王 显，孙亚明

(沧州水利勘测设计院，河北 沧州 061000)

1 前言

沧州浅层地下水苦咸，深层地下水含氟量高，地下漏斗严重。水成为沧州经济发展和人民幸福指数提高的最大制约因素，解决水问题刻不容缓。2005年，国家启动了人饮安全工程，沧州共有267．96万农村饮水不安全人口列入国家规划，占全市农村人口的40%左右。

2011年中央一号文件中又指出继续推进农村饮水安全建设，到2013年解决规划内农村饮水安全问题，“十二五”期间基本解决新增农村饮水不安全人口的饮水问题。积极推进集中供水工程建设，提高农村自来水普及率。有条件的地方延伸集中供水管网，发展城乡一体化供水。

针对国家相关政策，近年来沧州兴建了大量集中供水厂，使饮水环境大为改善。到目前为止，沧州市共建设集中供水厂140多个，使东部靠近水源地县市的230万城乡群众喝上了安全水。本文以沧州市2011年农村饮水安全工程为例，从农村饮水安全工程概算组成和工程项目组成两个方面对工程投资进行分析，找出平原地区农村饮水安全项目投资重点，并结合设计中投资重点部分存在的问题，为基层水利设计人员更好地服务农村饮水安全工程建设提出对策。

2 工程投资结构

2.1 从概算组成角度看投资结构

农村饮水安全项目工程概算费用分为建筑工程费、机电设备及安装工程费、金属结构设备及安装工程费、施工临时工程费、独立费用五部分组成。其中建筑工程费主要由管道工程费、水源井工程费、厂区房建工程费、清水池工程费、其他工程费组成。以沧州市2011年农村饮水安全项目泊头市郝村水厂为例，投资结构见表1。

表1 沧州市郝村水厂投资结构

由表1可见，沧州市郝村水厂的投资结构重心为建筑工程费。

2.2 从项目组成角度看投资结构

沧州市2011年农村饮水安全项目主要分项工程有五项:(1)管道工程;(2)水源井工程(现阶段为新建深机井工程);(3)房屋建筑工程;(4)清水池工程，(5)其他工程。

沧州市2011年农村饮水安全项目分项工程投 资结构见表2。

表2 沧州市各集中供水工程分项工程费用占建筑工程投资比例统计表

由表2和图1可见，沧州市2011年农村饮水安全项目分项工程组成中管道工程所占投资比例最大。

图1 沧州市2011年各集中供水工程分项工程投资比例

3 工程投资结构分析

由表1可以看出，沧州市郝村水厂的投资结构重心为建筑工程费，建筑工程费占项目总投资的比例为80．62%。

由表2和图1可以看出，管道工程是农村饮水安全项目的投资主体，农村饮水安全项目中建筑工程费占项目总投资的比例基本控制在80%左右，而建筑工程费中管道工程投资所占比例为65%-85%，是影响整个项目总投资的最敏感部分。

综上所述，农村饮水安全项目中，管网工程规划与布置是整个工程规划的关键部分。管线埋藏于地下，从而使资金浪费、供水不合理等问题不易曝露，存在的隐患较多。因此，为了彻底消除这些不合理因素，必须在管网规划和设计阶段进行合理的规划和优化设计，并进行系统的现状、近期和远期的水力模拟校核以期能达到设计最优化的目的。

4 管道工程设计中存在的问题及对策

农村饮水安全项目中管道工程投资所占比例最大，占总投资的65%-85%。在设计阶段如何对管网进行合理规划和优化、提高资金使用率是目前农村饮水工程设计工作中迫切需要解决的问题。

因此，水利设计人员在农村饮水工程设计中要抓住主要矛盾，重点优化管道工程设计部分，以达到节约总投资的目的。在设计中导致管道工程投资不合理因素很多，结合笔者实际工作总结如下:

4.1 供水规模不合理

4.1.1 确定设计供水人口过大，导致水厂设计规模偏大，管道工程管径较粗，经济合理性欠佳。

问题:随着全国小城镇建设，撤乡并镇的体制变化，农村人口向城市大量流动，尤其经济条件较差的村镇，流入人口少，外迁人口多，即流动外出的人口数大于人口自然增长的人数。因此，在确定设计用水居民人数时，应首先确定近年来当地人口自然增长率的取值合理性。

对策:合理选定用水量计算中的各项指标:单村供水工程、以村庄供水为主的联村联片供水工程或向村庄供水的管网延伸工程，设计供水人口宜按现状用水人口计算。

4.1.2 确定村镇供水用水量变化系数不合理，导致水厂设计规模不合理。

问题:在农村安全饮水项目设计中，用水量时变化系数Kh取值单一，一般取为2．0，这样对于用水量大、日用水时间长的乡镇设计规模较大，对于用水量小、日用水时间短的乡镇设计规模较小。

