左權(quán)縣飲水安全工程水源方案比較

郝少英

（山西省水利水電科學(xué)研究院，山西 太原 030002）

1 基本情況

1.1 概況

左權(quán)縣位于山西省晉中市東南部，太行山主脈中段西側(cè)，總面積約2 028 km2，全縣轄10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，379個(gè)行政村，農(nóng)業(yè)總?cè)丝?3.74萬人。農(nóng)村飲水工程是左權(quán)縣的主要水利設(shè)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(nóng)村飲水安全工程存在的主要問題。年初對(duì)農(nóng)村飲水現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查，共篩選出飲水安全問題村85個(gè)，涉及2.9萬人，其中39個(gè)村飲用水量不達(dá)標(biāo)，占飲水不安全人數(shù)的49.6%，長(zhǎng)期飲用水短缺，給群眾生產(chǎn)、生活帶來極大的不便，由此可見，水源工程建設(shè)是解決左權(quán)縣農(nóng)村飲水安全鞏固提升的重要內(nèi)容。

1.2 水源工程存在的問題

1.2.1 工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低

農(nóng)村飲水安全經(jīng)過了不同的實(shí)施階段，在飲水解困至飲水安全期間，工程建設(shè)按照人頭計(jì)算投資補(bǔ)助，工程建設(shè)投資不均衡。左權(quán)縣地處山區(qū)，受益村人口少而且居住分散，工程建設(shè)難度大；受投資補(bǔ)助計(jì)算方式的限制，不能按實(shí)際需求建設(shè)；片面追求自來水普及率，水源工程投資壓縮較嚴(yán)重，致使水源工程布控不合理；先天性存在缺陷，及群眾飲水返貧現(xiàn)象日益嚴(yán)重，影響飲水工程穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。

1.2.2 自然及社會(huì)因素影響

左權(quán)縣屬于太行山區(qū)，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(jié)性缺水嚴(yán)重。部分水源深井年久失修導(dǎo)致出沙率大幅度提升，影響水源正常出水量。隨著新農(nóng)村建設(shè)步伐的推進(jìn)，群眾生產(chǎn)、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(zhǎng)的社會(huì)需求，供、需失衡，出現(xiàn)新的飲水不安全問題。

1.2.3 人為活動(dòng)及工程建設(shè)的影響

河道采沙、礦產(chǎn)采挖以及高速公路、鐵路隧道建設(shè)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(bǔ)給與排泄條件，導(dǎo)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(tài)系統(tǒng)遭到破壞。

1.2.4 水環(huán)境污染

人類生產(chǎn)、生活廢水以及企業(yè)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(bǔ)給飲用水源，特別是靠近生活區(qū)和養(yǎng)殖區(qū)的水源，微生物指標(biāo)總大腸桿菌群和菌落總數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)，群眾長(zhǎng)期飲用不達(dá)標(biāo)水，容易引發(fā)多種疾病，致使工程不能良性運(yùn)行。

2 水源工程的主要建設(shè)方案及發(fā)展成果

2.1 水源工程類型

左權(quán)縣地域遼闊，居住分散，受地理?xiàng)l件、水資源狀況、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、群眾認(rèn)識(shí)、管理水平等因素的影響，水源工程建設(shè)方案確定比較復(fù)雜。根據(jù)實(shí)際情況，主要采取的水源工程建設(shè)方案有：自然泉水水源、攔截型地表水水源、滲透型地表水水源、深井水源。

2.2 水源工程布置原則

水源工程的建設(shè)方案影響到飲水工程的水質(zhì)、水量、建設(shè)規(guī)模、運(yùn)行管理等，在選擇水源工程建設(shè)方案時(shí)，遵循自然規(guī)律和生態(tài)法則，統(tǒng)籌水資源的開發(fā)、利用、節(jié)約和保護(hù)，充分考慮地形、地質(zhì)、地上水、地下水等因素，依托綠色治水理念，把資源水利、生態(tài)水利、環(huán)境水利作為左權(quán)縣水源工程方案的布置原則，取得了很好的效果。

2.3 水源工程發(fā)展成果

實(shí)踐證明，左權(quán)縣所采用的五種供水水源方案，各有利弊，需綜合分析，科學(xué)選擇。通過農(nóng)村飲水安全鞏固提升，各種水源方案的發(fā)展成果是：在聯(lián)村集中供水工程中，泉水水源3處，涉及17個(gè)村、3 831人，占聯(lián)村集中供水總?cè)丝诘?2.34%；攔截型地表水水源2處，涉及25個(gè)村、14 152口人，占聯(lián)村集中供水總?cè)丝诘?0.6%；滲透型地表水水源2處，涉及21個(gè)村、7 981口人，占聯(lián)村集中供水總?cè)丝诘?2.77%；深井水源4處，涉及19個(gè)村、9 604口人，占聯(lián)村集中供水總?cè)丝诘?4.29%。在單村集中供水工程中，泉水水源65處，17 481口人，占單村集中供水總?cè)丝?1.8%；攔截型地表水源8處，810口人，占單村集中供水總?cè)丝?.56%；滲透型地表水源42處，24 980口人，占單村集中供水總?cè)丝?5.17%；深井水源52處，29 558口人，占單村集中供水總?cè)丝?0.47%。各種供水水源方案在左權(quán)縣農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)中站位把控精準(zhǔn)，優(yōu)越性得到了充分發(fā)揮，社會(huì)反映良好。

