前言
是生命之源,是人类生存和发展的基本条件。农村安全供水是指农村居民和企事业单位能够及时、方便地获得足量、卫生、负担得起的生活用水。发展农村供水、保障饮水安全是改善农村居民生活条件,贯彻落实“以人为本”“构建和谐社会”的必然要求,是全面建设小康社会和社会主义新农村的重要任务,对促进农村社会经济发展具有重大的意义和作用。但由于长期以来农村供水基础设施薄弱,饮水安全问题十分突出。到2004年年底全国农村饮水不安全人口3.23亿人,占农村总人口的34%。其中,水质不安全人口2.27亿人,占饮水不安全总人口的70%,水量不足、保证率低和取水不便人口9558万人,占30%。这种现状严重危害着广大农村居民的身心健康,极大地制约了农村社会经济发展和农民生活水平的提高。
为加快解决农村饮水安全问题,2006年国务院常务会议审议通过了《全国农村饮水安全工程“十一五”规划》,全国开展了大规模的农村饮水安全工程建设,科技需求十分巨大和紧迫。由于2005年以前全国农村供水以饮水解困为主,工程建设标准低、技术和设施落后,科研基础薄弱,不能满足大规模农村饮水安全工程建设需要。由于农村供水工程量大面广,水源条件差、供水规模小,劣质水、污染水问题突出,不能照搬城市供水技术模式和管理模式。为提供有力的科技支撑,2006年科学技术部批准、水利部组织实施了“十一五”国家科技支撑计划重点项目“农村安全供水集成技术研究与示范”(项目编号:2006BAD01B00),实施期五年,国拨经费4300万元。项目以保障和支撑全国农村饮水安全工程、全面提升农村供水科技水平和行业技术创新能力为目标,重点研究一批与水源开发、水质净化、饮水消毒、水质检测相关的重大关键技术,实现技术突破;研发一批适合农村供水工程特点的实用技术及设备,提升产业化能力和水平;建立适合不同类型地区的农村安全供水技术集成模式与示范工程;初步形成集技术研究、设备研制、产业化开发、试验示范为一体的农村安全供水科技支撑体系与产业化队伍。
项目下设9个课题,即饮用水源开发利用技术研究与设备研制,劣质地下水处理技术研究与设备研制,微污染水处理技术研究与装置开发,雨水安全集蓄与利用技术及装置开发,农村安全供水消毒技术与装置开发,农村安全供水水质检测与水源性疾病监测技术及设备开发,农村供水管网优化设计与标准化、信息化集成技术研究,农村饮用水源保护与生活排水处理技术研究,农村安全供水技术集成与示范。项目由中国水利水电科学研究院牵头承担,中国灌溉排水发展中心、清华大学、中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等60多家企事业单位及地方水利、卫生主管部门,400多人参加完成。
通过水利、卫生、地质、教育等多部门组成的产学研团队协力攻关与试点示范,研究攻克了31项关键技术,开发形成36种新材料、新产品、新设备;取得发明专利20项、实用新型专利22项,获得软件著作登记权5项;出版科技著作8部,发表科技论文155篇;在贫水区找水、高氟水与污染水处理、雨水安全集蓄利用、消毒与水质检测、工程设计与管理、水源污染防控等方面凝练形成了16项重要成果,实现了单项技术突破与集成创新。包括:①在国内外首次建立了咸淡水共存区地层真电阻率与地下水矿化度间的数学关系和淡水体勘查技术模式;建立了常规物探与高新技术优化组合的基岩山区和薄层含水层地下水勘查技术模式,大幅提高了贫水区地下水勘查效率和精度;②首次开发应用粉末状颗粒吸附剂、彗星式纤维滤料和动床吸附法除氟工艺,形成了集吸附法和混凝法特点于一体的高氟水处理成套装置,突破了高碱度及多指标超标高氟水处理难题;③首次开发应用跌水曝气生物滤池与超滤膜水力清洗组合技术、高效生物滤池与离子交换组合技术,解决了水中溶解性有机物和高氨氮去除难、超滤膜易堵塞等难题,形成了适合中小型农村供水工程的微污染水净化成套设备;④在国内外首次开发形成了一体化窖水生物慢滤净化技术,解决了分散集雨窖水净化难题;⑤首次系统形成了适合农村供水消毒成套技术;首次将离子膜制碱工艺应用于饮用水次氯酸钠消毒设备开发,使有效氯浓度提高3倍,盐耗和电耗降低40%以上;开发的新型无隔膜法次氯酸钠发生器,突破了电解槽易结垢、易腐蚀难题,提高了使用寿命,盐耗和电耗降低30%以上;⑥首次将饮用水检测标准方法、标准仪器设备配置进行简化,研制形成能够检测35项常规指标的中小型农村水厂水质检测成套技术及设备;⑦首次出版的《农村供水工程设计图集》,集中了全国有代表性的工程设计工艺图、结构图,技术先进实用,填补国内空白;开发形成的环状与枝状混合管网优化设计软件,解决了环枝状混合管网和新旧共存管网优化设计难题,为国内首创;⑧创建的全国农村饮水安全信息管理系统,为农村供水领域第一个覆盖全国的信息管理系统,2010年开始运行至今,性能稳定可靠,提高了行业管理水平;⑨系统形成了适合不同类型水源特征的农村安全供水工程技术模式。项目成果已在20多个省(自治区、直辖市)、67个县、1088处农村供水工程应用,受益人口457.8万人,直接经济效益12.01亿元;“全国农村饮水安全信息管理系统”、《农村供水消毒技术要点》、农村安全供水工程成套技术模式等已在全国及示范县农村饮水安全工程规划及行业管理中广泛应用,对提高投资效益、减少管理成本等具有重要作用。项目于2011年通过科学技术部验收,全面完成任务。2013年经水利部组织鉴定,项目成果达到国际先进水平;2014年获得大禹水利科学技术一等奖。
为系统总结、介绍和推广“农村安全供水集成技术研究与示范”项目取得的科技成果,为深入开展农村供水技术研究和农村供水发展提供借鉴和参考,由项目负责人会同课题负责人和技术骨干,以项目及课题研究报告为基础,通过梳理和凝练,撰写了《农村安全供水技术研究》这部专著。该书由十章组成,其中第一章概论,主要介绍了项目背景和主要成果;第二章至第十章分别介绍9个课题的主要研究内容和成果,突出先进性和实用性。
在“农村安全供水集成技术研究与示范”项目实施过程中,得到了科学技术部农村科技司、中国农村技术开发中心和水利部国际合作与科技司、农村水利司等部门领导和专家的大力支持、精心指导和热情帮助;得到了项目专家的全过程技术指导,包括清华大学杨诗秀教授和王占生教授,中国灌区协会冯广志教高,北京市市政工程设计研究总院有限公司刘学功教授和崔招女教授,中国疾病预防控制中心陈昌杰研究员和孟树臣研究员,军事医学科学院晁福寰研究员,中国科学院生态环境研究中心欧阳志云研究员等,项目成果包含了他们的心血,在此一并表示最衷心的感谢!在项目及课题组织管理工作中,得到了承担单位领导和有关人员的大力支持,在此表示衷心的感谢!
在本书编写过程中,参考和引用了许多国内外文献,在此对这些文献的作者表示衷心的感谢!由于编著者水平有限,书中难免存在疏漏和错误之处,恳请读者批评指正。
作 者
2015年5月