山丘区农村供水工程模式探讨与实践——以山东省昌乐县为例

王长龙，李建伟，郑晓亮

（1.山东恒源勘测设计有限公司，261201，潍坊；2.山东省潍坊市水利局，261201，潍坊；3.山东省昌乐县水利局，262400，昌乐）

近年，随着乡村振兴战略的实施和脱贫攻坚工作的推进，我国农村饮水安全巩固提升工程建设日趋完善。山区、丘陵区作为脱贫攻坚的重要战场，其农村供水工程在水资源条件、基础设施建设、日常运行管护等方面尚存在诸多短板，给农村供水工程建设带来了诸多困难。本文对山东省昌乐县解决山丘区农村供水工程建设的做法进行了总结归纳，分析了山丘区农村供水工程建设模式，以期为山丘区农村供水工程规划、设计、研究、运行管理等提供参考。

一、农村供水工程模式探讨

我国农村供水工程可分为集中式供水和分散式供水两种模式。集中式供水工程是从水源集中取水输送至水厂，经水厂净化和消毒后，通过配水管网输送到用户或集中供水点的工程，按供水规模可分为规模化集中供水工程和小型集中供水工程两类；其中小型集中供水工程又分为单村供水工程和小型联村供水工程。分散式供水工程是以一户或几户为独立供水单元，由用水农户自管自用的小型供水工程。

工程型式的选择应符合农村供水的发展方向，充分利用现有水源工程及供水设施，积极采用适合当地条件且成熟实用的新技术、新工艺、新材料和新设备。平原区和浅山区的村庄，应优先选择城乡已有可靠水厂管网延伸供水或建设规模化集中供水工程，并实现供水到户。高山、牧区等地区的村庄，因人口稀少、分布广、地形复杂、居住分散等原因，不具备入户条件的，可选择集中供水点或分散供水工程供水。山丘区村庄水文地质条件往往较差，水资源缺乏、地表径流量少，这种现象在北方内陆地区尤为明显。受水资源匮乏等自然条件所限，山丘区村庄只能因地制宜地选择引泉水供水、深水井供水等单村、小型联村供水模式。

受地理位置、资源条件和经济条件等方面的限制，山丘区农村供水工程建设标准低，存在无管理房、无水处理设备等问题，加之无专业管理队伍进行运行管护，部分村民直接饮用未经处理的水，严重影响村民用水安全。

实践表明，规模化集中供水是提高供水保证率和水质达标率的根本措施。因此解决山丘区村庄饮水不安全问题的有效措施是新建或利用已有规模化集中供水水厂，采取管网延伸方式，将山丘区村庄纳入其供水管网，实行规模化集中供水模式。

二、昌乐县农村供水概况

昌乐县位于山东半岛中部，面积1 101 km2，人口62.3万人，辖4个镇、4个街道、1处省级经济开发区、1处省级旅游区和1处水库管理区，地势南高北低、西高东低。最高点为鄌郚镇的车罗顶，海拔381 m，最低点在朱刘街道北庄一带，海拔25.6 m，大部分区域在海拔40~150 m之间。地貌为低山、丘陵、平原相间，中西部、中北部多低山，东部多丘陵，南北两端系平原。

近年，昌乐县将解决农村饮水问题作为改善民生、促进和谐、加快新农村建设的重要举措，不断完善机制、创新突破，按照“规模化发展、标准化建设、企业化经营、市场化运作、专业化管理、用水户参与”的模式，大力进行农村规模化供水工程建设。“十二五”期间，建成了县域内“一县两网”的集中供水工程体系，集中供水覆盖率达到96.11%，全面解决了农村饮水不安全问题。

一是南部高崖水厂供水管网，以高崖水库为主要水源，日供水能力2万t，管网覆盖县域内潍临路以南的5个镇（区），共 547 个村、31.24 万人。二是北部实康水业城南水厂和荆山水厂联通供水管网，以高崖水库为主要水源，日供水能力10万t，管网覆盖县域内潍临路以北的6个镇 （街、区），共315个村、18.20万人。三是对地处山丘区、确实不能建设规模化集中供水的45个单村供水工程进行了改造，配套了消毒设施，解决了2万人的饮水问题。

三、山丘区供水存在的问题

昌乐县45个单村供水村庄，因地处偏远山丘区，地势较高、地形复杂等原因，一直未纳入规模化集中供水管网，在供水水质、水量、工程设施、运行管理等方面存在不同程度的问题，影响了村民的用水安全。

