绪论
一、我国村镇供水现状及存在问题
我国是一个农业大国,同时又是世界上人口最多的发展中国家,经济社会发展水平与世界上发达国家相比还有较大差距,特别是农村还比较落后。全国农村有3.70万个乡镇、65.27万个村民委员会、2.50亿住户、9.43亿人口,农村人口占全国总人口的72.5%。我国又是一个多山丘的国家,国土总面积的70%为山区。山区地形复杂,农民居住分散,缺乏水源或取水困难。居住在山坡、岗地的群众,远离地表水,浅层地下水位在干旱少雨季节下降严重,砂石山区和西北的大部分丘陵区根本就没有浅层地下水。石漠化严重的山区和黄土高原,地下水埋藏深,难以开采。在石灰岩地区,地表蓄不住水,寻找和开采地下水困难。山区的饮水问题具体表现为:南方深山区取水困难,浅山丘陵区季节性缺水严重,属工程性缺水;北方山区不仅取水困难,季节性缺水严重,甚至既找不到地表水也找不到地下水,属资源性缺水。
新中国成立以来,各级政府和广大受益群众投入了大量人力、物力和财力,兴建了大批村镇供水工程,农村饮水困难状况得到了显著改善。但由于自然条件严酷、建设标准低等因素,仍存在广大群众饮水水质不达标、水源保证率低等饮水不安全问题。特别是以集雨水窖为代表的分散式饮水工程,严重受制于天然降水的影响,遇到大旱之年,蓄水不济,常常不能满足生活基本需求,缺水现象十分普遍。
目前,我国农村饮水安全发展水平与其他一些国家相比差距明显。据有关资料介绍,世界上中等发达国家农村饮水安全普及率为70%以上,发达国家在90%以上。我国的安全饮水普及率水平大致为东部70%,中部40%,西部不到40%。
(一)村镇供水现状
我国农村饮水与乡镇供水建设严重滞后于当地的经济发展水平,我国现有3.70万个乡镇,大多数乡镇是当地的政治、经济和文化中心,是小城镇建设的重点。但目前约有一半的乡镇供水不足,影响了当地经济和社会发展及小城镇建设的进程。
我国地区之间供水状况差距较大,东南沿海是我国经济最发达的地区,农村水利基础条件较好,自来水普及率达到了53%,农村的饮水基本得到了保障。但在中西部地区尤其是西部的“老、少、边、穷”地区仍存在着比较严重的饮水困难问题。即使在同一地区,城市周边和经济较发达的地方与广大农村的差距也十分巨大。
1.集中式供水基本情况
我国农村的集中式供水规模普遍较小,集中式供水受益人口中87%是小于200m3/d工程,乡镇及跨乡镇的集中式供水工程只有2.15万处,91%的工程为村级集中式供水工程。
集中式供水工程中,多数供水设施简陋,只有水源和管网,缺少水处理设施和水质检测措施。有水处理设施的集中式供水工程仅占集中供水工程总数的8%左右。
2.分散式供水基本情况
我国农村的分散式供水工程,多数为户建、户管、户用工程,普遍缺乏水质检验和监测。分散式供水人口中,67%为浅井供水,主要分布在浅层地下水资源开发利用较容易的农村,供水设施多数为真空井或筒井,建在庭院内或离农户较近的地方;3%为集雨,主要分布在山区水资源开发利用困难或海岛等淡水资源缺乏的农村;9%为引泉,主要分布在山区,南方较多;21%无供水设施或供水设施失效,直接取用河水、溪水、坑塘水。
(二)村镇供水存在的问题
1.水量不足、保证率低、用水不方便
建设部统计资料显示:全国村镇自来水受益人口比例从1986年的14.7%提高到2005年的52.2%。其中,拥有自来水的村庄比例由9.3%提高到了24.8%;2005年村庄自来水受益人口比例达到45.1%。但是相对于城市自来水受益人口比例的75%左右,村庄自来水受益人口还是比较低,且用水保证率低。
2.饮用水水质超标
据初步调查,全国村镇有3亿多人饮水不安全。其中:6300多万人饮用高氟水;约200万人饮用高砷水;3800多万人饮用苦咸水;约1.9亿人饮用水有害物质含量超标;血吸虫病区1100多万人饮水不安全。根据世界卫生组织报道,全球80%的疾病与水有关。我国村镇地区因水致病并导致贫穷的现象很普遍。如湖南省南县等地区饮用水中铁、锰超标,湖南岳阳等市县还存在血吸虫水问题。除水文地质因素形成的饮用水水质问题外,饮用水源受到污染而形成的水质超标问题也很突出。改善村镇饮水水质,保障饮水安全,已成为村镇经济社会发展的第一需要。
3.村镇供水工程建设和管理存在问题
农村供水工程规模小、效益差,农民本身的饮水卫生知识相对欠缺,工程运行管理不善较普遍,主要表现在以下几方面。
