山區(qū)農(nóng)村飲水安全工作若干問題探討

肖春鋒

（道縣水利局 永州市 425300）

1 山區(qū)水源的選擇問題

山區(qū)農(nóng)村飲水安全，不僅包括水質(zhì)上的安全，而且包括水量上的安全，即水質(zhì)衛(wèi)生無害，水量安全可靠。水源問題往往是整個工程成敗的關(guān)鍵。

首先，從水量上講，水源的水量要充沛可靠，既要滿足目前需要又要適應(yīng)發(fā)展要求。不僅豐水期，即使枯水期也能滿足上述要求。因為山區(qū)、半山區(qū)的河道，水量變化幅度甚大，枯水期甚至?xí)嗔?，這就要求能夠以其它的水源（如泉水）在枯水期做好補充。

其次從水質(zhì)上講，要求原水的感官性狀良好，化學(xué)成分無害，衛(wèi)生上是安全的。一些山區(qū)屬于地方性甲狀腺腫地區(qū)及高氟地區(qū)，則應(yīng)選擇含碘量或含氟量適宜的水源或采取預(yù)防措施。而對于使用農(nóng)村小型簡易給水措施的地區(qū)，應(yīng)盡量選用原水水質(zhì)接近生活飲用水水質(zhì)的水源。再次，要考慮農(nóng)業(yè)、水利、漁業(yè)的綜合利用。在山區(qū)農(nóng)村，有時會選用水庫、池塘甚至灌溉渠道中的水作為水源。確定這類水源時盡量采用飲用水優(yōu)先原則，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)生產(chǎn)，防止發(fā)生爭水現(xiàn)象，盡量采取各種用水達(dá)到和諧一致的分配原則。

此外，要考慮取水、凈化與輸水設(shè)施安全經(jīng)濟(jì)性。如果水源水質(zhì)差，會給凈化帶來困難，增加制水成本，管理復(fù)雜，同時也會給管網(wǎng)的維護(hù)管理帶來麻煩。水源的好壞直接影響整個給水系統(tǒng)的投資和運行管理。當(dāng)某一地點建造自來水廠有幾個水源可供選擇時，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，全面考慮選擇安全可靠合理的水源。

由以上選擇原則，結(jié)合山區(qū)的實際情況，一般來講，對于山區(qū)農(nóng)村飲水水源選擇給出如下建議：

首選水量充足、水質(zhì)良好的泉水，因為泉水通常補給比較穩(wěn)定，水量變化幅度不大，且因?qū)儆诘叵滤?，所以?jīng)過了巖層的過濾，水質(zhì)比較良好；同時，山區(qū)當(dāng)中地質(zhì)地貌比較復(fù)雜，有許多地方都有山泉，可供選擇的水源點也較多。所以，選用泉水作為山區(qū)農(nóng)村飲水水源，無論是從凈水工藝成本，還是供水的水量與水質(zhì)的安全穩(wěn)定性方面來講，都是非?？扇〉?。唯一不足是泉水一般是在較低處發(fā)源，輸水不太方便，不一定能夠充分利用地形，使得整個的飲水系統(tǒng)都采用重力式輸水。而且某些地區(qū)屬于地方性甲狀腺腫地區(qū)及高氟地區(qū)，則該地區(qū)泉水一般的水源水質(zhì)因礦物質(zhì)元素含量過多或過少都不會達(dá)標(biāo)，處理費用昂貴，這類水源應(yīng)該盡量避免。

其次選入流水量充沛、水質(zhì)有保證的水庫水，水庫水屬于地表水，一般而言，只要其入流的河流或溪流中的水質(zhì)沒有受到太大的污染，那么以水庫的大容量形成的強大稀釋自凈能力，其水質(zhì)作為飲用水水源是可以保證的，同時，水庫水的靜態(tài)性又使得其作為水源，濁度非常低，有時不需要經(jīng)過凈化直接進(jìn)行過濾消毒就可達(dá)到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，從而簡化了凈水工藝，節(jié)約了制水成本。水庫大多是在地勢較低處，輸水耗能較大；也有一些水庫則是在地勢較高處，應(yīng)該優(yōu)先選用這類水體作為水源，因為這不僅會大大節(jié)約輸水耗能，而且因其地勢較高，山洪、雨水?dāng)y帶的污染物也難以污染水源，從而使得水源水質(zhì)有了更好的保障，這同樣也能夠降低制水成本，增強山區(qū)農(nóng)村飲水的安全性。

在泉水、水庫水都不可能作為水源時，再考慮河流水。一般山區(qū)的河流徑流量較小、漲落變化大，水量很不穩(wěn)定，同時由于流速快，攜帶的泥沙含量也較大，濁度一般都比較高，處理時要增加強化沉淀工藝，因而一般不推薦使用。如果必須得選用河流水，那么宜選取水源取水處建在流速較小且徑流量較大較平穩(wěn)的河流中游段，同時為了防止枯水期的水量不足，最好采用其它水體水源作為枯水期的補充水源或備用水源。