对策:农村用水不同于城市，一天中用水时间集中，时变化系数大，一天中用水高峰段6-8h，几乎是户户用水，夜间基本无人用水。设计中应根据乡镇供水人口、用水量情况及用水时间合理选择时变化系数。

4.1.3 计算供水流量公式选取不正确，导致水厂供水规模偏小。

问题:人口不足3000人的单村供水工程，按《村镇供水工程技术规范》(SL310-2004)管网流量进行设计，所计算流量偏小，造成部分供水户供水困难。

以沧州市南大港3处单村供水工程为例，设计流量比较见图2。

图2 沧州市南大港单村供水工程管网设计(秒)流量计算

对策:管网设计及供水设备配置针对人口小于3000人的村庄，采用单村供水形式时，管网设计及供水设备配置建议采用管道设计秒流量的概念进行设计，以免设备偏小，造成供水困难。

4.2 管材选用不合理

问题:实际工程设计中，所选管材不经济，造成投资浪费。

对策:农村供水管网规模较小，预应力混凝土管和预应力钢筒混凝土管应用较少，所用管材主要在钢管、球墨铸铁管、PE管、UPVC、PVC-M和玻璃钢夹砂管中选择。塑料管由于具有许多优点，对于保证水质、水量、水压均优于传统管材，国外早已普遍使用。

各种塑料管从技术上、经济上均各有其优缺点。U-PVC管具有应用技术法规完整、施工技术研究深入、产品加工工艺成熟的优势，从而有利于产品质量和工程质量的稳定。它的管径范围很宽，符合埋地给水管的需求，而且价格较低，在经济上和技术上相对更为合理和成熟，更符合我国产业政策和国情。目前市政给水采用的塑料管均以U-PVC管为主。村镇供水管网管材选用顺序见表3。

表3 村镇供水管网管材选用顺序

4.3 管道流速不经济

问题:配水管道流速不经济，导致所选管材管径不合理，水泵在最不利工况点运行的时间相对较少，绝大多数时间是在平均流量和平均扬程工况附近运行，甚至长期在低扬程大流量工况运行，造成加压泵节能效果不佳。

对策:农村饮水安全项目对低运行费期望高，因此，泵站扬水系统中管道的经济流速，应综合考虑管道工程造价和运行费通过经济比较确定，并尽量降低水头损失耗能费占运行费的比率以及事故停泵水锤的危害。管道直径小于150mm时，流速可为0．5-1．0m/s;直径150-300mm，流速可为0．7-1．2m/s;直径大于 300mm，流速可为 1．2-1．5m/s，管径小、管线长取低值，塑料管道流速可略高于金属管和混凝土管流速。

针对农村用水特点，加压水泵选型时，应注意优先选用大小泵结合的供水方式，是变频泵绝大多数时间的运行转速不少于额定转速的70%，达到稳定供水又节能的效果。

配水管网中各级支管的经济流速，应根据其布置、地形高差、最小服务水头，充分利用分水点的压力水头确定。

4.4 测量资料缺乏

问题:目前，农村饮水安全项目多、任务重，部分项目勘察设计不到位，仅通过卫星图片或历史的地形图等资料来设计，导致管线走向、长度与实际偏差较大，设计中主管线长度通常乘以1．1左右的系数，投资较保守且存在资金浪费。

对策:定线是管网设计的初始阶段，其布置的合理与否直接关系到供水运行的合理与否及水泵扬程的设置，从而直接影响投资。这就要求我们要注重前期设计、规范建设行为、严格按照先测量后设计再施工三部曲进行工程建设，提高设计的可行性和科学性，做到既准确又合理，不能潦草完事，确保这项民生工程发挥最大的社会效益。

4.5 村内管道设计变更多

问题:农村村庄地形复杂，供水用户繁多，设计管线走向随机性很大，导致村内管线施工图设计脱离实际，实际进行施工时变动多，严重影响了工程施工进度。导致后期施工出现反复设计变更，造成资金浪费。

对策:在村内管线敷设时需充分征求村民意见，加强现场勘测，使管线布置更加切合实际，减少设计变更，达到最大限度节约投资的目的。

5 结语

管道工程是农村饮水安全工程中的投资重点，我们在工程设计中，要多观察、勤思考、多总结，根据工程的投资结构分析，抓住主要矛盾，合理进行规划设计，把提高供水的可靠性和降低工程投资结合起来，使这项关乎民生的重要工程设计达到最优，充分发挥工程投资效益。

［1］刘学功，崔招女，李晓琴村镇供水工程规模的合理确定［J］中国水利，2007(10)．

［2］杨风栋村镇供水管网设计技术问题探讨［J］中国水利，2007(10)．

［3］陈铁柱，樊绯，王辉 变频供水技术在村镇供水系统中的应用［J］中国住宅设施，2011(08)．

［4］《村镇供水工程技术规范》(SL310-2004)【S】中国水利水电出版社，2004．