山区农村饮水工程管网布局设计与节能改造探析

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

王鹏程

新疆凯志诚工程咨询有限公司733000

摘要

由于山区农村地形复杂且村落分布较为分散,饮水工程的建设对于改善村民生活条件具有重要作用。在管网布局设计方面,需要结合地形坡度优化管道走向,并按照村落聚集情况建立分级供水体系,同时在管网关键位置考虑应急保障功能的融入。在节能改造方面,可以通过使用新型管材来减少输水损耗,安装智能调压设备以调节供水压力,并建立管网监测平台实现对能耗情况的动态管理。


关键词

山区农村;饮水工程;管网布局设计;节能改造

正文


引言:

农村供水是农村基础设施的重要组成部分,也是实施乡村振兴的重要任务[1]2021年,水利部联合国家发展改革委、财政部等9部门印发《关于做好农村供水保障工作的指导意见》,明确提出要实施规模化供水工程建设。一个设计精良、运行高效的供水系统,不仅能够保障日常饮水安全,也对减轻村民取水负担、促进乡村社会发展具有深远价值

一、山区农村饮水工程管网布局设计

(一)结合地形坡度优化管网走向设计

相关部门应牵头联合水利技术部门,先对山区地形开展全面勘察,绘制包含坡度、地质隐患点的详细地形图,以此作为管网走向设计的核心依据。技术部门需摒弃传统直线铺设思维,针对不同坡度制定差异化方案:坡度5°以下缓坡区,采用“枝状为主、环状补充”布局,主管道沿坡底平缓带延伸以减少阻力,支管道垂直等高线短途铺设并预留检修口;15°以上陡坡区,每隔300米设置“阶梯式分压节点”,通过多组减压阀分解高差压力,避免管道因水压骤增破裂[2]。施工单位需配合地质条件调整埋深,主管道埋至冻土层以下1.2米,山洪隐患区支管道加装钢筋混凝土防护套管。

(二)依托村落集聚度构建分级供水体系

相关部门需以村落集聚度为核心,统筹规划分级供水体系开展村落普查[3],筛选水源优、位置居中的中心村建设核心蓄水池,容积按覆盖区域日均用水量1.5倍设计,由供水站专人负责水位监测与水质检测。主管道采用“放射状”布局,以PE管连接周边5公里内聚居村落,形成环状管网确保供水稳定;针对8公里以上偏远散户,乡镇协调村民小组建设小型集水点,配套微型管网接入主系统,利用山体高差实现重力供水减少能耗。管网节点由技术人员安装智能分水阀,预设生活用水、灌溉用水不同时段供水参数。广西马山县为例,当地在乔利乡实施的供水工程中,以乐圩村为核心建设蓄水池,主管道辐射周边4个村落,对分散的12户散户设置3处小型集水点,支管道末端增设水质预处理接口,避免养殖废水倒灌,满足灌溉需求,提升区域供水保障率。

(三)融入应急保障需求规划管网节点布局

相关部门需将应急保障纳入管网布局全流程。应急部门先排查区域自然灾害风险点,标注泥石流、滑坡高发区,水利部门据此规划节点位置:每两个行政村间铺设DN100应急连接管,配备双向止回阀与快速接口,确保一处管网受损时能4小时内切换供水源。在海拔较高台地,由施工单位建设应急备用水箱,容积按覆盖区域3天用水量配置,配套太阳能增压泵与市电双供电系统,停电时自动切换应急模式。技术部门需在管网关键节点安装故障定位器,接入区域GIS系统,实现泄漏、堵塞等问题精准定位。

