[摘要]水源工程是農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的重要內(nèi)容,水量短缺是左權(quán)縣農(nóng)村飲水安全工程存在的主要短板,水源工程的建設(shè)方案直接影響著農(nóng)村飲水安全工程的建設(shè)規(guī)模和運(yùn)行的可持續(xù)性,在分析問(wèn)題的基礎(chǔ)上,對(duì)不同的水源工程建設(shè)方案進(jìn)行了解讀,提出了向水安全、水環(huán)境、水資源等多目標(biāo)并重邁進(jìn)的水源工程建設(shè)理念,其建設(shè)經(jīng)驗(yàn)對(duì)國(guó)內(nèi)同類(lèi)地區(qū)水源地建設(shè)有借鑒意義。
[關(guān)鍵詞]飲水安全工程;泉水水源;地表水水源;深井水源
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2028km2,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(wàn)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(wèn)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(wèn)題村85個(gè),涉及2.9萬(wàn)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(lái)極大的不便,由此可見(jiàn),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(wèn)題
1.2.1工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低農(nóng)村飲水安全經(jīng)過(guò)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(lái)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(wèn)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(lèi)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(lèi)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(kāi)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(guò)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、3831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、14152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、7981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、9604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,17481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,24980口人,占單村集中供水總?cè)丝?5.17%;深井水源52處,29558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(kāi)挖,開(kāi)挖以不破壞泉水的自然出流為前提,開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(guò)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(kāi)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(wèn)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(wèn)題多,如占地補(bǔ)償、移民等,不利于工程建設(shè)的順利開(kāi)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(wèn)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(lái),充分權(quán)衡開(kāi)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?chē)O(shè)置濾料,反濾層厚度一般小于1m,由2~20mm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3m,井深一般小于12m,井深5m以下壁厚0.5m,井深5m以上壁厚0.3m,周?chē)商钪䴙V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20m/d,岸邊大口井適宜含水層厚度在5~20m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(kāi)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(guò)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(kāi)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(lái)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(lèi)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(guò)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(mài)等,也便于開(kāi)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(guò)度開(kāi)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(kāi)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(kāi)采量監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)沒(méi)有開(kāi)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(kāi)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(wèn)題,導(dǎo)致整個(gè)工程無(wú)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(guò)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。