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1.1施工方案
20家子鎮(zhèn)農(nóng)村飲水安全工程實(shí)施方案由以下幾個(gè)部分組成:
1)工程由朝陽(yáng)縣水利勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)進(jìn)行設(shè)計(jì),如涉及設(shè)計(jì)變更,由朝陽(yáng)縣水利局提出后,根據(jù)實(shí)際情況給出解決方案。
2)朝陽(yáng)縣水利局人飲處對(duì)供水工程進(jìn)行監(jiān)督管理,包括施工進(jìn)度及施工隊(duì)伍管理,協(xié)調(diào)各項(xiàng)工作,確保工程順利開展。
3)二十家子鎮(zhèn)政府負(fù)責(zé)供水工程的建設(shè)及自籌資金,并協(xié)調(diào)管路鋪設(shè)、配電等問題,如管路穿越各種障礙,高、低壓線路架設(shè)等。
4)施工單位由朝陽(yáng)縣水利局人飲處和二十家子鎮(zhèn)政府共同商定,確保施工質(zhì)量和進(jìn)度。不同分項(xiàng)工程可選擇不同施工隊(duì)伍,各分項(xiàng)工程施工前,由建設(shè)單位和施工單位簽訂合同,實(shí)行獎(jiǎng)懲制度,具體由甲乙雙方共同商定。
5)監(jiān)理單位負(fù)責(zé)質(zhì)量監(jiān)督控制。
1.2施工進(jìn)度
朝陽(yáng)縣二十家子鎮(zhèn)農(nóng)村飲水安全工程根據(jù)工程的特點(diǎn)和實(shí)際情況,工程施工于2009年4月開工,11月16日竣工通水,具體安排如下:水源工程4月19日—5月10日;管溝開挖、管網(wǎng)安裝、管溝回填4月19日—5月30日;泵房、辦公樓及院墻4月21日—10月15日;輸配電及機(jī)泵安裝4月6日—6月1日;管網(wǎng)打壓試驗(yàn)及驗(yàn)收10月15—11月15;正式供水11月16。
2.3施工技術(shù)要求
1.3.1水源井工程
在打井前,對(duì)井址應(yīng)進(jìn)行物探找水,根據(jù)探測(cè)結(jié)果,確定是否需鉆井,鉆井深度、孔徑及壁管、濾水管及成井工藝滿足設(shè)計(jì)要求,要打完整井并做抽水試驗(yàn)。
1.3.2管網(wǎng)施工
管網(wǎng)開挖安裝按設(shè)計(jì)管線方向先放線,后開挖,溝底要平直,開挖深度必須保證埋管后管頂距地面1.5m以上,以防凍漲。管道連接,管材為PVC塑料管采用工程膠承插連接,PE管用管件件螺紋連接,進(jìn)戶立管采用彎頭、管箍、內(nèi)接、閘閥、水嘴、水表等絲扣纏麻連接。管道回填,分兩次進(jìn)行,第一次回填厚度大約30cm的松土,避免回填磚頭、石塊、瓦塊等硬質(zhì)物質(zhì),防止砸破管身,等打壓試水管道沒有漏水問題后在進(jìn)行回填完。
1.3.3土建工程
施工時(shí)除應(yīng)滿足設(shè)計(jì)本身的要求外,還要按專項(xiàng)施工驗(yàn)收規(guī)范要求施工。
1.3.4輸配電工程
工程按“電氣裝置安裝工程與驗(yàn)收”規(guī)范進(jìn)行。施工中要按照設(shè)計(jì)要求和國(guó)家有關(guān)規(guī)定施工,施工單位不得擅自改變,如需要改變時(shí),需和設(shè)計(jì)部門取得商議,經(jīng)同意后方可變更,施工單位要精心組織,優(yōu)質(zhì)施工,爭(zhēng)取創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)工程。
1.3.5管路通過(guò)特殊地形的處理
本次設(shè)計(jì)涉及管路跨越軍用光纜和公路,軍用光纜為光纜,距地面1.5m,而設(shè)計(jì)管路溝需開挖1.7m深,為了保證光纜在供水運(yùn)行時(shí)不受影響,保證埋管頂部與光纜底部距離≥50cm,底坡坡比≤1∶100。當(dāng)管路溝開挖到光纜保護(hù)區(qū)位置時(shí)應(yīng)提前通知其管理部門,由朝陽(yáng)縣水利局人飲處及二十家子政府共同和光纜管理部門協(xié)商,管路溝開挖時(shí)光纜管理部門必須在場(chǎng),人工試探開挖,避免破壞光纜??绻穯栴}可由朝陽(yáng)縣水利局人飲處及二十家子政府和交通部門協(xié)商,開挖回填后恢復(fù)原路面。本次設(shè)計(jì)不涉及管路跨越較深溝壑,實(shí)際坡度較大的也可根據(jù)地形按管路頂距地面1.5m的要求沿坡挖填。
2工程管理
2.1建設(shè)期管理
2.1.1組織管理
為了加強(qiáng)二十家子鎮(zhèn)供水工程建設(shè)期間的管理,縣政府成立了二十家子鎮(zhèn)供水工程指揮部,由副縣長(zhǎng)任總指揮,成員單位有水利局、財(cái)政局、發(fā)改委、國(guó)土局、建設(shè)局、農(nóng)電局、衛(wèi)生局、交通局、林業(yè)局、物價(jià)局和二十家子鎮(zhèn),指揮部下設(shè)辦公室,辦公室設(shè)在二十家子鎮(zhèn)政府,二十家子鎮(zhèn)長(zhǎng)擔(dān)任辦公室主任。各成員單位職責(zé)是:水利局負(fù)責(zé)工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)及施工技術(shù)指導(dǎo)工作;財(cái)政局負(fù)責(zé)資金配套及劃撥工作;發(fā)改委負(fù)責(zé)項(xiàng)目立項(xiàng)工作;國(guó)土局負(fù)責(zé)辦理建設(shè)用地的征占地手續(xù);建設(shè)局負(fù)責(zé)小城鎮(zhèn)規(guī)劃工作;農(nóng)電局負(fù)責(zé)輸配電工作;衛(wèi)生局負(fù)責(zé)水質(zhì)檢測(cè)化驗(yàn)工作;交通局負(fù)責(zé)管道跨路工作;林業(yè)局負(fù)責(zé)辦理占用林地等相關(guān)手續(xù);物價(jià)局負(fù)責(zé)用水核價(jià)工作;二十家子鎮(zhèn)政府負(fù)責(zé)整個(gè)工程實(shí)施及后期管理工作。
2.1.2資金管理
2.1.2.1建設(shè)期資金管理
為確保工程資金規(guī)范使用,要建立資金監(jiān)管制度,加強(qiáng)建設(shè)資金管理,建立資金專賬,實(shí)行縣級(jí)報(bào)賬制,專款專用,封閉運(yùn)行等措施;及時(shí)撥付資金以保證工程的順利實(shí)施。
2.1.2.2資金籌措
根據(jù)國(guó)家有關(guān)政策及2009年農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施方案,本著誰(shuí)受益誰(shuí)投資國(guó)家按比例給予一定扶持的原則,該項(xiàng)工程總投資483.07萬(wàn)元。
2.1.3質(zhì)量與進(jìn)度管理
2.1.3.1嚴(yán)格工程建設(shè)程序
成立項(xiàng)目建設(shè)管理機(jī)構(gòu),承擔(dān)起工程建設(shè)任務(wù)。打井工程實(shí)行招投標(biāo),擇優(yōu)確定施工隊(duì)伍。對(duì)工程主要材料,實(shí)行集中統(tǒng)一招標(biāo)采購(gòu),其產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)家有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)要選擇有一定資質(zhì)的監(jiān)理機(jī)構(gòu),對(duì)工程實(shí)施全程監(jiān)理。
2.1.3.2規(guī)范工程施工
工程開工后,要嚴(yán)格按照水利工程基本建設(shè)程序進(jìn)行管理,實(shí)行項(xiàng)目法人制、招投標(biāo)制、工程監(jiān)理制和合同制管理。
2.2建后運(yùn)行管理
工程竣工后,本著“誰(shuí)受益、誰(shuí)建設(shè),誰(shuí)投資、誰(shuí)管理”的原則,明晰工程產(chǎn)權(quán),落實(shí)管理主體,制定工程管理、維修、水費(fèi)計(jì)收、水源保護(hù)等管理制度,由縣物價(jià)部門統(tǒng)一確定水價(jià),確保項(xiàng)目良性運(yùn)行,保證工程可持續(xù)利用和發(fā)展。建議成立供水公司,編制為副科級(jí)事業(yè)單位,人員由管水員2名、維修人員2名、電工1名組成,建議從水利局干部職工中抽調(diào)。
