牧区安全饮水工程建设与管理模式研究

'中国农村水利水电·2009年第4期81文章编号:100722284(2009)0420081203牧区安全饮水工程建设与管理模式研究11233王平霞,吕志远,李和平,杨子清,苏祯(1.内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,呼和浩特010018;2.水利部牧区水利科学研究所,呼和浩特010010;3.内蒙古达茂旗水务局,百灵庙镇014500)摘要:针对牧区饮水不安全现状,选取具有代表性的内蒙古达茂旗百灵庙镇供水工程作为研究对象。根据该地区水质及经济特点,选择反渗透除氟系统对百灵庙镇供水工程进行降氟处理。该系统以机电为动力,使取水工程与水质净化设备、检验技术和工程组织管理有机结合集成,构建牧区供水技术集成模式与示范工程,具有运行压力低,除氟率在95%以上的特点。并对工程建后的经营管理和应用前景进行了分析。关键词:牧区;除氟;反渗透技术;管理模式中图分类号:TV674文献标识码:A达茂旗不安全饮水问题非常突出,饮用水普遍氟含量超1达茂旗安全饮水现状标;季节性缺水比较严重;在牧区存在缺水区和没有电网覆盖内蒙古包头市达茂旗地处阴山北麓农牧交错丘陵地带,属的地区。因此,从自然地理条件和社会经济发展方面考察,在中温带半干旱大陆性季风气候,主要特征是风多雨少,年降水北方农村牧区安全饮水工程建设与管理方面具有代表性。量257mm,年平均气温3.4℃,无霜期106d。达茂旗共有1个2百灵庙镇供水工程概况及存在的问题苏木、7个镇,76个行政村、嘎查,总人口11.2万人,其中农牧业人口8.6358万人,2007年全旗城镇居民人均收入153152.1基本情况2百灵庙镇是达茂旗旗委、旗政府所在地,位于东经109°16′元,农牧民人均收入5524元。全旗总面积17410km,水资源总量为13199万m3,可利用水量为9259.34万m3。其中地表～111°25′、北纬41°21′～42°40′之间,海拔1350～1472m,距水资源1784.79万m3,地下水资源7554.17万m3。2005年包头市167km,距内蒙古自治区首府呼和浩特市168km,总面2底已开发利用水资源6101万m3,水资源开发利用率已经达到积2993km,总人口3.8万人(少数民族人口7053人),其中65.9%,水资源余量为3158万m3。达茂旗水资源可利用总量镇区7203户,24036人,是一个以蒙古族为主体,汉族占多数匮乏,且分布不均匀,南部农业区较丰富,北部牧业区较贫乏。的少数民族建制镇。到2010年该镇规划人口为4.5万人。百3达茂旗农村牧区共建成各类自来水工程134处,受益人数灵庙镇可利用水资源量为1136.01万m,其中地表水资源3330624人,普及率为35%[1]。根据内蒙古自治区安全饮水普查308.06万m,地下水资源845.13万m,重复计算量17.183万m。评价结果,到2004年底全旗安全饮水人数达19229人,占全旗百灵庙镇现有水源地共四处。镇北侧第一水源地,由于地农牧业总人口的22%,其中,集中供水(进户自来水)人口为处居民生活污水排水区,而且没有排水管道和污水处理设施,19189人,分散供水人口为40人。全旗不安全饮水人口为6.71水源已被污染,现已报废近20a。镇西侧第二水源地(距镇9万人,其中水质不达标5.18万人(氟超标4.63万人,苦咸水km)有深井一眼,大口井一眼,日供水能力2160t/d。镇南侧0.55万人),水量不达标和饮水不方便1.53万人。按照“十一第三水源地有深井三眼,日供水能力3120t/d。镇南侧第四水五”规划,到2010年计划解决4.86万人。2005-2007年已建源地有深井两眼,日供水能力2400吨/日。