摘要:為了解決農村飲水安全問題,促進鄉村振興,我國積極推進城鄉供水一體化建設。本文分析了現階段城鄉供水一體化工程的實施難點,并從宏觀規劃角度提出對策,以期為我國城鄉供水一體化工程建設提供參考。
關鍵詞:城鄉供水一體化;供水安全;集中式供水;智慧水務
中圖分類號:TU991 文獻標識碼:A 文章編號:1008-9500(2023)04-00-04
DOI:10.3969/j.issn.1008-9500.2023.04.023
Difficulties and Strategies for Integrating Urban and Rural Water Supply
ZHU Guoliang1,2, CHEN Yewei2, CHEN Lu3, WANG Yanqu4, YU Hai4
(1. China Construction Fourth Engineering Division Co., Ltd., Guangzhou 510665, China;
2. Construction amp; Development Co., Ltd. of China Construction Fourth Bureau, Xiamen 361006, China;
3. Fujian Xinyufeng Construction Engineering Co., Ltd., Longyan 364199, China;
4. School of Ecological Environment and Urban Construction, Fujian University of Technology, Fuzhou 350118, China)
Abstract: In order to solve the problem of rural drinking water safety and promote rural revitalization, China actively promotes the integration of urban and rural water supply construction. This paper analyzes the implementation difficulties of the current urban-rural water supply integration project and proposes countermeasures from a macro planning perspective, in order to provide reference for the construction of urban-rural water supply integration projects in China.
Keywords: integration of urban and rural water supply; water supply safety; centralized water supply; smart water affairs
近年來,隨著城鎮化的發展,農村人口逐漸向城市遷移,導致我國城市地區人口密集,而農村地區常住人口逐漸下降,造成城鄉供水不平衡的問題。為加快實施鄉村振興戰略,我國在全國范圍內開展城鄉供水一體化建設,以滿足農村居民對美好生活向往的需要為目標,著力構建從“水源頭”到“水龍頭”的安全可靠、保質保量的農村供水工程和管理體系,提高農村地區公共服務均等化和供水保障水平[1]。
1 城鄉供水一體化概述
城鄉供水一體化建設通過集中式供水及分散式供水的技術結合,以規劃區整體空間為統籌基礎,結合各地城市發展規劃,將供水目標由城市擴展到縣域、鄉村,實現區域規模的集中供水,便于供水統一管理[2],通過擴建管網至鄉鎮來保障鄉鎮用水量,同時統一協調污水處理和水量水質檢測,以保障城鄉用水安全。在一定時間、空間或經濟發展程度的條件下,即使不能進行區域性集中供水,也要采用分散供水、集中管理的方式,實現資源和人才的合理配置。
通過“十三五”時期農村飲水安全鞏固提升工程建設,截至2020年底,全國農村自來水普及率達到83%,農村供水保障水平得到顯著提升。然而,城鄉之間的差距依然顯著,農村供水與城鎮供水在管理、服務、水質、水價等方面仍存在較大差距。為全面推進鄉村振興,如何在“十四五”時期穩步推進城鄉供水一體化高質量建設,實現農村飲水安全向農村供水保障轉變至關重要。本文從現階段城鄉供水一體化建設的難點出發,分析其解決方案,以期鞏固拓展農村供水安全成果,健全供水保障機制。
2 城鄉供水一體化建設難點
城鄉供水一體化工程作為系統工程,涉及面廣,在技術、資金等方面面臨諸多難題。在城鄉供水一體化工程建設中,各地主要在水源保護、供水水質安全、運維和管理三方面面臨挑戰[3]。
