东河灌区农村人饮工程输配水管网优化布局.pdf

第11期2023年11月文章编号：16 7 3-9 0 0 0(2 0 2 3)11-0 12 1-0 2陕西水利Shaanxi Water ResourcesNo.11November,2023东河灌区农村人饮工程输配水管网优化布局任玉斌（永昌县四坝水利管理处，甘肃永昌7 37 2 0 0）【摘要以东河灌区农村人饮工程为例，研究输配水管网优化布局方法。通过制定输配水管网优化布局原则与标准，选择常用的输配水管网布局优化模式；以对比分析优化布局模式的工程量与运维成本等因素，选择集中布局优化模式为最终的优化布局模式；以对比分析的方式，确定管径超过450 mm时（包含450 mm），以铁管为输配水管网优化布局的管材，管径低于450 mm时，以PVC-U管输配水管网优化布局的管材。结论可为相关案例提供借鉴。【关键词东河灌区；农村人饮工程；输配水管网中图分类号S277.7文献标识码B随着新农村建设的迅速发展，农村生态环境的破坏程度越来越严重，尤其水污染问题更为严重，直接影响农村居民2人饮工程输配水管网优化布局饮用水的安全性，严重威胁农村居民的身体健康。农村饮水安全代表农村居民可以及时、便利地获取满足生活所需的饮用水。受环境污染与供水设施数量较少等因素影响，农村居民饮水安全性差、饮水难度高等问题越来越严重。为此，全面建设农村人饮工程是新农村发展的首要任务，全面建设农村人饮工程，可提升农村居民的用水安全。目前，农村人饮工程无法满足用户对水量与水压的需求，为此，需要研究输配水管网优化布局方法，确保农村人饮工程能够健康发展，提升农村居民的供水质量。1 工程概况东河灌区位于永昌县城东南部，灌区辖3个乡镇，总人口4.59 万人，其中：农业人口4.35万人。2 0 世纪8 0 年代灌区居民饮用的是涝池水，涝池水就是灌区各村社居民唯一的饮用水源，而且群众饲养的牲畜也全部在涝池里饮水，因而对水质的污染相当严重，水中的大肠菌群超标，群众的饮水困难问题相当突出。后来在国家的投资和群众自筹资金下修建了一些水窖，但是水窖的水源主要是灌溉水通过沟渠输送到水窖的，由于水窖的容积小，且灌溉间歇期长，水量严重不足，且在水源输送过程中水质也受到了污染，水中有害物质超标，人民饮用水质不合格。由于饮水问题，一直严重影响着当地居民的生活，降低了当地群众生活质量，阻碍了农业生产的快速发展。为此，对东河灌区农村人饮工程输配水管网进行优化布局，旨在改善农村居民生活质量，提升农村居民饮用水的安全性。本次优化布局人饮工程输配水管道长度是49 9.53 kmo2.1农村人饮工程输配水管网优化布局原则与标准2.1.1输配水管网优化布局原则东河灌区农村人饮工程输配水管网优化布局原则如下：（1）确保农村供水安全为前提，进行输配水管网优化布局，同时需尽可能缩短输配水管网长度，减少土石方量，降低优化布局成本。（2）优化布局输配水管网时，需考虑东河灌区农村人饮工程的管线规划要求，尽量按照规划路径进行输配水管网布局优化。（3）尽可能降低与公路、铁路的交叉概率，并远离滑坡与高地下水位等危险区域。（4)在长距离输配水管网的隆起位置，设置排气阀，及时排出管内空气。在输配水管网低洼位置，安装泄水阀。（5）按照农村人饮用水需求，遍布整个供水区，确保用户不会出现水量水压不够问题。（6)以满足用户对水量与水压的需求为前提，尽可能减少输配水管网长度，最大限度的降低管网布局优化造价。（7）依据东河灌区农村人饮工程的供水区规划，留有足够多的发展余地。（8）在冻层以下埋设输配水管网，避免管道被冻裂。2.1.2输配水管网优化布局标准东河灌区农村人饮工程输配水管网优化布局标准如下：（1）用水量标准。按照东河灌区农村人饮工程的实际情况，确定人均用水量标准为55L/d,以最高日用水量的4.5%，为输配水管网的漏失水量。（2）供水水质。输配水管网布局优化后的供水水质，需收稿日期2 0 2 3-0 6-15作者简介任玉斌（19 7 6），男，甘肃永昌人，高级工程师，主要从事人饮安全工程的管理和运行工作。121第11期2023年11月符合生活饮用水卫生标准。（3）输配水管网压力。输配水管网水压需低于用户接管点的最小服务水头，按照供水范围与实际情况，确定主管网至村头位置的压力是2 10 kPa。单层建筑用户接管点的最小服务水头压力设置为45kPa,两层建筑的压力为9 0 kPa130kPa,两层以上建筑，每增加一层，压力便需增加30 kPa45kPa。用户水龙头高于接管点时，服务水头压力设置时，还需考虑用户水龙头和接管点的高度差。用户最大服务水头压力不可大于42 0 kPa。（4）方便程度。