農村飲水安全工程水源方案

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摘要：水源工程是農村飲水安全工程建設的重要內容，水量短缺是和順縣農村飲水安全工程存在的主要短板，水源工程的建設方案直接影響著農村飲水安全工程的建設規模和運行的可持續性，在分析問題的基礎上，對不同的水源工程建設方案進行了解讀，提出了向水安全、水環境、水資源等多目標并重邁進的水源工程建設理念，其建設經驗對國內同類地區水源地建設有借鑒意義。

關鍵詞：農村飲水安全工程；水源；建設方案

1基本情況

和順縣地處山西省境東陲，太行山中段，全縣東西長約75km，南北寬約30km，總面積約2180km2，全縣轄10個鄉鎮，294個行政村，82個自然村，農業總人口11.34萬人。農村飲水工程是和順縣的主要水利實施，水源工程配套不合理、維修管理滯后、超期服役、功能衰竭等是農村飲水安全工程存在的主要問題。2018年年初對農村飲水現狀進行了調查，共篩選出飲水安全問題村85個，涉及2.9萬人，其中39個村飲用水量不達標，占飲水不安全人數的49.6%，長期飲用水短缺，給群眾生產、生活帶來極大的不便，由此可見水源工程建設是解決和順縣農村飲水安全鞏固提升的重要內容。

2水源工程出現問題的主要原因

2.1工程建設標準低。農村飲水安全經過了不同的實施階段，飲水解困至飲水安全期間，工程建設按照人頭計算投資補助，工程建設投資不均衡。和順縣地處山區，受益村人口少而且居住分散，工程建設難度大，受人頭計算投資補助的限制，工程不能按照所需建設，當時片面追求自來水普及率，水源工程投資壓縮較嚴重，致使水源工程布控不合理，先天性存在缺陷，群眾飲水反困現象日益嚴重，影響飲水工程穩定持續發展。2.2自然及社會因素影響。和順縣屬于太行山區，地形千溝百壑，水源近一半為小泉小水，受自然、地理、降水等影響，季節性缺水嚴重。部分水源深井年久失修導致出沙率大幅度提升，影響水源正常出水量。隨著新農村建設步伐的推進，群眾生產、生活用水量逐年增加，許多水源工程出水量難以滿足日益增長的社會需求，供、需失衡，出現新的飲水不安全問題。2.3人為活動及工程建設的影響。河道采沙、礦產采挖以及高速公路、鐵路隧道建設破壞了隔水層，疏干了淺層地表水或洞層以上地表水，改變了地表水和地下水的徑流、補給與排泄條件，導致河川徑流減少、地下水位下降，使原水源工程出水不足，水生態系統遭到破壞。2.4水環境污染。人類生產、生活廢水以及企業廢水不合理排放，部分河川徑流和淺層地下水受到污染，污水入滲補給飲用水水源，特別是靠近生活區和養殖區的水源，微生物指標總大腸桿菌群和菌落總數嚴重超標，群眾長期飲用不達標水，容易引發多種疾病，致使工程不能良性運行。

3水源工程的主要建設方案及發展成果

3.1水源工程的主要建設方案。和順縣地域遼闊，人口少而居住分散，受地理條件、水資源狀況、農村經濟、群眾認識、管理水平等因素的影響，水源工程建設方案確定比較復雜。根據和順縣的實際，主要采取的水源工程建設方案有：自然泉水水源、河道型地表水水源、滲透型地表水水源、輻射井水源、深井水源。3.2水源工程方案的布置原則。水源工程的建設方案影響到飲水工程的水質、水量、建設規模、運行管理等，我們在選擇水源工程建設方案時，遵循自然規律和生態法則，統籌水資源的開發、利用、節約和保護，充分考慮地形、地質、地上水、地下水等因素，依托綠色治水理念，把資源水利、生態水利、環境水利作為和順縣水源工程方案的布置原則，取得了很好的效果。3.3工程實施提升后，水源工程的發展成果。實踐證明，和順縣所采用的五種供水水源方案，各有利弊，需綜合分析，科學選擇。通過實施農村飲水安全鞏固提升，各種水源方案的發展成果是：在聯村集中供水工程中，泉水水源2處，涉及15個村、3591口人，占聯村集中供水總人口10.68%；攔截型地表水水源2處，涉及23個村、13888口人，占聯村集中供水總人口41.3%；滲透型地表水水源2處，涉及20個村、7645口人，占聯村集中供水總人口22.73%；深井水源3處，涉及16個村、8505口人，占聯村集中供水總人口25.29%。在單村集中供水工程中，泉水水源61處，14481口人，占單村集中供水總人口19.8%；攔截型地表水水源6處，410口人，占單村集中供水總人口0.56%；滲透型地表水水源42處，24980口人，占單村集中供水總人口34.17%；深井水源52處，29558口人，占單村集中供水總人口40.43%；輻射井水源13處，3687口人，占單村集中供水工程總人口5.04%。各種供水水源方案在和順縣農村飲水安全工程建設中站位把控精準，優越性得到了充分發揮，社會反映良好。

