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农村饮水的供水管道管理及减压措施

时间:2020-09-09 来源:农业科技与信息 本文字数:2402字
作者:牛晓勇 单位:甘肃省甘谷县水务局

  摘要:农村供水地势陡峭,地形复杂,人口居住零散,供水管线落差较大,易导致供水管坡面下的压力水头变化大,超过输水管道所能承受的压力,使输水管道超压破坏。因此,在大落差供水管网中,合理地布置减压措施,不仅可以节约投资,而且可以保障供水管道的安全运行。

  关键词:农村饮水; 供水管道; 减压措施;

目录

  1概况…………………………………………………………………………1

  2供水管道的布置及压力特点…………………………………………………………………………2

  3管道供水减压措施…………………………………………………………………………3

  3.1减压阀减压…………………………………………………………………………3

  3.2减压蓄水池减压…………………………………………………………………………4

  3.3减压阀及减压水池串联减压…………………………………………………………………………5

  4结语…………………………………………………………………………6

水务

  1 概况

  甘谷县位于甘肃省东南部,渭河上游。甘谷属黄土高原地区,渭河由西向东横贯全县,两岸为川台地,地势平坦,土层深厚,境内长度41.6 km.南部山区为秦岭山脉西延,北部山区为六盘山余脉。境内梁、峁、沟、壑起伏纵横,湾、坪、川、滩交错如棋。全县平均海拔1 972 m,最低1 228 m(六峰镇觉皇寺村东),最高2 716 m(古坡乡大条梁),相对高差1 488 m,山体为西东走向,西高东低,地势后缘高前沿低,均向渭河倾斜。黄土高原的丘陵沟壑地形以及水资源的相对贫乏,长期以来形成了广大群众生活用水极为不便的现状,农村饮水困难、饮水安全没有保障是多年来甘谷县农村群众面临的首要问题,也是制约农村生产力和农村经济发展的重要因素。县委、县政府对解决农村群众饮水安全工作高度重视,先后组织技术人员编制完成了《甘谷县"十二五"农村饮水安全建设规划》和《甘谷县"十三五"农村饮水安全建设规划》,以铺设管道为主,全面完成了甘谷县农村饮水安全工程,让当地群众吃上了便利、安全、健康、放心的自来水。

  农村饮水工程供水由水源井通过潜水泵输送至水厂,经水厂水处理后输送至清水池,清水池直接经一级泵站扬水至坡地高位水池,再由高位水池至配水干支管供水到户。本工程配水管线长、输水落差大,是一项利用地形落差进行重力流输水的管道工程。

  2 供水管道的布置及压力特点

  项目区地势变化较大,山区和半山丘陵地区的村落地势比较陡峭,水源地与供水区高程相差较大,所以利用地形落差进行重力流供水,树枝状布置。农村自压供水管道系统由各级压力管道组成,根据现场施工情况,供水管道分为配水干管、配水支管和村级管网三级供水,在管道供水设计时要重点考虑地形落差等因素。此外,在配水干管设计布置时,应考虑垂直等高线布置,供水线路尽量做到短而直,确保在输水过程中能够尽快地获得压力水头。配水支管和村级管网也要沿等高线布置,确保输水过程中管网水头压力均匀。

  重力供水的方案安全可靠,便于运行控制,无需任何动力,既能保证供水,又能使管道工作压力控制在合理范围内,使管道运行安全且投资少。例如:落差在100 m以内,选用1.6 MPa管材,不进行减压。但当供水区域高程相差在百米以上时,就必须考虑静压差过大给输水管道带来的压力。压力过大往往出现爆管和漏损的现象,使管道寿命大大降低,无法保障供水安全。因此,要在供水管路的适当位置采取减压措施,合理供水。

  3 管道供水减压措施

  管道供水减压措施可分为减压阀减压、减压蓄水池减压和减压阀及减压水池串联减压3种方法。

  3.1 减压阀减压

  甘谷县供水管道中常用的有比例式减压阀和可调式减压阀,在2017年以前的西北部农村饮水安全工程、东北部农村饮水安全工程南部一期饮水安全工程管网施工中,采用了可调式减压措施,工作人员可以自行调节阀后压力。为了控制管道承载力,阀后输出压力一般为0.3 MPa,阀前进口压力为静水压力,尤其在吃水高峰期供水时,阀前进口压力为动水压力,变化较大,但阀后压力不因阀前压力、进口流量的变化而变化,而是安全可靠地将出口压力维持在设定上,根据需要调节设定值达到减压的目的。经过几个工程项目的运行实践,农村管线长,经常停水会导致管道中充满空气,需要工作人员不断去排查各路管网,手动调节出水阀,加大水管人员的工作量,而且山路长不好走。南部农村饮水安全巩固提升管网延伸工程开始尝试比例式减压阀。例如武家河尖山寺管网,供水12个村庄,由于管线长,落差达500 m左右,又是国家森林保护区域,考虑水管员管理难度大,因此采用比例式2∶1减压阀。当阀前压力变化时,阀后压力按比例相应变化,不再人工调节,这样减少了维护人员的工作量,但也有一定的弊端,当设计阀门落差小时,阀前动力冲不开阀后挡水板,导致不过水,也会造成人力和时间的浪费。

  3.2 减压蓄水池减压

  蓄水池可以减小静压差,安装在压差过大管道中间,起到降低静压差的作用,其原理是通过水垫的方式,消耗水流的大量能量,从而起到降压的效果。减压蓄水池结构可以为圆形、方形或长方形,在数学计算中,圆形蓄水池的容积最大,钢筋砼结构具有结实坚固的特点,池底防渗效果好。因此,减压蓄水池选用圆形钢筋砼结构。减压一般可以分为直接减压和多级减压,主要由输水管总落差的大小和管道的承压能力来决定。对应的落差越大,管道允许承压能力越低,需要设置减压的级数也就越多。如果供水管线落差小,可采用减压阀或减压蓄水池直接减压。

  3.3 减压阀及减压水池串联减压

  减压串联布置能保证其中一个减压阀出现故障时,其他减压阀正常工作,防止出现大面积爆管。但在地形陡峭、地形复杂、落差上百米或落差几百米时,单独使用减压阀来控制水压,只能治标不能治本,并不能从根本上解决管道压力。当供水管道沿线2个或2个以上减压阀同时出现故障时,超过管道承载能力就会出现危险,所以在适当位置建立减压调蓄池直接降低静压差是非常必要的,不仅可以减缓管道的压力,也能在一定程度上杜绝水锤现象。

  南部尖山寺管网长8 km左右,地理落差较大,经现场勘查决定采用减压阀和减压蓄水池串联运行,沿线设置8个减压阀串联,并在武家河吕家岘庄顶60 m处设置100 m3减压调蓄池,确保管道供水连续调节,以降低大落差对管材承载能力的要求,节省了工程投资。

  4 结语

  综上所述,在重力流供水管网落差较大时,供水要根据地形条件,合理选用减压措施,降低大落差时管材的压力等级,既可以延长管道的使用寿命、节约工程投资,又可以保障供水管道安全、高效的运行。

  原文出处:牛晓勇.浅析农村供水管道中的减压措施[J].农业科技与信息,2020(16):98-99.
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