甘肃省冬季农村供水“冻管”成因及解决措施

张重花

(甘肃省疏勒河流域水资源局，甘肃 兰州 730000)

1 基本情况

1.1 供水工程情况

多年来，甘肃省不断加大对农村饮水安全的政策支持和资金投入力度，全力提升农村饮水安全保障水平，先后实施了氟病改水、“121”雨水集流、农村人饮解困、饮水安全、巩固提升等项目，建成集中供水工程9440处，引泉、小电井、大口井及水窖等分散工程覆盖28万户，集中供水率91%、自来水普及率88%，均高于全国平均水平，正常年景下能保证农村广大群众的正常饮水。据统计，截止2020年底，甘肃省14个市(州)和兰州新区农村供水管网长度总计约46.8万km，其中主干管5.5万km、分支管7.5万km、村级管网18万km、入户管道15.8万km，如图1所示。

图1 甘肃省市(州)农村供水管网分布情况

1.2 “冻管”改造情况

甘肃地处黄土、青藏和蒙古三大高原交汇地带，境内寒带气候主要分布在甘南州、临夏州大部地区，以及酒泉、张掖、武威、白银部分地区。据甘肃冻土深度资料显示，全省全年冻土深度在62～173cm之间(平凉—天祝松山)，冻结时间至解冻时间为11月02日到次年5月8日(天祝乌鞘岭)，其中，酒泉市全年冻土深度在132～144cm，张掖市在123～143cm，武威在115～149cm，甘南州在120～142cm。由于气候寒冷，省内除了陇东南的极个别地区外，其余各地冬季都不同程度存在“冻管”问题，如果没有有力的应急供水保障措施，就会影响到群众正常生活，也会影响脱贫质量和成色。为此，2019—2020年，甘肃省通过深入实施冲刺清零和后续行动保障工作，进行管网延伸、“冻管”改造和更换老旧管网等工程手段，全省累计改造“冻管”0.83万km，饮水安全保障水平大幅提升，大部分主干管线的“冻管”问题已得到了有效的解决，但改造数量仅占全省农村供水管线总长的1.8%，“冻管”问题不容乐观。

2 成因分析

2.1 骨干管网

2.1.1年久失修

部分主干管网建设年代久远，受当时工程投资、建设标准等制约，供水管道未按要求埋设于当地最大冻土层下，加之缺乏有效的技术检测手段，不能进行有效的改造，存在“冻管”隐患。

2.1.2破损或水毁

部分跨沟、跨河管道保温材料由于覆裹时间长，保温材料已破损。部分垂直坡面埋设的管道因坡度大、回填土质松软，经雨水冲刷后覆土被带走，致使管道埋深不够或形成空腔，形成“冻管”隐患。

2.1.3保护不到位

沿乡村道路铺设的供水管网，因后期实施“村村通”道路等其他建设项目，部分管道覆土被人为剥离，导致埋深不能满足防冻要求，冬季易发生“冻管”现象。

2.2 入户设施

2.2.1保暖措施不到位

入户设施由农户自行负责修建，历年入冬以后，部分农户未对闸阀井、检查井、水表井等实施必要的覆盖、包裹、保暖措施，加之环境潮湿、光照不足，易造成管道、闸阀、水表、龙头冻阻。