3水源保護(hù)措施
根據(jù)朝陽(yáng)縣衛(wèi)生部門飲用水水質(zhì)檢測(cè)和2009年朝陽(yáng)縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)報(bào)告分析,二十家子鎮(zhèn)水源水質(zhì)和供水水質(zhì)均達(dá)到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。飲用水水源保護(hù)區(qū)的設(shè)置和污染防治已納入當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃和水污染防治規(guī)劃。該地區(qū)的飲用水水源保護(hù)區(qū)的設(shè)置和污染防治已納入有關(guān)流域、區(qū)域、城市的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃和水污染防治規(guī)劃。從解決二十家子鎮(zhèn)水資源存在的突出問題為出發(fā)點(diǎn),綜合運(yùn)用法律、行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)信息手段,為確保水資源的可持續(xù)利用,又能讓百姓吃上放心水,對(duì)水源保護(hù)采取如下措施。
3.1加強(qiáng)統(tǒng)管職能
在全鎮(zhèn)范圍內(nèi)建立統(tǒng)一、高效、協(xié)調(diào)的水資源保護(hù)管理體制。積極推進(jìn)水務(wù)改革,實(shí)行城鄉(xiāng)水務(wù)一體化管理。應(yīng)用新工藝和新技術(shù),提高節(jié)水、用水效率,實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源優(yōu)化調(diào)度和高效利用。
3.2飲用水源保護(hù)
在各級(jí)保護(hù)區(qū)及準(zhǔn)保護(hù)區(qū)內(nèi),禁止利用滲坑、滲井、裂隙、溶洞等排放污水和其他有害廢棄物;禁止利用透水層孔隙、裂隙、溶洞及廢棄礦坑儲(chǔ)存石油、天然氣、放射性物質(zhì)、有毒有害化工原料、農(nóng)藥等;實(shí)行人工回灌地下水時(shí)不得污染當(dāng)?shù)氐叵滤础T陲嬘盟叵滤锤骷?jí)保護(hù)區(qū)及準(zhǔn)保護(hù)區(qū)內(nèi),一級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi):禁止建設(shè)與取水設(shè)施無(wú)關(guān)的建筑物;禁止從事農(nóng)牧業(yè)活動(dòng);禁止傾倒、堆放工業(yè)廢渣及城市垃圾、糞便和其他有害廢棄物;禁止輸送污水的渠道、管道及輸油管道通過(guò)本區(qū);禁止建設(shè)油庫(kù);禁止建立墓地。二級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi):對(duì)于潛水含水層地下水水源地,禁止建設(shè)化工、電鍍、皮革、造紙、制漿、冶煉、放射性、印染、染料、煉焦、煉油及其他有嚴(yán)重污染的企業(yè),已建成的要限期治理,轉(zhuǎn)產(chǎn)或搬遷;禁止設(shè)置城市垃圾、糞便和易溶、有毒有害廢棄物堆放場(chǎng)和轉(zhuǎn)運(yùn)站,已有的上述場(chǎng)站要限期搬遷;禁止利用未經(jīng)凈化的污水灌溉農(nóng)田,已有的污灌農(nóng)田要限期改用清水灌溉;化工原料、礦物油類及有毒有害礦產(chǎn)品的堆放場(chǎng)所必須有防雨、防滲措施。對(duì)于承壓含水層地下水水源地,禁止承壓水和潛水的混合開采,作好潛水的止水措施。準(zhǔn)保護(hù)區(qū)內(nèi):禁止建設(shè)城市垃圾、糞便和易溶、有毒有害廢棄物的堆放場(chǎng)站,因特殊需要設(shè)立轉(zhuǎn)運(yùn)站的,必須經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn),并采取防滲漏措施;當(dāng)補(bǔ)給源為地表水體時(shí),該地表水體水質(zhì)不應(yīng)低于《GB3838—88地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn);不得使用不符合《GB5084—85農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的污水進(jìn)行灌溉,合理使用化肥。保護(hù)水源林,禁止毀林開荒,禁止非更新砍伐水源林。飲用水水源保護(hù)區(qū)污染防治的監(jiān)督管理縣級(jí)環(huán)境保護(hù)部門會(huì)同有關(guān)部門作好飲用水水源保護(hù)區(qū)的污染防治工作并根據(jù)當(dāng)?shù)厝嗣裾C布的地方飲用水水源保護(hù)區(qū)污染防治管理規(guī)定。各級(jí)人民政府應(yīng)采取措施,開展飲用水源保護(hù)的科學(xué)技術(shù)研究,推廣使用先進(jìn)的水污染防治和水源保護(hù)實(shí)用技術(shù),鼓勵(lì)清潔生產(chǎn)。因突發(fā)性事故造成或可能造成飲用水水源污染時(shí),事故責(zé)任者應(yīng)立即采取措施消除污染并報(bào)告當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)供水、衛(wèi)生防疫、環(huán)境保護(hù)、水利、地質(zhì)礦產(chǎn)等部門和本單位主管部門。由環(huán)境保護(hù)部門根據(jù)當(dāng)?shù)厝嗣裾囊蠼M織有關(guān)部門調(diào)查處理,必要時(shí)經(jīng)當(dāng)?shù)厝嗣裾鷾?zhǔn)后采取強(qiáng)制性措施以減輕損失。
3.3技術(shù)服務(wù)
一、農(nóng)村飲水安全工程安全管理現(xiàn)狀
工程施工安全是勞動(dòng)者的安全和健康的保障,是促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的基本保證,也是保證社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展、進(jìn)一步實(shí)行改革開放的基本條件。然而近期全國(guó)各地特大安全事故頻發(fā)。這些事故不但造成國(guó)家財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡,而且在社會(huì)上造成非常惡劣的影響。近幾年來(lái),全國(guó)各地農(nóng)村飲水安全工程都取得了一定的成效,但在工程施工安全管理工作方面依然存在著一些隱患。主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:
(一)安全意識(shí)不強(qiáng)
施工過(guò)程中因工序多,不確定因素較多,再加上管理分散,盡管在施工前就制定了各種規(guī)章制度和安全技術(shù)交底等工作,但在具體管理上,仍有部分措施無(wú)法到位,這樣就造成了很多安全隱患。如有些管槽開挖后,沒有任何警示標(biāo)志,任由路人隨意行走,認(rèn)為這些只是小事,太過(guò)專注未免小題大做,反正這種情況普遍存在而從來(lái)都沒有出現(xiàn)過(guò)問題,存在一種僥幸心理。
(二)農(nóng)村飲水安全工程有著特殊的施工環(huán)境
由于農(nóng)村飲水安全工程具有涉及面廣、工程分散等特點(diǎn)而且施工環(huán)境比較復(fù)雜,如加壓站房土建施工、挖掘機(jī)施工、PE管焊接、管道鋪設(shè)等大都在主要干道旁邊,來(lái)往人員密集,無(wú)形之中就給安全管理工作增加了不少難度,同時(shí)工程的安全配套設(shè)施不齊全,這些都成為安全管理中的一個(gè)個(gè)薄弱環(huán)節(jié),也給農(nóng)村飲水安全工程施工安全管理帶來(lái)了很大的難度。
二、提高農(nóng)村飲水安全工程安全管理工作水平的措施
(一)宣講工程安全管理的重要性