4各水源方案評價

1）建設形式利用村莊附近自然出漏的山泉水，進行小范圍的開挖，開挖以不破壞泉水的自然出流為前提，開挖深度一般較淺，并砌筑集水前池，集水前池多采用漿砌石或混凝土結構，容積依泉水出水量而定，集水前池對泉水進行匯聚，可彌補泉水出水量的不足，同時提升自流引水時水頭壓力或者為提水泵站儲蓄充足的可利用水量。2）適用范圍及主要優點由于典型的太行山地質構造，受儲水層含水量的限制，和順縣境內泉水出漏量較小，聯村集中供水工程不易采用泉水作為供水水源，而單村供水水源采用較多。主要優點：（1）當地的水資源達到充分利用，有效控制了地下水的開采量，使所屬區域的地下水得到充分涵養。（2）山泉水水質優良是很好的飲用水水源。（3）水源建設形式簡單，投資費用較小，多數山泉水所處地形較高屬于高地泉，水借重力流向高位水塔，后期運行費用低。3）主要缺點該水源方案存在的主要缺點是：（1）受地形、地質、降雨、氣候等因素的影響，部分山泉水隨季節變化明顯，開發利用時必須進行設計保證率條件下的供、需水平衡計算，科學確定可開采量，保證工程的持續利用。（2）山泉水多出漏于具有良好隔水性的山澗，鋪設輸水管線石方開挖量大，且管線較長。（3）由于水量有限，不利于鄉村企業、家庭作坊、田園經濟的發展。

