīng)考慮自然增長(zhǎng)和機(jī)械增長(zhǎng)，條件一般的村莊，應(yīng)考慮農(nóng)村人口向城市和小城鎮(zhèn)的轉(zhuǎn)移，設(shè)計(jì)人口不應(yīng)超過(guò)現(xiàn)有戶(hù)籍人口數(shù)。

因此，應(yīng)根據(jù)各自然村統(tǒng)計(jì)居住人口，按照《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》第4章第1節(jié)的要求，僅對(duì)中心村、企業(yè)較多的村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)所在地，考慮自然增長(zhǎng)和機(jī)械增長(zhǎng)，而條件一般的村莊不考慮自然增長(zhǎng)，如此計(jì)算并匯總確定設(shè)計(jì)人口。

據(jù)此，經(jīng)復(fù)核計(jì)算水廠設(shè)計(jì)總?cè)丝趹?yīng)為：P=P0（1+γ）n+P1=17390×（1+0.007）15+（72701-17390）+0=74619（人）。

從復(fù)核結(jié)果看，原實(shí)施方案設(shè)計(jì)確定的人口數(shù)比復(fù)核計(jì)算的人口數(shù)多了6101人。按實(shí)施方案計(jì)算確定的人口數(shù)來(lái)計(jì)算供水規(guī)模勢(shì)必偏大，從而影響到一系列的設(shè)施規(guī)模和投資的偏差。

二、水廠計(jì)算確定供水規(guī)模要重視加壓站建設(shè)的影響

農(nóng)村飲水工程水廠覆蓋范圍廣、線(xiàn)路長(zhǎng)、地勢(shì)高差變化大，其水廠設(shè)計(jì)建設(shè)的條件往往不同于城鎮(zhèn)水廠。因此，在工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行方案比較，從工程的規(guī)模、供水能力、施工難易程度和投資等綜合因素考慮，可以考慮中途二次加壓。而建有加壓泵站的水廠規(guī)模在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)不少水廠存在認(rèn)識(shí)不足。建有中途加壓站的水廠應(yīng)按加壓站取水流量和主廠直供區(qū)的供水流量之和來(lái)計(jì)算確定水廠規(guī)模。

1.加壓站流量設(shè)計(jì)

（1）加壓站供水流量設(shè)計(jì)

加壓站供水流量應(yīng)按照單個(gè)水廠的設(shè)計(jì)程序考慮，即直接向無(wú)調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的配水管網(wǎng)供水的泵站（根據(jù)《村鎮(zhèn)供水設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章第二節(jié)）。

設(shè)計(jì)流量應(yīng)為最高日最高時(shí)用水量，可按公式（3）計(jì)算：

式中：

Q1—加壓泵站設(shè)計(jì)流量，m/h；

W2—最高日用水量，m；

Kh—時(shí)變化系數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范供水規(guī)模大于5000m2/d的全日供水工程Kh一般取值范圍為1.6～2，該工程取2.0。

設(shè)計(jì)方案為設(shè)計(jì)人口33466人，供水規(guī)模為3100m3/d。

Q1= KhW2/24=2×3100/24=258m3/h，選取配備供水泵3臺(tái)總流量285m3/h（不包括備用），符合規(guī)范要求。

（2）加壓站取水流量設(shè)計(jì)

加壓站的取水是主產(chǎn)區(qū)供水泵向加壓站清水池輸送的清水，根據(jù)《村鎮(zhèn)供水設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章第二節(jié)，向調(diào)節(jié)構(gòu)筑物抽送清水的泵站設(shè)計(jì)流量應(yīng)為最高日工作時(shí)用水量，即加壓泵站的取水流量，可按公式（4）計(jì)算：

式中：

Q2—加壓泵站設(shè)計(jì)取水流量，m/h；

W2—最高日用水量，m；

T2—日工作時(shí)間，應(yīng)根據(jù)凈水構(gòu)筑物（或凈水器）的設(shè)計(jì)凈水時(shí)間、清水池的設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)能力、高位水池（或水塔）的設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)能力確定，h取24h。

Q2=W2/T2=3100/24=129m3/h

2.主廠直供區(qū)供水流量設(shè)計(jì)

主廠直供區(qū)設(shè)計(jì)人口為（72701-33466）=39235人，根據(jù)《村鎮(zhèn)供水設(shè)計(jì)規(guī)范》第六章第二節(jié)，直接向無(wú)調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的配水管網(wǎng)供水的泵站，設(shè)計(jì)流量應(yīng)為最高日最高時(shí)用水量，其供水流量Q3可按公式（5）計(jì)算：

Q3=KhW2/24=2×（3100×39235÷33466）÷24=306m3/h

而一些水廠的設(shè)計(jì)方案在計(jì)算確定主廠區(qū)供水規(guī)模Q4時(shí)是按總的設(shè)計(jì)人口確定供水流量，那么，主廠區(qū)供水規(guī)模Q4應(yīng)為加壓站供水流量Q1與主廠直供區(qū)的供水流量Q3之和，即Q4=258+306=564m3/h。

而實(shí)際水廠供水流量Q5應(yīng)該為水廠主廠區(qū)直供水流量Q3與加壓站取水流量Q2之和。

經(jīng)復(fù)核計(jì)算Q5=129+306=435m3/h，比原方案中的計(jì)算結(jié)果減小129 m3/h。從計(jì)算結(jié)果看，主要偏差原因在于加壓泵站取水流量和供水流量因時(shí)變化系數(shù)調(diào)整。因此，按水廠主廠區(qū)直供水流量Q3與加壓站取水流量Q2之和計(jì)算結(jié)果更為規(guī)范合理，水廠的供水規(guī)模相對(duì)偏小，從而可以有效減小水廠主廠區(qū)和主管網(wǎng)的規(guī)模和投資。

三、結(jié)語(yǔ)

根據(jù)規(guī)范要求，通過(guò)合理確定設(shè)計(jì)參數(shù)，科學(xué)計(jì)算供水規(guī)模，在同等設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)情況下，達(dá)到工程投資小、收益大、科學(xué)合理，以推動(dòng)農(nóng)村飲水工程建設(shè)健康發(fā)展，保障農(nóng)村居民飲水安全，改善居民生產(chǎn)生活環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略■