(1)工程产权界定不清。对于工程建成后的产权归属,国家没有明确规定,导致工程管护责任主体缺位,多数工程没有形成规范的管理体制,工程的长期效益没有保障。
(2)部分供水工程管理人员没有经过专业培训,业务素质较低,不能适应日常的管理维护要求。一些水厂甚至没有专门的管理机构和管理人员,存在只建不管、有人用水无人管水的现象。
(3)目前农村水价实行政府定价制。在这种体制下,制定水价时面临两难局面,水价标准低了,收取的水费不足,工程的维护和管理没有保障;若水价标准定高了,农民会大幅减少用水量,水费同样征收不足,工程运行仍没有保障。
因此,加强村镇供水工程管理,保证工程的正常运行和持续发挥效益,是当前村镇供水工作的一项重要而紧迫的任务。
二、国外农村饮用水经验
(一)美国
1.农村饮用水现状
经过多年发展,农村饮水安全问题不突出,城市化程度高,城乡差别小。城乡饮用水水质标准高、标准一致,自来水可直接饮用。所有地区均实现了自来水供应,饮水安全问题不突出。
2.水质保障措施
(1)美国约有11000个农村社区饮用水供给系统,供给1.6亿人的饮用水。这些饮用水供给系统以湖泊、水库、河流为水源。这些水源一旦被污染,就需要投入大量资金进行净化。为此,政府决策部门深刻地认识到,有效的农村社区饮用水管理应该更加关注水源的质量和管理机制建设。
(2)管理机构:联邦、州和地方三级,美国国家环保总署是联邦主要负责水资源管理的机构。
(3)立法:清洁水法案(Clean Water Act)和安全饮用水法案(Safe Drinking Water Act)。
3.水源保护
对水源区进行严格保护:三级保护区内必须防止难降解或不能联合降解的放射性污染物和化学物质的进入。一切可能导致地下水污染或水质下降的活动都被严格禁止,包括禁止将冷却水、浓缩水和雨水排入该区域,未与公共排水系统相连的家庭和工厂不允许在该区域出现。任何违反法令的个人或单位都被处以高额罚款。
二级保护区是取水口周围100~200m的区域。保护地下水卫生,最重要的是防止病原体污染。任何由人类持续干预而造成的地层破坏或移动行为都被严格禁止,包括建筑物建造或重建,开挖地表,有毒液体和垃圾的运输和存放。任何违反法令的个人或单位都被处以高额罚款,不管是故意还是无意的。
一级保护区即隔离集水区,是指位于一连串的取水口周围,约100m宽的带状区域。在此区域内,除了由当地水务部门授权的对取水口的维护和修缮外,上游土壤层的任何利用和扰动以及所有放射性污染都被严格禁止。
饮用水水源保护区都设立标志牌、警示牌,还在保护区周边的高速路、主干道上设立道路警示牌,提示司机或行人进入饮用水源保护区。
(二)日本
1.日本农村饮用水供应工程发展历程
(1)1945年前供水设施仅在城市的中心区域存在,到2005年全国供水服务覆盖的范围已从战后的30%发展到95%。在20世纪六七十年代,供水设施覆盖的范围有一个快速的增长,主要是向未曾有供水设施的农村和超大城市的新增人口发展。
(2)在未曾有供水设施的小城镇和农村,特别是从已有的供水设施延伸供水比较困难的小城镇和农村,新发展的供水设施以小型公共供水设施为主,受益人口多在5000人以下。
(3)供水设施在农村和山区发展的同时,城市郊区的水供应设施也得到了发展,而这些地区以前也是没有自来水供应的。
(4)政府支持起到了决定性的作用。1952年日本中央政府建立了全国补助计划,用于发展和支持小型供水设施的建设和运行。
2.洁净的饮用水对提高公众健康水平作用巨大
饮用水水质的提高,水性疾病发生率明显下降,它们之间有非常明显的负相关。
3.降低管网漏水问题,提高有效输水率
(1)管道漏水是供水管理中一个十分重要的问题,影响稳定的水量供应和供水成本。
(2)有效输水率从1979年的77.6%提高到了2001年的92.4%,增加了15%。
4.饮用水工程采取的对策
(1)启动全国性的“供水设施前景”(Waterworks Vision)计划,2004年由日本健康劳工和福利部(MHLW)启动,旨在提高供水设施的管理水平以达到更好的供水目标。
(2)当地“供水设施前景”计划,由各供水服务机构执行,评价和分析自身表现,提出未来的发展目标、方向和措施。
(3)采用表现指数(Performance Index,PI)来诊断问题并确定目标,以达到更好的管理。