此外，對于用水量非常小的山區(qū)飲水系統(tǒng)，如一戶或幾戶使用的，也可以考慮選用井水，其水質(zhì)基本類同泉水，但是因為一般出水量較小，除非用于井群集中供水系統(tǒng)，否則難以進(jìn)行統(tǒng)一集中的凈化處理加以利用，也屬于不推薦采用的水源類型 。

2 山區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)的壓力設(shè)計問題

一般來說，山區(qū)的輸配水管網(wǎng)在布置時，應(yīng)盡可能地做到充分有效地利用地形高差，即實現(xiàn)重力輸水，以最大程度節(jié)約能耗。由于重力式輸水可能會導(dǎo)致某些管段壓力過高，因而需增加必要的減壓措施，如設(shè)置一些減壓閥之類的裝置，以避免管材過早的損壞。

管網(wǎng)設(shè)計中也要做到地形的有效利用，避免人為地分配經(jīng)濟(jì)流速。因為山區(qū)農(nóng)村輸配水管網(wǎng)多采用枝狀管網(wǎng)，在確定管徑時，一些設(shè)計單位簡單地采用某一經(jīng)濟(jì)流速，然后依據(jù)用水量的需求確定管段的流量，如此簡單地求出了管徑就作為設(shè)計值。筆者認(rèn)為此種方法過于草率，沒有能夠充分地考慮山區(qū)輸配水管網(wǎng)應(yīng)該做到充分利用地形高差實現(xiàn)重力輸水，導(dǎo)致設(shè)計管徑過大，造成原材料浪費。其實流速可以適當(dāng)放大，只要不超過一定的流速限制即可；這種簡單方法確定的管徑，因沒有充分地利用地形，也造成部分管網(wǎng)余壓過大，管道更易受到損害。

現(xiàn)例舉湖南省某山區(qū)輸配水管網(wǎng)設(shè)計案例來說明這一問題。圖1中所示的管網(wǎng)已定線布置完畢，0為水源點，枝狀管網(wǎng)布置。原設(shè)計當(dāng)中簡單地擬定了管中流速取一經(jīng)濟(jì)流速0.8 m/s,由用戶用水量得出各個枝狀管網(wǎng)管段的流量，從而得出了各管道的管徑。筆者將其進(jìn)行修改，計算管道管徑時不再簡單地使用單一流速，而是將流速限定在（0.5～2.5）m/s范圍內(nèi)，最大程度地利用地形高差，使得每次計算后的管段水頭損失能夠接近地形高差，只要管段流速不超過最大流速限制即可，得到了新的管徑。同時從最不利控制點開始，選一條從用戶到水源的路線計算，得到了各個節(jié)點的節(jié)點水頭和自由水壓。因為許多管段管徑比原設(shè)計小，所以水損較大，則管網(wǎng)的余壓也較小，基本在（20～50）m（自由水壓）之間，即使得管網(wǎng)壓力更加趨于合理。如圖1，尤其是其中節(jié)點1、7，由于地勢屬于低凹地段，兩端較高，原設(shè)計的余壓很大，給管網(wǎng)的維護(hù)工作造成很大的困難，經(jīng)過重新優(yōu)化計算后，顯得更加合理。計算后的管網(wǎng)如圖2所示，前后兩次的管材費用比較如附表。由附表可以看出改進(jìn)后的管徑設(shè)計方法能夠使管網(wǎng)管材費用大大節(jié)省，在本案例當(dāng)中約節(jié)省34.9%。

圖1 湖南某山區(qū)農(nóng)村安全飲水原設(shè)計管網(wǎng)方案

附表 原設(shè)計和改進(jìn)設(shè)計方案的管道費用（參考當(dāng)?shù)貎r格）比較

圖2 改進(jìn)后的管網(wǎng)設(shè)計方案

3 水質(zhì)處理的基本流程

一般而言，山區(qū)農(nóng)村飲水的水質(zhì)處理工藝應(yīng)該因地制宜，與水源水質(zhì)、水源地勢、用戶要求等許多因素相關(guān)。山區(qū)農(nóng)村居住分散，地勢起伏較大，供水規(guī)模一般不宜很大，這些供水工程的水處理流程主要采用如下幾種：

（1）泉水。當(dāng)泉水地勢較高時，可以自流入高位水池，經(jīng)消毒用管道送到用戶或集中供水點；當(dāng)位置較低時可以考慮水泵加壓輸送。這種方式供水規(guī)模有限，一般適用于小型自然村。見圖3。