4攔截型地表水水源

1）建設形式利用自然河道，通過工程措施筑壩，有效攔截地面徑流形成蓄水區，壩體形式主要有土壩、砌石壩、混凝土壩、橡膠壩等。2）適用范圍及主要優點攔截型地表水水源工程適用于河道內有穩定的地面徑流，且具有筑壩攔水的優越地質條件的區域，以河道防洪安全、供水安全、生態安全為重點，是擋、排、引、蓄、控功能齊全的水利工程體現。主要優點：（1）充分開發利用了地表水資源，特別適宜發展集中供水工程，對村莊集中，人口密度較大的區域，能規模解決飲用水水源問題。（2）供水保證率高，相關資料顯示，此供水水源供水保證率可以達到95%以上，可與工、農業用水相結合，保證人畜飲用水外的剩余部分可供工業、農業用水，對支持當地的經濟發展意義重大。（3）河道內河水流速快，水體交換頻次高，是活水周流思想的重要體現，對該區的人文景觀建設、優美生態建設起到積極的推動作用。3）主要缺點該水源方案存在的主要缺點是：（1）工程建設費用高，地質要求嚴，施工難度大，施工涉及面廣，遇到的實際問題多，如占地補償、移民等，不利于工程建設順利開展。（2）發展規模集中供水，部分村所需管線較長，后期管理、維護難度大，存在二、三級高揚程提水的問題，加大了工程投資，運行成本相對較高，受益戶水價難以接受，水費征收困難。（3）天然地表水水質較差，特別是雨季洪水會導致水渾，需安裝水質凈化設備，增加工程建設費用在所難免。（4）水源地保護范圍廣、難度大，規劃時必須以小流域片區為中心，把水源工程建設和水土流失防治有機結合，權衡開發與保護、治理與利用，確保工程持續健康發展。4.3滲透型地表水水源。1）建設形式滲透型地表水水源有兩種形式，一是河道涵箱式，就是利用天然河道筑低壩，抬高水位，壩上游建集水涵箱，涵箱多以干砌石或孔網結構混凝土為主，周圍設置濾料，反濾層厚度一般小于1m，由2~20mm顆粒組成合理級配；二是岸邊大口井，就是在河岸邊建滲水大口井，大口井多以干砌石為主，直徑一般小于3m，井深一般小于12m，井深5m以下壁厚0.5m，井深5m以上壁厚0.3m，周圍可填筑濾料，取水采用自流式進水管，經岸上加壓泵站或直接由潛水泵加壓，送往凈水廠或高位水池。2）適用范圍及主要優點滲透型地表水水源適用于地表水充足，地下水埋藏較淺，含水層較薄，且透水性較強的區域，適用于任何砂、卵、礫石層，滲透系數最好在20m/d，岸邊大口井適宜含水層厚度在5~20m的區域。主要優點：①合理開采了地表水資源，對深層地下水進行涵養。②工程建設比較簡單，補給水源充足，剩余水量可以輔助發展農業灌溉、家庭小作坊、田園經濟等。③將地表水轉化為地下水，天然河床的沙礫石層起到了過濾作用，達到初步凈化效果。3）主要缺點該水源方案存在的主要缺點是：（1）必須和河道治理、水生態修復、水源地保護同步進行，規劃時論證區域水生態系統平衡和可持續性十分必要，保護水環境、控制水面率是工程長久運行的關鍵。（2）受降雨影響明顯，必須與河道行洪設計緊密結合，確保雨季度汛安全。（3）日常維護困難，特別是涵箱式水源，年久失修后，隨著河道淤積會逐漸被填埋，進水量可隨之減少，影響工程長久運行。4.4輻射井水源。1）建設形式輻射井是集取垂直滲透水的取水工程，通常由一口直徑較大的豎井和自豎井內任一高度沿水平方向向含水層打進具有一定長度的數根水平輻射管組成，豎井是輻射井的取水點，深度與水平輻射管的設計高程相關，輻射管的長度和仰角和所取含水層的位置有關，控制工程建設費、保證取水量是前提。2）適用范圍和主要優點和順縣的輻射水源井主要是遠離河流集取地下水型，以小泉小水為水源的農村飲水安全工程，可通過實施水平輻射把漏失的泉水和未開發的散泉集中起來，增水效果十分明顯，比如橫嶺鎮的龍旺村、陽照村等，尤其適宜厚度較薄的含水層以及不易用滲渠開采的厚度薄、埋深大的含水層。主要優點：（1）山區輻射井水源工程多為引水工程，管理方便，運行成本較低。（2）集水范圍大，含水層厚時可多層設置集水孔，此水水質優良且水量穩定，受季節影響較小。3）主要缺點該水源方案存在的主要缺點是：（1）結構復雜，目前尚沒有與之相對應的取水機理研究成果，沒有成熟的取水模型，對影響輻射井的取水量影響因素不清，致使輻射井的勘察、設計、施工缺乏科學理論依據，導致達不到預期的取水效果。（2）取山泉水時，含水層的水量評估、論證困難，勘察難度高，必須進行多方討論，否則水量難以保證。（3）水平鉆進要求工藝水平高，施工難度大，且耗費時長。4.5深井水源。1）建設形式在劃定的地下水資源開發區，科學勘察，合理布置井位，采用先進的機械設備和現代化的工藝鑿至含水層，用井管保護井壁，以獲取深層地下水來滿足飲水需求。2）適用范圍及主要優點以深井作為飲用水水源適用于地表水枯竭（如松煙鎮、青城鎮等）、地表水污染嚴重且地下水相對富有的區域，能用于各種巖性、埋深、含水層厚度和多層次含水層，按揭露含水層的類型分為潛水井和承壓井，按揭露含水層的程度分為完整井和非完整井，是地下水取水構筑物應用中最為廣泛的一種。主要優點：（1）可依當地水資源狀況就近選擇打井位置，管道鋪設相對較短。（2）深井一般為單村供水工程，施工過程中占地、用水、用電及其它事宜容易協調解決。（3）易于管理，水質優良，便于村集體對工程租賃、承包、拍賣等，也便于開展水源地保護工作。3）主要缺點該水源方案存在的主要缺點是：（1）過度開采地下水，可破壞水系統的平衡，加重對已經形成的地下水開采漏斗區的影響。（2）地下水動態監測與計量工作滯后，地下水水位監測和開采量監控系統建設沒有開展，評估監管服務平臺尚未建立，不能精細分析地下水取水量、水位、水質的動態關系，不能預測分析其變化趨勢，地下水的開發、利用、管理、保護仍然存在制約因素。（3）深井鉆進要求工藝水平高，施工難度大，必須精準掌控風化帶、破碎帶的位置，嚴格按地層巖性和水文地質條件施工，濾水管、濾網目數、井壁濾料分型級配等都會影響到深井的出水量和長久運行。（4）深井投資費用高，使用存在潛在危險，一旦水源水量或者水質出現問題，導致整個工程無法運行，再打井又需要較大投資，群眾飲水就會再一次陷入困境。

5結論

農村飲水安全鞏固提升建設是脫貧攻堅的中心工作，水源工程建設方案的選擇和利用是農村飲水安全鞏固提升建設的保證，優良的水源工程是農村飲水安全工程健康運行的基礎。適宜的水源工程一定要建立在實地勘測、充分論證、因地制宜的基礎上，要遵守自然規律和生態法則，以努力向水安全、水環境、水資源等多目標并重邁進，構建本底優良的水源工程為目的。通過對和順縣所采用水源工程建設方案優缺點的分析，旨在靈活水源建設形式，補齊水量短板，形成各自的水脈，確實發揮水源工程的支撐和根基作用。

作者:劉宏偉 單位:和順縣水利局