1.水资源匮乏

昌乐县山丘区水文地质条件较差，地下水贫乏，地表水拦蓄工程较少，现有供水水源水量得不到保障，旱情严重时曾有22个村出现断水状况。水资源匮乏已经影响到村民的生产生活，成为制约该地区社会经济可持续发展的重要因素。

2.工程建设标准低

现有单村供水工程受所处地理位置、资源条件和经济条件等方面的限制，工程设计和建设标准低，无净水设施、无防护措施等问题普遍存在，造成供水保证率低、水质不稳定，影响村民用水安全。

3.水源遭受污染

单村供水水源均为地下水，水源井大多距离村庄较近，部分蓄水池缺少防护设施，加之无专业管理队伍进行管护，水源易受化肥农药、生活垃圾、畜禽养殖等污染，水质得不到保证。

随着经济社会发展和农村生活水平的提高，现有单村供水工程规模和标准已不能满足群众的生产和生活需要，影响了村民的生活质量和身体健康，这与人民群众对美好生活的向往背道而驰，切实解决这些村庄的饮水安全问题是民心所盼。

四、解决山丘区供水问题的昌乐方案

“十三五”以来，昌乐县坚持以人民为中心的发展思想，围绕群众最关心最直接最现实的利益问题，不断加大民生投入，深入实施民生工程，把人民群众对美好生活的向往作为奋斗目标，坚守底线、狠补短板，着力增进民生福祉。2018年将实施农村饮水安全巩固提升工程列入全县十大民生实事之一，投资2 000多万元，全力解决山丘区45个单村供水村庄的饮水问题。

1.工程型式选择

45个单村供水村庄分布在昌乐县鄌郚镇、乔官镇的山丘区，受水文地质条件限制，无可靠的地表水或地下水水源作为水源地，无新建集中式规模化供水工程的水源条件。而高崖水厂供水主管网已铺设到鄌郚镇，且水厂生产及管网供水潜力能够满足项目区用水需要。因此选择采用管网延伸供水型式，通过新建引水管道、调节池、加压泵站等工程措施，将45个单村供水村庄纳入水厂集中供水体系，改善项目村用水条件，解决供水水量不足、水质不稳定等饮水问题，实现项目村饮水安全。

2.工程布置方案比选

根据项目区与高崖水厂供水管网位置关系、管网输水能力、交通条件等综合分析，确定自鄌郚镇秦家庄子村东主管道接入，接入点现状管道输水能力为0.8万m3/d，现状供水量为0.5万m3/d，尚有0.3万m3/d的供水潜力，输水能力能够满足45个村庄用水需求。接入点现状自由水头55 m左右，而项目区地形高差190 m左右，接入点水压不能满足需要。因此，需新建加压泵站以满足项目区压力要求，同时需新建调节池以提高供水保证率。

根据工程特点，设计两个工程布置方案进行比选：

方案一：采用水泵加压直接供水到村方式。在接入点处新建加压泵站，通过输水管道直接供水到村。设计采用D155-30×6型卧式多级离心泵 （P=132 kW），共需铺设DN300~DN50压力输水钢管40 km。

方案二：采用“水泵+重力自流”组合供水方式。在接入点处新建加压泵站，通过输水管道输水到高位蓄水池，通过配水管道自高位蓄水池引水供水到村。工程共需布置新建高位蓄水池5座，共需铺设DN100~DN250压力输水钢管约20 km，DN50~DN125PE管道约40 km，共计约60 km。

工程总布置示意图见图1。对方案一和方案二进行分析对比，详见表1。通过对比，方案二比方案一系统供水保证率更高、投资更节省、运行管理成本更低，因此确定采用方案二。

3.工程设计标准

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定，工程等别为Ⅴ等，永久性建筑物级别为5级，临时性建筑物级别为5级。

（1）水源及水质标准

根据水文部门水质检测结果，高崖水库水源地水质为Ⅲ类标准，符合《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）和《生活饮用水水源水质标准》（CJ 3020—1993）要求。水源水经过高崖水厂絮凝沉淀、过滤和消毒后，出厂水水质符合 《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）要求。

（2）用水定额

采用“水龙头入户，基本全日供水”方式，用户内设有洗涤池及少量卫生设施，气候和地域分区属三区，同时参考类似工程供水情况及昌乐县实际情况，综合确定最高居民生活用水定额为 60 L/（人·d）。