很多管理者說(shuō)工程的管理不好做,這往往是管理者沒有正確認(rèn)識(shí)到安全管理的重要性。想要將安全管理抓好,首先需要提高安全教育的認(rèn)識(shí),將安全教育放在首要位置,通過(guò)分析工程施工中存在的一些典型的安全案例,從而提高安全管理人員的危險(xiǎn)意識(shí),增強(qiáng)自身的工作責(zé)任心。而對(duì)于農(nóng)村飲水安全工程的安全教育,應(yīng)倡導(dǎo)以預(yù)防為主,做好先期的治理,確保工程防范措施的到位。在安全教育中,應(yīng)采取多管齊下的措施,不僅要抓好安全培訓(xùn)和常規(guī)性的教育,還要將安全會(huì)議等講義重點(diǎn)明確,加強(qiáng)宣傳的效果。在安全教育中,應(yīng)讓安全教育具有知識(shí)型、趣味性,要懂得寓教于樂,雖然人數(shù)不多,但是安全管理知識(shí)的教育不在于人數(shù),而在于“精”。
(二)以人為本的安全管理
管理的主體是人,客體也是人;管理的原動(dòng)力是人,最終目標(biāo)還是人。在農(nóng)村飲水安全工程得以安全運(yùn)行的過(guò)程里,人的心理素質(zhì)、安全素質(zhì)、文化素質(zhì)等等占據(jù)了主導(dǎo)地位,人的行為貫穿于農(nóng)村飲水安全工程的每一個(gè)細(xì)節(jié)部分。所以,在農(nóng)村飲水安全工程的安全管理中:首先,要推行以人為本的措施,保障下屬人員的切實(shí)利益,讓職工有一種歸屬感,最終形成“命運(yùn)共同體”的安全管理,從而推動(dòng)安全管理的不斷改善;其次,實(shí)行科學(xué)化、民主化的管理,要懂得激勵(lì)每一位員工,充分尊重和考慮每一位員工提出的意見,這也是有利于農(nóng)村飲水安全工程管理的有效措施。
(三)實(shí)行農(nóng)村飲水安全工程安全管理責(zé)任制度
想要保障農(nóng)村飲水安全工程能夠安全的運(yùn)行,需要堅(jiān)持走群眾路線,形成一種“安全工作,人人有責(zé)”的共識(shí),將農(nóng)村飲水安全工程的專業(yè)化管理與群眾管理相結(jié)合,在專業(yè)化安全管理人員的職能能夠得到有效發(fā)揮的同時(shí),吸引所有的員工參與到安全管理當(dāng)中來(lái),提高員工安全工作的積極性,將農(nóng)村飲水安全工程的安全管理制度真正的落到實(shí)處。在農(nóng)村飲水安全工程安全管理中,一定要將各個(gè)方面人員的具體任務(wù)及責(zé)任劃分清楚。每一個(gè)人應(yīng)當(dāng)做什么,應(yīng)當(dāng)負(fù)責(zé)哪一方面,防止出現(xiàn)問題而無(wú)人問津,面對(duì)問題相互推諉。針對(duì)施工操作規(guī)程,制定出切實(shí)可行的安全生產(chǎn)責(zé)任狀,讓每一位安全管理人員和施工人員都不敢掉以輕心,從而保證整個(gè)工程的安全管理水平得到提高。
(四)加強(qiáng)改進(jìn)作業(yè)環(huán)境
面對(duì)農(nóng)村飲水安全工程特殊的施工環(huán)境,在加壓站房土建施工、挖掘機(jī)施工、PE管焊接、管道鋪設(shè)這些工序施工前,應(yīng)該合理的利用現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地,科學(xué)規(guī)劃,針對(duì)施工場(chǎng)地靠近主要干道的實(shí)際情況,確?,F(xiàn)場(chǎng)道路暢通,切實(shí)保障來(lái)往群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全,盡量避免不必要的臨時(shí)設(shè)施搭建。在劃分施工現(xiàn)場(chǎng)的功能區(qū)域時(shí),應(yīng)合理劃分并保持出一定的安全距離,避免非工作人員誤入,在危險(xiǎn)處標(biāo)示或者懸掛安全警示牌。在施工的過(guò)程中,還應(yīng)該實(shí)行封閉式管理,設(shè)置防護(hù)措施,堅(jiān)決做到不留缺口,盡量將施工現(xiàn)場(chǎng)與周邊環(huán)境隔離開來(lái),避免施工影響到周邊環(huán)境。此外,還應(yīng)安排相關(guān)人員進(jìn)行值班巡邏,以求萬(wàn)無(wú)一失。
(五)提高農(nóng)村飲水安全工程安全管理的科技含量
隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用,安全管理信息的處理也在不斷的加快,使農(nóng)村飲水安全工程安全管理由定性逐漸走向定量。目前,安全監(jiān)控系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)和各種安全防范技術(shù)設(shè)備已經(jīng)在各類水利工程管理中廣泛應(yīng)用,但是考慮到筆者所在的管理還比較原始,所以只有不斷加強(qiáng)每一位員工的相關(guān)專業(yè)知識(shí)的科學(xué)技術(shù)水平,將原始的管理方式擺脫,以科學(xué)的管理去保證工程的安全。
(六)建立安全生產(chǎn)管理保證體系并制定切實(shí)有效地應(yīng)急措施和預(yù)案
1.1農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的選址不規(guī)范農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的選址不規(guī)范是工程建設(shè)中存在的重要問題。在進(jìn)行農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)時(shí),要對(duì)工程所在地進(jìn)行詳細(xì)地考察,在對(duì)當(dāng)?shù)厮馁Y料和地質(zhì)勘測(cè)情況進(jìn)行詳細(xì)了解的基礎(chǔ)上進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)和制定,這樣才能夠保障工程建設(shè)的質(zhì)量。但是,在目前農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)中,施工方案的制定往往存在很大的隨意性,不能夠詳細(xì)了解工程所在地的基本情況。而且,在施工過(guò)程中,往往存在隨意更換建設(shè)地點(diǎn)的狀況。導(dǎo)致工程建設(shè)所在地的水質(zhì)不符合飲用標(biāo)準(zhǔn),或者將工程所在地選在有污染源的地方,造成飲水存在安全隱患。
1.2農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)質(zhì)量不合格農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)質(zhì)量不合格也是農(nóng)村用水安全工程存在的重要問題。首先,在農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)中,施工單位的資質(zhì)存在嚴(yán)重的問題,在工程實(shí)施過(guò)程中不能夠嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行相關(guān)操作,影響了工程的質(zhì)量;其次,在施工過(guò)程中,存在不負(fù)責(zé)任的操作行為,使得施工中的相關(guān)參數(shù)達(dá)不到質(zhì)量的要求,如打井深度達(dá)不到要求、輸水管道的管徑不符合要求、施工完成后不能夠?qū)λ|(zhì)進(jìn)行合理的檢測(cè)等等,從而,導(dǎo)致飲水安全工程建設(shè)的質(zhì)量達(dá)不到應(yīng)有的要求。
