郝少英

（山西省水利水電科學(xué)研究院，山西 太原 030002）

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2 028 km2，全縣轄10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，379個行政村，農(nóng)業(yè)總?cè)丝?3.74萬人。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題。年初對農(nóng)村飲水現(xiàn)狀進行了調(diào)查，共篩選出飲水安全問題村85個，涉及2.9萬人，其中39個村飲用水量不達標(biāo)，占飲水不安全人數(shù)的49.6%，長期飲用水短缺，給群眾生產(chǎn)、生活帶來極大的不便，由此可見，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 水源工程存在的問題

1.2.1 工程建設(shè)標(biāo)準低

農(nóng)村飲水安全經(jīng)過了不同的實施階段，在飲水解困至飲水安全期間，工程建設(shè)按照人頭計算投資補助，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；受投資補助計算方式的限制，不能按實際需求建設(shè)；片面追求自來水普及率，水源工程投資壓縮較嚴重，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)象日益嚴重，影響飲水工程穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。

1.2.2 自然及社會因素影響

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，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的社會需求，供、需失衡，出現(xiàn)新的飲水不安全問題。

1.2.3 人為活動及工程建設(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)嚴重超標(biāo)，群眾長期飲用不達標(biāo)水，容易引發(fā)多種疾病，致使工程不能良性運行。

2 水源工程的主要建設(shè)方案及發(fā)展成果

2.1 水源工程類型

左權(quán)縣地域遼闊，居住分散，受地理條件、水資源狀況、農(nóng)村經(jīng)濟、群眾認識、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、運行管理等，在選擇水源工程建設(shè)方案時，遵循自然規(guī)律和生態(tài)法則，統(tǒng)籌水資源的開發(fā)、利用、節(jié)約和保護，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個村、3 831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個村、14 152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個村、7 981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個村、9 604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，17 481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，24 980口人，占單村集中供水總?cè)丝?5.17%；深井水源52處，29 558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，優(yōu)越性得到了充分發(fā)揮，社會反映良好。

3 各水源方案評價

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，進行小范圍的開挖，開挖以不破壞泉水的自然出流為前提，開挖深度一般較淺，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，集水前池對泉水進行匯聚，可彌補泉水出水量的不足，同時提升自流引水時水頭壓力或者為提水泵站儲蓄充足的可利用水量。

3.1.2 適用范圍及主要優(yōu)點

由于典型的太行山地質(zhì)構(gòu)造，受儲水層含水量的限制，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：一是當(dāng)?shù)氐乃Y源達到充分利用，有效控制了地下水的開采量，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)形式簡單，投資費用較小，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，后期運行費用低。

3.1.3 主要缺點

該水源方案存在的主要缺點是：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，開發(fā)利用時必須進行設(shè)計保證率條件下的供、需水平衡計算，科學(xué)確定可開采量，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)輸水管線石方開挖量大，且管線較長。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

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，是擋、排、引、蓄、控功能齊全的水利工程體現(xiàn)。主要優(yōu)點：一是充分開發(fā)利用了地表水資源，特別適宜發(fā)展集中供水工程，對村莊集中、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，對支持當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(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)起到積極的推動作用。

3.2.3 主要缺點

該水源方案存在的主要缺點：一是工程建設(shè)費用高，地質(zhì)要求嚴，施工難度大，施工涉及面廣，遇到的實際問題多，如占地補償、移民等，不利于工程建設(shè)的順利開展。二是發(fā)展規(guī)模集中供水，部分村所需管線較長，后期管理、維護難度大，存在二、三級高揚程提水的問題，加大了工程投資，運行成本相對較高，受益戶水價難以接受，水費征收困難。三是天然地表水水質(zhì)較差，特別是雨季洪水會導(dǎo)致水渾，需安裝水質(zhì)凈化設(shè)備，增加工程建設(shè)費用在所難免。四是水源地保護范圍廣、難度大，規(guī)劃時必須以小流域片區(qū)為中心，把水源工程建設(shè)和水土流失防治有機結(jié)合起來，充分權(quán)衡開發(fā)與保護、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，周圍設(shè)置濾料，反濾層厚度一般小于1 m，由2～20 mm顆粒組成合理級配；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3 m，井深一般小于12 m，井深5 m以下壁厚0.5 m，井深5 m以上壁厚0.3 m，周圍可填筑濾料，取水采用自流式進水管，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，且透水性較強的區(qū)域，適用于任何砂、卵、礫石層，滲透系數(shù)最好在20 m/d，岸邊大口井適宜含水層厚度在5～20 m的區(qū)域。

3.3.3 主要優(yōu)點與缺點

主要優(yōu)點：合理開采了地表水資源，對深層地下水進行涵養(yǎng)。工程建設(shè)比較簡單，補給水源充足，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濾作用，達到初步凈化效果。

主要缺點是：一是必須和河道治理、水生態(tài)修復(fù)、水源地保護同步進行，規(guī)劃時論證區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)平衡和可持續(xù)性十分必要，保護水環(huán)境、控制水面率是工程長久運行的關(guān)鍵。二是受降雨影響明顯，必須與河道行洪設(shè)計緊密結(jié)合，確保雨季度汛安全。三是日常維護困難，特別是涵箱式水源，年久失修后，隨著河道淤積會逐漸被填埋，進水量可隨之減少，影響工程長久運行。

3.4 深井水源

3.4.1 建設(shè)形式

在劃定的地下水資源開發(fā)區(qū)，科學(xué)勘察，合理布置井位，采用先進的機械設(shè)備和現(xiàn)代化的工藝鑿至含水層，用井管保護井壁，以獲取深層地下水來滿足飲水需求。

3.4.2 適用范圍及主要優(yōu)點

以深井作為飲用水源適用于地表水枯竭、地表水污染嚴重且地下水相對富有的區(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：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)相對較短。二是深井一般為單村供水工程，施工過程中占地、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，便于村集體對工程租賃、承包、拍賣等，也便于開展水源地保護工作。

3.4.3 主要缺點

該水源方案存在的主要缺點：一是過度開采地下水，可能破壞水系統(tǒng)的平衡，加重對已經(jīng)形成的地下水開采漏斗區(qū)的影響。二是地下水動態(tài)監(jiān)測與計量工作滯后，地下水位監(jiān)測和開采量監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)沒有開展，評估監(jiān)管服務(wù)平臺尚未建立，不能精細分析地下水取水量、水位、水質(zhì)的動態(tài)關(guān)系，不能預(yù)測分析其變化趨勢，地下水的開發(fā)、利用、管理、保護仍然存在制約因素。三是深井鉆進要求工藝水平高，施工難度大，必須精準掌控風(fēng)化帶、破碎帶的位置，嚴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)、井壁濾料分型級配等都會影響到深井的出水量和長久運行。四是深井投資費用高，使用存在潛在危險，一旦水源水量或者水質(zhì)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致整個工程無法運行，再打井又需要較大投資，群眾飲水就會再一次陷入困境。

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行的基礎(chǔ)。適宜的水源工程一定要建立在實地勘測、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。通過對左權(quán)縣所采用水源工程建設(shè)方案優(yōu)缺點的分析，旨在靈活水源建設(shè)形式，補齊水量短板，形成各自的水脈，確實發(fā)揮水源工程的支撐和根基作用。