武 睿 ,郭衛(wèi)鵬 ,姜博銘 ,李德毅
(1.廣東粵海水務(wù)投資有限公司,廣東 深圳 518021;2.廣東省建筑設(shè)計研究院有限公司,廣東 廣州 510010)
自1949 年以來,廣東省農(nóng)村地區(qū)供水發(fā)展主要經(jīng)歷了以下5 個階段。
(1)簡略解決農(nóng)村地區(qū)飲水困難問題。1950—1960 年,以淺層地下水和自然水體為主要水源供水,簡略解決農(nóng)村地區(qū)飲水困難的問題。
(2)將解決農(nóng)村供水問題列入當(dāng)?shù)卣紤]范疇。1970—1980 年,大規(guī)模開展鎮(zhèn)區(qū)自來水工程自主建設(shè),并將解決農(nóng)村飲水問題提上政府工作日程。
(3)從國家層面將農(nóng)村供水問題納入規(guī)劃。進(jìn)入20 世紀(jì)90 年代,國家開始將解決農(nóng)村地區(qū)飲水困難問題和農(nóng)村改水工作納入規(guī)劃。此時,廣東省著重扶持和建設(shè)粵北石灰?guī)r地區(qū)和粵西干旱地區(qū)等飲水困難地區(qū)的供水工程,同時針對珠三角及周邊地區(qū)組織開展了農(nóng)村改水工作。
(4)農(nóng)村供水工作從飲水解困開始向解決飲水安全轉(zhuǎn)變。21 世紀(jì)初,廣東省通過專項(xiàng)資金支持,開展了韶關(guān)市、清遠(yuǎn)市的“田頭水池”工程,重點(diǎn)建設(shè)了山區(qū)和東西兩翼部分地區(qū)農(nóng)村供水工程,到2005 年,廣東省基本結(jié)束了農(nóng)村飲水困難的歷史。
(5)啟動《廣東省村村通自來水工程建設(shè)方案》。2011—2020 年,《廣東省村村通自來水工程建設(shè)方案》正式啟動。村村通自來水工程是指在現(xiàn)有農(nóng)村居民飲水安全工程的基礎(chǔ)上,通過擴(kuò)網(wǎng)、改造、聯(lián)通、整合和新建等措施,把符合國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的自來水接引到行政村和有條件的自然村,在縣域內(nèi)形成具有高保證率和統(tǒng)一供水標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)村供水網(wǎng)絡(luò)。
傳統(tǒng)農(nóng)村供水工程以單村小水廠為主要模式,建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)普遍不高,規(guī)模化供水比例較低,無集中供水設(shè)施的自然村和人口仍占一定比例,在水源、工藝技術(shù)、出水水質(zhì)、管網(wǎng)和運(yùn)行管理等方面存在較大的問題[1]。
1.2.1 水源問題
農(nóng)村供水部分水源為地下水(井水)和山坑水,在雨季易造成水源水質(zhì)渾濁,或存在周期性、季節(jié)性水源水量不足,難以為農(nóng)村提供穩(wěn)定的原水保障。此外,部分地區(qū)曾出現(xiàn)含鹽堿量過高或錳、鎂、砷等金屬超標(biāo)的水質(zhì)問題。
1.2.2 供水工藝問題
(1)一體化、高效化處理工藝設(shè)備占比較少,簡單處理設(shè)施較多,消毒設(shè)施不夠完備。
(2)農(nóng)村集中式供水設(shè)施、加壓設(shè)施、管網(wǎng)等建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低。
1.2.3 出水水質(zhì)問題
由于原水水質(zhì)變化、制水工藝不足等造成了出水水質(zhì)不穩(wěn)定、供水管網(wǎng)中清水停留時間過長等問題。
1.2.4 管網(wǎng)問題
(1)水壓不足。部分村落分布較為分散,且地處偏遠(yuǎn)或地勢較高的地區(qū),供水沿程水頭損失較大,造成農(nóng)村居民用水戶服務(wù)水壓較低,無法滿足服務(wù)水壓要求。
(2)農(nóng)村地區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)普遍存在建設(shè)年代久遠(yuǎn)、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低等問題。
1.2.5 運(yùn)行管理問題
(1)水表入戶率低,智能水表少,收繳工作難度大。
(2)農(nóng)村供水工程常以鎮(zhèn)、村兩級行政單位為主對供水設(shè)施進(jìn)行維護(hù)管理,監(jiān)測松散,缺乏專業(yè)人員,沒有形成統(tǒng)一高效的農(nóng)村供水工程建設(shè)及運(yùn)行管理體系。
