关于直角三角堰在农村饮水工程的应用
摘 要: 结合磨刀石镇山底村农村饮水工程的实例分析，探讨在农村饮水工程中使用三角堰测量水的流量注意的方法及问题，可以在农村饮水工程中广泛使用三角堰。
关键词：饮水;三角堰;方法
1 山底村的基本情况
1.1 地理位置
磨刀石镇山底村位于磨刀石镇政府东部, 东邻磨刀石镇北林场, 滨绥铁路横贯东西, 交通四通八达。地理位置为:44° 32'38.211"- 44° 32'15.95" 129° 45'09.29"- 130° 0.4'38.52.17",面积 30 平方公里,北部和林口县相连,西边和金星村紧靠。
1.2 地形地貌
属于老爷岭山脉与太平岭山脉,系低山丘陵区,山多平地少, 素有“九山半水半平川”之称。地势由南向北倾斜,形成了低山丘陵、丘陵漫岗、河谷盆地三种地貌类型。平均降雨量 500- 600mm, 其中 60%- 70%集中在 6- 8 月,其次是春秋两季,冬季最少。多年平均径流深 150mm。春季常伴有较大的春风,气温迅速回升,蒸发大,跑墒快,因此“十春九旱”是主要农业气候特点。
1.3 社会经济状况
1.3.1 行政区划及人口
磨刀石镇山底村总行政区面积 30 平方公里,总人口 530 人, 耕地面积 0.45 万亩,辖 5 个屯(北沟,后沟,圈里,东沟,鸡脸沟)
1.3.2 经济发展
山底盛产大豆、玉米、白瓜籽、西香瓜、晒烟、各种水果十余种,果树种植面积 900 亩,年产各类水果 1 万吨。其中果类 123、 K9、龙冠产量 1.5 万吨,优质李子约 0.5 万吨,果质优良、无污染, 山底主要依靠种植业、养殖业等产业。人均纯收入 11799 元。
1.3.3 供水情况
农村饮水安全面临的主要问题:
a.饮水水质超标问题我区大部分村屯饮水水质都较好。其主要特点为:山区好于丘陵, 丘陵好于江岸阶地。因为大部分村屯的饮水水源为深井水,所以其水质超标主要体现在矿物超标,绝大多数工程无需净化设施
b.水源保证率、生活用水量及用水方便程度方面的问题我区大多数村屯的水源保证率都比较高, 从有保证率的村屯的用水量来看,近几年农村生活条件改善了,有些农户还增加了洗浴设备和水洗厕所,因此,供水水源保证率需要提高,从用水的方便程度来看, 我区除岭东村的东屯用水不太方便外其它村屯都是供水到户。
1.4 工程技术方面的问题
从调查看,有的村自来水工程由于建设较早,管路的管材有的是钢管、有的是塑料管件,管路的管径设计不尽合理,有的是管沟开,深度不够,从而管道老化,漏水,遇寒冬冻坏及供水不均匀或者不到位。随着水利工程施工量的增加、规模的扩大及复杂性的加剧,施工质量控制工作中存在的问题越来越多:前期工作不到位,有些设计单位能力不足,不能承担其相应的业务量,导致勘察工作不到位、设计质量差;招标投标管理不规范,招标投标中经常出现领导干预、施工企业围标串标、纪检监察串通的现象, 导致项目不能落到管理水平高、经验丰富的施工队伍手中;施工企业存在违法违规行为,工程存在分包、“隐形转包”现象,分包商未经资质审查,临时组建不合格的工程队,监理工程师、技术负责人睁只眼闭只眼,管理不到位;质量保证体系不健全“, 三检制”执行不力,施工措施及技术方案不科学;质量监管不力,现场监理人员做不到客观公正履行职责, 监理人员及专业配备不能满足工程监理需要[1]。由于水利工程施工人员分散的特殊性,管理难度较大,因而系统的安全管理理论必不可少。水利工程施工环境较为艰苦、流动性较大,施工人员业余生活较为枯燥乏味,施工单位应给予人文关怀,使员工身心愉悦,增加凝聚力,进而减少安全隐患。施工企业需注重水利工程全方位的安全管理工作,使得工程的安全系数整体处于优化状态[2]。
