桂冬梅,董盛文
(湖北省水利水电科学研究院,430070,武汉)
近年,湖北省委、省政府坚持把贫困地区作为水利工作的重点区域,把大力发展贫困地区民生水利作为重要抓手,着力加大农村饮水安全的投入力度,水利扶贫工作取得明显成效。来凤县是地处湖北省西南端的国家重点扶贫县,也是全国第一个土家族自治县,实施精准扶贫战略以来,来凤县将农村饮水安全作为脱贫攻坚和农村基础设施建设的 “头号工程”,在广泛调查、充分论证的基础上,决心摒弃“小打小闹”、低水平重复建设的做法,变“小厂、小网、分散、孤立”为“大水源、大水厂、大管网、新机制”,通过PPP合作,投资3.75亿元,拟建设27个制水厂,铺设2 600 km供水管网,形成72 415 t/d的供水能力,覆盖全县8个乡镇、185个村,解决95%以上农村人口的饮水安全。
截至目前,27个新建和改造水厂已全部开工,已完成投资3亿元,实现正常供水的水厂有11个,惠及21 000户;完成70%以上工程量的水厂12个,已铺装管道2 000 km,其中一级主管网900 km,二级配水管网1 100 km。
全域农村饮水安全工程设计是来凤县利用水利资源完成精准扶贫工作的重点,同是饮水安全工程设计,该项目所产生的效益更具现实意义。首先,来凤县本就是国家重点扶贫县,受益群体多数是贫困人口;其次,作为基础的民生工程,人饮工程直接关系农户的日常生活,饮水条件改善能够直接提高农户的幸福指数;另外,便利用水能减少农户取水的时间成本,转而用来劳作或休闲,便利的水源甚至可能催生出一系列与水相关的副业,从而提高农户收入,帮助农户脱贫。
在正确认识水利精准扶贫重要意义的基础上,建立科学可靠的工作机制,并组建意识前卫、作风扎实、技术过硬的技术团队。通过组建党员工作组,充分发挥党员的模范带头作用。针对项目覆盖范围广、技术服务周期长、现场勘察难度大等特点,抽调党员业务骨干,尤其是熟悉山区项目的骨干及时开展工作。
来凤县农村饮水安全工作涉及全县8个乡镇185个村和95%的人口,设计覆盖全域的农村饮水安全工程隐含着两个基本原则:一是必须总体规划,打破流域、行政界线;二是必须整合全县水厂资源,实现规模化,即确立“大水源、大水厂、大管网”的建设目标。
如本次新建的白岩山水厂位于大河镇,同时兼顾旧司镇、百福司镇、漫水乡等乡镇的供水,供水管网将跨越多个流域及行政界线。根据“十一五”“十二五”时期农村饮水安全工作经验,水厂规模越大,运营成本越低,存活率就越高。因此确立了“一延、二建、三改”的原则,在充分利用现有管网的基础上,对供水管网进行延伸;当管网延伸后,水厂规模不能满足需求时,对现有水厂进行改扩建;当管网延伸、改扩建仍不能满足需求时,充分整合需求和资源,尽量新建大规模水厂。最终确认此次设计范围为27处水厂,其中管网延伸3处,改扩建6处,新建18处,既能满足全县供水的目标,也能充分利用现有管网,节省了工程投资。
来凤县位于山区,居民较为分散,明确“大水源、大水厂、大管网”的建设目标后,为了解项目区基础条件和分区需求,减少日后的运行管理费用,项目组对全线进行了实地勘察,分析论证项目方案的可行性。
供水管网密布在重峦叠嶂、沟壑纵横的地势中,主管网怎样翻山越岭?支管网在哪里分叉?怎样走线路最直、投入最少,还能保证自流输水?项目组与本地专家全靠脚步丈量,踏遍全县山山水水,提出了因地制宜的设计方案。充分利用水源和地形条件,对于高处水源,就在高处建厂,充分解决高处村落的供水问题;对于低处水源,就在低处建厂,充分解决低处村镇的供水问题。例如,白岩山水厂位于大河镇,水源为天池水库,水库出水口为1162m,设计时在1 147 m处建水厂,通过自流向竹山村、冷水溪、张家坡、狮南坡、大坪村、五台等高处供水;而落脚塘水厂同样位于大河镇,由于水源位置较低,水厂厂址高程为584 m,用来解决大河集镇的供水问题。有些水源来自山泉或溶洞,需要引水下山,管道必须要跨越悬崖,在几乎垂直的坡面上,到处是原始森林,根本没有通道,尤其是崖檐路段,到处是滑坡地带,岩石风化严重,必须结合实际设计管网。