根據(jù)不同的供水方式,農(nóng)村供水可以分為城市供水管網(wǎng)延伸、鎮(zhèn)級水廠集中連片、村級水廠集中連片和分散式供水4 種模式[2-3]。
城市供水管網(wǎng)延伸模式是指通過統(tǒng)一規(guī)劃,在合理選擇供水水源的基礎(chǔ)上,供水系統(tǒng)由城市向村鎮(zhèn)延伸,從而實(shí)現(xiàn)城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)“聯(lián)網(wǎng)、聯(lián)供、聯(lián)營、聯(lián)管”。
鎮(zhèn)級水廠集中連片模式是指水源經(jīng)取水、凈水、配水過程后,以兩個或多個村、鄉(xiāng)(集)鎮(zhèn)和建制鎮(zhèn)為用戶或集中供水點(diǎn)的供水模式,其主要有鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中、跨村、聯(lián)村、連片等形式,一般通過新建、改建或擴(kuò)建現(xiàn)有水廠,通過同一供水系統(tǒng)向用戶或集中供水點(diǎn)供水。
鎮(zhèn)級水廠集中連片模式是一種規(guī)模化發(fā)展模式,其供水保證率較高,同時具有水量與水質(zhì)可靠、便于管理、供水保障工程維系年限較長、人均投資低等優(yōu)點(diǎn)。
村級水廠集中連片模式是指水源經(jīng)取水、凈水、配水過程后,以單個村落為用戶或集中供水點(diǎn)的供水模式。
我國大部分農(nóng)村地區(qū)居住情況呈分散形式,因此村級水廠集中連片模式是目前國內(nèi)農(nóng)村供水安全保障工程中最常見、最普遍的供水模式。村級水廠集中連片模式規(guī)模較小、總投資較少、管理較為便利,但相較于前兩種集中供水模式,其人均投資較高,供水保障工程維系年限較短,難以長期良性運(yùn)營。
分散式供水模式通常是指供水規(guī)模在20 人以下,不能滿足集中式供水要求的,或者采用簡易設(shè)施/工具直接從水源取水的供水方式,主要對象為較小的自然村或山區(qū)分散住戶[4]。
3.1.1 農(nóng)村特點(diǎn)
農(nóng)村特點(diǎn)即農(nóng)村人口,主要表現(xiàn)為人口規(guī)模小、居住分散化、節(jié)日性波動幅度大,呈現(xiàn)人均日用水量小、日變化系數(shù)大等用水特點(diǎn)。農(nóng)村特點(diǎn)主要通過影響農(nóng)村供水規(guī)模來影響供水模式的選擇。
3.1.2 水源因素
水源水量和水質(zhì)情況均會對供水模式產(chǎn)生影響。
當(dāng)水源水量充足時,應(yīng)根據(jù)工程投資資金、工程量核算、附近地區(qū)用水規(guī)模等因素考慮向附近地區(qū)供水延伸是否合理,綜合考慮是否采用城市供水管網(wǎng)延伸模式或鎮(zhèn)級水廠集中連片模式。
當(dāng)水源水量不足時,應(yīng)根據(jù)工程投資資金、工程量核算、附近地區(qū)水源水量等因素考慮是否由附近地區(qū)供水延伸,即是否采用城市供水管網(wǎng)延伸模式或鎮(zhèn)級水廠集中連片模式。當(dāng)工程投資資金不足時,應(yīng)考慮采用村級水廠集中連片或分散式供水模式。
3.1.3 經(jīng)濟(jì)因素
農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)總量小,限制了供水工程建設(shè)投資方案的選擇,從而對供水模式的選擇產(chǎn)生影響;地域差異及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)差異對供水規(guī)模產(chǎn)生影響的同時要求因地制宜進(jìn)行供水模式的選擇。
3.1.4 其他因素
其他因素主要包括政策、電力保障情況和村鎮(zhèn)分布情況等。
農(nóng)村供水模式有以下選擇原則。
(1)依據(jù)國家政策推動,有條件的地區(qū)宜推進(jìn)城鄉(xiāng)供水一體化。按照“能延則延、能并則并”原則,優(yōu)先采用城市供水管網(wǎng)延伸模式和鎮(zhèn)級水廠集中連片模式;當(dāng)不具備條件時,應(yīng)積極推進(jìn)單村規(guī)?;┧ㄔO(shè),采用村級水廠集中連片模式;不具備上述3種模式工程條件時,可因地制宜建設(shè)各類分散供水工程。