1.3農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)沒有充分考慮飲水設(shè)施的可利用性對(duì)飲水設(shè)施的可利用性考慮不充分也是農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的主要問題。在當(dāng)前飲水安全工程建設(shè)中,由于管理不善,導(dǎo)致飲水安全工程建設(shè)多部門管理的狀況,出現(xiàn)多頭申報(bào)來(lái)套取國(guó)家資金的狀況。而且在建設(shè)的過(guò)程中,多部門參與,一方面導(dǎo)致建設(shè)的質(zhì)量不能夠保證,另一方面也導(dǎo)致在建設(shè)中出現(xiàn)工程建好后閑置的狀況,引起嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。而且,在工程結(jié)束后,對(duì)供水設(shè)備沒有進(jìn)行責(zé)任分管,很多飲水井露天放置,導(dǎo)致水質(zhì)污染現(xiàn)象嚴(yán)重。
1.4農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的資金支持不足農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的資金支持不足也是工程建設(shè)面臨的嚴(yán)重問題。首先,在對(duì)飲水安全工程所在地進(jìn)行前期勘察的過(guò)程中,由于國(guó)家對(duì)勘察的資金設(shè)置不足,影響了勘察工作的進(jìn)行,導(dǎo)致工程建設(shè)在沒有有效勘察地質(zhì)及水文的基礎(chǔ)上進(jìn)行,嚴(yán)重影響了工程的質(zhì)量;其次,工程在建設(shè)的過(guò)程中,由于專項(xiàng)資金不足,導(dǎo)致工程所用材料及設(shè)備達(dá)不到應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn),施工粗糙,嚴(yán)重影響著工程的質(zhì)量;再者,工程建設(shè)完成后,由于資金不足而不能夠做好驗(yàn)收工作,沒有有效的水質(zhì)監(jiān)測(cè),從而導(dǎo)致水質(zhì)不達(dá)標(biāo),影響飲水安全工程建設(shè)的初衷。
1.5農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的運(yùn)行成本過(guò)高運(yùn)行成本過(guò)高是農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)中的又一重要問題。一方面,對(duì)于農(nóng)民來(lái)講,由于考慮資金狀況,而不愿意使用工程建設(shè)后的安全用水,導(dǎo)致資源浪費(fèi);另一方面,在進(jìn)行飲水安全工程建設(shè)時(shí)無(wú)論是征地,還是進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)及繳納相關(guān)的稅費(fèi),都需要資金投入。而農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的管線一般比較長(zhǎng),成本也就相應(yīng)地會(huì)升高。而農(nóng)民的承受能力有限,不愿意投入資金來(lái)?yè)Q取安全的水資源。因此,運(yùn)行成本高也影響著飲水安全工程建設(shè)的運(yùn)行效果。
2加強(qiáng)農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的措施分析
2.1建立完善的管理體制和良好運(yùn)行機(jī)制建立完善的管理體制和良好的運(yùn)行機(jī)制是做好農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的重要措施。首先,要明確飲水安全工程的所有權(quán),充分調(diào)動(dòng)農(nóng)民的積極性,將工程建好后的管理落實(shí)到每家每戶。在保障工程建設(shè)過(guò)程權(quán)責(zé)明確的同時(shí),對(duì)工程維護(hù)的責(zé)任也要進(jìn)行劃分,以實(shí)現(xiàn)有效的管理;其次,對(duì)于工程建設(shè)的管理人員及技術(shù)人員,要進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn),確保其能夠達(dá)到工程建設(shè)所需的管理水平及技術(shù)水平,避免流于形式的管理現(xiàn)象;再者,針對(duì)農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的規(guī)模不大的情況,可以將幾個(gè)存在劃片,由一個(gè)施工團(tuán)隊(duì)來(lái)完成,避免建設(shè)過(guò)程中的資金分散及管理失控;另外,在工程建設(shè)完成后,綜合各種因素的基礎(chǔ)上,進(jìn)行水費(fèi)的核算,在農(nóng)民承受的范圍之內(nèi)進(jìn)行合理地收費(fèi),以保障運(yùn)行的有效性。
2.2建立科學(xué)合理的水質(zhì)檢測(cè)體系建立科學(xué)合理的水質(zhì)檢測(cè)體系是做好農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的基礎(chǔ)。首先,在選址時(shí)要避開污染嚴(yán)重的水源區(qū)域,在保護(hù)農(nóng)村水源的基礎(chǔ)上進(jìn)行工程的實(shí)施;其次,在工程實(shí)施之前要對(duì)工程所在地的水質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè),以保障水質(zhì)符合飲用的標(biāo)準(zhǔn),確保工程建成后農(nóng)民用水的安全性;再者,工程建成后要建立水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)用水進(jìn)行有效的管理及維護(hù),以保障供水的安全性。另外,還要加強(qiáng)農(nóng)民的安全用水意識(shí),積極配合水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的落實(shí)。
2.3加強(qiáng)對(duì)農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的管理加強(qiáng)對(duì)農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的管理是促進(jìn)工程順利實(shí)施的保障。首先,建立完善的工程建設(shè)管理制度,有效地約束工程建設(shè)過(guò)程中施工人員的行為,避免偷工減料及不負(fù)責(zé)任的施工現(xiàn)象;其次,設(shè)置可行的工程管理流程,對(duì)工程的選址、方案制定、工程施工及驗(yàn)收等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行梳理,確保工程建設(shè)有據(jù)可依;再者,加強(qiáng)對(duì)施工過(guò)程的監(jiān)督,避免不合理的施工操作存在,及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程存在的問題并進(jìn)行合理的控制。
2.4加大對(duì)農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的資金支持加大資金支持是保障農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)順利實(shí)施的重要舉措。一方面,勘察結(jié)算工程,保障資金的投入,以促進(jìn)勘察工作的有效開展,避免勘察不嚴(yán)而留下的隱患;另一方面,在工程實(shí)施階段也要保障資金的充足,以促進(jìn)工程的順利實(shí)施,保障工程建設(shè)的質(zhì)量;另外,在工程建成后,還要投入一定的維護(hù)資金,以促進(jìn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)及后續(xù)維護(hù)的有效開展,切實(shí)保證農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的效果實(shí)現(xiàn)。
3結(jié)語(yǔ)
(1)農(nóng)村飲水工程供水高峰期集中,管網(wǎng)末端供水保證率低、供水困難,經(jīng)常無(wú)水可供。
