- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:农村饮水安全是乡村振兴战略实施的核心民生保障工程,打井配套工程作为农村集中式供水系统的关键组成部分,直接决定供水水质、水量与供水稳定性。本文立足农村饮水安全项目的建设需求与区域水文地质特征,系统阐述打井配套工程的前期勘察要点、钻井工程设计、配套设施选型及施工组织方案,深入分析工程建设中的技术难点与防控措施,旨在为农村饮水安全打井配套工程的规范化实施提供技术依据与设计参考。
关键词:农村饮水安全;打井配套工程;初步设计
引言
农村饮水安全事关农村居民的身体健康与生活质量,是改善农村人居环境、推进乡村振兴的重要基础。受地理条件、经济水平等因素制约,部分农村地区仍存在水源短缺、水质不达标等问题,打井取水结合配套供水设施的建设模式,成为解决分散式农村居民饮水问题的有效途径。因此,开展科学规范的初步设计工作,对提升农村饮水安全打井配套工程建设质量、保障工程长期稳定运行具有重要的现实意义。
1工程前期勘察与基础资料收集
1.1水文地质勘察
水文地质勘察是打井配套工程设计的核心依据,需采用钻探、物探相结合的方法,查明勘察区域的地层岩性、含水层分布、地下水埋藏深度、富水性及水质状况。重点明确含水层的岩性特征、厚度、渗透系数等关键参数,确定适宜的钻井深度与井型;通过抽水试验测定水井的出水量、水位降深等指标,验证含水层的供水能力;采集地下水水样进行水质检测,分析化学需氧量、铁锰含量、细菌总数等指标是否符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)要求。
1.2水需求调查
结合项目覆盖区域的农村居民户数、人口数量、畜禽养殖规模及小型农业灌溉需求,测算日均用水量与用水高峰系数。按照人均日生活用水量不低于40L的标准,综合考虑管网漏损、消防应急等因素,确定水井的设计出水量与配套供水设施的规模,确保供水能力满足远期发展需求。
1.3地形与环境勘察
勘察项目区的地形地貌特征,确定钻井场地的位置与高程,避免在洪水淹没区、地质灾害易发区、污染源附近选址;调查周边道路交通、电力供应条件,为钻井设备进场、配套设施安装及后期运维提供便利,降低工程建设与运行成本。
2钻井工程设计
2.1井型选择与井位布置
根据水文地质勘察结果,结合农村供水需求,选择适宜的井型。对于松散含水层,优先采用大口井或管井,大口井适用于浅层含水层、地下水位埋深较浅的区域,管井则适用于深层含水层、需获取较大出水量的场景;对于基岩含水层,采用基岩井,通过破碎基岩裂隙获取地下水。
井位布置需遵循“水量充足、水质良好、便于管理”的原则,单井服务半径结合地形与人口分布合理确定,一般控制在0.5-2km;多井布置时需保持合理间距,避免井群间的相互干扰,防止地下水过度开采引发的水位下降问题。
2.2钻井结构设计
钻井结构设计包括井径、井深、过滤管设置等内容。钻井直径需根据设计出水量、钻井设备规格及配套抽水设备型号确定,管井的井身直径通常为300-500mm,大口井直径可达2-5m。钻井深度需穿透目标含水层,深入隔水层1-2m,确保水井的稳定出水量;若存在多层含水层,需对非目标含水层进行止水隔离,避免劣质地下水渗入。
过滤管是保障水井出水量与水质的关键部件,需选用耐腐蚀、强度高的材料,如钢筋混凝土滤水管、不锈钢滤水管等。过滤管的长度需与含水层厚度相匹配,滤水孔的孔径与间距需根据含水层颗粒粒径合理设计,同时在过滤管外侧填充砾石滤料,防止含水层泥沙涌入井内造成淤堵。
2.3止水与回填设计
为防止不同含水层之间的水力联系,需在非目标含水层段设置止水装置,常用的止水材料包括黏土球、水泥浆等。止水段的长度需满足防渗要求,一般不低于5m;回填时需分层夯实,确保止水效果。对于井口周围,需采用黏土或水泥进行封填,设置井口围埝,防止地表污水、雨水渗入井内污染地下水。