(2)供水模式的選擇應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件比選。供水工程建設(shè)前期應(yīng)對適當(dāng)?shù)摹⒑侠淼墓┧J竭M(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件比選,針對噸水的供水系統(tǒng),從取、凈、配全流程進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件比選,同時考慮設(shè)施建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)等條件。
(3)城鎮(zhèn)近郊農(nóng)村采用城市供水管網(wǎng)延伸模式,在此前提下,針對山區(qū)農(nóng)村宜優(yōu)先考慮城市供水管網(wǎng)延伸+梯級加壓模式。
(4)非城鎮(zhèn)近郊農(nóng)村優(yōu)先考慮規(guī)?;┧?,當(dāng)村鎮(zhèn)分布相對集中時,采用鎮(zhèn)級水廠集中連片供水模式;當(dāng)村鎮(zhèn)分布相對分散時,采用村級水廠集中供水模式。在此前提下,針對水源相對稀缺的情況下,采用遠(yuǎn)距離引水保障當(dāng)?shù)厮闯渥?,即采用遠(yuǎn)距離引水+鎮(zhèn)級水廠集中連片模式或遠(yuǎn)距離引水+村級水廠集中連片模式。
(5)農(nóng)村地區(qū)人口較少且水源充足時,可優(yōu)先考慮采用分散式供水模式。
基于上述原則,總結(jié)供水模式選擇,如表1 所示。
表1 不同村鎮(zhèn)地區(qū)類別特點(diǎn)供水模式選擇
在廣東省某市城鄉(xiāng)供水一體化改造項(xiàng)目中,分別應(yīng)用了鎮(zhèn)級水廠集中連片、村級水廠集中連片和分散式供水3 種模式。在確定農(nóng)村供水模式時,首先調(diào)研了農(nóng)村供水現(xiàn)狀等基本資料,開展水源選擇的論證,并進(jìn)行供水模式技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選。
對于現(xiàn)狀距離鎮(zhèn)區(qū)較近但采用小型集中供水的自然村,本次改造中從鎮(zhèn)區(qū)新建延伸供水管道接至自然村供戶管網(wǎng),將其納入集中供水范圍。同時對部分村內(nèi)供戶管網(wǎng)老舊破損的自然村進(jìn)行管網(wǎng)更新,并對所有自然村按戶進(jìn)行智能水表的安裝或更換。
對于部分水源水量不足的鎮(zhèn)區(qū),受水源水量限制,集中供水范圍較少,覆蓋率低,高峰時無法保證。因此在本次改造工程中,通過在水庫附件選址新建水廠,并連通鎮(zhèn)區(qū)間管網(wǎng),實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)級水廠集中連片供水。
對于與周邊各鎮(zhèn)距離較遠(yuǎn),且有高山相隔的村鎮(zhèn),若鎮(zhèn)內(nèi)建有水庫,水量水質(zhì)可滿足鎮(zhèn)區(qū)的用水需求,在本次改造中在水庫附近選址建設(shè)水廠,自成系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)域內(nèi)多個村的集中連片供水。
考慮到某市農(nóng)村缺水的現(xiàn)狀,部分自然村地勢較高,距離鎮(zhèn)級規(guī)?;畯S較遠(yuǎn),為解決村民對優(yōu)質(zhì)供水的迫切需求,經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研與水量計算,本次工程考慮新建54 座小型集中供水設(shè)備,實(shí)現(xiàn)數(shù)個自然村集中連片供水。
某市分散式供水工程多采用手壓井或引泉供水方式。手壓井的井水一般除細(xì)菌超標(biāo)或某些地質(zhì)性水質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)外,其他條件均較好;筒井或大口井的井水受污染則較嚴(yán)重,引泉水的水質(zhì)較好,但供水設(shè)施較為簡陋,缺乏凈化設(shè)施。對于水源水質(zhì)良好,但由于供水設(shè)施簡陋或無凈化設(shè)施造成出水水質(zhì)有問題的用戶,本次改造以數(shù)戶為單位新增小型凈化設(shè)施。
本文對4 種農(nóng)村供水模式進(jìn)行探討,找出“一地一水”等傳統(tǒng)農(nóng)村供水方式的弊端,通過案例分析,提出以規(guī)?;泄┧こ虨橹鳎稚⑹叫⌒凸┧こ虨檩o的村鎮(zhèn)供水解決方案。通過對供水模式的合理比選,全面實(shí)現(xiàn)全省農(nóng)村供水水源保證、水量穩(wěn)定、水質(zhì)達(dá)標(biāo)合水壓保障的目標(biāo),最終實(shí)現(xiàn)廣東省農(nóng)村供水安全保障。