黄小梅

（邵武市水北镇人民政府，福建 邵武 354000）

从20世纪90 年代末开始，邵武市大力推进农村饮水安全工程建设，并取得了突飞猛进的发展，截止到目前，全市拥有大小自来水厂525处。这些自来水厂有力地保障了全市人民尤其是广大农村及边远山区人民正常生产生活。在这些已建成的饮水工程中，有部分是 20 世纪 90 年代以前建成的，由于受到当时的经济条件限制和净水设备制造水平的制约，再加上运行年限长，年久失修，森林被砍伐过度，水源遭受破坏，管路老化，出现了水量不足、水质浑浊、甚至断水的现象。为充分发挥农村饮水安全工程的效益，保证广大人民有水喝，并且喝上健康环保的干净水，对老旧自来水厂进行更新改造是迫在眉睫的民生工程。因此，对农村饮水安全工程更新改造设计，就成为当今设计单位和水利部门一项较为重要的问题[1]。邵武市水北镇水利工程项目主要从以下几个方面进行更新改造设计。

1 合理选择水源

水源选择对于农村饮水安全工程极为重要，也是农村饮水安全设计的主要因素之一。为此，必须加强水源优化，确保水源水质。可以从以下几个方面入手：第一，充足的水分是保证旱季取水量设计的重要保障。在一些旱地，农村缺水严重，有的甚至高达90%。单一的饮水供应体制在一定时期不能满足人们对水源的需求，因此必须采取多源供水体制。其次，还要便于水质的卫生防护。所选水源需进行地下水水质检测，水质必须符合国家规定和标准方可使用。第三，对符合标准要求的饮用水，要统一管理和维护。合理利用水资源并与其他类型用水的比例关系，即饮用水优先选用优质水源，而劣质一些的水源可选择其他方式使用。

鼓励优先采取城镇供水管网延伸或建设跨村、跨乡镇联片集中供水工程等方式，大力实行规模集中供水。原实施方案的编制因时间紧、工程涉及面广，可能存在较明显的不足之处，在项目实施时应进行全面复核，符合以下几点要求：①地表水上游应该尽量避免厂矿、畜牧场或农田等，保证水源不受污染；②要有足够的集雨面积（2 L/km2·s计），确保供水水量；③水质化验要合格（除细菌类）；④采用泉水为水源的要在枯水期进行测量水量；⑤水源点的高程要复核测量，满足能够自流引水到水处理设施中；⑥水量复核要注意，计划供水指标应考虑日变化系数和时变化系数指标[2]。

2 供水规模设计

2.1 项目设计年限

项目以当年为设计现状年，以15年后为设计水平年，设计年限一般为15年。

2.2 项目受益范围及人口

项目受益范围及人口按涉及行政村的户籍人口为准.

一般项目区人口自然增长率为4.3‰，设计水平年预测受益人口计算公式如下：P=Po×（1+a）n

P ——每一个村供水范围内的常住人口数，也包含无当地户籍的常住人口。

Po ——每一个村的设计年限内人口的机械增长人口规划与近年来流动人口以及户籍迁移人口的变化情况，根据平均增长法进行确定。

a ——设计年限内每一个村人口的自然增长率，可以结合当地近年来的人口自然增长率确定。

n ——工程设计年限。

W=Pq/1000

W=村设计人口数×该村生活用水定额/1000=村居民生活用水量(d)。式中：q为最高日居民生活用水定额，本工程所在地是邵武市，设计用水条件是水龙头入户，有洗涤池，其他卫生设施相对而言比较少，按照相关的规范，最高日居民生活用水定额取值范围是50.0～75.0升/日·人，该饮水工程最高日居民生活用水定额取值是60.0升/日·人[3]。

3 供水规模测算

供水规模测算方法有人均综合用水量指标法、工业用地面积计算法和根据用水定额分项计算法，如项目区受益人口少、工业不发达的情况，拟采用用水定额分项计算法计算[4]。

3.1 生活用水定额

农村饮水项目受益范围主要是行政村和自然村，并考虑全日供水且户内有安装给排水卫生设备和沐浴设备的村民住户，因此采用的生活用水定额标准为210升/人·日。时变化系数和日变化系数根据供水规模取用，其中：时变化系数取用3，日变化系数取用1.3。

3.2 最高日生活用水量计算

根据《村镇供水工程技术规范》（SL310—2004），村级供水设施按全日供水、户内有洗涤池和部分其他卫生沐浴设备考虑，设计水平最高日生活用水定额取210升/人·日。

