飲水安全工程配水管網設計范文

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［摘要］

文中以依蘭縣飲水安全工程為例，主要對配水管網設計流量、水力計算，管材選擇及輸水系統節能設計要點進行了論述。

［關鍵詞］

配水管道；設計；飲水安全工程

1概況

依蘭縣幅員面積4616km2，其中：耕地面積21萬hm2，林地面積19.11萬hm2，牧地面積2.56萬hm2，水域面積1.21萬hm2，所轄3個鄉、6個鎮，132個行政村，364個自然屯，總人口40.8萬人，其中農村人口27.85萬人。截至2015年底，依蘭縣農村居民全部吃上放心水。通過多年工作經驗，編制飲水安全工程配水管網的設計。

2配水管網的設計流量

設計配水管網采用樹枝狀管網，配水管網各管段的設計流量按其沿線出流量的50%加上其下游各管段沿線出流量計算。各管段的沿線出流量=人均用水當量×管段設計人口

3管材選擇

結合目前國內管材生產和實際使用情況，可用于給水管道工程中的主要管材有鋼管、球墨鑄鐵管、預應力鋼筋混凝土管、鋼套筒預應力混凝土管、小口徑UPVC塑料管，新型管材有玻璃纖維增強塑料夾砂管（RPMP）、高密度聚乙烯管（HDPE)、鋼骨架塑料（PE)復合管、不銹鋼襯里玻璃鋼復合管、不銹鋼外纏空腹塑料（PE)復合管等。配水管管材必須環保、無污染，達到生活飲用水衛生標準。以下就給水管道工程中常用管材及新型管材的性能及造價進行比較。

3.1鋼管（SP）鋼管包括鋼板直縫焊管與鋼板螺旋焊管。是常用的給水管材，其機械強度好，在抗拉、抗彎、耐沖擊、耐震動等方面有優勢，適應性強；接口形式可采用焊接或法蘭方式，事故時搶修快捷。管道可就近設廠加工，單位管長自重較輕，運輸及施工比較方便，但必需作內外防腐。若采用噴塑防腐或采用鋼塑復合管，價格較高。

3.2球墨鑄鐵管（DIP）使用性能與鋼管相當，出廠做好內外防腐，耐腐蝕性優于鋼管。接口采用橡膠圈接口，柔性較好，有標準配件。同口徑管道自重較鋼管、玻璃鋼管重，運輸相對困難。

3.3塑料管（PVC）硬聚氯乙烯管重量輕，耐腐蝕，水流阻力小，采用膠圈接口，施工方便。小口徑（DN200P2T）管道價格較其他管材低，在配水管道工程中應用逐步普及。但這種管材的缺點是低溫時脆性較大，低溫運行有爆管現象發生。

3.4PE給水管（PE）PE給水管是近幾年常用的管材之一，接口采用電、熱熔式接口，使用各種地基的強度變化，施工安裝方便，使用效果較好，小于300mm管徑及壓力不高時價格較低。

3.5PE鋼絲網骨架復合管（RPE）近幾年來新型的一種管材，結合了鋼管和PE管的優點，保留了PE管道的環保優點，增加了剛度和強度，采用電容式接口，安裝方便可靠，在大壓力狀態下管材壁厚較小，降低造價。各種管材的主要技術特性比較，見表1。管材對配水工程造價影響很大，依據工程特點，在選擇管材方面，應優先考慮施工方便及經驗成熟的管材。根據本地區的實踐經驗，所選的管材主要有PE管、球墨鑄鐵管及鋼管等3種管材。綜合比較后，PE管管壁光滑，化學穩定性強，耐腐蝕，不易結垢，能保持水質的長期穩定，且衛生條件好，不會產生有害物質，水力條件和密封性都比球墨鑄鐵管好。

4配水管網水力計算

配水管網采用樹枝狀方式布置，按照供水區域的分布情況，以及為售后維修安裝方便，管線走向盡量沿橋、公路、溝渠、機耕路等，以最短的管線提供最大供水范圍。各村進口處均設置一座閘閥井，支管按設計流量和水頭損失確定管徑，供水到每一用戶，每戶設置一個水表，以便計量。

4.1流量計算

4.1.1設計流量設計流量由最高日最大用水量確定Q設=供水規模×時變化系數/3600s（2）

4.1.2沿線流量村鎮給水管線，干管和分配管上接出許多用戶，沿管線配水，用水情況復雜，難以按實際情況計算管網。因此，計算時往往加以簡化，即假設用水量均勻分布在全部干管上由此算出干管線單位長度的流量，叫做比流量。

4.1.3節點流量管網中各節點流量為相應村屯的實際需水量，沿線管道不配水。

4.2流量分配節點流量確定后，即可進行流量分配，用以初步確定管網各管段的流量，據此可以確定管徑。此次設計采取單水源樹狀管網。單水源樹狀管網，每一管段只有惟一流量，任一管段流量等于該管段下游的節點流量總和，如圖1所示。

4.3管徑計算通過管段流量分配計算后，各管段的流量就可以作為已知條件，用來計算管徑。對于少于1000人的村內管網選擇管道為：管徑為110，75，50，32，20mm，控制供水戶數分別為170～220，80～110，30～60，5～15，1～3戶。

4.4水頭損失計算管道水頭損失計算，應包括沿程水頭損失和配水干管的局部水頭損失可按其沿程水頭損失的5%～10%計算。

5節能措施設計

以合理確定工程總體布置方案、進出水口水位和高程為原則進行設計。1）工程中不選用淘汰耗能大的機電產品，而選用經權威部門鑒定的節能、技術先進的新產品，機組綜合效率達到75%~86%以上。2）合理選用先進的水泵機組，保證設備經濟運行。3）合理選用閥門和管道附件，管道盡量不采用小角度敷設，減少管道不必要的局部水頭損失。

6結語

飲水安全工程的實施，使受益群眾減輕了運水、擔水負擔，改善水質，杜絕了污染水對人體健康的危害，增進了受益群眾的身體健康，有利于提高受益群眾的生活質量和生活水平，促進了農業生產的發展和精神文明建設。

［參考文獻］

［1］GB50296-99，《供水管井技術規范》［S］.

［2］SL687-2014，《村鎮供水工程設計規范》［S］

作者：張立軍 單位：黑龍江省哈爾濱市依蘭縣水務局