2.3 村镇供水工程系统的类型
村镇供水系统是保证村镇居民饮水以及村镇上的工矿企业生产、生活用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。根据供水系统的不同性质，村镇供水系统可分为不同的类型。如按照服务对象和规模的大小，可分为村镇集中供水工程系统和农村分散供水工程系统，其中村镇集中供水工程系统按照规模大小又可分为表2.1中的5种类型。也可按照水源种类，分为地表水（如江河、湖泊、水库、溪流等）供水系统和地下水（引泉、管井、大口井、辐射井以及渗渠等）供水系统，还可以按照供水方式分为：重力供水系统，即利用地形自流供水；压力供水系统，即依靠水泵供给所需要的水压来满足供水需求；混合供水系统，即该系统内既有可以直接依靠地形自流供水的区域，也有依靠水泵供水的区域。
表2.1 集中式供水工程类型划分
2.3.1 村镇集中供水工程
1.村镇供水工程系统分类
村镇集中式供水（又叫自来水）工程是指由水源集中取水，经统一净化处理和消毒后，由输水管网送到村镇用户的供水形式。在城市供水中，水质净化部分一般称为自来水厂，而在村镇区域，水质净化部分一般称为供水站或集中供水站。
由于集中取水，有条件和可能选择较好的水源。水源集中取水，有利于进行水源卫生防护，集中取水、水质净化、消毒和严密的配水管网输水能防止水在运送过程中受到污染而保证水质。由于取水方便，从而可以大大提高人民的生活卫生水平，比较集中也便于实行卫生管理和监督。但集中式供水如果设计和管理不当，水一旦受到污染，就有可能引起大范围的疾病流行或中毒，危害人民的身体健康和生命安全。因此，必须搞好集中式的供水卫生，提供安全的生活饮用水。
水源既可以是地表水，如溪流、江河、湖泊、水库，也可以是地下水，如泉水、浅层地下水和深层地下水。
按照用户对水压、水质的要求，村镇集中供水工程一般分为统一供水工程系统、分质供水工程系统、分压供水工程系统和分区供水工程系统。
（1）统一供水工程系统：该工程系统统一按生活饮用水水质供水，为大多数城市和村镇供水所采用。
（2）分质供水工程系统：根据不同用户对水质要求的不同，采用分质供水系统供应。例如：将水质要求较低的工业用水单独设置工业用水系统，其余用水则合并为另一供水系统（图2.3）；将城市污水再生后回用作为厕所便器冲洗、绿化、洗车等用水，另设生活杂用水系统；利用海水作为冲厕用水，另设海水系统等。
图2.3 分质供水系统
1—取水口；2—供水站；3—村镇；4—工业区
图2.4 分压供水系统
1—供水站；2—增压泵房
（3）分压供水工程系统：根据管网压力的不同要求，如村镇中某些较高建筑区或地势较高处，要求较高的供水压力，此时可采用不同压力的供水系统，见图2.4。
（4）分区供水工程系统：按地区地形和对供水水压的要求形成不同的供水区域。对于地形起伏较大的村镇，其高、低区域采用由同一供水工程分压供水的系统，称为并联分区供水系统；当采用增压泵房（或减压措施）从某一区域取水，向另一区域供水的系统，称为串联分区系统，见图2.5。
图2.5 分区供水系统
1—供水站；2—调节水池；3—增压泵房
当村镇用水区域划分成相距较远的几部分时，由于统一供水不经济，也可采用几个独立系统分区供水，待村镇发展后逐步加以连接，成为多水源的统一系统。
（5）区域供水系统：按照水资源合理利用和管理相对集中的原则，供水区域不局限于某一场镇，而是包含了若干场镇及周边的村镇和农村聚居点，形成一个较大范围的供水区域。区域供水系统可以由单一水源和供水站供水，也可由多个水源和供水站组成。
除了以上供水工程系统的分类外，有时还根据系统中的水源多少，分为单水源系统和多水源系统等。
对于规模较大的场镇以及大型联合企业的供水系统，还可能同时具有几种供水系统。例如既有分质，又有分区分压的系统等。
进行供水工程系统规划设计时，首先要分析系统范围内各用户在规划年限期内的用水量和水质、水压要求，把同一或相近水质、水压要求的各用户的用水量进行统计，水质要求低的用水可用水质要求高的供应、水压要求低的可用水压要求高的供应（在管道压力允许范围内），根据水资源条件和实施可行性，组成多种方案系统，进行技术经济比较。对于大型企业的生产用水还应结合企业内部的供水系统（如复用系统、循环系统及直流系统）进行综合比较。
2.村镇供水工程系统设计的目的和要求
供水工程系统设计的目的是为了选择以最低基建投资和最少运营费来满足各用户用水要求的方案。供水工程系统设计的具体要求是：
（1）供水系统设计必须合理处理村镇、工业与农业用水之间的关系，正确选用供水水源。
（2）水源的选择应符合水源水质标准，同时应保证水量，并且便于水源保护。
（3）供水工程的设计应符合场镇总体规划，近远期结合，以近期为主。近期设计年限宜采用5～10a，远期规划年限宜采用10～20a。
（4）对于扩建或改建的供水工程，应从实际出发，充分挖掘、利用原有设施的能力。