圖3 水源水為泉水時處理流程

（2）源水水質(zhì)較好的地表水。主要以水庫或河流、溪流為主，一般可以經(jīng)過慢濾池，集水到清水池消毒，由清水池送至用戶。當(dāng)水質(zhì)較差時可以因地制宜在水源點附近設(shè)置相應(yīng)的自然沉淀設(shè)施，對于一些山溪，必要時考慮采用低壩進(jìn)行水流攔截，以保證枯水期用水。這種方式規(guī)?？纱罂尚?，靈活機(jī)動。見圖4。

圖4 流動強的地表水處理流程

（3）地勢低凹的地表水。主要是一些山谷居民點，山上水源分散且不足，山谷中有自然堰塘、水庫等，水質(zhì)條件較好，這時處理工藝與上述方法相同，只是水壓不夠，無法利用重力直接輸水，此時清水需用水泵送至水塔，然后輸送到各用戶或集個供水點。對于源水水質(zhì)較好的山區(qū)，供水規(guī)模又不大時，為了加快建設(shè)速度，維護(hù)方便，也可以直接使用一體化的凈水設(shè)施。見圖5。

圖5 地勢較低水源處理流程

4 日常的維護(hù)管理

山區(qū)農(nóng)村飲水的水廠生產(chǎn)、水泵的運行管理和故障排除以及凈水構(gòu)筑物的運行管理等日常的維護(hù)管理基本類同于一般的城市供水系統(tǒng)，但在輸配水管網(wǎng)方面的維護(hù)管理尤為特殊。因為地處山區(qū)，地質(zhì)條件都不太理想，一些地區(qū)巖石層阻礙了管道正常埋深要求，這就又造成了一系列的不良后果，如防凍困難（尤其在北方山區(qū)的冬季），管道易受外界的破壞（如山體滑坡等），所以要重視和加強對于山區(qū)輸配水管網(wǎng)的日常維護(hù)管理。

管網(wǎng)的經(jīng)常性養(yǎng)護(hù)十分重要。管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)工作的范圍很廣，包括閥門的維修、漏水的檢查、壞管的搶修、水管防冰凍、測水壓和流量等。在嚴(yán)寒季節(jié)到來以前，應(yīng)及時做好管網(wǎng)的防凍工作。凡是管網(wǎng)設(shè)備的外露部分，如管橋和排氣閥須在冬天到來以前檢查一次，直徑小于300 mm或流速很小的水管，以及外露的閥門在冬天都要包扎。包扎材料用稻草和草繩，水管和閥門外先包稻草，再用草繩扎牢，天氣轉(zhuǎn)暖時應(yīng)及時拆掉。

保證管網(wǎng)內(nèi)的水質(zhì)也是養(yǎng)護(hù)工作的一項內(nèi)容。有時局部地區(qū)的給水龍頭出現(xiàn)渾水、黃水和臭水，原因可能是出廠水水質(zhì)不好，管中積垢脫落，盡端管線的龍頭不經(jīng)常開啟，管網(wǎng)邊遠(yuǎn)地區(qū)剩余氯不足而導(dǎo)致細(xì)菌繁殖，或管網(wǎng)使用年限過長水管生銹等引起。由于給水水質(zhì)較差，產(chǎn)生管道積垢，管徑縮小、阻力和水頭損失明顯增長，輸水能力逐步降低，影響用戶用水。如遇這些情況，可考慮：利用消火栓和給水龍頭，定期把管網(wǎng)中的部分“死水”放去；管線過長時，應(yīng)在管網(wǎng)中途加氯，以提高邊遠(yuǎn)地區(qū)的剩余氯量；刮除水管里面的結(jié)垢，涂以水泥砂漿等。

5 管材的選用

給水工程中，采用的管道可分為金屬管和非金屬管兩大類。選擇應(yīng)根據(jù)管內(nèi)工作壓力、外部荷載、土壤性質(zhì)、材料供應(yīng)、施工維護(hù)和供水安全性等條件確定。隨著各種塑料管道的制造技術(shù)日益成熟，價格也越來越便宜，建議山區(qū)飲水工程根據(jù)不同環(huán)境條件采用相應(yīng)材質(zhì)的塑料管。

根據(jù)使用實踐，鋪設(shè)時應(yīng)注意：埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.5m。溝底應(yīng)平整，揀去石塊、碎磚及其他堅硬之物。管底以下（5～10）cm 和管頂以上（10～15）cm 范圍內(nèi)的回填土，不應(yīng)夾有石塊、碎磚等硬物，必要時可用黃砂代替。接頭絲口不宜過長，（6～8）cm即可。水廠的室內(nèi)明管安裝必須重視管道的固定和支承。長度超過6m的明裝管段，一般應(yīng)設(shè)置伸縮裝置。對于山區(qū)落差較大，管網(wǎng)壓差大，同時經(jīng)濟(jì)條件允許時，建議采用PE管或鋼管（但注意防腐），對于居住比較集中，地勢平坦，施工開挖難度不大時則可以采用U-PVC管。