所有现状水源井全工程39处,解决15100人饮水安全问题,完成投资1200万部同时投入运行中,给水设施的供水能力为7680t/d。元;规划2008-2010年拟建工程78处,计划投资1866万元,达茂旗百灵庙镇是一个缺水的镇。经过近几年的建设,缺解决15000人饮水安全问题。水问题有所改善,目前水源地的供水能力可以满足百灵庙镇现收稿日期:2008211218状需水要求。但随着百灵庙镇建设步伐的不断加快,居民生活基金项目:牧区供水技术集成与示范项目(2006BAD01B0925)。和工业生产用水量与日俱增,同时,由于镇南侧第三和第四水作者简介:王平霞(19812),硕士研究生。源地存在氟含量超标1.6～1.8倍的问题,安全饮水问题突出。 82牧区安全饮水工程建设与管理模式研究王平霞吕志远李和平等2.2存在的问题勾兑池中勾兑后供水能力可达到4800t/d,从而保障居民能够(1)镇内饮用水含氟量在1.6～1.8mg/L,超过国家饮水饮用安全水。[2]安全标准,长期饮用对人体的危害很大。由于当地难以找到除氟工程主要建设内容及规模:建地下降氟设备间一处,2符合生活饮用水标准的水源,需要采用水质处理技术解决百灵占地面积140m,安装超滤机组2台(套),反渗透机组1台庙镇居民长期饮用高氟水的问题。(套),反洗、清洗设备2台(套);一层建配电室、工作室2间,面(2)按照供水技术规范和村镇饮水卫生标准的要求,应定积67m2,安装电器控制柜1台,PCL编程控制室2套;建原水期对供水水质进行检测。3池、中间水池各1座,容积67m;新铺连接管网40m;建综合(3)供水过程中,没有消毒设施。检查井1座。二是对镇内跑、冒、滴、漏严重的部分管道进行改(4)水源管理保护差,应按照《生活饮用水水源保护区污染造,主要解决部分居民用水水压不够,饮用困难的问题。防止管理规定》的要求划定水源保护区,设置明显的范围标志3.1.3供水水质和严禁事项的告示牌。根据内蒙古疾病预防与控制中心2008年6月4日和7月(5)现状管网绝大部分是在20世纪90年代建成,由于当10日对该供水工程的源水和产水的水质检测报告,在饮用水时的城镇人口少,工程设计规模较小,输配水系统管径偏小。37项检测指标中,百灵庙镇三、四水源地的源水氟化物含量为管材采用钢管、铸铁管、PVC管、混凝土管等多种管材,存在腐1.4mg/L和1.80mg/L,其余36项全部符合《生活饮用水卫蚀、承压能力不足和跑冒滴漏现象。生标准》(GB574922006);产水氟化物的含量为0.07mg/L。该套反渗透除氟系统的除氟率达到了96%,将原水与产水按1∶3百灵庙镇供水改扩建工程建设与管理模式1的比例勾兑后,氟化物含量为0.935mg/L,达到了国家生活3.1百灵庙镇供水改扩建工程方案饮用水卫生标准(氟化物含量≤1mg/L)[4]。3.1.1供水方案3.1.4供水压力为了利用现有水源解决百灵庙镇饮水安全问题,采取多水供水系统采用分压供水。镇区内绝大部分区域的高程在源联合供水进行供水工程改造。根据原水水质检测报告,该镇1350～1370m,采取低压供水;旧城区的个别高地与水源地高第二水源地的原水符合《生活饮用水卫生标准》,第三和第四水差大,为了节能对其采用二次加压供水;干管事故情况下,水压源地的原水中只有氟化物超标,其他均达标。因此,第二水源在管网最不利点需满足6层建筑的用水要求,即达到28m以地直接采用一级供水进入管网。三水源地离四水源地较近,约上的供水水头;消防采用低压制,水压在管网最不利点处供水300m,所以只对四水厂进行改扩建,实施除氟处理。将三水源水压不小于10m。地的源水通过DN200输水UPVC管道输入四水厂混合勾兑,3.1.5水源地保护再由四水厂二级加压泵站输送到用户。