（5）供水工程系统中统一、分区、分质或分压的选择，应根据当地地形、水源概况，场镇和工业企业的规划、水量、水质、水温和水压的要求及原有的供水工程设施等条件，从全局出发，通过技术经济比较后综合考虑确定。
（6）工业企业生产用水系统的选择，应从全局出发考虑水资源的综合利用和水体的保护，并采用重复利用或循环系统。
（7）供水工程系统设计应符合提高供水水质、提高供水安全可靠性、降低能耗、降低漏失水量和降低药耗的原则，在保证水质的前提下，尽量节约投资和生产、运行管理成本。
3.村镇供水工程系统设计方案选择方法
为了达到上述目的和要求，供水工程系统设计必须做多方案比较，特别对于旧场镇和工业企业供水工程系统的扩建或改建，更应考虑充分利用原有设施，做好方案比较。方案比较的一般步骤如下：
（1）根据工程建设的目标，确定在技术上可能实施的各种方案（排除在技术上或经济上明显不合理或缺乏竞争力的方案）。
（2）对应予比较的方案，做出具体的设计和计算，列出各方案的工程量和主要技术指标。
（3）进行各方案的工程投资和经常运行费用的估算。
（4）根据各方案的基建投资和年经营费用进行经济评价。评价的经济指标可采用现值比较法、年费用比较法或者静态差额投资回收期法进行计算。
现值比较法计算各方案的费用现值（PC）并进行比较，以费用现值较低的方案为优，其计算式为
式中 I——年投资（包括固定资产投资和流动资金）；
C′——年经营费用；
SV——计算期末回收的固定资产余值；
W——计算期末回收的流动资金；
i——折现率；
n——计算期年限；
t——计算年份（t=1，…，n）。
年费用比较法计算各方案的等额年费用（AC）并进行比较，以年费用较低的方案为优。其计算式简化为
式中 I′——工程总投资。
式（2.2）适用于工程一次建成，建设期相对于计算期较短的方案比较。
当两个方案预期达到的目标相同或基本相同时，可采用较简单的静态差额投资回收期（Pt）进行比较。其计算式为
式中
、
——两个比较方案的年总经营成本；
I1、I2——两个比较方案的全部投资。
投资回收期短于基准回收期时，投资大的方案较为优越。
（5）根据工程的要求和特点确定进行综合评价的项目。除了经济指标外，一般还应包括土地占用、动力资源、施工条件与建设周期、水源的环境保护、原有设施利用程度、主要材料消耗、近远期结合以及社会效益和环境效益等内容。
（6）按照综合评价的项目，对各方案进行比较或评分，列出从最优至最差的次序。
（7）根据各项评价指标，综合评价各方案的优劣，确定推荐方案。也可分项进行级差量化处理（加权），按重要性分为极重要、很重要、重要、应考虑和意义不大等五级，以“意义不大”取权数为1，依次按2n-1进级，然后按照五分制评价的评分进行加权计算，以确定推荐方案。
2.3.2 农村分散供水工程
农村分散供水工程是相对于集中供水工程而言的，是指用户直接从水源取水，不经过任何或只经过简单设施处理之后的供水方式，其水源可以是浅层地下水、泉水、山溪水、雨水储存窖、河水、池塘水等多种水源。因分散供水工程一般不采用设施处理，故分散供水工程多采用地下水、泉水、雨水或山溪水为水源，有条件时尽量以地下水和山泉水为水源。
1.农村分散供水工程类型
农村分散供水工程按照水源的条件，一般分为雨水集蓄供水工程、引蓄供水工程和分散供水井或引泉工程。
（1）雨水集蓄供水工程。淡水资源缺乏或开发利用困难，但多年平均降雨量大于250mm时，可建造雨水集蓄供水工程，其形式可采用单户雨水集蓄的方式，也可在有条件时采用多户公共集雨的方式。
雨水集蓄供水工程包含集雨坪、沉砂池、蓄水池、慢滤池以及消毒设施等组成部分。
（2）引蓄供水工程。资源缺乏，但有季节性客水或泉水时，可建造引蓄供水工程。引蓄供水系统宜同雨水收集系统结合建设，这样既可充分利用雨水资源，同时也可在雨水不足时依靠引蓄水实现供水。
引蓄供水工程包含取水头部、沉砂池、蓄水池、慢滤池以及消毒设施等组成部分。
（3）分散供水井或引泉工程。有良好的浅层地下水或泉水，但用户少、居住分散时，可建造分散式供水井或引泉工程。
因地下水或泉水水质较好，浊度较低，一般能符合饮用水水质的要求，故其一般仅经过消毒处理即可，若用户距离水井或引泉较近，也可不进行消毒处理，但应烧沸后饮用。
分散供水井工程包含管井、水泵、输配水管以及消毒设施等组成部分，其核心部分为管井和水泵。
分散引泉工程包含引泉池、调节池、输配水管以及消毒设施等组成部分，如水压不能满足用户需要，还要设置水泵增压设施。
2.农村分散供水工程的水质净化工艺
分散供水工程按照水源水质的情况，一般采用如下简单处理工艺：
（1）以地下水或山泉水为水源的分散供水工程。
（2）以山溪水或水窖为水源的分散供水工程。
因分散供水工程水源水质一般较好或仅经过简单设施处理，同时水源一般距离用户较近，因此饮用水在管道中的输送距离较短，水在管道中的停留时间较短，故一般不需保持水在管道中的余氯量。因此，对于分散供水工程的消毒，有时根据水源水质情况可以不进行消毒处理，或者需要消毒处理时，消毒剂的添加量一般较小，或者采用不产生余氯的消毒设施，如常用的紫外线消毒设施。