2.1 供水能力及規模不足
我國水資源總量豐富,但時空分布不均。我國南方地區離海洋相對較近,在自然界水循環的影響下,水循環總量大,地表水資源較為豐富;北方地區離海洋相對較遠,受自然界水循環的影響較弱,水循環總量相對較低,降雨量也較小,地表水資源相對匱乏[4]。為適應城市化和工業化的快速發展,人們不得不從河流和湖泊中尋找新的水源。然而,由于天然水源缺乏和區域需求增加,已經建成的水庫等穩定水源難以支撐地區用水總量控制目標,用水量增長空間有限。截至2019年底,我國已經建成比較完整的農村供水工程體系。部分地區對穩定水源工程設施的建設較為完備,使當地供水能力及規模有很大提高;部分地區更多依賴中央財政及省級財政,導致工程建設標準低、配套設施不完善,實際供水需求尚未得到有效滿足。
除了水量型缺水外,水質型缺水也是一大挑戰。城鄉供水一體化工程主要使用集中供水方式,必須保障水源水質。目前,人類活動排放的污染物已經嚴重地影響河流水質,使其不斷惡化,致使有些曾經作為給水水源的河流已不能繼續使用,部分正在使用的水源存在有機物含量超標、溶解氧含量低、重金屬含量超標、藻類過度繁殖等問題[5]。農村飲用水水源包括河流、湖泊等地表水源和地下水,畜禽養殖廢水和生活污水包含氮、磷、有機物、微生物等污染物,威脅農村水源安全。“十四五”時期,要加強環境基礎設施建設,落實已建成供水工程的環保措施,實現城鄉供水一體化。
2.2 供水過程水質安全問題
城鄉供水一體化主要通過構建一體化的城鄉供水網絡系統,基本實現城鄉聯網供水,共享優質供水服務[6]。然而,城市自來水廠和農村用戶的距離較遠,且農村地區用水量較小,用水時間分布不均勻。因此,水廠的出水在管道內停留時間更長,自來水與末端支管管壁更容易發生生物、化學、物理反應。水廠出水中殘留的消毒劑可能在長距離輸水的過程中被耗盡,金屬管道在農村管道中占有一定比例,隨著使用年限的增加,表面會出現腐蝕、結垢,從而影響水質安全,使得管道內細菌和重金屬重新進入自來水中[7],導致農村水質顯著低于城市[8]。
部分農村地區分散供水,用水設施呈現老舊、漏損、缺失的現象,飲用水缺少消毒處理[9]。由于人數少,居民用水相對比較集中,晚上基本不用水,白天也主要集中在中午和傍晚的做飯時間,用水時變化系數較大。因此,對于有消毒設施的集中式給水廠站,消毒劑很難準確投加。投加不足,達不到消毒效果;投加過量,末端用戶飲用水中帶有一定的消毒劑味道,因此大部分消毒設備均被閑置,導致用水安全無法得到保障。
2.3 供水保障機制建設不足
城鄉供水一體化系統的末端供水是農村供水。農村地區用戶位置分散,長久以來,農村居民各自開發水源,如井水、泉水及少量地表水,采用傳統自用的處理工藝,供水設施呈現點多面廣的特點。在管理人員方面,農村供水工程由村組管理,專業技能和管理水平達不到專業化要求,導致一些供水設施損壞、管道老化滲漏,存在安全風險,供水水質安全難以保障。目前,農村工程項目多采用私人承包制,城鄉供水一體化管理機制未完善,在政策落地的過程中,出現建管分離的問題,導致許多政策未落到實處[10]。部分農村供水工程流于表面,缺乏統一管理,季節性水量不足。由于地方財政困難,有些農村供水工程只能低標準運行。
城鄉供水一體化系統可以通過互聯網、大數據平臺,實現智慧水務統一管理。但農村地區管網信息不完善,管網中水質、水量、壓力監測設備少,不足以支持管網水力模型的建設[11]和管網動態運行的控制,導致許多條件不允許的地區無法實現信息平臺統一管理。信息化制度不完善,受人員專業素質的限制,農村水務企業無法協同各級水務部門統一管理數據,信息系統建設存在困難。
3 解決方案
3.1 統籌規劃先行,合理設計方案
各地城鄉供水一體化工程建設初始,就要結合規劃區域進行設計,統籌管理。在確保工程技術可行的同時,要兼顧工程的經濟性。
3.1.1 因地制宜分析區域用水現狀
以縣(市)為單位,推進城鄉一體化供水網絡建設,按照“因地制宜、分類施策”的原則,評價供水一體化網絡建設現狀,如水源情況、供水設施分布、用水情況等,合理設計供水系統[12]。各地重點依托可靠和優質水源,推進大水廠、大管網建設,沿海地區優先延伸城鎮水廠管網或建設城鄉供水工程,全面實現城鄉供水一體化。山區積極發展規模連片集中供水,建設跨村、跨鄉鎮聯片集中供水工程,實現供水到戶。
3.1.2 建立集中為主、局部為輔的供水模式
農村村落分布較廣,尤其在山區,村與村之間的高差大,無法采用成本較低、適合農村經濟條件的重力自流方式覆蓋全縣(市)用水區域,但是,縣域對鄉村的規劃多有涉及,可以對鄉村供水設施建設提供指導性意見,便于后續管理。因此,規劃層面應當以縣(市)域規劃的集中供水為主,滿足農村用水需求,實際施工則在條件不允許的地方使用跨區域供水或局部供水,統籌管理分散供水設施,逐步淘汰老舊供水設施。
3.1.3 合理規劃,選取可用水源