山底村计算用水规模:
结合山底村当地发展情况确定,设计年限为 15 年。
a.设计人口
设计用水居民人数
P=P,(1+r)^15 p=530(1+0.003)^15=554 人
P- 供水范围内的现状常人口数 =5230 人,其中包括无当地户籍的常住人口。
y- 设计年限内人口的自然增长率 3‰
n- 工程设计年限 15 年;
b.居民生活用水量
W=Pq/1000
W=554×65.00/1000=36.01(m3 /d)
P- 设计用水居民人数 554 人
q- 用水定额标准(升 / 日)
c.饲养畜禽用水量
猪 =85×50/1000=4.25(m3 /d)
于 4312X
d.管网漏失水量和未预见水量取上述用水量之和的 10%=4. 03(m3 /d)
e.供水规模
供水规模(即最高日供水量)Q=44.29(m3 /d),根据《村镇供水技术规范》第 3.1.9 条的要求,结合当地实际情况取,Ka=1.3,加大日用水量 Q 大 =KQ=1.3×44.29m3 /d=57.58(m/d),Km=3 加大时用水流量 Q 时 =K 时×Q 大 /24=3×57.58/24=7.19m3 /h=1.99L/s。山底村在村子的正北二公里处有一个泉眼,利用直角三角堰自由出流的流量计算公式 Q=1.4H^5/2 {式中 H- 堰上水头(米)Q- 渗透流量(米 3 / 秒}测得两次数据如下:冬天 10 月份一次,开春五月份一次,分别测得数据为和 2.1L/s 和 2.39L/s,在山底村农村饮水工程中引泉流量使用直角三角堰的方法如下:a.根据水流速度和水量在抽取的水前方做一条平流水道, 在野外直接使用铁锹取土做出两条水沟即可,沟内尽量平整,以使水流无增加的重力势能而加快流速。水沟的长度根据水流流速适当做出, 保证水流稳定。b.在所做水沟的尽头放上三角堰,并固定三角堰, 三角堰竖直放置,使水流方向与三角堰竖直面垂直,并且使三角堰的直角基本处于水沟地面。步骤阅读。c.现在就要做一个大小合适的三角堰,取一块三夹板,用尺子量好角度,并用铅笔划线, 画出要裁线,用锯锯掉一个直角三角形,一个三角堰就做好了。
d.按上面的要求放好三角堰,并固定好,在野外直接使用土进行固定。让水流进行到基本清澈时,便可进行测量了,如果水沟底土较软,容易冲走,可在所做水沟地面垫上一层塑料薄膜。e. 在三角堰处,使用尺子垂直放在三角堰的直角上,读出三角堰的直角处到水面的高度值 h。
f.根据三角堰计算流量的经验公式 Q=C*h^(5/2)。其中 Q 是要计算的流量 (L/s),h 是水深 (cm),C 是随 h 变化的系数, 一般取 0.014。也可查表,使用三角堰的流量与高度关系的计算表。两种方法都可以估算出水流的流量。
2 结论
直角三角堰在农村饮水工程中有广泛的应用,是一种基本的测量方法,是保证居民用水量的重要测量方法,也是防止烂尾工程,节省国家工程资金的有效途径,是值得推广的一种好方法。
参考文献
[1]张宏,姜耿锁.水利工程施工质量有效管理措施初探[J].陕西水利,2010(2):69-70.
[2]刘海娟.水利工程施工的安全管理探讨[J].河南水利与南水北调,2011(20):33.
作者简介:王文常(1977,11,13-),男,山东沂南人,大学本科,高级工程师,从事水利水电工程工作,现供职于黑龙江省牡丹江市阳明区磨刀石镇水利站。
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