(4)合并小型供水设施。小型供水设施在管理成本上存在劣势,需要进行合并。
(5)公众和私人合作。出于对公众健康的考虑,日本的供水设施均由市政府负责。2002年出台的供水设施法令允许供水设施的技术维护交由第三方负责,私人机构开始介入供水设施的管理。
(6)为了提高日本国民的饮水质量,加快供水设施建设,日本设立了建设简易供水设施国库补助制度。此项措施在日本各地影响很大,在全国掀起了包括自来水管道在内的上下水管道建设高潮,使日本供水设施规模和质量得到了提升。在建设简易供水设施过程中,很多都道府县也在国家的补助制度之上另外设了补助制度,促进了简易供水设施在日本农村的普及,即使是日本偏远的小村落也建设了供水设施,以确保国民在全国任何一个地方都能够用上安全卫生的饮用水。
(三)韩国
(1)韩国农村的水性疾病曾经十分普遍,首尔市政府在20世纪60年代开始在1000多个农村建设简易的管道供水系统,取得了极大成功,并于1971年将这套系统扩展到韩国的其他地区,但遇到了财政问题。
(2)借助于1976年开始执行的世界食物计划(World Food Programme,WFP),韩国到1979年完成了8874处管道系统,对象为至少20户和附近有较好水源的村庄;随后WFP又提供了第二批1600万美元的资助,大大提高了农村饮用水的自来水供应水平。
(3)直到20世纪90年代,韩国农村地区和岛屿的自来水覆盖率仍仅有30%。为此,从1994年开始韩国政府投入约10亿美元改善农业和渔业区的供水设施;从1997年投入约4亿美元改善岛屿的供水设施,投入8亿美元改善中小城市的供水设施,并实施了旨在消除自来水供应差别的中长期投资计划,使农村地区的自来水普及率达到了70%。
(4)成功特点。
1)借助于外力,短时间内迅速完成了农村饮用水的基础设施建设。
2)政府主导,不惜重资。
(四)印度
1986年印度中央政府启动全国饮用水任务项目,目标为所有的农村提供安全的饮用水,帮助社区保持饮用水源的水质,特别关注世袭阶层和部落;同时采取措施加速安全供水系统没有覆盖或部分覆盖地区的建设,关注水质问题并使水质检测和监测制度化,保证可持续发展,包括水源和供水系统的运行。
三、本书的主要内容
农村饮水安全工程是事关人民群众最关心、最直接、最现实利益的重大民生水利工程,被广大群众誉为德政工程、民心工程,必须科学规划,精心实施,强化管理,发挥效益。本书围绕村镇供水与饮水安全这一主题,系统阐述了供水工程设计、施工、管理、饮水安全保障等问题,其主要任务是使读者了解村镇供水工程的类型、供水水源选取的原则,掌握地下水、地表水取水构筑物的类型及设计原理、输配水系统的设计原理、供水水处理技术及工艺、供水工程的施工工艺、供水系统的运行与管理、供水水质安全等。
全书共分为七章,各章主要内容如下:
第一章,村镇供水工程规划:主要介绍村镇给水工程的类型,供水工程的规划,集中式供水工程的设计,供水水源的选择等内容。
第二章,取水构筑物:主要介绍管井、大口井、辐射井、复合井、截潜流工程、渗渠、引泉工程等地下水取水构筑物的设计、出水量计算;地表水取水构筑物的类型、地表水取水构筑物位置的选择;岸边式、河床式、移动式、湖泊和水库取水构筑物、山区浅水河流取水构筑物、雨水集蓄供水工程的设计等。
第三章,供水输配水系统设计:主要介绍管线的布置,管材及附属设施,水泵类型及选择,泵站、管网、调节构筑物的设计等。
第四章,供水水处理工艺:主要介绍水处理原理、水处理工艺选择;常规水处理方法、工艺;水的消毒类型、工艺;特种水处理的类型、工艺;一体化净水装置的种类及适用范围、一体化净水设备技术要点、一体化净水设备类型。
第五章,村镇供水工程施工工艺:主要介绍地下水取水构筑物、地表水取水构筑物、管道工程、蓄水池、水窖等工程的施工方法、施工工艺;泵房与水泵机组、阀门仪表与电气设备安装;村镇供水工程施工一般规定、工程验收的有关程序和规定。
第六章,供水系统的运行与管理:主要介绍取水系统运行与管理;供水管网运行与管理;取水口及水泵运行与管理;常规水处理系统的运行与管理;消毒的运行与管理;特殊水处理运行与管理;一体化净水设备的运行管理与维护。
第七章,村镇供水饮水安全:主要介绍水源保护区的划分;水源保护与卫生防护;供水水质检验与监测;供水安全保障技术;村镇供水工程的分质供水;自来水感官性状和其他物质异常原因及其对策。