饮水困难的标准为：居民位置至取水位置的横向距离超过1.5km，纵向高度差大于110 m。按照东河灌区农村人饮工程的实际情况，结合全面建设社会主义新农村的需要，确定往返取水时间标准为：小于等于18 min。当往返取水时间小于等于10 min时，代表取水方便。通过上述分析可知，确定供水方便程度为取水往返时间小于等于14min。（5）保证率。按照村镇供水工程技术规范要求，设置东河灌区农村人饮工程输配水管网的供水保证率为大于等于9 6%。2.2农村人饮工程输配水管网优化布局方案设计2.2.1优化布局模式分析农村人饮工程输配水管网优化布局建设成本的主要影响因素是优化布局模式。按照输配水管网优化布局原则与标准选择两种常用的优化布局模式，分别为集中优化布局模式与分散优化布局模式。其中，集中优化布局模式代表对饮用水进行统一消毒，并输送给指定用户。分散优化布局模式代表将水输送到不同分净水厂分别进行消毒处理，再输送给指定用户。输配水管网优化布局成本计算公式如下：W=1.03(Ci+C2+C,)式中：W为水从出厂到指定用户位置的全周期运维成本；CI为消毒成本；C为加压提升泵站运维成本；C3为输配水管网建设成本。C,的计算公式如下：Ci=365Qab式中：Q为水厂处理量；为消毒药剂单价；6 为消毒药剂用量。C2的计算公式如下：Cz=(9%Z2p,)+(ki eH)+hz(ki eH)(3)式中：pi为第i个水泵的单价；ki为修正系数；e为电费单价；H为提升泵站扬程；kz为检修维护综合费用系数。表2 车输配水管网布局优化的管材对比分析结果管材优点强度高；可靠性佳；使用寿命长；漏铁管水概率低。钢管抗高压振动性能强；便于接口。PVC-U管不易腐蚀；水头损失小；便于连接。混凝土管输水能力强；建设成本低。:122陕西水利Shaanxi WaterResourcesC,的计算公式如下：Cs=(2%Zm;l,)+(3.5%Zmjh)式中：m,为尺寸为j的管道单位长度管道单价；l为尺寸为j的管道长度。两种优化布局模式的对比结果见表1。表1两种优化布局模式的对比结果集中优化布局分散优化布局优化布局模式模式利于降低输配水抗冲击负荷能管网施工成本，提优点力较强；水源升管理效果，提升污染概率较低。水质安全。日常管理要求较输水扩展能力高；当水体存在污缺点差，人均工程投染情况时，易于出资较大。现群体性事件。输配水管网系统所需压力/MPa0.29泵站所需扬程/m41.00输配水管网工程量/km39.45水处理量/(万m/d）3.65消毒药剂浓度/（g/m）2.64消毒药剂成本/（万元/a）41.91加压泵站运维成本/（万元/a）74.97输配水管网运维成本/（万元/a）226.08净成本/(万元/a)342.96总成本/（万元/a）354通过分析表1可知，两种优化布局模式的输配水管网系统所需压力一致，均为0.2 9 MPa,集中优化布局模式的提升泵站扬程，比分散优化布局模式的提升泵扬程短1m；集中优化布局模式的输配水管网工程量，比分散优化布局模式的输(1)配水管网工程量短1.8 km；集中优化布局模式的净成本与总成本，均低于分散优化布局模式。综合分析可知，集中布局优化模式要优于分散布局优化模式，为此，选择集中布局优化模式，建设东河灌区农村人饮工程输配水管网。2.2.2输配水管网优化布局管材选择(2)东河灌区农村人饮工程输配水管网优化布局中，管材选择非常重要，其选择结果与输配水管网系统使用寿命、安全性、建设成本息息相关。常用的管材有铁管、钢管、PVC-U管等，不同管材均有各自的优点与缺点，通过对比分析的方式，选择最佳的输配水管网布局优化的管材，对比分析结果见表2。缺点适用所有地质条件，管径在550 mm建设成本高。至8 50 mm之间时经济性最佳。易腐蚀；建设成本高。输水量需求大或压力大。不可暴露在外，管径低于450 mm时抗高压振动性能差经济性最佳。施工难度大；工程量大。施工场地大，大流量输水管道。No.11November,2023(4)模式0.2942.0041.253.654.6646.3886.86240.24373.45386适用条件接口方式连接方式法兰接口标准铸铁配件焊接法兰接口标准配件热熔连接指定配件承插口无（下转第12 7 页）第11期2023年11月分由土地复垦义务人补齐。为了调动土地复垦义务人的积极性，将之前缴纳的临时用地耕地占用税全额原路退回。土地的复垦工作，由资源部门按照矿山地质环境治理恢复进行。需要注意的是要将国土变更调查、土地卫片执法检查与临时用地管理有机结合，填报临时用地信息系统时需要排除被定性为延期复垦而判定为非法图斑的问题。经申报资源资源部门认为不具有矿产资源价值的弃渣，土地义务人必须客服困难完成土地复垦工作并按程序验收合格后，将土地使用权归还至原土地承包人。