根據(jù)居民生活習(xí)慣,每天有早(8∶00~10∶00點(diǎn))、中午(13∶00~15∶00點(diǎn))、晚(19∶00~23∶00點(diǎn))3個(gè)用水高峰期,也是居民做飯、洗滌、洗浴的集中時(shí)段,在這3個(gè)用水高峰期,需水量十分集中。根據(jù)規(guī)范要求,樹枝狀管網(wǎng)按“輸配水管”和用水人口計(jì)算流量,一般采用在首部一次加壓后向整個(gè)供水區(qū)供水,或采用分級(jí)加壓的方式向供水區(qū)供水,輸水干管按輸配水管計(jì)算,分段選定管徑后,計(jì)算沿線各管段流量、水頭損失和各分水節(jié)點(diǎn)的水壓值。若管線越長(zhǎng),分水節(jié)點(diǎn)就越多,分水節(jié)點(diǎn)越多,分配的水量就越大,這樣就造成輸配水干管自上而下每通過(guò)一個(gè)分水節(jié)點(diǎn),水壓和流量呈遞減的趨勢(shì),上游沿線可以按所需水量用水,下游干管水量就會(huì)逐漸減少,水壓逐步下降,管網(wǎng)末端就會(huì)出現(xiàn)始終無(wú)水可供或供水壓力不足等現(xiàn)象。即使在不用水的其他時(shí)段,水源補(bǔ)充因受管內(nèi)存水量的限制,管內(nèi)充滿后,水源工程基本上不供水,這樣就達(dá)不到工程24h供水的設(shè)計(jì)要求。造成用水高峰期供水量不足,低峰期用水戶不用水的現(xiàn)象。這是樹枝狀管網(wǎng)長(zhǎng)距離輸水管網(wǎng)末端供不上水的關(guān)鍵原因。
(2)管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)中時(shí)變化系數(shù)偏小,輸配水管徑不能滿足用水要求。
由于農(nóng)村供水工程與城市供水工程最大的差別是農(nóng)村供水工程不考慮綠化用水,而且工業(yè)用水量相對(duì)較小,流動(dòng)人口相對(duì)較少,用水高峰期集中且用水量較大,其它時(shí)段用水量較少,峰谷差值較大。按居民生活用水習(xí)慣,早、中、晚3個(gè)用水高峰期約8h左右,占全天24h的1/3,時(shí)變化系數(shù)應(yīng)等于或大于3.0才能滿足輸配水管徑設(shè)計(jì)和用水戶用水的要求。根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,村鎮(zhèn)供水工程管網(wǎng)水力學(xué)計(jì)算時(shí)變化系數(shù)隨工程供水規(guī)模而定,供水規(guī)模在1000m3/d以上,時(shí)變化系數(shù)在1.6~2.2之間,規(guī)模越大,時(shí)變化系數(shù)越小,規(guī)模越小,時(shí)變化系數(shù)越大。這樣就造成規(guī)模越大的水廠時(shí)變化系數(shù)越小,輸配水管徑就小,在用水高峰期輸配水能力不足的現(xiàn)象就越突出。而小水廠為什么在用水高峰期管網(wǎng)末端壓力不足的問題不很突出,其主要原因時(shí)變化系數(shù)取值較大,管徑設(shè)計(jì)相對(duì)較大,水壓影響相對(duì)較小。
(3)調(diào)蓄池的調(diào)蓄容量不足,不能滿足高峰期供水和低峰期調(diào)蓄的要求。
調(diào)節(jié)池容量大小是水源工程穩(wěn)定供水的前提。根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》7.0.2款的規(guī)定,“調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的有效容積,應(yīng)根據(jù)有可靠電源和可靠供水系統(tǒng)的工程,單獨(dú)設(shè)立的清水池和高位水池可按最高日用水量的20%~40%設(shè)計(jì),同時(shí),設(shè)置清水池和高位水池時(shí),清水池可按最高日用水量的10%~20%設(shè)計(jì),高位水池可按最高日用水量的20%~30%設(shè)計(jì)”。目前,新疆的飲水工程調(diào)蓄池多設(shè)置在水源工程和管網(wǎng)中下游,其總?cè)萘慷喟醋罡呷沼盟康?0%~40%設(shè)計(jì),水源工程調(diào)蓄池功能主要以調(diào)蓄和沉淀為主,其容量相對(duì)較大,而在管網(wǎng)中下游設(shè)置的調(diào)蓄池設(shè)計(jì)容量相對(duì)較小,未按用水低峰期水量全部蓄入調(diào)蓄池的容量要求設(shè)計(jì),這樣,就造成在用水高峰期調(diào)節(jié)容量不足,用水低峰期調(diào)蓄池又無(wú)足夠容量來(lái)調(diào)蓄,調(diào)蓄池蓄滿后水源供水中斷,工程供水量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。一是根據(jù)居民的生活習(xí)慣,在早、中、晚3個(gè)用水高峰期約占全天24h的30%,用水量約占全天用水量的90%以上,也就是說(shuō)調(diào)蓄池容量要滿足高峰期用水的需要,同時(shí),還要具備能調(diào)蓄低峰期來(lái)水的要求,調(diào)蓄池容量應(yīng)選擇日最高用水量70%以上,才能滿足供水要求。否則就會(huì)出現(xiàn)水池的水在高峰期很快被抽干,用水戶無(wú)水可供的現(xiàn)象。二是根據(jù)規(guī)范和工程運(yùn)行要求,水源工程必須24h供水,當(dāng)用水戶在用水低峰期或不用水時(shí),如果調(diào)蓄池調(diào)節(jié)容量不足,就會(huì)造成調(diào)蓄池溢水,水源工程停止向調(diào)蓄池供水,這樣供水量就達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。根據(jù)居民用水習(xí)慣,在用水低峰期和夜間不用水時(shí)總時(shí)段約占全天24h的70%,而這70%的水量需要儲(chǔ)存到調(diào)蓄池中,在用水高峰期向用戶供水。因此,調(diào)蓄池容量應(yīng)按該供水片區(qū)日供水量的70%考慮。
(4)水源工程水泵達(dá)不到額定流量,造成水源工程供水量達(dá)不到設(shè)計(jì)值。
根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè),潛水泵基本能達(dá)到設(shè)計(jì)出水量,離心泵問題較多,實(shí)測(cè)離心泵出力僅能達(dá)到額定出力的80%~90%,部分離心泵僅能達(dá)到額定出力的70%,其原因有水泵本身的質(zhì)量問題,也有管損偏大,與設(shè)計(jì)不符等因素。為此,在設(shè)計(jì)時(shí)二級(jí)加壓泵應(yīng)考慮設(shè)置30%以上的備用容量。其目的有兩個(gè):一是增加供水量;二是起調(diào)壓作用,以提高輸水管供水能力。
2建議
根據(jù)農(nóng)村飲水安全工程的任務(wù),主要向農(nóng)村居民和牲畜以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)等提供飲用水,而目前新疆鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、消防、綠化等用水量相對(duì)較小,人用水量相對(duì)較大這一特點(diǎn),使得用水高峰期比較集中。同時(shí),農(nóng)村居民居住分散,管網(wǎng)長(zhǎng)度長(zhǎng),供水管網(wǎng)多為樹枝狀管網(wǎng),調(diào)蓄池調(diào)蓄容量不足,不能滿足居民用水需求,造成供水保證率低,下游出現(xiàn)經(jīng)常供不上水等現(xiàn)象。為提高農(nóng)村飲水工程供水保證率,現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)建議。
(1)有條件的農(nóng)村飲水工程主輸水管應(yīng)按環(huán)狀管網(wǎng)設(shè)置
同時(shí)輸水管和配水管分開,輸水管不承擔(dān)配水作用,以便于輸配水管發(fā)揮各自功能。
(2)配水管網(wǎng)各管段設(shè)計(jì)流量應(yīng)根據(jù)人均用水量和各管段用水人口
鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)或用水大戶用水量計(jì)算管段流量,時(shí)變化系數(shù)取3.0~3.5,來(lái)確定輸配水管管徑,以提高輸配水管輸配水流量。