2.2.2宣传引导不到位

乡村水管员及其他管理人员等，缺乏对农户入户设施“防冻”的宣传引导，致使个别农户入户设施冻阻后，引起冻阻部位向来水方向延伸，引起区域性停水现象。

3 解决措施

3.1 供水骨干管网防冻措施

防治“冻管”的第一手段是工程措施，要在设计、施工阶段的各环节，抓好主干管、分支管和村级管网建设质量。

为防止冬季管道结冰冻损，输供水管道铺设必须严格按照设计标准，铺设在冻土层以下，具体深度根据冻土厚度和管径确定。对地下水位较高、岩石层开挖困难的地方，供水管道可采取“浅埋+保温层+砂(细土)包管”等防冻措施。浅埋保温层中，保温层材料采用聚氨酯合成材料，管道保温层的外围可包裹一层聚乙烯防水层，提高材料的保温性能。在岩石层铺设管道，需用细土(砂)垫层，再用细土(砂)回填至管顶10cm以上，然后用原土回填夯实，如图2所示。对石质山区等受地质条件限制，管沟无法挖到冻土层以下及穿越构(建)筑物无法地埋的管径De90(含)以上输水主管道，不能埋设的裸露管道，采用保温材料包裹，外围可包裹一层聚乙烯防水层。顶管、壁挂安装输水管道时，应在包裹橡塑棉等保温材料的管道外套管对保温层进行保护，防止冬季冻阻。顶管、壁挂管道安装时，应考虑伸缩节的使用，便于维修和更换管道。

图2 管道铺设断面示意图(单位：cm)

甘肃省甘南州属于高寒阴湿地区，境内既有广袤草原上的牧民定居点，也有山大沟深处的农民聚居村，复杂的地理环境使得饮水安全工程具有“点多、面广、线长、分散”和管护难度大的特点，易发生冬季冻管。对此，甘南州因地制宜，因村施策，多措并举，全力解决季节性供水不稳定问题。在合作、碌曲、玛曲、夏河四县市高寒地区，在工程建设过程中，设计管道填埋深度不小于1.8m，在临潭、卓尼、迭部、舟曲四县管道埋深不小于1.4m。同时，为了确保工程质量，在每项工程实施过程中，水务部门派驻技术人员对工程建设实行全程监管，确保管道埋设达标，从建设上有效防范冬季冻管问题发生，确保冬季管网供水正常。

对管径De90以下由于地质原因无法地埋的村级管道，冬季应提前发布停水公告，引导群众利用水窖、水罐等做好储水工作，确保日常生活不受影响。

3.2 入户设施防冻措施

用水户负责自来水入户设施的日常管护，冬季应做好防冻工作。入户设施采取的主要是管理维护措施。

(1)入户设施(集中供水房)集中供水房要安排专人管护。设在户外的明管应采用海绵、泡沫等保温材料包裹，并在适当位置安装排水阀，取水后排空余水，以防冻损；电磁阀、闸阀、水表等控制设施应布置在检修井内，井盖上铺旧棉被等保温；取水软管要足够长，冬季尽可能在室外取水，保持室内干燥整洁。

(2)水表井内、室外竖管和室内供水设施防冻措施。不用水时，打开阀门，排空室外管道余水；可用UPVC管、木箱等装填锯末保温，也可用棉织物进行缠裹保温。比如定西市通渭县对华家岭等高寒地带群众露天设置的户内检查井，引导群众重新安装在室内，通过管道套装保温管、水表龙头棉织物保暖或安装电热保温带等保暖设施，并采取生火、烧炕等措施取暖。

(3)井内水表等防冻措施。保证井内设施埋深在冻土层以下；可在井内装填麦草袋、废旧地膜等加强保温；也可在井盖上覆盖旧棉被、塑料布等材料保温。

(4)室外竖管保温措施。进入冬季，室外竖管就被冻住无法使用，应采取的措施主要有：一是要排干竖管余水，关闭竖管控制阀门，拆掉竖管水龙头并妥善保管，二是要对竖管进行“穿衣”，比较简易实用的可用PVC管(口径大于110mm)、木箱等装填锯末保温，也可以用棉织物进行缠裹，想办法保证管道不被冻破。临夏州东乡县地处青藏高原和黄土高原的过渡交汇地带，干旱缺水，海拔在1735～2664m之间，冬季时间长，最低温度达零下30℃以下，冻土层厚度普遍超过1.5m。为了方便冬季用水，采取软硬管结合的方式，在每户群众家中的阀门井内配备1条2m以上的取水软管用于冬季取水，并针对部分高海拔地区和阴面山区埋设的供水管道、阀门井、蓄水池等供水设施采取增加保温层、加厚覆土层等措施，确保全县冬季管网稳定运行。

