城乡一体化供水特点及实践

摘要城乡一体化供水是在城乡区域范围内，将供水由城市延伸至乡镇，形成城镇乡村互联的供水模式。建设中可分为调整服务范围和运行规模、优化性能与长效管理３个阶段。

１城乡一体化供水建设特点

城乡一体化供水是在城乡区域范围内，将供水由城市延伸至乡镇，形成城镇乡村互联的供水模式。城乡一体化供水消除了传统城市供水系统与乡镇供水之间的差别，使整个区域内享受相同的供水服务，有利于促进城乡社会经济可持续协调发展［１］。城乡一体化供水建设往往需要很大的初始资金投入，具有协调原有小型水厂的归属权变更、从业人员从新安置等问题，通常应由当地政府作为主导，从改善民生和促进当地经济发展为出发点，提出相应政策，完善规划方案，逐步推进，充分保证城镇和农村居民享受同等用水服务待遇。例如《江苏省城乡供水条例》中规定：“城乡供水应当推进农村与城市同水源、同管网、同水质、同水价，实现城乡一体化供水”［２］。《福建省城乡供水条例》中规定：“鼓励有条件的城镇向周边农村延伸供水管网，推动农村与城镇同水源、同管网、同水质”［３］。江西省城乡一体化供水目标为：“让用户享受‘同质、同价、同网、同服务’的供水设施”［４］。城乡一体化供水通常是在城镇乡村的原有供水基础上改造而成，建设可分为调整服务范围和运行规模、优化性能与长效管理３个阶段。调整服务范围和运行规模阶段的建设内容通常包括：①关停一些原水水质较差或制水工艺落后的乡镇水厂，通常将其改造为中途加压泵站，解决因供水管道较长、沿程水头损失较大，致使管网供水压力不足的问题；在泵站的集水井或清水池进水管上二次加氯，起到保证下游供水水质目的；②扩大主要水源取水和输水设施规模；③新建或扩建水厂，扩大供水规模并提高供水水质；④合理布置相邻供水片区间的联络干管和增压站。供水规模扩大后，为保证用户需求，水厂、泵站、管网等设施将根据实际情况有一段适应期，需要对制水工艺、泵站和管网设施的性能进行优化。该阶段的主要内容包括：根据管网末梢水应满足饮用水质标准的要求，优化水厂工艺；根据用户水量和水压要求，优化泵站性能和调度方法；根据水量漏损控制要求，需进行管网合理分区、改造管网、加强水表计量等。最后将落实城乡一体化供水长效管理机制，包括供水系统资料的实时调查和更新；供水系统运行的实时调度；制定严格的管理措施，强化卫生监督，水质检测；培训相关技术人员等。

２实施城乡一体化供水的效益

２．１有助于合理利用水资源

城乡一体化供水可以解决城乡水资源不平衡问题。一个县内或市内在空间上存在水资源分配不均情况，往往山区水资源丰富而人口稀少，平原地区人口较密集但可用优质水资源较少。同时也存在季节性水资源分配不均问题，通常在雨季水资源量较高，旱季水资源量较低。水资源的时空分配不均不利于小范围内的水量调节和调度。此外，农村多采用地下水为水源，随着工农业生产需水量的增长，地下水位明显下降，原有水源井出水量大幅减少甚至干枯，造成一些区域因水源保证率不高而饮水困难［５，６］。于是，城乡一体化供水可以通过大型给水工程设施，合理调配水资源，增加地下水涵养，满足居民用水需求。

２．２有助于解决村镇居民饮用水安全问题

实施城乡一体化供水，以优质水取代河塘井水，以现代化水厂取代简陋的小水厂，从定时供水到一天２４ｈ连续供水，将显著改善村镇居民的生活质量，保障了群众的身体健康。例如，江苏省常熟市在实施城乡一体化供水之前的五年中，每１０万人中肠道传染病的平均发病人数为１６２人；实施城乡一体化供水后的５年中，每１０万人中肠道传染病的平均发病人数为２７人，下降了近８４％［７］。

２．３有助于提高供水可靠性

城乡一体化供水系统常形成由多水源、多水厂面向同一区域管网供水的布局，城镇之间、村镇之间联网形成环形输水网络，城镇乡村内部管网同样形成环形配水网络。当有一条供水路径出现故障时，可通过另外路径供水到用户，提高了供水可靠性［８］。

２．４可充分发挥大型水厂的运行管理能力

城乡一体化供水实施前，通常要面临乡镇水厂数量众多、分散经营、规模小、设备简陋、管理水平、技术力量薄弱等问题。当水厂规模较小，尤其在２万ｍ３／ｄ以下时，单位工程造价指标会迅速增加。城乡一体化供水实施后，通过关闭小型水厂、建设（扩建）大型水厂，处理设施大型化集中化，可以发挥规模效益。通常小范围供水时，水量波动较大，而在大范围供水下，由于用户较多，各种用水模式的高峰和低峰减缓，使水厂处理水量变化幅度较小，有助于运行管理。此外大型水厂在规范化管理情况下，也使出水水质更为稳定［９］。