(3)為提高供水保證率,對(duì)于供水管網(wǎng)長(zhǎng)度長(zhǎng)以帶狀管網(wǎng)布置、有一定供水規(guī)模的供水片區(qū)應(yīng)分片區(qū)設(shè)置調(diào)蓄池
并增設(shè)二級(jí)加壓設(shè)施,調(diào)蓄池容量建議按該片區(qū)日供水總量的0.6倍或更大一點(diǎn)。
(4)根據(jù)我區(qū)農(nóng)村居民居住分散
管網(wǎng)長(zhǎng)度長(zhǎng)以及農(nóng)村居民生活水平的提高,管網(wǎng)末端水壓宜控制在20m左右,以便滿足用戶今后用水的需求。
(5)考慮到水泵出力達(dá)不到額定出力
在機(jī)井水泵選型和加壓泵站水泵選型時(shí),應(yīng)考慮增加20%~30%的富余水量,以確保供水量滿足用水要求。
3結(jié)語(yǔ)
2011年張繼紅發(fā)表的《海量交通安全數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)管理研究》等?,F(xiàn)有的水利行業(yè)的元數(shù)據(jù)研究主要集中于水利元數(shù)據(jù)的應(yīng)用,并沒有涉及到飲水安全工程元數(shù)據(jù)。如2012年孟令奎等人發(fā)表的《面向水文數(shù)據(jù)共享的水文核心元數(shù)據(jù)模型研究及應(yīng)用》,該文著重描述水利元數(shù)據(jù)在水利共享平臺(tái)中的應(yīng)用;2011年馮鈞等人發(fā)表的《水利信息資源元數(shù)據(jù)管理方法研究》主要研究水利元數(shù)據(jù)的管理。本文利用水利行業(yè)現(xiàn)行的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)作為參考,提出飲水安全工程核心元數(shù)據(jù)的概念,規(guī)范飲水安全工程元數(shù)據(jù)的定義,利用元數(shù)據(jù)分級(jí)索引算法來(lái)查找飲水安全工程數(shù)據(jù),著重解決飲水安全工程數(shù)據(jù)種類多、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程度低、關(guān)聯(lián)復(fù)雜、數(shù)據(jù)量大的問題,提高農(nóng)村飲水安全工程信息的規(guī)整性,加快檢索速度。
2飲水安全工程數(shù)據(jù)的特點(diǎn)
與一般的科學(xué)數(shù)據(jù)相比,飲水安全工程數(shù)據(jù)具備以下兩個(gè)特點(diǎn):
(1)地理分布性。作為基本數(shù)據(jù),國(guó)家農(nóng)村飲水安全工程數(shù)據(jù)庫(kù)包括了國(guó)內(nèi)各?。ㄖ陛犑校?、市(州)、縣(市、區(qū))、鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)供水水廠的集中式工程數(shù)據(jù),包括工程建設(shè)信息、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息,遍布全國(guó),因此飲水安全工程數(shù)據(jù)具備地理空間的分布特性。
(2)數(shù)據(jù)要素多。飲水安全工程數(shù)據(jù)包括了地圖數(shù)據(jù),供水工程專題數(shù)據(jù),省、市州、縣區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)專題基礎(chǔ)信息,水質(zhì)、管壓安全監(jiān)測(cè)信息,政務(wù)信息等。而且每類數(shù)據(jù)又包括多種要素的數(shù)據(jù),如供水工程專題數(shù)據(jù)包括專題地理信息和專題建設(shè)信息,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括余氯、濁度、水壓、流量等測(cè)量數(shù)據(jù)。整體來(lái)說(shuō),飲水安全工程數(shù)據(jù)是描述飲水安全工程的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量大,且與日俱增,專業(yè)性強(qiáng),具有時(shí)間維上的有效性,且數(shù)據(jù)區(qū)域性強(qiáng),不同市縣統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)不交叉,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式多樣,以小文件居多。
3飲水安全工程核心元數(shù)據(jù)
3.1元數(shù)據(jù)定義
首先,介紹幾個(gè)關(guān)于元數(shù)據(jù)的定義。元數(shù)據(jù):關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)元素:元數(shù)據(jù)的基本單元,元數(shù)據(jù)元素在元數(shù)據(jù)實(shí)體中是唯一的。元數(shù)據(jù)實(shí)體:一組說(shuō)明數(shù)據(jù)相同特性的元數(shù)據(jù)元素,元數(shù)據(jù)實(shí)體可以包含一個(gè)或一個(gè)以上的元數(shù)據(jù)實(shí)體。元數(shù)據(jù)子集:元數(shù)據(jù)的子集合,由相關(guān)的元數(shù)據(jù)實(shí)體和元素組成。數(shù)據(jù)集:可以標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)集合。通常在物理上可以是更大數(shù)據(jù)集較小的部分。從理論上講,數(shù)據(jù)集可以小到更大數(shù)據(jù)集內(nèi)的單個(gè)要素或要素屬性,一張硬拷貝地圖或圖表均可以被認(rèn)為是一個(gè)數(shù)據(jù)集。飲水安全工程核心元數(shù)據(jù)指的是標(biāo)識(shí)飲水安全工程信息所需要的最小元數(shù)據(jù)元素和元數(shù)據(jù)實(shí)體,為元數(shù)據(jù)元素集的子集。其次,本文采用UML類圖方法描述飲水安全工程信息元數(shù)據(jù)。在元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上采用《水利信息核心元數(shù)據(jù)》的結(jié)構(gòu)作為本標(biāo)準(zhǔn)的基本結(jié)構(gòu),在內(nèi)容上對(duì)元數(shù)據(jù)的特征,包括子集/實(shí)體名、元素名、英文名、英文縮寫、定義、約束/條件、出現(xiàn)次數(shù)、類型和值域進(jìn)行詳細(xì)描述。
3.2飲水安全工程核心元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
飲水安全工程元數(shù)據(jù)分為元數(shù)據(jù)元素、元數(shù)據(jù)實(shí)體和元數(shù)據(jù)子集三層。飲水安全工程核心元數(shù)據(jù)由一個(gè)元數(shù)據(jù)實(shí)體和四個(gè)元數(shù)據(jù)子集構(gòu)成。其中,標(biāo)識(shí)信息、數(shù)據(jù)質(zhì)量為必選子集,內(nèi)容信息、參照系信息為可選子集。每個(gè)子集由若干個(gè)實(shí)體(UML類)和元素(UML類屬性)構(gòu)成。
3.3飲水安全核心元數(shù)據(jù)內(nèi)容
3.3.1飲水安全核心元數(shù)據(jù)信息
飲水安全工程元數(shù)據(jù)信息實(shí)體描述飲水安全工程信息的全部元數(shù)據(jù)信息,用必選實(shí)體MD_元數(shù)據(jù)表示,由以下元數(shù)據(jù)實(shí)體和元數(shù)據(jù)元素構(gòu)成:元數(shù)據(jù)實(shí)體:MD_標(biāo)識(shí)、DQ_數(shù)據(jù)質(zhì)量、RS_參照系、MD_分發(fā)、MD_內(nèi)容描述;元數(shù)據(jù)元素:元數(shù)據(jù)創(chuàng)建日期、聯(lián)系單位、元數(shù)據(jù)名稱、字符集、元數(shù)據(jù)使用的語(yǔ)言、元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)名稱、元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)版本。