(5)室内供水设施防冻措施。尽量保证室内温度高于零度，无法保证温度时关闭阀门，排尽管道余水；在水管外包覆旧衣服、旧棉絮等材料保温，或缠绕电阻丝加热；也可打开一点水龙头让水保持流动状态。

(6)家中水管、水龙头防冻措施。如果家中水管、水表被冻破，应及时关闭总阀门，并告知水管员维修，以免造成水资源浪费或其他损失。家中水管被冻住时，应用温水进行浇灌，使其慢慢解冻，千万不要用开水烫，以防水管爆裂。若水龙头因结冰不能正常使用，可用毛巾包覆，然后沿水龙头向管道水流方向浇洒温水，使之慢慢解冻，切忌不要硬启动。

3.3 加强培训宣传和引导

(1)加大培训、宣传力度。对乡村水管员等专业技术人员，加大输水设备、主干管道的“冻管”摸排检修，闸阀、检修井和水表等户内设施的日常防冻管护业务培训。通过地方电视台、报纸、手机短信、微信推送等多种方式，加大农村供水安全保障工作宣传力度，积极推广基本的“冻管”预防措施和“冻管”处理办法，教育引导群众增强安全意识、责任意识、公益意识，充分发挥自管自护的主体作用，积极参与到农村供水巡查保护和运行管理工作中来。积极主动向群众宣讲入户设施的防冻常识和注意事项。比如，检查井内水表、阀门等设施应采用棉织物、海绵、塑料、泡沫等材料包裹、缠紧保温，井盖上覆盖塑料布、棉絮、草垫等材料保温，冬季尽量采用井内软管取水等，引导群众自觉做好户内供水设施防冻保温措施，防止设施冻损。

(2)引导储备防“冻管”设备备用。引导有条件的地方向建档立卡贫困户、五保户等一些特殊群体的群众免费安装自来水排空式防冻出水装置，同时引导其他群众自费安装；或者由运行管理部门统一购置“防冻”设备备用，比如高温高压疏通冻管设备、电热丝等保温保暖设备等。可以提高疏通效率和防冻抗冻能力，确保冬季设施一旦冻住，快速解冻，保障群众正常用水。

(3)信息技术的引用与推广。推进基于5G技术和“互联网+”、“物联网”技术的农村供水信息化建设，提升农村饮水信息化管理水平，逐步实现农村供水从取水、制水到输配水的供水过程监管；推广使用智能水表，建设农村供水信息化网络，实现农村供水计量、缴费的自动化、远程化、自动化。远近结合，有效预防冬季“冻管”问题。

另外，针对“冻管”问题，甘肃省各地也在根据当地实际情况，因地制宜，积极探索、开发研制出了一种先进的“冻管”疏通设备，同时，鼓励、支持各地利用新技术防止“冻管”问题。目前甘肃采用高温高压疏通冻管、电热丝等防“冻管”设备。

4 结语

解决农村供水“冻管”问题任重道远，不但需要强化农村运行管理，加大对乡村水管员等专业技术人员的培训和宣传，更需要省、市、县、乡水管部门及基层用水户不断总结经验，逐步建立“一县一策”长效机制，借鉴先进地区工作经验，大力推进农村供水水表井、闸阀井、检查井模具化、标准化、规范化建设，保证工程建设质量才能切实提高农村供水保障水平，为后续实现城乡水务一体化及同水同网同价提供坚实基础。农村“冻管”目前面临最大的问题就是一旦发生自来水水管冻阻现象，无法及时检测“冻管”发生位置，对人民群众的正常供水造成影响。因此，这将是一个亟待研究、解决的难题。