3配套设施设计
3.1抽水设备选型
抽水设备需根据水井的出水量、水位降深及供水高度选择,优先选用节能、高效、维护简便的潜水泵。水泵的额定流量需略大于设计日用水量,额定扬程需满足供水点的最高高程要求,并预留一定的水头损失;配套电机需符合农村电网供电标准,同时配备启动保护装置,保障设备安全运行。
3.2输水与储水设施设计
输水管道采用PE管等耐腐蚀、卫生性能好的管材,管道直径根据输水流量与经济流速确定,一般控制在0.6-1.0m/s。管道敷设采用埋地方式,埋深需超过当地冻土层深度,避免管道冻裂;管道沿线设置阀门井、排气阀、泄水阀等附属设施,便于管网维护与故障处理。
储水设施采用水塔或蓄水池,其有效容积需满足日调节用水量的要求,一般为日均用水量的20%-30%。蓄水池需设置在地势较高处,采用混凝土浇筑,内壁做防水防腐处理;配备进出水管道、溢流管、排污管等,确保储水安全与水质稳定。
3.3水处理设施设计
根据地下水水质检测结果,设置相应的水处理设施。对于铁锰超标的水源,采用曝气氧化+过滤的处理工艺;对于细菌总数超标的水源,配备消毒设备,常用的消毒方式包括二氧化氯消毒、紫外线消毒等;水质达标水源可简化处理流程,仅需设置消毒装置,确保饮用水卫生安全。
4施工组织与质量管控
4.1施工流程安排
施工流程遵循“勘察—钻井—井管安装—止水回填—抽水试验—配套设施安装—调试运行”的顺序。钻井施工需严格按照设计孔位、孔深进行,做好钻井记录;井管安装需保证垂直度,滤料填充需均匀密实;抽水试验需在钻井完成后进行,验证出水量与水质是否符合设计要求;配套设施安装完成后,进行全系统调试运行,确保供水正常。
4.2质量管控要点
建立全过程质量管控体系,对原材料、设备、施工工序进行严格检验。钻井原材料如井管、滤料需具备产品合格证,抽水设备、管材需进行进场检验;施工过程中,对钻井深度、井径、止水效果等关键工序进行旁站监督;抽水试验与水质检测需委托第三方机构进行,确保检测结果真实可靠;工程竣工后,组织竣工验收,验收合格后方可投入使用。
4.3安全与环保措施
施工过程中需落实安全生产责任制,配备必要的安全防护设备,钻井作业时设置警示标识,防止人员坠落;做好钻井泥浆的处理,避免泥浆污染周边环境;施工完成后及时清理场地,恢复地貌植被,减少对农村生态环境的影响。
5工程运行与维护
5.1运行管理机制
建立健全工程运行管理机制,明确管护主体与责任,可由村集体或专业供水公司负责运维。制定操作规程,定期对水泵、管网、水处理设施进行检查维护;建立用水计量制度,实行计量收费,保障工程长效运行。
5.2水质监测
建立定期水质监测制度,委托专业机构每季度开展一次水质检测,及时掌握地下水水质变化情况;若发现水质超标,立即采取处理措施,确保饮用水安全。
5.3应急保障
制定应急预案,针对水井淤堵、设备故障、水源枯竭等突发情况,明确应急处置流程,储备必要的维修设备与配件,提升应急处置能力。
结束语
农村饮水安全项目打井配套工程的初步设计需紧密结合区域水文地质条件与农村实际用水需求,通过科学的勘察、合理的井型设计、完善的配套设施选型及严格的质量管控,才能保障工程建设质量与长期稳定运行。在工程实施过程中,需注重生态环境保护与后期运维管理,构建“建得成、管得好、长受益”的长效机制,切实解决农村居民的饮水安全问题,为乡村振兴战略的实施提供坚实的民生保障。
参考文献
[1]胡亲玲.农村饮水安全项目打井配套工程初步设计[J].山西水利,2021,37(01):21-22.
[2]黄新宇,胡兴琴,黄飞林.浅析山区小型农村饮水安全工程问题与解决途径[J].中国水利,2016,(05):52-54.
[3]陈来杰.农村饮水安全工程的运行现状及管护措施初探[J].黑龙江水利科技,2025,53(03):160-163.
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