Q_配=K_hQ_设/24   （1）

在上述公式中，Q_配为饮水工程的配水管网设计流量，Q_设设为配水管网的设计供水能力，按最高日用水量计算。K_h为用水量的时变化系数，与实际供水工程的供水规模和方式有关，可按照表2确定全日供水工程的时变化系数。

表2 全日供水工程的时变化系数

 

4.2人均用水当量

人均用水当量的计算公式为：

q₀=（Q_配-∑Q_焦）/P    (2)

在上述公式中，q₀为人均用水当量，其单位为m³/h·人，Q_配为饮水工程的配水管网设计流量，其单位为m³/h。∑Q_焦为各种用水单位最高时用水量相加之和，其单位与Q_配一样，也为m³/h。P为用水地区总人口。

4.3节点出流量

节点出流量是配水管网设计的一个重要因子^[3]。工作人员在绘制管网水力计算图过程中，节点可以以小圆圈表示，即为配水管网的折点、用水点以及集中出流点。在配水管网中，每个节点的出流量主要包括两个部分，其一是综合用水出流量，其流量值为人均用水当量与配水管道该节点供水人数两者的乘积；其二是集中出流量，这是为各个用水单元的最高时用水量。配水管网的最高日最高时用水量等于配水管网的所有节点出流量累积之和。

4.4配水管段设计流量

管网中所有管段的沿线出流量之和应等于最高日最高时用水量。管段设计流量的具体计算方法为：若配水管网设计为树枝状，则管网设计流量为本配水管段下游各个配水管段的出流量累加结果；若配水管网设计为环状，则配水管段设计流量与管网平差有关（环状管网的管段设计流量，应通过管网平差计算确定）。将各段管段的设计流量标注在管网水力计算图上。

4.5管道内径的计算

在配水管网设计中，配水管道内径由一下公式确定：

D=(4Q/V_eπ)1/2 （3）

在上述公式中，D为配水管道的计算内直径，其单位为m。Q和V_e分别为管段设计流量和经济流速，其单位均分别为m³/s和m/s。其中的经济流速确定时需要综合考虑安全饮水工程当地的管材单价、电费以及人工费用等。经济流速与管道内径基本成正比关系，管径较大则经济流速大，管径较小则经济流速小^[5]。干线配水管道流速范围为0.5-0.75m/s，支线配水管道流速范围为0.75-1.0m/s。有的配水管道需要设置消防栓设备，则应保持其内径大于等于0.1m。

4.6配水管道水头损失计算

在计算配水管道水头损失时，应充分考虑两个方面的因素，其一是沿程水头损失，h_f=h₁＋h₂，h₁=i L。其二是局部水头损失h₂，这部分损失可按平配水管道沿程水头损失大约10%的值进行计算。

PE管水力坡度可按公式（4）计算：

        （4）

其中Q_设、d_j、i分别为管段计算流量、计算内径以及水利坡度。

钢管、铸铁管的水力坡度可按公式（5）和（6）计算：

ν＜1.2m/s    （5）

ν≥1.2m/s    （6）

其中v、d_j、h₁、h₂、L分别为管内流速、管道内径、沿程水头损失、局部水头损失和管长。

4.7标注配水管网水力计算图

标注配水管网水力计算图，应根据农村安全饮水工程的地形图或实际测量结果，合理确定配水管道各节点的地面高程，并标注在配水管网水利计算图上。标注结果如图1所示。

 

图1 配水管网水力计算标准图

4.8确定其他必要参数

对最不利点的自由水头以及各节点的水压线标高进行合理的确定。最不利点的自由水头的确定应根据建筑高度确定，单层建筑5-10m，二层建筑10-12m，以后每增一层则增加3.5-4.0m。将最不利点的水压线标高确定，然后下游节点向上游节点推算，上游节点水压线标高为下游节点水压线标与上管段的总水头损失累加之后，余者依此类推。

5.结语

总之，农村安全饮水工程是一项系统、复杂的工程，涉及范围较广，其中配水管网的设计工程是农村安全饮水工程的重要环节，关系到安全饮水工程的成败。实施安全饮水工程，有效改善当地群众的生活条件和卫生状况，不断提高农民群众的活水平质量，具有必需性。

【参考文献】

[1]王晶晶、王永强.然村供水工程配水管网设计—以郑州市航空港区刘庄、辛庄为例[J].河南科技,2011,(09):141-142.

[2]齐学斌、张志刚、杨保安.农田输配水管网设计研究现状及发展趋势[J].西北水资源与水工程,2012,(09):41-43.

[3]王伟华、陆岩、许明辉.杜尔伯特县农村饮水安全工程配水管网水力计算 [J].黑龙江水利科技,2013,(01):31-32.