3 各水源方案評(píng)價(jià)

3.1 自然泉水水源

3.1.1 建設(shè)形式

利用村莊附近自然出漏的山泉水，進(jìn)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(jié)構(gòu)，容積依泉水出水量而定，集水前池對(duì)泉水進(jìn)行匯聚，可彌補(bǔ)泉水出水量的不足，同時(shí)提升自流引水時(shí)水頭壓力或者為提水泵站儲(chǔ)蓄充足的可利用水量。

3.1.2 適用范圍及主要優(yōu)點(diǎn)

由于典型的太行山地質(zhì)構(gòu)造，受儲(chǔ)水層含水量的限制，左權(quán)縣境內(nèi)泉水出漏量較小，聯(lián)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(yōu)點(diǎn)：一是當(dāng)?shù)氐乃Y源達(dá)到充分利用，有效控制了地下水的開采量，使所屬區(qū)域的地下水得到充分涵養(yǎng)。二是山泉水水質(zhì)優(yōu)良，是很好的飲用水水源。三是水源建設(shè)形式簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用較小，多數(shù)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(yùn)行費(fèi)用低。

3.1.3 主要缺點(diǎn)

該水源方案存在的主要缺點(diǎn)是：一是受地形、地質(zhì)、降雨、氣候等因素的影響，部分山泉水隨季節(jié)變化明顯，開發(fā)利用時(shí)必須進(jìn)行設(shè)計(jì)保證率條件下的供、需水平衡計(jì)算，科學(xué)確定可開采量，保證工程的持續(xù)利用。二是山泉水多出漏于具有良好隔水性的山澗，鋪設(shè)輸水管線石方開挖量大，且管線較長(zhǎng)。三是由于水量有限，不利于鄉(xiāng)村企業(yè)、家庭作坊、田園經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3.2 攔截型地表水水源

3.2.1 建設(shè)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(qū)，壩體形式主要有土壩、砌石壩、混凝土壩、橡膠壩等。

3.2.2 適用范圍及主要優(yōu)點(diǎn)

攔截型地表水水源工程適用于河道內(nèi)有穩(wěn)定的地面徑流，且具有筑壩攔水的優(yōu)越地質(zhì)條件的區(qū)域，以河道防洪安全、供水安全、生態(tài)安全為重點(diǎn)，是擋、排、引、蓄、控功能齊全的水利工程體現(xiàn)。主要優(yōu)點(diǎn)：一是充分開發(fā)利用了地表水資源，特別適宜發(fā)展集中供水工程，對(duì)村莊集中、人口密度較大的區(qū)域，能規(guī)模解決飲用水水源問題。二是供水保證率高，相關(guān)資料顯示，此供水水源供水保證率可以達(dá)到95%以上，可與工、農(nóng)業(yè)用水相結(jié)合，保證人畜飲用水外的剩余部分可供工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水，對(duì)支持當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展意義重大。三是河道內(nèi)河水流速快，水體交換頻次高，是活水周流思想的重要體現(xiàn)，對(duì)該區(qū)的人文景觀建設(shè)、優(yōu)美生態(tài)建設(shè)起到積極的推動(dòng)作用。

3.2.3 主要缺點(diǎn)

該水源方案存在的主要缺點(diǎn)：一是工程建設(shè)費(fèi)用高，地質(zhì)要求嚴(yán)，施工難度大，施工涉及面廣，遇到的實(shí)際問題多，如占地補(bǔ)償、移民等，不利于工程建設(shè)的順利開展。二是發(fā)展規(guī)模集中供水，部分村所需管線較長(zhǎng)，后期管理、維護(hù)難度大，存在二、三級(jí)高揚(yáng)程提水的問題，加大了工程投資，運(yùn)行成本相對(duì)較高，受益戶水價(jià)難以接受，水費(fèi)征收困難。三是天然地表水水質(zhì)較差，特別是雨季洪水會(huì)導(dǎo)致水渾，需安裝水質(zhì)凈化設(shè)備，增加工程建設(shè)費(fèi)用在所難免。四是水源地保護(hù)范圍廣、難度大，規(guī)劃時(shí)必須以小流域片區(qū)為中心，把水源工程建設(shè)和水土流失防治有機(jī)結(jié)合起來，充分權(quán)衡開發(fā)與保護(hù)、治理與利用，確保工程持續(xù)健康發(fā)展。

