北京农村给排水工程设计要点分析.pdf

设计施工 水利规划与设计 2 0 1 4年第 9期 北京农村给排水工程设计要点分析 王勇 邱象玉王 明光 ( 北京市水利规划设计研究院 北京 1 0 0 0 4 8 ) 【 摘要】 本文以近几年农村给排水工程设计为借鉴，分析了农村给排水工程中存在的问题，明确了给排水工程的 设计原则，并从水量 的预测、给水压力的选取、水源的选择、给水形式、水质处理等多方面详细进行了分析。最 终通过给水管网模型的建立、生活污水 MB R处理技术的引入，以及给排水管线同沟敷设木板桩支撑施工方案的设 计，有效解决了农村给排水工程设计、施工的重点难点问题，为今后类似的农村给排水工程设计提供了有利建议 和参考 。 【 关键词】 给排水管网模型MB R处理技术木板桩支护 【 DOI 编码】 1 O ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 2 ． 2 4 6 9 ． 2 0 1 4 ． 0 9 ． 0 2 5 【 中图分类号】 T V9 3 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 6 7 2 ． 2 4 6 9 ( 2 0 1 4 ) 0 9 ． 0 0 8 3 ． 0 3 引言 近 年 来 随着 北 京市 农 村 安全 饮 水 工程 的 实 施 ，全市大部分 的农 民安全饮水 问题 已经得 到解 决 ，在一些经济 发展 比较靠前 的平 原区，人们 的 生 活水 平 大 幅度 提 高 。但 是 相应 的农村 给 排 水 设 施 并没 有 配套 改 善 ： 尚未 进行 管 网改造 的 村 庄 ，管 网及设备 老化现象严重 、跑漏水不 断；生 活污水没有有效截留集中处理，导致污水横流、 村 内臭气熏天等 ，因此给排 水设施 的配套改善 ， 成为 了农 民迫切 需要解决 的问题 。 在 农 村 给排 水 工程 设 计 时 ，为避 免 重 复建 设和浪费 ，在设计过程 中，给水和排水工程需要 同时考虑，尽可能采取同期施工，通过给水和排 水工程 的实施 改善人 民的生活条件 。 本 文着 重 介 绍在 农 村给 排 水 工程 设 计 时应 注 意的一些技术 关键 点 ，主要 包括给水工程 的水 量 预测、管 网设计 、压力设计 、水源 的选择 ；排 水 工程 的生活污水 处理 工艺、污 水排 放等方面 ， 从 而 对 以后类 似 的农村 给 排水 工 程 设计 提供 有 用 的建 议和参考 。 1 设计原则 从经济节约的原则 出发，充分利用现有设 施 ，避 免重 复建设 ；结合现场条件 ，采取 给水管 道和 排水 管道 同沟 施工，排水 管道在 下，给水 管 道在 上的原则； 给水 设 计 时应 以当地 规划 为 依据 ，尽 可 能 采用 市政水厂作为给水水源 ，统一配置水资源 ， 积极推行 区域 一体 化给水 ，坚持集 中给水为主 、 分散给 水为辅 的原则，大力发展适度规模 的集 中 给水 工程 。 排水 设 计 时应 结合 当地 周 边地 理环 境 ， 因 地制 宜，尽可 能集 中排放 ，统一处理 ，或 以区域 为单位 形成小型污 水处理工艺，并按规范要求进 行周边排放 。 2 给水工程技术关键点 ( 1 )水 量 的预测 。一般 根据 《 村 镇供 水工 程 规 范》 ( S L 3 1 0— 2 0 0 4 )中 的有 关规 定 确 定 用水量 ，村镇给水工程建设用水规模 的确定主要 考虑 生活用水量 、 公共建筑用水量 、 禽畜用水量 、 企业用水量 、消防用水量 、浇洒道路和绿地用水 量 、管 网漏失和未预见水量 。 其 中特 别 要注 意 在 生活 用水 量 的选 择 时 ， 一 定要考虑到外来人 口数量，北京农村地区外来 人 口数 量在 一 些经 济状 况较 好 的地 区 占到 了一 定的比例，若不考虑将影响到水量的预测以及管 作 者简介：王勇 ( 1 9 8 1年一 )，男 ，工程师 8 3 设计施工 水利规划与设计 2 0 1 4年第 9期 网、管径 的设计 。 ( 2 )水源的选择。北京农村饮水的水源选 择应根据当地的地理地质情况具体分析，选用合 适 的水源 。 经济 条 件较 好 的区域 ，应 集 中 新建 水 厂， 进 行统一 处理 ，该模 式给 水保证率高 ，水源 可靠 且安全 。 周边 没 有水 厂 的地 区 应选 择 单村 或 联村 给 水型式 ，一般选择 地下水作为水源 ，地 下水水质 较好，分布广，水量可靠且不易受到污染。 无 论是 集 中给 水还 是 单 村给 水 型式 ，其 水 质都应 该满足 《 生活饮用水卫 生标准 》G B 5 7 4 9 — 2 0 0 6对 水质 的要求。 ( 3 )水压 设计 。给水水压 应满 足配水 管 网 中用户接 口点 的最小服务水头 ，单层建筑物可为 5～ l 0 m ，两层建筑物为 1 0～ 1 2 m ，二层以上各 增 高一层 增加 3 ． 5～ 4 ． 0 m ，用 户 水龙 头最 大净 水头不宜超过 4 0 m 。 北 京地 区农村 以平房 为 主 ，一般 都 为单 层 建筑，随着经济的发展和新农村建设的实施，各 村各户基本上 安装 了太 阳能热水器 ，因此给水最 小服务水头选取 以 1 2 m为宜 。 ( 4 )管 网设计 。管 网设计在给 水设 计 中是 个难 点，管径 、流速 的选择直接影 响到用户用 的 给水水压 。 目前多数设计单位均可采用软件对管 网进行设计 ，而且管 网的水 力计算在算法和计算 模 型 上 已比较 成 熟，使 用较 广 泛 的一 些水 力计 算 公式有 ：舍 维列夫 公式 、巴甫洛夫斯基 公式 、 海 曾 一威 廉 公 式和 柯 尔勃 洛 克公 式 。农 村 给水 工程中针对枝状管网主要采用海曾一 威廉公式。 水力计算中沿程损失计算可采用达西公式： ： 旦 D 2 g 式中，沿程水头损失 ( m ) ，流速 ( m ／ s ) ，管 段长 度 ( m ) ，管 段 直 径 ( m ) ， 重 力 加速 度 ( m ／ S 。 ) ，沿程阻力系数 。 其 中沿 程 阻 力系 数 的计 算 采用 海 曾 一威 廉 公式 1 3 ． 1 6 g D ． 5 D Z q 。 式 中， 为 管 内 径 ( m ) ；q为 流 量 ( m 。 ／ s )： 8 4 为系数 ，其值 与管材有关 。 农村 安全饮水工程具有用户多 、用量 不均 、 枝 状 管 网等 多 种特 点，结 合天 正 C A D软 件 ，建 立 农 村 给水 管 网模 型 。工程 将 天 正 C A D软 件 引 入给 水管网平差计算中 ，通过对设计管 网图形的 抽象 化处理，将图形与水力计 算有 效耦 合 。利用 计 算分析可 以快速 调整管网参数 ，获得控制 管网 的节点压力、管段管径 、管段流速及 水力坡降； 并且可 以通 过人机交互方式快速搜索控制 点，确 定最不利管段 以及校核水源 点的流量 、压力等 ， 从而 为给 水 管 网设计 提 供 了有 效技 术手 段 。根 据上述原理 ，管网模型 的建立及计 算流程如 图 1 所示 。 管网定线及节点编号 矍 网 是 鍪 二 ＼ 、— ／ 百 垄 i ． 获 取 高 程 信 息 — — 壤 流量分配及管段参数赋值 管径分配 水源点初始化 平差计算 否 检 管 图 1 给水 管 网模型 计算 流程 图 工程中建立模型的方法和过程具有通用性， 可 以广泛 应用 于 农村 安全 饮 水单 水源 、 多水源 以及水厂集 中给水 等枝状 管 网系统分 析计算 中。 该模 型大幅提 高 了设计效率及精度，其设计 思想 对相关给水管网的规划设计具有借鉴作用。 3 排水工程技术关键点 ( 1 )污水量 的预测 。农村 的污水 主要来 自 日常生活污水，可根据 当地情况 并结合给水量 的 预测进行相应折减 ，或根据相关规范进行选取 。