农村饮水安全集中式供水工程管网的优化方法

农村饮水安全集中式供水工程管网的优化方法

发表时间：2016-12-06T13:39:35.147Z 来源：《基层建设》2015年第35期作者：刘东1、2 [导读] 摘要：集中式供水工程建设，是我国新农村建设中的重要内容。对于当前农村饮水安全集中式供水工程进行深入调查发现，其中存在着很多的不良问题，工程建设成本过高。

1.陕西省安康市汉滨区水利工作队陕西安康 725000；

2.长安大学环境科学与工程学院陕西西安 710064摘要：集中式供水工程建设，是我国新农村建设中的重要内容。对于当前农村饮水安全集中式供水工程进行深入调查发现，其中存在着很多的不良问题，工程建设成本过高。管网布置需要消耗大量的建设资金，而且布置较为混乱，集中式供水成效较差。对此不良问题相关人员需要不断加强研究力度，积极的找寻有效措施进行改善，从而将农村饮水安全集中式供水工程建设的重要意义良好发挥。本文就是

对农村饮水安全集中式供水工程管网的优化方法进行深入探究，希望对相关人员能够有所启示。关键词：农村；饮用水安全；集中式供水；管网；优化方法引言：农村饮用水安全集中式供水工程建设与农村居民的生活有着非常密切的联系，对于加快新农村建设，提升我国农村居民生活水平有着不可忽视的影响力。供水网管布置是工程建设的核心内容，关乎着能否将质量达到相关标准的生活用水，输送到农村的每家每户。但是在工程实际建设过程中，受到众多不利因素的影响，网管布置还存在一些不足，对于工程供水成效造成了不良的影响。所以对于农村饮水安全集中式供水工程管网优化方法进行研究是具有现实意义的，下面就对相关内容进行详细阐述。

一、农村供水网供水特点

（一）供水工程建设规模小，居民较为分散

我国农村饮水安全集中式供水工程建设规模较小，而且农村居民居住较为分散。还需要注重的是，我国很多农村居住在大山中，地势地貌较为复杂，对于供水工程建设也造成了很多不良阻碍。对于经济发展较为良好的区域可以采用集中式供水形式，但是对于环境较为复杂，经济发展情况较为落后的区域只能采用分散式供水形式。（二）主要应用集中式供水模式

因为农村经济与城市经济发展性比较有着很大的差距，农村饮水安全供水工程建设多是采用具有很高经济性的集中式供水模式。在工程实际建设过程中，对于一些人口较多，但是离城镇地区很远的农村区域，更多的是选用规模式的集中供水方式。一些村落相互之间的距离很远，供水工程建设需要投入大量的建设资金，那么只能选择村内单独集中供水形式。（三）工业用水比重逐渐上涨

对于我国经济发展并不是十分良好的区域，供水工程主要是承担者居民生活用水的责任。但是随着我国农村经济的不断发展，我国很多农村企业取得了巨大的进步，工业在我国农村区域也不断的兴起，发展，同时也导致农村区域的供水需求不断增涨。在我国一些经济发展较为良好的乡镇区域，工业用水甚至超过了居民生活用水总量。安全饮水工程建设为农村经济发展奠定了良好基础，区域用水量不断提升，农村供水网络建设的重要意义也越来越显现出来。

二、农村供水工程存在的问题

（一）供水管网的设计与实际需求不符

我国对于农村供水工程建设十分的重视，并且为其投入了大量的建设资金。但是深入调查发现，其中还存在着很多的不良问题，不能将供水工程建设的重要意义良好发挥，最为严峻的问题就是供水管网设计与实际需求存在很大的差异。在农村饮水安全集中式供水工程建设项目决策阶段，相关设计人员会提出很多方案，但是这些方案都是项目决策人员依据自身以往的经验得出的。这些设计方案中很有可能会存在一些相关工作人员的主观性见解，这样就会导致设计方案的适应性受到不良影响，与农村供水网络建设实际需求存在着很大的差异性，工程建设完成后供水成效较差。