（3）水压要求

根据 《村镇供水工程设计规范》（SL 687—2014），供水水压应满足配水管网中用户接管点的最小服务水头要求，工程主要用水对象为农村单层建筑，设计用户接管点最小服务水头为10 m，用户水龙头最大静水头不超过40 m。

（4）用水方便程度

工程建成后，高崖水厂出厂水供水至各村村头，与村内现有供水管网对接后，可实现供水到户，村民用水方便。

4.工程规模

工程设计最高日用水量为1 539.25 m3，年用水量为37.46万m3。根据工程布置，辛官庄（17.03 m3/d）和西官庄（24.55 m3/d）采用单独管网延伸供水，其余43个村采用加压泵站统一供水，其设计最高日用水量为1 497.67 m3，根据《村镇供水工程设计规范》规定，供水规模为Ⅲ型。

5.工程总体方案

本着技术合理、施工可行、管理方便的原则，工程方案包括引水管道、加压泵站、输水管道、高位蓄水池、配水管道、其他工程等内容。

（1）引水管道

引水管道采用DN315PE管（1.0 MPa），长度0.88 km。主要功能为连通高崖水厂主管网和加压泵站，将高崖水厂出厂水引入加压泵站调节池内。

图1 工程总布置示意图

表1 工程供水管网布置方案对比

（2）加压泵站

输水加压泵站内设容量1 000 m3调节池1座，配套建设泵房、控制室、加氯间、管理房、变压器等设施，采用轻型立式多级离心泵KQDQ80-45×11/2和KQDQ65-32×11分别为西、东供水线加压，水泵均设置一用一备。

（3）输水管道

输水管道分为东线和西线两部分。 东线通过 DN100、DN150、DN200焊接钢管，输水至宗家山、黄山2座高位蓄水池。西线通过DN100、DN150、DN200、DN250焊接钢管，输水至车罗顶、荣山、北鄌郚3座高位蓄水池。管道沿线设置阀门井、镇墩、标志桩等配套设施。

（4）高位蓄水池

高位蓄水池共5座，其中东线设宗家山（200 m3）、黄山（100 m3）2 座，分别为17个、4个村供水；西线设车罗顶（200 m3）、荣山（100 m3）、北鄌郚（100 m3）3座，分别为 13 个、6个、3 个村供水。高位蓄水池用于调配各村用水，可通过重力自流实现供水。

（5）配水管道

配水管道采用PE管道，规格为DN50、DN63、DN75、DN90、DN110、DN125管，由高位蓄水池自流配水至各用水村村头，总长度约45.3 km。

（6）其他工程

主要为配套的信息化建设及相关泵站改造工程。

五、工程建设成效

工程建成后，有效解决了昌乐县45个山丘区村庄的供水问题，形成较完善的供水管网系统，极大提高了村庄供水保证率和水质达标率，提高了规模化集中供水比例，实现了潍坊地区第一个山丘区县无单村供水工程。

生活质量得到明显改善。随着用水条件的改善和饮水质量的提高，项目村生活条件得到了较大提升，促进了卫生洁具、洗衣机、太阳能热水器的普及使用，一些群众利用供水工程在房前屋后植树种花、美化环境，村庄的生活环境显著改观，生活方式也发生了显著变化。

村民健康水平进一步提高。随着生活环境的改观，村民精神面貌和日常卫生习惯发生转变，与饮用水相关的各类疾病得到控制，村民的健康水平提高，医药费支出减少，幸福感增强。

提高了水资源利用率。统一规划、集中供水，减少了水资源浪费，提高了水资源利用率。通过加强供水管理，还可增强群众的节水意识，从而有助于节约型社会建设。

促进了社会和谐稳定发展。有效解决农村水资源分配不当而引发的各类问题，有利于村与村之间及村民之间的和谐相处，有利于社会团结安定。

六、结 语

山丘区农村饮水资源性缺水、工程性缺水、管理性缺水等问题突出，影响了村民的用水安全。根据山丘区地形复杂、高差大、用水户分散、供水能耗大等特点，依托现有可靠水厂，管网延伸供水到户是有效解决山丘区饮水安全问题的最经济、合理、有效的方法。实践证明，“水泵+重力”组合供水方式是适用于山丘区农村供水管网延伸工程的供水模式，能较好地解决山丘区农村饮水安全问题。 ■