从提高政府收人的角度，弃渣矿产化政府有一定的积极性。4.2提高荒漠地带弃渣场临时征用土地补偿标准建议荒漠地带的弃渣临时用地补偿标准按照区片综合地价即永久用地标准执行。理由如下：在实施土地复垦及生态修复工程的同时，必须持续保护原土地承包人的土地收益，土地复垦是阶段性的，生态系统尚不稳定，需要继续采取强有力措施巩固土地复垦的成果，待土地全面治理和修复，生态系统实现良性循环，需要经过几年的时间。为了保障土地承包人的收人不会因临时征用及复垦期限的不确定而降低，提高荒漠地带弃渣场临时用地标准并强制列如工程投资概算，做到不亏欠承包人是必要的经济手段。从化解用地矛盾的角度出发，相信政府也具有积极性。4.3重视恢复结果土地复垦或植被恢复方案的编制单位应该交由林、草行业主管部门负责，并逐步上升到法律层面。充分引进行业内的科研成果，无科研成果的可以借助土地承包人耕作土地的经验，类比农牧民自建房屋的情况，土地是承包人的生产资料，有理由相信并授权承包人自行编制方案是可行的。造价参照区片综合地价每个县不超过3个标准的政策规定，每个县的土地复垦或者植被恢复方案不能超过3个，防止方案泛滥话。按照草地植被恢复费的收缴方案强制收费。其核心目标是将方案的编制和具体的工程建设项目分离，让工程的项目法人专心实施工程建设。土地恢复的任务交由林草行业主管部门制定植被恢复或者复垦方案，从顶层设计上改变方案的编制进行政府采购的现状，防止对非政府组织赋予涉及土地恢复方面的自由裁量权。建设单位只负责出资，从报批用地的程序上改由政府组织制定复垦方案，真正体现复垦工作的公益属性。同时将当下对报批程序负责的现状改变为对土陕西水利Shaanxi Water Resources地的原使用功能负责，彻底改变土地复垦方案捆绑具体建设项目后，由自然资源部门裁判简运动员的现状。杜绝以每宗临时用地都需要单独编制土地复垦方案擅自提高土地复垦方案编制工作要求的情况发生。若难以实现土地复垦或植被恢复方案交由林草专业部门或原土地承包人负责的改革。那么退一步，建议将方案由报批用地手续的前置条件调整为事后补充要求，规定在土地复垦或者植被恢复前编制完成并能够实施即可。目前新疆实施的建设项目用地，因无法完成水浇耕地的占卜平衡，因此，建设项目大概率都选址于草地，能够弃渣的地方也有限。从集约用地的角度出发，对于建设周期较长的水利项目，若该宗临时用地可以作为其他建设项目的临时用地使用，甚至已规划为某新单独选址项目的永久建设用地，则可以暂缓或者免除方案提交。将政府有关部门的审批权变为其义务，实现起来难度大，需要加大对荒漠地区生态失调的问责力度倒逼政府提高公共服务水平。5结语打通弃渣和矿产资源化之间的政策通道，同时减少了土地复垦或植被恢复面积；对荒漠地带土地复垦给予大于一年的更合理的时间；由政府组织林、草部门按照区片统一编制科学的可操作的方案；土地复垦的实施单位可以通过公开招标竞选单位产生，同等条件下，优先选择原土地承包人。在砂石矿产化手续办理耗时长成本高、土地复垦植被恢复难度大的荒漠区域，本文的提出措施对水利、交通道路等线性工程，在降低时间和资金成本方面具有意义，技术上比较容易实现。但在调动政府及相关部门的积极性上具有一定难度。1吴小靖.河道清淤中底泥重金属污染生态风险评价J.水利技术监督,2 0 2 1(5):6 0-6 2.2唐大维.河道水体和底泥中污染物指标相关性研究J.水利技术监督,2 0 19(8 1):16 3-16 7.3杨兰琴，樊华，赵媛，等.北方河道清淤判定及深度初探J.水利规划与设计,2 0 2 1（6)：8 8-9 3.4】王明锋.民勤县红崖山水库扩建增容方案比选J.水利规划与设计,2 0 17(8):9-10.No.11November,2023参考文献（上接第12 2 页）通过分析表2 可知，在输配水管网管径超过450 mm时（包含450 mm），选择铁管为东河灌区农村人饮工程输配水管网优化布局的管材；在输配水管网管径低于450 mm时，选择PVC-U管为东河灌区农村人饮工程输配水管网优化布局的管材。3结论研究东河灌区农村人饮工程输配管网优化布局方法，可为提升农村居民饮水安全提供保障。通过对比分析可知，集中优化布局模式的提升泵站扬程与分散优化布局模式的提升泵扬程，分别是41m与42 m，相比可知集中优化布局模式的提升泵站扬程相对较短；集中优化布局模式的净成本与总成本分别是342.9 6 万元/a、354万元/a，分散优化布局模式的净成本与总成本分别是37 3.45万元/a、38 6 万元/a，相比可知集中优化布局模式的运维成本较低；综合分析可知，以集中优化布局模式为最终的输配水管网优化布局模式。.127.