3.3 公共建筑用水量计算

学校等公共建筑的用水量按最高日生活用水量的8%计算，如项目点均在自然村，没有学校等公共建筑，则不进行该部分用水量计算。

3.4 消防用水量计算

农村饮水项目一般不进行消防用水量计算（消防用水量按10%计算）。

3.5 未预见水量及管网漏失水量计算

未预见水量及管网漏失水量按最高日生活用水量之和的15%计算。

3.6 企业用水量及禽畜用水量计算

由于农村饮水项目主要涉及行政村与自然村，项目区内一般没有企业用水需求，也没有一定规模的圈养禽畜用水需求，不进行该部分用水量计算。

3.7 最高日用水量计算

最高日用水量为最高日生活用水量、公共建筑用水量、未预见水量及管网漏失水量之和。

4 水质、水压目标

4.1 水质

项目涉及的水厂出厂水水质应达到国家标准《生活饮用水卫生标准》（GB5749—85）要求，各项项指标全部合格，其中浊度指标为1NTU，最大允许值为5NTU[5]。

如果项目供水管线长，应注意管网水中余氯量指标，定期对供水设施清洗、消毒，防止水质二次污染，才能确保居民饮用合格的自来水，保障人民身体健康。

4.2 水压

一般项目给水干管不利点的最小服务水头，单层建筑按5～10 m计算，每增加一层，水头相应增加3.5 m，有消防用水的管网水压不低于10 m。

5 管径确定及管道水力计算

5.1 设计流量

设计供水规模为W(立方米)/d(天)(人均日供水量按210升/人·日)，供水方式采用全日供水，求得其最高日设计流量Q：

Q=W(立方米)/24(小时)= W(立方米)/24×60×60(秒)

5.2 主管、干管管径的确定

管网按最高日流量计算，管道内径计算按下式：

式中：Ve——经济流速（m/s）

管径D＝100～400 mm，平均经济流速0.6～0.9 m/s

管径D＝400 mm，平均经济流速0.9～1.4 m/s

输配水管道的设计流速采用经济流速，一般设计流速不小于0.6 m/s，然后计算管道内径D，根据管道标准和经济比较，选用供水管公称外径，一般管材采用聚乙烯管PE管材系列。

5.3 管道水头损失△h计算

管道水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。

管道水力计算按照《村镇供水工程设计规范》（SL687－2014）相关规定计算，沿程水头损失计算公式采用海曾-威廉公式：h1＝iL

式中：h1——沿程水头损失，m；

L——计算管段的长度，m；

i——单位管长的水头损失（管道水力坡降），m/m；

6 设计取水方式

取水方式对农田水利工程的建设有重要功能，要根据不同灌溉水源确定不同的取水方式。一般情况下我们将可灌溉的水源分为两部分，分别是提水取水灌溉和自流水灌溉，又可以称作无坝取水和有坝取水。在规划农田水利工程时，地势较低地区可以使用有坝取水的方式进行灌溉，即使地势较低的农田有充足的水量也不能使用自流水的方式进行灌溉。为科学合理地对农田进行灌溉，可以使用在河道修建堤坝或者制闸的方式将水流引入农田中。

7 水源保护区设计

饮用水水源保护是维持农村供水工程正常运行的基础。本次供水工程以深层地下水为供水水源，根据农村供水工程水源井周围按照《饮用水保护区污染防治管理规定》设置二级保护。一级保护区位于水源井周围，即以水源井中心向外30 m的范围为水源保护区，保护区内禁止建设与取水设施无关的建筑物，禁止倾倒、堆放垃圾和其他有害废弃物。在保护区周边设立保护标志，建水源保护地栅栏。二级保护区位于一级保护区周围，即以水源井中心向外200 m的范围为二级保护区，保证集水有一定滞后时间，以防止一般病原菌的污染，保护区内禁止建设化工、电镀、皮革、造纸、印染等污染企业，禁止利用未经净化的污水灌溉农田。同时还要采取以下措施：一是加大宣传力度，对于水源地范围内的群众，要积极进行国家有关法规的宣传教育，增强环保意识，使水源地从源头上得到保护；二是要利用供水管理办公室设置的水质检测中心站，定期进（ 行水质化验，确保供水质量符合要求。

8 结语

总而言之，对邵武市水北镇水利工程进行科学、合理的总体更新改造计划，可以将邵武市水北镇水利工程的基础设施进行改进，稳定提高农作物的产量，保证我国粮食安全，为建设可持续发展的新型农业社会奠定科学的基础。