辽阳市城乡供水一体化工程建设实践与探索

于小苇

(辽宁省水资源集团有限责任公司,沈阳 110003)

1 农村引水安全存在的难点和挑战

由于全球气候变化的影响,中国不断发生极端气候事件,世界上的水供应正在减少,对饮用水安全构成严重威胁,加大了解决农村饮水安全的难度。因为水资源短缺以及缺乏必要的供水设施,中国农村缺水,饮水安全保障率低,农村不安全饮水的居民比例为1/3。水源的污染和水环境的恶化已经成为威胁大多数农村居民饮用水安全的最重要原因。我国北方许多地方严重缺水,南方许多城市也存在严重的水质问题。大规模的水污染,会破坏水环境,严重威胁大多数农民健康,对社会稳定产生不利的影响,已经成为农村经济和社会可持续发展的主要障碍。目前,农村污染已经成为大多数农村居民饮用水供应的主要威胁,而且这种趋势还在增加,因为农村地区几乎一半的不安全饮用水是由于水污染和水环境破坏导致的。根据初步调查统计,中国农村集中式供水惠及人数超过4亿,占农村人口的51%左右,而集中式供水工程,日供水量在200m3以上,能够受益的人口,仅占农村总人口的15%。大多数集中式供水工程结构设施不完善,缺乏水处理以及消毒设备,不符合设计标准,未按标准水质检测。目前,生活垃圾以及工业生产垃圾不断增加,农村当地居民环保意识不足,未自觉地对水资源进行保护。例如,乱扔垃圾之类的现象十分普遍,对农村用水的水质有着非常直接的影响,农村地区科技也不发达,这意味着受污染的水将会直接流入农民的日常生活,导致饮水安全问题[1]。

2 城乡一体化供水初步形成

随着乡村振兴战略的整体实施,农村建设水平在不断提高,农村的产业发展也得到了改善,这就需要农村供水既要满足居民日常生活饮水需求,还需同时满足产业发展的用水需求。只有发展好农村供水,才能够更好地满足广大人民群众对美好生活的追求,从而达到农业强盛,农村美丽,农民富裕的伟大理想。党的十九届六中全会中提出要“坚持把保障和改善民生贯穿于发展的始终”。实践也证明:农村供水规模化程度越高,供水障程度就越高,农村居民满意率也越高。提高农村供水的城市化水平,主要是“集中供水,村际联通为辅,支持单家独户”,完善农村饮水安全工程的建设和管理。最优的供水方式还是城乡一体化供水,按照“建大、并中、减小”的方式,积极推进农村供水规模化发展,有条件的地区要积极推进城乡供水一体化。作为城乡一体化供水模式的一部分,研究供水管网的设计和建设、管网的选择、管网运行和渗漏风险管理、水质风险监测以及远程水质管理等问题十分重要[2]。

2.1 施工模式经验

城乡供水是一个系统工程,如何选择一个科学、合理、运行节能和供水安全的设计方案是工程顺利进行的前提。工艺专业执行的主要设计规范及设计标准有《市政公用工程设计文件编制深度规定》、《村镇供水工程技术规范》、《生活饮用水卫生标准》等。辽阳城乡一体化供水工程按照区域建设输水管道、泵站、村内管道及室内水表等,并在管道适当位置设置水量、水压监控仪表。建设数字中心,对新建城乡供水管网全网监控,实现智慧化管理。市政输水管道全长约235.243 km,管径为DN50-DN600,为三区11个乡镇,105个行政村共148848人输送优质自来水。在三区适当位置建设水箱水池泵站12座,一体化泵站(无负压)13座。对三区2006年之前建设的村内配水管网进行改造,共69个村屯,全长963.229 km,管径为DN20-DN150,管材为PE100材质。28915户进行超声波远传NB表更换。构建智慧水务平台。

2.1.1 方案设计

工程规模需水量预测应考虑农村生活习惯保证部分牲畜用水,同时考虑长距离输配水的漏损及未预见水量。充分考虑实际运行情况,供水方式的合理设置,对输配水管道线路,泵站的选址进行了优化,尽量减少施工及运行费用,设计方案中采用先进、成熟、可靠的技术工艺,推广适合中国国情的先进设备技术,采用安全、节能、环保、经济的材料,并设置智慧水务数字中心对本工程进行智慧化管理。建设输水管道、泵站、村内管道及室内水表等,并在管道适当位置设置水量、水压监控仪表。建设数字中心,对新建城乡供水管网全网监控,实现智慧化管理[3]。