３宜兴市城乡一体化供水实践

宜兴市位于江苏省南部，太湖西岸，地势南高北低，南部为丘陵山区，北部为平原区。２００８年以前，全市有２０余座乡镇水厂，这些水厂规模小，制水工艺落后，大部分原水水质较差，出厂水质得不到保障，且管网质量差，漏损高，因此群众要求喝上合格自来水的呼声较高。从２００９年开始，按照宜兴市委市政府“统一规划、统一运行、统一建设、统一监管、统一服务”的要求，由宜兴水务集团逐步收购乡镇水厂，实施“同城、同网、同质、同价、同服务”的城乡一体化供水。到２０１５年完成了全市的所有水厂收购整合任务。目前全市有３座中心水厂（氿滨水厂、大贤岭水厂和湖父水厂），制水设计总规模３７万ｍ３／ｄ，供水主干输水环网ＤＮ３００以上管道总长３３０ｋｍ（不包括乡镇内部配水管网）。城乡一体化供水环网见图１。参照城乡一体化供水建设的调整服务范围和运行规模、优化性能与长效管理３个阶段的划分，目前宜兴市已进入优化性能的攻坚阶段。该阶段中的首要任务是降低管网中加压站的能耗。宜兴市城乡一体化供水区域内共有１３座中途加压站，其中６座是利用乡镇水厂原有构筑物改造而成。考虑到各乡镇用水量变化，以及原有加压站设计规模、水泵选型与当前需求不适应问题，于２０１６～２０１７年对一些泵站采取了优化调度和技术改造措施，取得降低泵站能耗的效果。在充分调查现状基础上，３种典型泵站改造情况如下。（１）结合实际用水需求，更换合适流量和扬程的水泵。２００５年建造的万石加压站，安装有３台单级单吸卧式离心泵（２用１备），单泵参数Ｑ＝１００ｍ３／ｈ，Ｈ＝５０ｍ，ｎ＝２９６０ｒ／ｍｉｎ，Ｎ＝２２ｋＷ；城乡一体化供水模式改造之前，一直处于停用状态，该加压站服务区域由和桥加压站直接供水。近几年万石镇用水量逐渐增加，需启用加压站。２０１６年加压站经设备维修保养后投入使用，发现实际工作扬程只需３０ｍ，原水泵出水流量１２０ｍ３／ｈ，长期处于低效运行。２０１７年６月更换成３台新水泵（２用１备），单泵参数Ｑ＝１６０ｍ３／ｈ，Ｈ＝３２ｍ，ｎ＝１４５０ｒ／ｍｉｎ，Ｎ＝２２ｋＷ。在增加供水流量情况下，水泵运行功率不变，节约电耗３３．３％［（２２／１２０－２２／１６０）／（２２／１２０）］。（２）充分利用加压站前输水管网剩余压力，低用水时段直接由管网供水。都山加压站设有２台单级双吸离心泵（１用１备），单台水泵额定功率Ｎ＝３０ｋＷ。原来工作状态为全天２４ｈ内运转。在城乡一体化供水后，经压力数据分析，认为在２３：００～次日４：００这５ｈ内可关闭水泵，由管网直接供水至当地配水管网。从２０１７年５月起调整了这种运行方式，于是每天可节约泵站能耗约３０ｋＷ×５ｈ＝１５０ｋＷ•ｈ，占原来能耗的５／２４＝２０．８％。（３）条件许可时，不经泵站清水池，直接在进水管上安装管道泵加压供水。屺亭加压站原来一天中１８ｈ由功率４５ｋＷ的单级双吸离心泵从清水池抽水加压后，向当地配水管网供水；另外６ｈ自流。经分析计算后，在站内进水管上安装功率为３０ｋＷ的立式管道泵直接增压供水，全天仍采用１８ｈ加压，其他时段自流，运行后并不影响主干管网向其他地区的正常供水。改造后可节约能耗（４５－３０）ｋＷ×１８ｈ＝２７０ｋＷ•ｈ，占原来能耗的（４５－３０）／４５＝３３．３％。屺亭增压站改造后现场见图２．下一步重点任务将加大力度推进供水管网漏损控制工作，即建立健全漏损管理制度。对压力控制管理、漏损分析、管道检漏、计量管理等方面进行分析；强化管网巡查力度，提高漏点修复效率，确保爆管抢修及时率，拓展阀门设施巡查，强化日常停水等日常管理；加快老旧管网等基础改造；加强管道设备和二次供水等设施的维护与保养，确保供水管网处于良好的工作状态等。

４结语

城乡一体化供水是社会发展到一定程度的重要供水模式，建设中可分为调整服务范围和运行规模、优化性能与长效管理三个阶段。它的实施有助于合理利用水资源、解决村镇居民饮用水安全问题、提高供水可靠性和充分发挥大型水厂的运行管理能力等。任何一种供水模式都是与政治、经济、社会和环境分不开的，城乡一体化供水作为一种模式，也具有一定的限制条件。例如在地域广阔、人烟稀少、地形复杂、地质条件较差地区，或者当地具有充沛优质水源时，不需要采用远距离输水的一体化供水模式。其次，城乡一体化供水工程设施规模较大，如果资金不到位，将造成运行管理困难，一旦系统运行管理不当，则正常供水将受到严重影响。

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