天津市农村集中供水工程水质安全影响因素及解决措施分析

2015-03-22原鹏飞张艳芬

海河水利 2015年2期

原鹏飞，张艳芬，于谧

（1.天津市水利勘测设计院，天津 300204；2.天津市水利科学研究院，天津 300061）

1 天津市农村集中供水概况

1.1 工程建设概况

农村集中供水系统是指以村、镇为供水单元，从水源地集中取水，经水质净化处理后，通过输配水管网送至用户或者集中供水点的供水系统。自2006年开始，天津市实施了农村饮水安全及管网入户改造工程，主要建设内容包括新建或改建蓄水池、建设集中除氟降盐工程（打低氟井、新建厂房、安装除氟降盐及灌装设备）、老化管网改造和管网入农户等。

本工程连续数年被列为天津市政府20 项民心工程，至今共建设规模以上（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 处，其中2 554处为供水到户、24处为集中供水；设计供水规模为80.36 万m3/d，设计供水人口为548.75 万人，实际供水人口为447.76 万人，其中供水到户人口442.23万人、集中供水人口5.53万人。

随着工程建设任务的完成，天津市目前已基本解决了农村居民饮水安全工作中的水量安全保障问题，极大改善了农村居民用水条件，显著提高了农村居民生活质量，促进了社会主义新农村建设。但是，受供水区域的特殊水文地质条件等因素的影响，尚有若干处农村集中供水工程还存在着高氟水、苦咸水等供水水质不达标问题，影响着用水户居民的用水质量和生活质量。

1.2 存在问题

笔者对典型工程进行了实地调研，发现天津市农村集中供水工程存在如下主要问题。

（1）未建立明显的水源保护区。缺乏饮用水源保护措施，导致供水水源极易受农村生活垃圾、生活污水和种养殖业污水的污染，水源污染风险较大。

（2）部分地区供水水源水质条件不好。天津市农村集中供水工程的水源主要为深层地下水。受区域特殊水文地质条件的影响，除津南区、西青区外，市内其他区县均存在部分区域深层地下水氟含量超标的问题，氟含量在1.2 mg/L 以上，为高氟、苦咸水。武清区大碱厂、曹子里地区深层地下水呈现色度含量超标现象，有的地区供水水质存在浑浊度和大肠杆菌超标情况。

（3）部分地区供水管网老化严重。“十一五”和“十二五”期间，天津市分别改造老化管网41 744.867 和2 072.36 km。目前，天津市部分地区农村仍存在供水管网老化失修严重的问题，导致管道跑冒滴漏、水垢和杂质沉淀附着于管道内壁、供水压力不足、末端水量不足等问题。

（4）良性运行管理机制缺乏。供水工程管理机制不健全，导致工程管理主体责任不落实、工程日常运行管理、维护以及水费收取等无制度保障，工程无法实现良性运转。

（5）水价机制不成熟。因为各地区管理模式和经济条件不同，水价差别较大，加之缺乏行之有效的水价形成机制，使得水费成本核算不科学，相当一部分的农村供水工程没有实行计量收费，甚至不收取水费，造成供水工程经营利润过低，工程运行资金缺乏保障，工程的大修、设备更新、改建和扩大再生产的资金无法落实。

（6）水质检验、监测工作薄弱。农村集中供水工程的水质检验、监测工作不到位，水质定期监测方案不健全，水质检验制度不完善，水质检验设备、人员、监测位置以及方法、频次尚未达到规范要求，供水水质存在安全隐患。

（7）管理队伍专业化水平落后。供水站管理人员的管理水平不高，管理模式粗放，专业基础条件差，管理随意性大，缺乏对工程的科学管理和维护。

2 天津市农村集中供水水质安全影响因素分析

就供水端而言，输水管网水质变化的影响因素包括出厂水水质、管网水力条件、供水设施、供水管网材质、管道渗漏情况以及管网使用年限等，具体分述如下。

2.1 出厂水水质条件

集中供水厂的水源水质、水厂净水工艺直接决定了出厂水水质条件。其中，出厂水中的各种无机和有机营养物质能促进管网内细菌生长；悬浮物、致浊物在管道中微生物的凝聚粘附作用下易沉积在管壁处，形成沉积物；消毒剂的使用量不合理会直接影响到管网水中的细菌生长和副产物产生。