2.1.2 管道设计

市政公路上敷设的管道设计范围包括现状市区配水管网接管点至村内管网干管处,若镇区设置泵站,则接至泵站清水池或不锈钢水箱进水管。市政路上的管道线位报批相关规划部门进行审批定线。村内管道设计范围包括泵站出水管至住户厨房水龙头,采用PE塑料管做室外管道,PPR做室内管道。

管道路由根据村内住户的分布来确定,原则是哪里有住户,管道就敷设到哪里。村内管道原则上不设置分段阀门,但是有一些偏远住户群不在村庄主区域的需设置阀门。配水管道低洼处设置排泥阀。

2.1.3 工艺优化运行

现阶段,已经修建了一大批小型的农村集中供水工程,数量众多,大部分为混凝土的浇筑物。在这样的实际情况中,丢弃现有供水工程,新修其他供水工程,显然是不经济,不理性的方案。所以,在我国有关水质标准的限制下,基于农村供水工程规模巨大这一实际情况,对既有供水工程进行工艺优化运行和改造,是实现既有农村供水工程质量提升和效益提升的一个重要途径。要在对既有供水工程的运行特点和原水水质变化特点有了全面认识后,不断优化混凝技术、对沉淀池排泥和滤池排泥反洗的自动控制技术进行优化、对消毒单元的操作进行优化和加强,研究开发出高效,优质复配混凝剂和消毒药剂,达到系统优化的目的,构建了农村供水工程过程多单元协同水质调控多级屏障系统,是当前阶段亟待解决的技术难题。智能技术是未来解决农村供水问题的重要操作和管理手段,开发适合农村地区运行管理条件的自动计量控制系统和各单元的自动控制技术,可以实现各工艺单元的优化运行。同时,应开发适合农村地区现有管理水平的单元控制技术,以便根据水质的变化,实现水处理过程的智能调节和控制。此外,应加快省级以下农村供水工程监管平台的建设,实现农村供水工程的一体化运行维护和集中管理。

2.2 建设模式经验

农村供水工程是指以河流、水库等为水源,通过管道、水塔等输水设施,将水引至农村住户的工程。农村供水工程按照水源划分为地表水供水工程和地下水供水工程;按照供水量划分为集中供水工程和分散供水工程;按照水质划分为一般水质和较好水质工程。农村供水的水源包括河流、水库、坑塘、井等地表水资源、地下水水源及经净化处理后的地表水水源。当前农村小型集中供水工程设计与施工,大部分照搬城市供水工程,不能完全满足新时期农民群众饮水需求。根据广大农民对饮水安全提出的新要求,在建设过程中,要加强对水源安全论证的重视、强调集成化,高标准建设。在运行管理方面,目前大部分农村小型水利工程采用非专业人员与专业人员相配合的模式。鉴于生产设施自动化程度低,水计量系统尚不完善,信息管理水平较差,水价机制不成熟。因此,将社会资本引入农村供水势在必行。

当前较为科学的方法是在PPP模式下选择“施工-经营-移交”操作方式。该模式以特许经营合同为主要内容。具体办法是由市人民政府或者授权市水利局担任实施机构,采用公开招标的办法,遴选社会资本方,项目公司是中选社会资本和政府方的出资代表联合出资成立的。项目公司按照合同约定对项目进行管理和经营。PPP合作期内,项目公司承担该项目资金筹集,投资,建设和经营等工作、保养和交接。PPP合作期到期,项目公司无偿提供该项目的设施和有关权益、没有权利负担转移。辽阳城乡一体化供水项目合作期限30a,其中建设期用了3a,运营期27a。为了激励项目公司及社会资本积极推进本项目工程建设工作,保证建设工期,项目固定运营期为27a,不论建设期延长与缩短,运营期保持不变。由于政府方违约或政府方应承担风险导致建设期延长,政府方应承担建设期延长导致的总投资增加费用,并对项目公司进行合理的补偿;因项目公司原因而延长建设时间的,项目公司自行承担总投资增加的费用,而实施机构享有从建设期履约保函中支取全部或者一部分款项的权利;因不可抗力而延长建设期的,政府方与项目公司按照权责承担总投资增加的费用。具体细节在合同中明确。各子项(辽阳市文圣区工程、太子河区工程、宏伟区工程)建设期应该从监理工程师发出开工令之日算起,到各分项通水试运行之日算结束,各项目合作周期是相互独立的,分别为单独计算建设期和运营维护期[4]。