（二）缺乏科学化的管理，技术力量不足

从农村饮水安全集中式供水工程管理层次进行分析，缺乏科学化的管理体系，技术力量不足。受到以上众多因素的影响，导致农村供水网络中很多的供水设施不能处于健康运行状态中。追溯其根本原因就是因为农村供水工程建设项目众多，但是建设时间非常的有限。一些建设施工技术人员并没有经过专业性的培训，对于供水工程建设施工技术规范没有深入的了解，供水工程建设企业对于施工技术人员的培训工作也没有给予相应的重视程度。而且农村供水工程建设大都位于离城镇较为偏远的山区，建设区域生活条件较差，施工环境较为复杂，导致工程建设对于施工技术人员的吸引力不高。所以相关企业需要注重施工技术人员的培训工作，使得施工技术人员的综合素质可以得到有效的提升，为农村饮水安全集中式供水工程安全运行提供技术保障。

三、农村供水工程输水网络优化措施

在我国农村饮水安全集中式供水工程建设中，可以依据输水管道的长度对输水管道进行类别的划分。同时还可以根据水源离供水区域的距离，以及用水区域的高度对输水管道建设进类别的划分。通常情况下，供水工程建设区域的自然条件对于输水方案的选择有着很深的影响。所以供水网络布置和建设需要依据供水工程建设区域的实际情况，合理的、科学的选择输水网络建设方案。我国新农村建设速度不断加快，输水网络的优化问题也得到社会的密切关注。对于输水网络的优化主要分为两部分，第一部分是线路的优化，第二部分就是管径的优化，二者有着非常紧密的联系。只有应有有效的措施，切实的提升管径、线路的适应性、经济性，才能将供水工程建设的重要意义良好体现，促进我国新农村建设发展。

（一）输水网络线路优化措施

1、模型创建

输水网络线路布置是农村饮水安全集中式供水系统建设的重要基础。线路布置的优劣与供水工程建设的效益有着直接性的影响，所以相关人员对于线路优化必须要给予高度的重视，做好技术攻关，提升供水工程建设的经济效益和社会效益。供水共层想要满足农村众多居民的实际用水需求，需要以首末水头为重要基础。为此，本文就输水管道总投资F为最小目标函数，输水管道各管段的线路方案xi为决策变量，建立管道线路优化模型。

2、算例分析

如图所示，以某供水系统输水线路为例，应用上述管道线路优化，水源点设计的水位是133.06m，管道沿线出水口将输水的总体管道分为6个管段，各个管段水流量及其各个节点之间的高程、水流量见图1，管道末端最小服务的水头按照2m控制。

例中的输水管道系统中共有7个节点，6条管段，根据供水工程所在地区的地质环境条件、及分水口的分布、水源的位置等情况，每一条的管道线路可考虑4个设计方案，以管段1为例。管道1可选取的设计方案有：管道铺设中经过一处软土地区，可采用玻璃钢夹砂管的方式穿过；在穿越公路的两处地方，可采用套管的方式；在两处穿越河道的地方，运用管桥的形式；经过乡镇的过程中，直接铺设管道；采用套管的方式穿过公路；采用专用的混凝土套管施工穿过一处铁路；管道沿线经过一处乡镇，直接穿乡镇铺设；穿过三处公路，采用套管的方式；穿过河道一处，采用管桥的铺设方式；采用专用的混凝土套管，穿越铁路；穿过三处河道的时候，采用管桥的方式。运用数学模型进行解析，管道1的优化方案为：管道经过乡镇区域的时候，直接铺设管道线路穿过镇区；穿越一条公路的时候，采用套管的方式；穿过铁路沿线的时候，采用过铁路专用的混凝土套管进行施工。

（二）输水管道系统管径的优化

输水管道优化设计要解决的主要问题，就是在输水管道的材质，走向等因素确定的情况下，选择满足水压等约束性因素的最优管径，使得输水管道的投资降到最低。在各管段允许水头损失确定的条件下，建立以管段管径为决策变量、管道系统总投资最小的目标函数，来解析最优方案。

参考文献：

[1]王文芬.农村饮水安全集中式供水工程管网优化方法与应用研究[D].扬州大学.2014

[2]阿不都吾甫尔·艾买提.农村饮水安全供水工程管网设计[J].农村科技.2011（10）：74

[3]张玉欣，赵友敏，曲小兴，曲钧浦，徐佳.我国农村供水工程现状分析[J].中国水利.2013（07）