(1)应规划制定百灵庙镇供水工程水源地保护方案,并严本工程除氟系统采用的是先进膜法过滤技术系统,该系统格控制监管。此项工作由水利局会同卫生、土地、环境保护等采用反渗透膜组件,运行压力低,除氟率在95%以上,可达到商部门起草地方性法规或条例,报地方人民政府和人大批准后公[3]品瓶装水标准,因此,采用勾兑方法,将原水直接与产水按1[5]布实施。∶1比例在勾兑池中勾兑,再将勾兑后的达标水输送给用户。(2)水源地设置保护区,并设置明显的范围标志和严禁事采取这种勾兑的方法,提高了产水率,降低了设备成本和运行项的告示牌。百灵庙镇供水水源主要为深层地下水,以单井或成本,既经济又能达到安全饮水标准。百灵庙镇供水改扩建工井群的影响半径范围为水源保护区。保护区内不得造成土壤程方案见图1。污染,不能从事破坏深层土壤的活动,不得使用工业废水或生活污水灌溉,不得实施持久性或剧毒性的农药,不得修建渗坑式旱厕所、污水渗水坑,不得堆放有害废渣、垃圾或铺设污水[5]管。(3)在一级卫生防护带内,如有居住的居民应逐步迁出。(4)在运行管理中加强对水源井水量变化和水质的观测。每个季节严格测井一次,随时掌握水源地含水层的动态变化和水质变化。(5)由于水源地水资源缺乏,故要加强水源地保护与管理,限制农业灌溉供水在该水源的取水量,优先确保城镇供水。3.2工程建设的管理及责任落实情况图1百灵庙镇供水工程改扩建工程方案图为了切实搞好百灵庙镇供水改扩建工程建设,确保工程建3.1.2百灵庙镇供水改扩建工程内容设质量,根据国家基本建设有关法律法规,按照水利部水建管2007年从以下两个方面对百灵庙镇供水工程进行改造:一[2001]74号文件精神,结合达茂旗实际,本着建管一体的原则,是采用反渗透技术对百灵庙镇第四水源地的饮用水进行除氟设立了达茂旗百灵庙镇供水改扩建工程建设管理处。处理,日生产达标水2400t,将原水直接与产水按1∶1比例在包头市水务局为项目建设的主管单位,达茂旗百灵庙镇供 牧区安全饮水工程建设与管理模式研究王平霞吕志远李和平等83表1内蒙古“十一五”规划解决农村牧区饮水不安全情况表[7]水改扩建工程建设管理处是项目建设的责任主体,对项目建设的工程质量、工程进度、资金管理和生产安全负总责,并对项目现状饮水“十一五”“十一五”解决饮水主管部门负责。百灵庙供水改扩建工程建设管理处下设工程序号不安全人规划解决不安全问题建设现场管理科、财务科、质监科、安全保卫后勤科四个机构,数/万人人数/万人并对各个机构的职责做了明确的界定,要求各个机构严格执行1氟超标>2mg/L260.1222.04本机构的职责。为加强百灵庙镇安全饮水工程管理,建立适应2氟超标1.2～2mg/L187.15.63社会主义市场经济的良性运行机制,充分发挥工程的社会效益3砷超标>0.05mg/L58.758.71和经济效益,依据相关法律法规及有关规定,结合百灵庙镇实4溶解性总固体>2g/L84.125.39际,制定相应的管理办法和规章制度。5溶解性总固体1.5～2g/L23.52.843.3加强建后管护,合理确定水价百灵庙镇饮水安全工程以国家投资(包括县级投资)为主,6未经处理的IV类及超IV类地表水1.90[6]工程主体属国家所有,由供水管理所代表当地政府进行资产7细菌学指标超标严重未经处理的地表水3.00.74管理,并负责工程的运行管理,供水管理所完全实行企业化管8污染严重未经处理的地下水63.14.81理,自负盈亏,独立核算。并建立用水户代表大会制度,选举用9其他饮水水质问题122.815.90水户代表,组建用水户协会,参与并监督工程的管理。同时有10水量不达标130.950.92计划地开展相关专业知识、法律法规、规范标准和工程建设与管理、监督等方面的培训,提高用水户代表的业务素质和管理11用水方便程度不达标111.016.43能力。