天津市農(nóng)村集中供水工程水質(zhì)安全影響因素及解決措施分析

原鵬飛，張艷芬，于 謐

（1.天津市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，天津 300204；2.天津市水利科學(xué)研究院，天津 300061）

1 天津市農(nóng)村集中供水概況

1.1 工程建設(shè)概況

農(nóng)村集中供水系統(tǒng)是指以村、鎮(zhèn)為供水單元，從水源地集中取水，經(jīng)水質(zhì)凈化處理后，通過(guò)輸配水管網(wǎng)送至用戶或者集中供水點(diǎn)的供水系統(tǒng)。自2006年開(kāi)始，天津市實(shí)施了農(nóng)村飲水安全及管網(wǎng)入戶改造工程，主要建設(shè)內(nèi)容包括新建或改建蓄水池、建設(shè)集中除氟降鹽工程（打低氟井、新建廠房、安裝除氟降鹽及灌裝設(shè)備）、老化管網(wǎng)改造和管網(wǎng)入農(nóng)戶等。

本工程連續(xù)數(shù)年被列為天津市政府20 項(xiàng)民心工程，至今共建設(shè)規(guī)模以上（供水能力20 m3/d 以上或供水人口200 人以上）集中供水工程2 578 處，其中2 554處為供水到戶、24處為集中供水；設(shè)計(jì)供水規(guī)模為80.36 萬(wàn)m3/d，設(shè)計(jì)供水人口為548.75 萬(wàn)人，實(shí)際供水人口為447.76 萬(wàn)人，其中供水到戶人口442.23萬(wàn)人、集中供水人口5.53萬(wàn)人。

隨著工程建設(shè)任務(wù)的完成，天津市目前已基本解決了農(nóng)村居民飲水安全工作中的水量安全保障問(wèn)題，極大改善了農(nóng)村居民用水條件，顯著提高了農(nóng)村居民生活質(zhì)量，促進(jìn)了社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)。但是，受供水區(qū)域的特殊水文地質(zhì)條件等因素的影響，尚有若干處農(nóng)村集中供水工程還存在著高氟水、苦咸水等供水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)問(wèn)題，影響著用水戶居民的用水質(zhì)量和生活質(zhì)量。

1.2 存在問(wèn)題

筆者對(duì)典型工程進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)天津市農(nóng)村集中供水工程存在如下主要問(wèn)題。

（1）未建立明顯的水源保護(hù)區(qū)。缺乏飲用水源保護(hù)措施，導(dǎo)致供水水源極易受農(nóng)村生活垃圾、生活污水和種養(yǎng)殖業(yè)污水的污染，水源污染風(fēng)險(xiǎn)較大。

（2）部分地區(qū)供水水源水質(zhì)條件不好。天津市農(nóng)村集中供水工程的水源主要為深層地下水。受區(qū)域特殊水文地質(zhì)條件的影響，除津南區(qū)、西青區(qū)外，市內(nèi)其他區(qū)縣均存在部分區(qū)域深層地下水氟含量超標(biāo)的問(wèn)題，氟含量在1.2 mg/L 以上，為高氟、苦咸水。武清區(qū)大堿廠、曹子里地區(qū)深層地下水呈現(xiàn)色度含量超標(biāo)現(xiàn)象，有的地區(qū)供水水質(zhì)存在渾濁度和大腸桿菌超標(biāo)情況。

（3）部分地區(qū)供水管網(wǎng)老化嚴(yán)重。“十一五”和“十二五”期間，天津市分別改造老化管網(wǎng)41 744.867 和2 072.36 km。目前，天津市部分地區(qū)農(nóng)村仍存在供水管網(wǎng)老化失修嚴(yán)重的問(wèn)題，導(dǎo)致管道跑冒滴漏、水垢和雜質(zhì)沉淀附著于管道內(nèi)壁、供水壓力不足、末端水量不足等問(wèn)題。

（4）良性運(yùn)行管理機(jī)制缺乏。供水工程管理機(jī)制不健全，導(dǎo)致工程管理主體責(zé)任不落實(shí)、工程日常運(yùn)行管理、維護(hù)以及水費(fèi)收取等無(wú)制度保障，工程無(wú)法實(shí)現(xiàn)良性運(yùn)轉(zhuǎn)。

（5）水價(jià)機(jī)制不成熟。因?yàn)楦鞯貐^(qū)管理模式和經(jīng)濟(jì)條件不同，水價(jià)差別較大，加之缺乏行之有效的水價(jià)形成機(jī)制，使得水費(fèi)成本核算不科學(xué)，相當(dāng)一部分的農(nóng)村供水工程沒(méi)有實(shí)行計(jì)量收費(fèi)，甚至不收取水費(fèi)，造成供水工程經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)過(guò)低，工程運(yùn)行資金缺乏保障，工程的大修、設(shè)備更新、改建和擴(kuò)大再生產(chǎn)的資金無(wú)法落實(shí)。