2.2 管网水力条件

管内水流速度、水力停留时间和温度等水力运行参数是影响供水水质的重要因素。当管网阀件开关骤开或骤停、用户用水量突然增大等导致管道内水流速度、方向或水压发生突变时，管道内壁附着的污染物极易脱落进入水体造成水质恶化。

水力停留时间的影响主要体现在物理、化学和生物方面。物理方面的影响主要是指易造成管网水温度升高、管网内沉积物增加、水的色度增加等；化学方面的影响主要是易造成消毒副产物的形成、余氯的衰减、管网腐蚀等；生物方面的影响主要是易造成细菌滋生等。

环境温度对水中细菌总数的影响较大，对其余水质指标没有显著的影响。细菌数量随温度升高而增加，温度在20～30 ℃时管网细菌总数明显增多。

2.3 供水设施本身对水质的影响

集中供水工程的清水池、金属提升泵、阀门、配件等供水设施本身含有杂质、微生物等，在水的作用下，金属与杂质之间存在的不同电极电位会形成无数微腐蚀原电池，对供水管道内壁造成一系列化学、微生物腐蚀，进而影响供水水质。

2.4 供水管网材质、管道渗漏以及管网使用年限

传统的混凝土、铸铁管材管内环境决定了微生物较容易附着生长，而内壁的腐蚀、结垢等更创造了有利于细菌生长的环境条件。天津市农村饮水安全管网改造工程以塑料管材为主，主要为UPVC、PPR、PE，材质本身对水质影响较小。当管道发生破坏时，管网环境外的微生物、致病菌可通过管道的漏损进入管网而产生水污染。据有关统计，管网使用年限超过5年后，管壁内部极易形成腐蚀物、水垢物和沉积物等污染物，进而影响管网水质。

2.5 工程运行管理机制

集中供水工程运行管理制度不健全、管理水平落后、使用不当、相关供水技术不专业、水质检验工作不受重视、水质监测工作无法落实等管理因素会造成供水污染风险。

3 天津市农村集中供水水质保障措施

针对目前天津市农村集中供水工程存在的问题和供水管网水质变化的影响因素，笔者提出相应的供水水质安全保障对策：一方面，完善水处理工艺，使出厂水水质达到最优；另一方面，改善管网水的流量、流速等水力运行条件，保持管网水运行状态稳定；再者，建立水厂良性运行管理机制。具体的水质保障措施分述如下。

3.1 保护水源地

建立农村集中供水工程饮用水源保护区，清除保护区内的污染源，在保护区内设置防护栏、警示牌等标志，以维护水源水清洁。同时，加强水源水质卫生监测，使水源得到规范、及时保护。

3.2 严格控制出厂水水质

在集中供水工程设计和建设中，要因地制宜，针对当地水质条件选择适宜的水质净化技术，完善消毒设施；加强水厂出水水质定期检测工作，严格按照饮用水规范要求控制出厂水水质。

3.3 改善管网水力运行条件

尽量避免管网阀件开关的骤开和骤停，保证管网实际运行时应具有适宜的流速，使水力停留时间越短越好，尤其当环境温度超过20 ℃时，更要加强管网中的水质监测管理工作。

3.4 应用新型管材，加强管网日常管理

与PPR、PVC传统产品相比，PE给水产品具有环保卫生、使用寿命长、不生锈、修理与维护综合造价低、性价比高等多方面的突出优势，可保证管网环境的安全性，避免管网水质二次污染，所以应大力推广应用PE 供水管材。在输水管网中，优化选择水质监测点，建立管网监测系统。同时，加强对淘汰管网改造，定期展开管网日常维护、清洁、养护，防止管网漏损等。另外，还应建立突发性事故应急处理预案，以指导应急工作人员在事故突发时迅速采取有效的应急措施。