3 城乡一体化效益分析

城乡供水一体化项目的建设使城乡供水同质,能够让农村群众喝得放心。切实改善农民生活状况、提高生活消费水平的同时,也提升了他们讲卫生的意识,从各方面改善了农村饮水卫生状况。通过农村水源转换,有效涵养了地下水源,实现了社会效益和生态效益的同步提升。但工程管线长,后期维护压力大;粗放式运行,效率低,城乡一体化供水信息化程度低,基层力量薄弱,人力维护成本高。城乡一体化供水设施分散,存在项目建设质量未达标风险;工程质量、安全及环境保护方面,建设期间造成安全事故或环境污染风险。工程路由1198 km,占地环境无法掌握清楚,各审批事项和许可办理可能受阻,延误工期。成本预算准确性低,项目未进行实物量核查,目前看有许多不可预见的费用,例如:穿越管道、穿越公路、占地费用、村里及各户不可预见的其他费用等。推进农村供水规模化发展,能够更好地促进城乡融合,均衡配置城乡供水资源,实现城乡供水 “同管理、同质量、同服务、同标准”,切实解决区域供水在发展过程中的不平衡问题。农村供水规模化发展成果更多更公平惠及全体人民,为实现共同富裕提供了有效路径。

采用PPP模式的关键在于将地方公共服务类项目运营向社会资本开放,引入社会资本与政府共同承担项目的运营工作,从而减轻政府负债压力,实现地方债务治理,同时借助于社会资本专业化的运营经验提高公共服务的辐射范围及运营效率,建立更完善的公共服务体系。

3.1 采用PPP模式有利于转换政府职能

一方面,政府可以从以前的公共服务和基础设施建设的提供者转变成监管者,可以使政府从繁重的政府事务里解脱出来。另一方面,社会资本承担了项目前期的大部分投融资工作,政府财政支出由原来的“补建设”转变为“补运营”,平衡了财政在建设运营年度间支出的不平衡,分散了政府财政预算支出压力。

3.2 采用PPP模式有利于项目的专业化运营

推进公共事业发展利用社会资本来提供服务,可以给政府部门带来更多的技术与资金,推进投融资体制改革,促进项目管理,提高办事的效率,传播最优的管理经验与管理理念。

3.3 采用PPP模式有利于政府完善公共服务质量

政府部门与社会资本之间能够相互借鉴,充分发挥政府公共机构与社会资本的各自优势,建立互利互惠、互惠互利、互惠互利的长期关系,从而以最高的效率向大众提供优质的服务。

3.4 采用PPP模式有利于分散部分风险

在当前国家推进地方债务处理、清理地方优惠政策并开展预算体制改革的形势下,大力推行PPP模式是大势所趋,地方政府通过适当的PPP结构设计、定价及价格调整机制设定、政策支持等,可将运营管理风险适当转移给社会资本方。

4 面临挑战

城乡供水一体化建设中所面临的关键问题在于管网建设和管网水质的稳定,因此要对其进行优化设计。在分析了当前我国城市及农村地区供水管网存在问题以及影响因素的基础上,应该以区域为单元建立城镇污水处理厂网络;同时考虑到现有规划条件下无法实现污水处理与再生利用结合等原因,将原有分散的乡镇污水处理设施整合成集,并根据不同地域特点,因地制宜,有规划的进行建设。在城乡一体化供水的模式下,供水管网的设计及管材的选择、消毒副产物的调控、水质风险监控等、消毒副产物的调控、远距离输水龙头的水质控制等都是急需进行开展的重要研究工作。