12水源保证率不达标65.810.593.3.1工程建成前的水价及收取方式合计1112.0414.0698.0工程建成前,水价收取方式分计量收费和计人收费两种方地下水排泄方式以垂直蒸发为主,地下水径流缓慢,从而造成式。计量收费约占13%,计人收费约占87%。33氟元素大量沉积,致使浅层地下水氟含量普遍超标,形成广泛计量收费水价:人饮1.5元/m;绿化1.6元/m;机关1.7[8]333的高氟潜水区。元/m;商业2.9元/m;建筑3.5元/m;特殊行业(如洗浴行3针对内蒙古牧区的特点,选择先进膜法过滤技术系统对百业等)5元/m。灵庙镇供水工程进行降氟处理。该系统采用反渗透膜组件,以计人收费水价:平房30元/年·人;楼房42元/年·人。机电为动力,使取水工程与水质净化设备、检验技术和工程组3.3.2工程建成后的水价及收取方式织管理有机结合集成,构建牧区供水技术集成模式与示范工水价构成主要增加了固定资产折旧费和运行管理费用。程,具有运行压力低,除氟率在95%以上,可达到商品瓶装水标由于本项目属于公用事业项目,考虑地方供水现状及经济条件准的特点。因此将原水与产水1:1勾兑,提高了产水率,降低等因素,本着保本微利原则,水费收费标准增收额确定为1.2了设备成本和运行成本,既经济又实用,满足饮水安全卫生标元/t。经地方水利局、发改委审查,报物价部门批准,工程建后准,适宜在北方地区推广应用,具有一定的应用前景。□人饮水价为2.7元/t。供水管理所计划于2008年8月对未安装水表的用水户统一安装水表,逐步推行100%计量收费。参考文献:4内蒙古牧区建制镇安全供水模式应用前景[1]达茂旗“十一五”农村牧区饮水安全工程规划报告.达茂旗水务局,2007212.根据内蒙古自治区卫生厅2004年关于《内蒙古自治区地[2]刘昌汉.地方性氟中毒.北京:人民卫生出版社,1988:118.方性砷中毒氟中毒水质调查》成果:报告通过对全区12个盟市[3]崔亚凡.反渗透技术在高氟苦咸水处理中的应用[J].铁道标准98个旗县12907个自然村水质进行水质抽检,氟超标的自然设计,2002(10):39-41.村有4012个,占调查自然村数的31%,砷超标的自然村有567[4]中国生活饮用水卫生标准(GB574922006),2007年7月实施.个,占调查自然村素的4.4%。根据《内蒙古自治区“十一五”农[5]国家发改委,水利部,卫生部.全国农村饮水安全工程“十一五”规村牧区饮水安全工程规划报告》,全区农村牧区饮用水大部分划.2006205.地区都存在氟超标的问题,总人口为447.2万人,其中大于2[6]刘建强,金丽,韩同县.农村饮水安全工程建设与管理模式研究mg/L人口260.1万人,1.2～2mg/L人口187.1万人,内蒙古[J].中国农村水利水电;2006,(02).自治区现状饮水不安全情况见表1。因此,解决氟超标问题是[7]内蒙古自治区水利水电勘测设计院.内蒙古自治区“十一五”农村内蒙古自治区农村牧区饮水不安全的关键问题。牧区饮水安全工程规划报告,2005210.高氟水区在内蒙古自治区均有分布,主要分布于西辽河冲[8]张莉平,习晋编.特殊水质处理技术.北京:化学工业出版社,积平原、黄河河套平原、鄂尔多斯高原和内陆盆地。西辽河冲2006.积平原氟超标人口占全区氟超标人口的47.5%。氟超标区内[9]郝华勇.江汉平原农村饮用水安全问题研究[J].中国农村水利水电;2007,(07).大多无稳定的地表水水源,当地居民的生产生活用水均为浅层[10]邵志雄.农村饮水安全工程建设期管理问题探讨[J].中国农村地下水。由于地理位置、气候因素、自然条件等多方面的原因,水利水电;2007,(10).'