项目组将全线踏勘的成果汇总成文字图表,完成技术分析后,形成了《来凤县农村饮水安全全覆盖方案可行性研究报告》。
在絮凝—沉淀—过滤的制水流程中,每个环节出问题都会影响水厂的出水水质。来凤县现有的水厂中,多数水厂工艺老旧,出水水质达标率低。项目组依照原水的特点,根据不同水厂的规模,配套不同的制水工艺,做到因厂施策。为了提高水厂的供水水质,在过滤环节,对常规的普通快滤池工艺进行了改良创新,引入气水反冲洗工艺。
现阶段国内外用于滤池的反冲洗工艺主要有单水反冲洗和气水反冲洗。单水反冲洗是通过水流的冲击形成剪切力去除滤料表层、内层的泥球;气水反冲洗是先利用空气气泡在滤料层的上升运动使滤料相互摩擦和碰撞,使附着在滤料颗粒上的污泥脱落,再利用气水同时冲洗,不但使滤料摩擦,还产生上下循环运动,将脱落污泥上浮排出滤料层,最后利用水冲,将脱落的污泥冲洗出滤料层并排出池外。对比之下,单水反冲洗系统冲洗水量大、能耗高、过滤周期短,且冲洗效果差;而气水反冲洗系统冲洗水量小、过滤周期长,且冲洗效果好。但是受限于技术水平,农村小型水厂通常采用单水反冲洗。
此次利用气水反冲洗对普通快滤池进行改良,运用于日供水规模小于5 000 m3的小型水厂,使其具备城镇大水厂的供水水质。
来凤县农村饮水安全工程点多、线长、面广,如果采用传统的技术管理,一旦出现问题就会长时间断水。因此,在设计时引入智能化技术,可以第一时间发现问题,并在最短的时间内解决问题。
来凤县水厂及管网通过信息化管理,实现水厂自动起停,水质、水量、水压的在线监测及实时报警。对全县所有水厂水源的水质与水量、区域环境以及公共水体水质信息进行实时监测,保证水厂水源的安全性;对生产全流程监控,对水厂生产与管网供水进行实时数据监测,对生产过程进行实时监控和安全监视;建设全县农村供水工程管理软件平台,在信息中心实现全县水厂生产工艺流程管理、生产流程仿真、生产过程预警功能,同时软件平台还提供标准的数据交换接口以及供水热线服务管理功能;建设供水工程管理移动应用系统,为管理人员提供水厂实时信息查询、远程控制与数据上报、及时接收并处理报警事件等移动办公功能;建设农村供水工程信息平台通信网络基础环境,提供从各厂区、管网到县信息中心的可靠通信网络连接和数据传输平台;建设农村供水工程信息平台数据管理系统,对全县农村供水工程业务信息进行汇总、存储与处理;建设全县农村供水工程信息中心应用支撑平台,为软件平台运行提供基础环境,构建中心资源与应用服务的云计算环境。
积极争取省、州、县政府及相关部门的政策倾斜,建议对贫困地区的农村饮水安全项目在规划立项和资金安排上给予一定倾斜,同时提高贫困地区农村饮水工程的配套比例。
在国家及地方资金配套不足时,利用社会资本解决项目建设资金问题,用好PPP融资模式,达成特许权协议,与社会资本形成“利益共享、风险共担、全程合作”的合作关系,减小政府的财政支出压力。
优选安全饮水项目的设计、监理和施工企业,督促各方认真履行职责,保障项目顺利建设。优选社会资本合作方,保证项目顺利进行和交管期前的安全运行。
对贫困地区从事农村安全饮水的业务骨干进行培训,帮助他们了解新技术、新材料、新模式等,可以选派骨干到相关科研技术单位、设备企业驻点学习,提高认知和技术服务能力,做好基层农村水厂的运营管理工作。