3.3.2標(biāo)識(shí)信息
標(biāo)識(shí)信息包含唯一標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的信息,用MD_標(biāo)識(shí)實(shí)體表示,是必選實(shí)體。MD_標(biāo)識(shí)是下列實(shí)體的聚集:MD_關(guān)鍵詞、MD_數(shù)據(jù)集限制、EX_時(shí)間范圍信息、MD_聯(lián)系單位或聯(lián)系人、MD_維護(hù)信息。MD_標(biāo)識(shí)實(shí)體本身包含如下元素:名稱、行政區(qū)編碼、字符集、摘要、日期、狀況、數(shù)據(jù)表示方式。
3.3.3數(shù)據(jù)質(zhì)量信息
數(shù)據(jù)質(zhì)量信息包含對(duì)數(shù)據(jù)資源質(zhì)量的總體評(píng)價(jià),用DQ_數(shù)據(jù)質(zhì)量實(shí)體表示。應(yīng)包括與數(shù)據(jù)生產(chǎn)有關(guān)的數(shù)據(jù)志信息的一般說(shuō)明。DQ_數(shù)據(jù)質(zhì)量實(shí)體包括兩個(gè)條件必選的實(shí)體,DQ_數(shù)據(jù)質(zhì)量說(shuō)明和DQ_數(shù)據(jù)志。DQ_數(shù)據(jù)質(zhì)量說(shuō)明是數(shù)據(jù)集的總體質(zhì)量信息。DQ_數(shù)據(jù)志是從數(shù)據(jù)源到數(shù)據(jù)集當(dāng)前狀態(tài)的演變過(guò)程說(shuō)明。包括數(shù)據(jù)源信息實(shí)體和處理過(guò)程信息實(shí)體。
3.3.4內(nèi)容信息
內(nèi)容信息包含提供數(shù)據(jù)內(nèi)容特征的描述信息,用MD_內(nèi)容描述實(shí)體表示。
3.3.5空間參照系信息
參照系信息包含對(duì)數(shù)據(jù)集使用的空間參照系的說(shuō)明,是條件必選子集,用RS_參照系實(shí)體表示。是關(guān)于地理空間數(shù)據(jù)集的坐標(biāo)參考框架的描述信息,它反映了現(xiàn)實(shí)世界的空間框架模型化的過(guò)程和相關(guān)的描述參數(shù)。RS_參照系由三個(gè)條件必選的實(shí)體構(gòu)成:SI_基于地理標(biāo)識(shí)的空間參照系、SC_基于坐標(biāo)的空間參照系、SC_垂向坐標(biāo)參照系。
4元數(shù)據(jù)分級(jí)索引算法
本文根據(jù)飲水安全工程數(shù)據(jù)的區(qū)域性特點(diǎn),選取分布式NameNode模型,改進(jìn)目錄子樹分區(qū)算法和哈希算法,利用BloomFilter原理設(shè)計(jì)符合飲水安全工程信息的元數(shù)據(jù)分級(jí)索引算法。
4.1概念與公式
行政區(qū)劃請(qǐng)求量:表示該行政區(qū)劃所需的農(nóng)村飲水安全工程元數(shù)據(jù)的請(qǐng)求量,用Request表示。由于請(qǐng)求量的具體數(shù)值難以確定,工程元數(shù)據(jù)的請(qǐng)求量與工程的數(shù)量有直接關(guān)系,而飲水工程的數(shù)量與行政區(qū)劃的人口密度存在一定的換算關(guān)系。每個(gè)工程所涉及的文件包括招標(biāo)文件、合同、工程規(guī)劃、預(yù)算、管網(wǎng)圖、廠區(qū)布置圖、每年的運(yùn)營(yíng)報(bào)表等多種文件。因此,第m個(gè)行政區(qū)劃的請(qǐng)求量Requestm為:Requestm=Densitym×f×Naverage(1)其中,Densitym代表第m個(gè)行政區(qū)劃的人口密度,f表示飲水安全工程數(shù)量與人口密度的轉(zhuǎn)換因子,Naverage代表每個(gè)工程文件的平均值。
4.2BloomFilter基本思想元數(shù)據(jù)分級(jí)索引算法
包括三部分:一部分是元數(shù)據(jù)請(qǐng)求被分配到哪個(gè)普通NameNode節(jié)點(diǎn)上,第二部分是分配到NameNode節(jié)點(diǎn)的哪個(gè)目錄,最后根據(jù)NameNode節(jié)點(diǎn)中的目錄信息查找元數(shù)據(jù)文件在DataNode中的具置。本文采用BloomFilter與Key-Value的存儲(chǔ)位置對(duì)應(yīng)表,來(lái)確定元數(shù)據(jù)文件在DataNode中的存儲(chǔ)位置。BloomFilter的基本思想是使用一個(gè)比特的數(shù)組保存信息,初始狀態(tài)時(shí),整個(gè)數(shù)組的元素全部為0,采用k個(gè)獨(dú)立的Hash函數(shù),將每個(gè)元數(shù)據(jù)文件對(duì)應(yīng)到{1,…,m}的位置,當(dāng)有飲水安全元數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)請(qǐng)求時(shí),k個(gè)獨(dú)立的Hash函數(shù)將以元數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)信息中的元數(shù)據(jù)文件名為變量,得到k個(gè)哈希值,然后將比特?cái)?shù)組中的相應(yīng)位置更改為1,即:hashi(x)=1(1≤i≤k)(2)其中,x是元數(shù)據(jù)文件名。數(shù)組中的某一位置被置為1后,只有第一次有效,以后再置為1將不起作用。所示,假設(shè)k=3,x1先通過(guò)哈希函數(shù),將數(shù)組中的三個(gè)位置置為1,在x2通過(guò)哈希函數(shù)得到的數(shù)組位置,將是0的位置置為1,已經(jīng)是1的位置則不重復(fù)置1。判斷某元素y是否屬于這個(gè)集合,需對(duì)y應(yīng)用k次哈希函數(shù),如果所有的位置都是1(1≤i≤k),那么就認(rèn)為y是集合中的元素,否則就認(rèn)為y不是集合中的元素。如圖3所示,y1可能是集合中的元素,y2則不屬于這個(gè)集合。BloomFilter能高效地判斷某個(gè)元素是否屬于一個(gè)集合,但這種高效是有代價(jià)的,是存在一定的錯(cuò)誤率,因?yàn)樗锌赡軙?huì)把不屬于這個(gè)集合的元素判定為屬于此集合。為簡(jiǎn)化計(jì)算,假設(shè)kn<m并且各哈希函數(shù)完全隨機(jī)。當(dāng)某個(gè)目錄中的所有元數(shù)據(jù)文件全部存儲(chǔ),即所有元素都被哈希函數(shù)映射到比特?cái)?shù)組中去,這個(gè)數(shù)組中某一位置是0代表kn次哈希操作都沒有被置為1,因此概率為:p=(1-1m)kn≈e-kn/m(3)其中第二次近似計(jì)算是因?yàn)椋簂imxm(1+1n)n=e(4)令ρ代表比特?cái)?shù)組中0的比例,則ρ的數(shù)學(xué)期望E(ρ)=p,則ρ≈p,因此:pfalse=(1-ρ)k≈(1-p)k(5)
4.3元數(shù)據(jù)分級(jí)索引算法
元數(shù)據(jù)分級(jí)索引算法包括三個(gè)步驟:一是選NameNode節(jié)點(diǎn),二是選目錄,三是分配存儲(chǔ)位置。
4.3.1選取NameNode節(jié)點(diǎn)分布式