二、山区农村饮水工程管网节能改造

(一)采用新型管材,降低管网传输损耗

相关部门应牵头制定管网管材升级方案,联合财政部门落实资金保障,明确新型管材的选型标准与采购流程,优先选用高强度、低摩阻的复合管材替代老旧铸铁管和水泥管。乡镇政府负责配合开展辖区内老旧管网排查,逐段标注腐蚀、破损及阻力异常区域,为管材替换提供精准依据。施工单位需严格按照技术规范施工,主干管优先采用钢丝网骨架塑料复合管,利用其内壁光滑的特性降低水流阻力;支管道选用抗老化PE管,全部采用“承插式热熔连接”工艺,确保接口密封严实。在管网转弯、变径等关键部位,必须使用流线型管件替代传统直角管件,减少局部水头损失。对于埋深较浅或冬季严寒区域的管网,外覆聚氨酯保温层并加设警示标识,防止施工破坏与冻裂风险。工程完工后,供水企业需联合第三方检测机构对管网进行压力测试与漏损检测,建立管材使用档案,明确后续维护责任,从选材、施工到管护形成完整闭环,切实降低传输过程中的能耗与损耗。

(二)安装智能调压设备,优化供水压力参数

依托山区地形高差优势,相关部门应主导构建“重力供水为主、智能加压为辅”的节能供水模式,联合技术单位制定智能调压设备安装规划。乡镇政府负责协调设备安装场地,解决征地、供电等基础保障问题,确保施工顺利推进。在高海拔水源地与低海拔村落之间的管网中途节点,施工单位需精准安装变频恒压供水设备,设备需内置高精度流量传感器与智能控制系统,能够根据末端用水负荷自动调节加压功率,避免传统恒速水泵持续高功率运行造成的能耗浪费。针对地形起伏较大的区域,规划设置分区调压站,通过压力变送器实时采集管网压力数据,借助PLC控制系统精准调节减压阀开度,将各区域管网压力稳定在最优范围。同时为所有智能设备配套光伏供电模块,利用山区充足光照实现能源自给,降低市电依赖。设备安装完成后,技术人员需对供水企业运维人员开展专项培训,指导其掌握设备参数调试、日常巡检及故障排查技能,确保设备长期稳定运行,实现供水压力与能耗的动态平衡。

(三)搭建管网监测平台,实现能耗动态管控

相关部门应牵头搭建“云端+终端”智慧管网监测体系,联合发改、财政部门争取项目资金,明确平台建设技术标准与功能需求。乡镇政府负责配合在辖区管网关键节点、加压设备及蓄水池周边布设物联网感知设备,组织村民协助设备安装与基础数据采集。施工单位需按规划完成传感器安装与网络调试,确保流量、压力、能耗等数据通过4G/5G网络稳定传输至区域供水管理平台。平台开发需融入能耗分析模型,具备数据实时展示、异常自动预警、能耗统计分析等核心功能,同时配套开发移动端管理APP。供水企业安排专人负责平台日常运维,实时监控数据变化,针对平台预警的“高耗水、高耗能”节点,及时派单处置。针对山区灌溉用水集中的特点,平台需预设“农忙用水模式”,在灌溉高峰期自动调整管网压力分配策略,优先保障生活用水供给。此外,县级水利部门需建立数据共享机制,定期汇总分析能耗数据,为后续管网优化提供决策依据,实现从被动维修到主动管控的转变。

结束语:

山区农村饮水工程的管网布局与节能改造,是一项关乎民生与长远发展的重要工作。未来的实践需要持续关注地形适应性与技术适用性,在不断优化中提升系统的整体效能。通过精细化的设计与智能化的管理,能够在保障供水安全的同时,实现资源的高效利用为山区民众创造更宜居的生活环境

参考文献:

[1]邓劲方,李连香,曲钧浦,闻童.农村供水工程规范化建设的思考与实践——以马蹄井供水工程为例[J].中国水利,2023,(04):63-65.

[2]王跃国,赵翠,孙付增.农村供水工程管网更新设计研究[J].水利水电快报,2024,45(09):58-62.

[3]任玉斌.东河灌区农村人饮工程输配水管网优化布局[J].陕西水利,2023,(11):121-122+127.


...


阅读全文