（6）水質(zhì)檢驗(yàn)、監(jiān)測(cè)工作薄弱。農(nóng)村集中供水工程的水質(zhì)檢驗(yàn)、監(jiān)測(cè)工作不到位，水質(zhì)定期監(jiān)測(cè)方案不健全，水質(zhì)檢驗(yàn)制度不完善，水質(zhì)檢驗(yàn)設(shè)備、人員、監(jiān)測(cè)位置以及方法、頻次尚未達(dá)到規(guī)范要求，供水水質(zhì)存在安全隱患。

（7）管理隊(duì)伍專業(yè)化水平落后。供水站管理人員的管理水平不高，管理模式粗放，專業(yè)基礎(chǔ)條件差，管理隨意性大，缺乏對(duì)工程的科學(xué)管理和維護(hù)。

2 天津市農(nóng)村集中供水水質(zhì)安全影響因素分析

就供水端而言，輸水管網(wǎng)水質(zhì)變化的影響因素包括出廠水水質(zhì)、管網(wǎng)水力條件、供水設(shè)施、供水管網(wǎng)材質(zhì)、管道滲漏情況以及管網(wǎng)使用年限等，具體分述如下。

2.1 出廠水水質(zhì)條件

集中供水廠的水源水質(zhì)、水廠凈水工藝直接決定了出廠水水質(zhì)條件。其中，出廠水中的各種無(wú)機(jī)和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能促進(jìn)管網(wǎng)內(nèi)細(xì)菌生長(zhǎng)；懸浮物、致濁物在管道中微生物的凝聚粘附作用下易沉積在管壁處，形成沉積物；消毒劑的使用量不合理會(huì)直接影響到管網(wǎng)水中的細(xì)菌生長(zhǎng)和副產(chǎn)物產(chǎn)生。

2.2 管網(wǎng)水力條件

管內(nèi)水流速度、水力停留時(shí)間和溫度等水力運(yùn)行參數(shù)是影響供水水質(zhì)的重要因素。當(dāng)管網(wǎng)閥件開(kāi)關(guān)驟開(kāi)或驟停、用戶用水量突然增大等導(dǎo)致管道內(nèi)水流速度、方向或水壓發(fā)生突變時(shí)，管道內(nèi)壁附著的污染物極易脫落進(jìn)入水體造成水質(zhì)惡化。

水力停留時(shí)間的影響主要體現(xiàn)在物理、化學(xué)和生物方面。物理方面的影響主要是指易造成管網(wǎng)水溫度升高、管網(wǎng)內(nèi)沉積物增加、水的色度增加等；化學(xué)方面的影響主要是易造成消毒副產(chǎn)物的形成、余氯的衰減、管網(wǎng)腐蝕等；生物方面的影響主要是易造成細(xì)菌滋生等。

環(huán)境溫度對(duì)水中細(xì)菌總數(shù)的影響較大，對(duì)其余水質(zhì)指標(biāo)沒(méi)有顯著的影響。細(xì)菌數(shù)量隨溫度升高而增加，溫度在20～30 ℃時(shí)管網(wǎng)細(xì)菌總數(shù)明顯增多。

2.3 供水設(shè)施本身對(duì)水質(zhì)的影響

集中供水工程的清水池、金屬提升泵、閥門(mén)、配件等供水設(shè)施本身含有雜質(zhì)、微生物等，在水的作用下，金屬與雜質(zhì)之間存在的不同電極電位會(huì)形成無(wú)數(shù)微腐蝕原電池，對(duì)供水管道內(nèi)壁造成一系列化學(xué)、微生物腐蝕，進(jìn)而影響供水水質(zhì)。

2.4 供水管網(wǎng)材質(zhì)、管道滲漏以及管網(wǎng)使用年限

傳統(tǒng)的混凝土、鑄鐵管材管內(nèi)環(huán)境決定了微生物較容易附著生長(zhǎng)，而內(nèi)壁的腐蝕、結(jié)垢等更創(chuàng)造了有利于細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境條件。天津市農(nóng)村飲水安全管網(wǎng)改造工程以塑料管材為主，主要為UPVC、PPR、PE，材質(zhì)本身對(duì)水質(zhì)影響較小。當(dāng)管道發(fā)生破壞時(shí)，管網(wǎng)環(huán)境外的微生物、致病菌可通過(guò)管道的漏損進(jìn)入管網(wǎng)而產(chǎn)生水污染。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，管網(wǎng)使用年限超過(guò)5年后，管壁內(nèi)部極易形成腐蝕物、水垢物和沉積物等污染物，進(jìn)而影響管網(wǎng)水質(zhì)。