NameNode模型有一個(gè)主NameNode節(jié)點(diǎn),一個(gè)主SecondaryNameNode和n個(gè)普通NameNode節(jié)點(diǎn)。其中,主SecondaryNameNode是主NameNode的快照,防止單點(diǎn)失效。算法的基本思想如下:(1)計(jì)算行政區(qū)劃請(qǐng)求數(shù)。在本文中所涉及的飲水安全工程指的是湖北省的農(nóng)村飲水安全工程,因此在普通NameNode節(jié)點(diǎn)上分布的是以市級(jí)為單位的元數(shù)據(jù)信息。在這一步中,根據(jù)公式(1)給每個(gè)市級(jí)行政區(qū)劃的請(qǐng)求賦值,用Requestm表示。(2)分配NameNode節(jié)點(diǎn)。若n為奇數(shù),則將其中一個(gè)NameNode節(jié)點(diǎn)作為備用節(jié)點(diǎn),n=n-1;若n為偶數(shù),則n不變。分配NameNode節(jié)點(diǎn),得出市級(jí)行政區(qū)劃與NameNode節(jié)點(diǎn)映射表。(3)第二次分組。將偶數(shù)個(gè)NameNode兩兩分成組,互為SecondaryNameNode節(jié)點(diǎn),分組的原則為請(qǐng)求量較大的NameNode節(jié)點(diǎn)與請(qǐng)求量較小的NameNode節(jié)點(diǎn)一組。
4.3.2選擇目錄
分配完NameNode節(jié)點(diǎn)后,須設(shè)定每個(gè)Nam-eNode節(jié)點(diǎn)的目錄,根據(jù)市級(jí)行政區(qū)劃與Name-Node節(jié)點(diǎn)映射表設(shè)定一級(jí)目錄。然后根據(jù)一級(jí)目錄的編碼,設(shè)定二級(jí)目錄,二級(jí)目錄為對(duì)應(yīng)市及所管轄縣級(jí)行政區(qū)劃的目錄。在飲水安全工程項(xiàng)目中,所涉及的數(shù)據(jù)類型分為圖片類型、視頻類型、文本類型等,所以將三級(jí)目錄按文件類型進(jìn)行劃分,即每個(gè)二級(jí)目錄下對(duì)應(yīng)的三級(jí)目錄為pic、video、txt等。
4.3.3分配存儲(chǔ)位置
當(dāng)用戶要查找某個(gè)飲水安全元數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)首先根據(jù)待查找元數(shù)據(jù)的行政區(qū)劃編碼,從市級(jí)行政區(qū)劃與NameNode節(jié)點(diǎn)映射表中找到其對(duì)應(yīng)的NameNode節(jié)點(diǎn);然后,主NameNode節(jié)點(diǎn)將用戶請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給此NameNode節(jié)點(diǎn),收到轉(zhuǎn)發(fā)的用戶請(qǐng)求的NameNode節(jié)點(diǎn)同樣將行政區(qū)編碼進(jìn)行處理,轉(zhuǎn)化為市級(jí)編碼,找到其一級(jí)目錄;然后在一級(jí)目錄下,根據(jù)編碼找到二級(jí)目錄,再根據(jù)用戶請(qǐng)求的元數(shù)據(jù)類型,定位到三級(jí)目錄,在三級(jí)目錄下根據(jù)哈希表,找到對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)位置并提交給主Name-Node節(jié)點(diǎn),由主NameNode節(jié)點(diǎn)返回給用戶。飲水安全元數(shù)據(jù)檢索結(jié)果分為兩種情況,第一種是查找成功,第二種是查找失敗。一次飲水安全元數(shù)據(jù)成功檢索過(guò)程的檢索時(shí)間包括主NameNo-de節(jié)點(diǎn)并發(fā)處理延遲、主NameNode節(jié)點(diǎn)找到對(duì)應(yīng)的NameNode節(jié)點(diǎn)的時(shí)間、轉(zhuǎn)發(fā)用戶請(qǐng)求與普通NameNode節(jié)點(diǎn)的通信時(shí)間、普通節(jié)點(diǎn)執(zhí)行查找目錄的時(shí)間、查找Hash表讀取元數(shù)據(jù)的時(shí)間和返回查找結(jié)果給主NameNode的時(shí)間。一次失敗的檢索包含兩種情況,一是定位到目錄后,通過(guò)BloomFilter過(guò)濾后,判定要查找飲水安全工程元數(shù)據(jù)哈希表不屬于該目錄;二是通過(guò)BloomFilter過(guò)濾后,判定其屬于該目錄,但是通過(guò)查詢Key-Value表,發(fā)現(xiàn)匹配錯(cuò)誤,即上文提到的BloomFilter自身的錯(cuò)誤率。第一種情況,根據(jù)BloomFilter的原理,可知經(jīng)過(guò)k次獨(dú)立的哈希函數(shù)后,如果得到的位置不是全為1,則返回查找失敗,要查找的元數(shù)據(jù)請(qǐng)求不在此目錄中,時(shí)間復(fù)雜度為O(1)。第二種情況是BloomFilter自身的缺陷,但是由于有對(duì)應(yīng)的Key-Value表,即使經(jīng)過(guò)k次哈希操作得到的位置在比特?cái)?shù)組中全為1,通過(guò)查找對(duì)應(yīng)的鍵值,如果發(fā)現(xiàn)元數(shù)據(jù)名稱不能與之匹配,則返回檢索不成功,時(shí)間復(fù)雜度也為O(1),在用戶可以接受的范圍內(nèi)。
5實(shí)驗(yàn)結(jié)果
本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證飲水安全工程元數(shù)據(jù)模型的元數(shù)據(jù)分級(jí)索引算法在元數(shù)據(jù)檢索上的性2226ComputerEngineering&Science計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)2014,36(11)能,并與目錄子樹分區(qū)算法和哈希算法在檢索成功時(shí)間和檢索失敗時(shí)間進(jìn)行對(duì)比。第一組實(shí)驗(yàn),測(cè)試三種算法檢索成功的平均檢索時(shí)間,其中用戶數(shù)為10,請(qǐng)求數(shù)為1000,在定位NameNode節(jié)點(diǎn)的時(shí)間上來(lái)說(shuō),目錄子樹分區(qū)算法能夠根據(jù)用戶請(qǐng)求中的類型定位節(jié)點(diǎn),哈希算法是通過(guò)特定的Hash函數(shù),算出用戶請(qǐng)求元數(shù)據(jù)所在的節(jié)點(diǎn)。而本文設(shè)計(jì)的元數(shù)據(jù)分級(jí)索引算法,將市級(jí)行政區(qū)劃和NameNode節(jié)點(diǎn)編號(hào)存儲(chǔ)在一張靜態(tài)的表中,查找時(shí)間與Name-Node節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)有關(guān),時(shí)間復(fù)雜度為O(n)。在本文的應(yīng)用中,至多會(huì)有14個(gè)NameNode節(jié)點(diǎn),三種算法的定位時(shí)間基本相同,在查找NameNode節(jié)點(diǎn)的步驟上所用時(shí)間可以近似算作相等。定位目錄的時(shí)間復(fù)雜度,三種算法也相同,可認(rèn)為是O(1)。在最后一步定位元數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)位置上,由于BloomFilter查找成功的時(shí)間復(fù)雜度是O(1),而目錄子樹分區(qū)算法和哈希算法沒有考慮定位物理位置,查找目錄下的元數(shù)據(jù)名稱,時(shí)間復(fù)雜度為O(n),目錄下的元數(shù)據(jù)文件越多,查找速度越慢。第二組實(shí)驗(yàn),測(cè)試三種算法檢索失敗的平均檢索時(shí)間,其中用戶數(shù)為10,請(qǐng)求數(shù)為1000,仿若是檢索不在目錄下的文件,BloomFilter將文件名進(jìn)行Hash運(yùn)算,可以判定被請(qǐng)求的文件名不在目錄中,時(shí)間復(fù)雜度為O(1)。而另外兩種算法,則會(huì)遍歷目錄中的所有文件,直至遍歷完,找不到所請(qǐng)求的文件,時(shí)間復(fù)雜度為O(n)。對(duì)比三種算法在飲水安全工程元數(shù)據(jù)檢索上的應(yīng)用情況,由于元數(shù)據(jù)分級(jí)算法使用了BloomFilter,檢索效率比其它兩種算法效率高,尤其是檢索失敗的檢索請(qǐng)求。
6結(jié)束語(yǔ)