隨著城市化發展,城鄉供水一體化規劃區內用水量遠遠超出以前的城市規劃水量,過往農村與城市供水水源水量不能適應一體化供水要求。這就需要合理規劃城鄉供水一體化工程,按照新的規劃要求,合理選取規劃區內水量充足、水質良好的水源。若水源水量不充足,可采取多水源供水、興修水庫、跨流域調水等方式開源[13];若水源水質不達標,可采用合理的凈化工藝改善水源水質。
3.2 加強供水過程水質管理,改進監測技術
城鄉供水一體化工程采用集中供水,逐步替代農村分散供水系統,實現農村供水城市化。這就需要完善長距離管網的水質監管體系,保障供水過程的水質安全。
3.2.1 強化水源到末梢的安全管理
由規劃區域的縣(市)政府牽頭,劃定飲用水水源保護范圍,設立飲用水保護界標、警示標志,規范破壞飲用水水源的處罰措施,明確執法部門和人員,防止人為引起的水源變化、工程損壞。根據相關標準,做好地表水與地下水等水源的水質保護。嚴格規范工業廢水和生活污水的排放,禁止周邊地區進行對水源有污染作用的作業。
城鄉供水一體化工程管網有較長的供水管線,對于長距離、多點位的供水管網而言,城市水廠出水現行的加氯標準缺乏安全保障。在管網供水過程中,一體化的管線設置也意味著一旦管網某處發生病毒、細菌傳播,其危害有可能擴散至整個地區。要對長管線進行二次加氯消毒,保證供水管網有足夠的含氯量。此外,要實時監測管網水質,控制加氯量,選取合適位置進行二次加氯,以減小長管線供水過程中管道對供水的二次污染。要改進水廠凈化工藝,配套消毒設備,規范消毒設施使用,確保長距離供水水質安全。水廠對水源水的處理可以使用傳統的混凝、沉淀、過濾、消毒等方法,并建立水質化驗室,按要求對水源水、出廠水、末梢水進行水質自檢。
3.2.2 提高水質監測人員專業化水平
城鄉供水一體化工程需要搭建統一的水質管理平臺,這就需要水質監測人員有扎實的專業知識,實時監測和評估各項水質數據,如濁度、含氯量等,實時匯報并協助解決集中供水問題,保障供水安全。農村地區供水設施通常由當地居民自我管理,缺乏專業人員的技術支持,不利于長遠的水質監管。可以通過私人承包管理、村委會監管等方式在村域內實施專人專管,落實城鄉供水一體化的水質監測責任。
3.2.3 完善在線水質監測體系
針對農村地區過往缺乏監管的水源、管網,要及時完善監測系統的布局,將各地城鄉一體化工程管理范圍內的供水管網及時納入監管范圍。淘汰感知效率低的水質傳感器,掌握水質動態數據。用信息平臺動態監測代替效率低下的人工記錄,及時掌握管網漏損、缺水、負壓等問題,及時處理集中供水可能出現的故障。
3.3 規范施工,建立長效運維機制
施工階段,城鄉供水一體化工程需要堅持“城鄉供水一體化、區域供水規模化、工程建管專業化”的總體思路[14],落實施工質量管理,建立長效管理運維機制。
3.3.1 保證施工質量,落實環保措施
城鄉供水一體化管網的施工管理要遵循統籌規劃的原則,由政府部門牽頭,項目部、審計和監理團隊負責具體的項目實施[15]。把好工程質量的關卡,杜絕沒有施工資質的團隊。施工期間,要及時記錄工程數據和勘測數據,作為后續工程出現問題的參照,滿足后期運營管理和信息化平臺建設的需要。在改造和新建管網的同時,落實供水工程后續的維修養護措施,做到應修盡修。對于已建成及在建的供水工程,應及時配備凈化消毒設施,完善水質保障制度,進一步提升工程可持續性。
3.3.2 鼓勵社會資本參與,落實財政補貼
城鄉供水一體化建設不僅需要財政補貼,還需要社會資本參與。鼓勵城市供水企業與政府合作,組建新的供水主體,承擔城鄉供水一體化的運營工作。政府要發揮宏觀調控作用,從制度與規劃的角度落實水費定價主體、工程實施主體、供水監管主體的責任,并保障合作企業的合理訴求。對于已建成的工程,要落實用戶管理,通過聽證會等方式提高用戶用水繳費意識。采集用戶供水需求信息,各級財政、企業配合,全面落實水費收繳工作,保障工程正常運行。將水費收繳工作與當地政府工作成果掛鉤,對工程運行、水費收繳情況好的地區進行適當補貼,提高供水一體化成果管護的市場化水平。
3.3.3 構建城鄉供水一體化智慧管理體系
要結合運營管理一體化需求,構建智慧水務管理體系。建設高效敏感的物聯網感知系統,采集和傳輸各供水環節的水壓、水量等監測數據,為故障維護提供決策依據。水務企業要建立信息化管理平臺,作為城鄉供水的中樞管理系統,發揮宏觀調控、合理配置資源的作用。基于實地考察和監測數據構建水力模型,對一體化供水進行合理預測。對于數據不足的農村地區,可以通過可靠的數字模型進行預測,優化供水系統設計。
4 結語
我國正處在城鄉供水一體化建設的關鍵階段,隨著更多工程落地,更多難點將會暴露。建設人員要不斷總結經驗,針對實際問題提出更好的解決方案,因地制宜地規劃和實施城鄉供水一體化工程,加速推進城鄉供水一體化,使廣大農村居民早日受益。
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