2.5 工程運(yùn)行管理機(jī)制

集中供水工程運(yùn)行管理制度不健全、管理水平落后、使用不當(dāng)、相關(guān)供水技術(shù)不專業(yè)、水質(zhì)檢驗(yàn)工作不受重視、水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作無(wú)法落實(shí)等管理因素會(huì)造成供水污染風(fēng)險(xiǎn)。

3 天津市農(nóng)村集中供水水質(zhì)保障措施

針對(duì)目前天津市農(nóng)村集中供水工程存在的問(wèn)題和供水管網(wǎng)水質(zhì)變化的影響因素，筆者提出相應(yīng)的供水水質(zhì)安全保障對(duì)策：一方面，完善水處理工藝，使出廠水水質(zhì)達(dá)到最優(yōu)；另一方面，改善管網(wǎng)水的流量、流速等水力運(yùn)行條件，保持管網(wǎng)水運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定；再者，建立水廠良性運(yùn)行管理機(jī)制。具體的水質(zhì)保障措施分述如下。

3.1 保護(hù)水源地

建立農(nóng)村集中供水工程飲用水源保護(hù)區(qū)，清除保護(hù)區(qū)內(nèi)的污染源，在保護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)置防護(hù)欄、警示牌等標(biāo)志，以維護(hù)水源水清潔。同時(shí)，加強(qiáng)水源水質(zhì)衛(wèi)生監(jiān)測(cè)，使水源得到規(guī)范、及時(shí)保護(hù)。

3.2 嚴(yán)格控制出廠水水質(zhì)

在集中供水工程設(shè)計(jì)和建設(shè)中，要因地制宜，針對(duì)當(dāng)?shù)厮|(zhì)條件選擇適宜的水質(zhì)凈化技術(shù)，完善消毒設(shè)施；加強(qiáng)水廠出水水質(zhì)定期檢測(cè)工作，嚴(yán)格按照飲用水規(guī)范要求控制出廠水水質(zhì)。

3.3 改善管網(wǎng)水力運(yùn)行條件

盡量避免管網(wǎng)閥件開(kāi)關(guān)的驟開(kāi)和驟停，保證管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)應(yīng)具有適宜的流速，使水力停留時(shí)間越短越好，尤其當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)20 ℃時(shí)，更要加強(qiáng)管網(wǎng)中的水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理工作。

3.4 應(yīng)用新型管材，加強(qiáng)管網(wǎng)日常管理

與PPR、PVC傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，PE給水產(chǎn)品具有環(huán)保衛(wèi)生、使用壽命長(zhǎng)、不生銹、修理與維護(hù)綜合造價(jià)低、性價(jià)比高等多方面的突出優(yōu)勢(shì)，可保證管網(wǎng)環(huán)境的安全性，避免管網(wǎng)水質(zhì)二次污染，所以應(yīng)大力推廣應(yīng)用PE 供水管材。在輸水管網(wǎng)中，優(yōu)化選擇水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，建立管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)淘汰管網(wǎng)改造，定期展開(kāi)管網(wǎng)日常維護(hù)、清潔、養(yǎng)護(hù)，防止管網(wǎng)漏損等。另外，還應(yīng)建立突發(fā)性事故應(yīng)急處理預(yù)案，以指導(dǎo)應(yīng)急工作人員在事故突發(fā)時(shí)迅速采取有效的應(yīng)急措施。

3.5 建立良性的水廠運(yùn)行管理機(jī)制

建立良性的運(yùn)行管理機(jī)制，明確管理責(zé)任人，制定水廠運(yùn)行管理辦法，規(guī)范水廠管理制度，保障水廠設(shè)備日常維修、定期養(yǎng)護(hù)；提高管理、技術(shù)人員專業(yè)水平，建設(shè)農(nóng)村水廠強(qiáng)有力的技術(shù)監(jiān)督和服務(wù)隊(duì)伍。

4 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)村集中供水工程是解決農(nóng)村人口飲水安全問(wèn)題的基礎(chǔ)性保障工程，具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義，各級(jí)水行政管理部門(mén)要因地制宜，建管并重，在解決供水水量保障問(wèn)題的同時(shí)構(gòu)建供水水質(zhì)安全的保障體系，充分發(fā)揮農(nóng)村集中供水工程的應(yīng)有效益。