3.3 滲透型地表水水源

3.3.1 建設(shè)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(wǎng)結(jié)構(gòu)混凝土為主，周圍設(shè)置濾料，反濾層厚度一般小于1 m，由2～20 mm顆粒組成合理級(jí)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3 m，井深一般小于12 m，井深5 m以下壁厚0.5 m，井深5 m以上壁厚0.3 m，周圍可填筑濾料，取水采用自流式進(jìn)水管，經(jīng)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。

3.3.2 適用范圍

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(qiáng)的區(qū)域，適用于任何砂、卵、礫石層，滲透系數(shù)最好在20 m/d，岸邊大口井適宜含水層厚度在5～20 m的區(qū)域。

3.3.3 主要優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

主要優(yōu)點(diǎn)：合理開采了地表水資源，對(duì)深層地下水進(jìn)行涵養(yǎng)。工程建設(shè)比較簡(jiǎn)單，補(bǔ)給水源充足，剩余水量可以輔助發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉、家庭小作坊、田園經(jīng)濟(jì)等。將地表水轉(zhuǎn)化為地下水，天然河床的沙礫石層起到了過濾作用，達(dá)到初步凈化效果。

主要缺點(diǎn)是：一是必須和河道治理、水生態(tài)修復(fù)、水源地保護(hù)同步進(jìn)行，規(guī)劃時(shí)論證區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)平衡和可持續(xù)性十分必要，保護(hù)水環(huán)境、控制水面率是工程長(zhǎng)久運(yùn)行的關(guān)鍵。二是受降雨影響明顯，必須與河道行洪設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，確保雨季度汛安全。三是日常維護(hù)困難，特別是涵箱式水源，年久失修后，隨著河道淤積會(huì)逐漸被填埋，進(jìn)水量可隨之減少，影響工程長(zhǎng)久運(yùn)行。

3.4 深井水源

3.4.1 建設(shè)形式

在劃定的地下水資源開發(fā)區(qū)，科學(xué)勘察，合理布置井位，采用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和現(xiàn)代化的工藝鑿至含水層，用井管保護(hù)井壁，以獲取深層地下水來滿足飲水需求。

3.4.2 適用范圍及主要優(yōu)點(diǎn)

以深井作為飲用水源適用于地表水枯竭、地表水污染嚴(yán)重且地下水相對(duì)富有的區(qū)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(gòu)筑物應(yīng)用中最為廣泛的一種。主要優(yōu)點(diǎn)：一是可依當(dāng)?shù)厮Y源狀況就近選擇打井位置，管道鋪設(shè)相對(duì)較短。二是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(xié)調(diào)解決。三是易于管理，水質(zhì)優(yōu)良，便于村集體對(duì)工程租賃、承包、拍賣等，也便于開展水源地保護(hù)工作。

3.4.3 主要缺點(diǎn)

該水源方案存在的主要缺點(diǎn)：一是過度開采地下水，可能破壞水系統(tǒng)的平衡，加重對(duì)已經(jīng)形成的地下水開采漏斗區(qū)的影響。二是地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與計(jì)量工作滯后，地下水位監(jiān)測(cè)和開采量監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)沒有開展，評(píng)估監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)尚未建立，不能精細(xì)分析地下水取水量、水位、水質(zhì)的動(dòng)態(tài)關(guān)系，不能預(yù)測(cè)分析其變化趨勢(shì)，地下水的開發(fā)、利用、管理、保護(hù)仍然存在制約因素。三是深井鉆進(jìn)要求工藝水平高，施工難度大，必須精準(zhǔn)掌控風(fēng)化帶、破碎帶的位置，嚴(yán)格按地層巖性和水文地質(zhì)條件施工，濾水管、濾網(wǎng)目數(shù)、井壁濾料分型級(jí)配等都會(huì)影響到深井的出水量和長(zhǎng)久運(yùn)行。四是深井投資費(fèi)用高，使用存在潛在危險(xiǎn)，一旦水源水量或者水質(zhì)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致整個(gè)工程無法運(yùn)行，再打井又需要較大投資，群眾飲水就會(huì)再一次陷入困境。

4 結(jié)論

農(nóng)村飲水安全鞏固提升建設(shè)是脫貧攻堅(jiān)的中心工作，水源工程建設(shè)方案的選擇和利用是農(nóng)村飲水安全鞏固提升建設(shè)的保證，優(yōu)良的水源工程是農(nóng)村飲水安全工程健康運(yùn)行的基礎(chǔ)。適宜的水源工程一定要建立在實(shí)地勘測(cè)、充分論證、因地制宜的基礎(chǔ)上，要遵守自然規(guī)律和生態(tài)法則，要水安全、水環(huán)境、水資源等多目標(biāo)并重，以構(gòu)建本底優(yōu)良的水源工程為目的。通過對(duì)左權(quán)縣所采用水源工程建設(shè)方案優(yōu)缺點(diǎn)的分析，旨在靈活水源建設(shè)形式，補(bǔ)齊水量短板，形成各自的水脈，確實(shí)發(fā)揮水源工程的支撐和根基作用。