第一章 概論

第一節 我國農村供水發展現狀與科技需求

一、農村供水的基本概念

（一）農村供水的基本涵義

水是生命之源，是人類生存與發展不可或缺的基本需求和條件。農村供水亦稱村鎮供水，系指向縣城以外的鄉鎮、村莊供水，以滿足居民和企事業單位生活、生產用水需求。2005年以來，全國農村供水由飲水解困進入飲水安全階段，主要目標是使農村居民能夠及時、方便地獲得足量、干凈的生活飲用水。根據正在實施的《全國農村飲水安全工程“十二五”規劃》，到2015年將基本解決農村飲水安全問題。之后，全國農村供水將進入適應全面建成農村小康社會要求的普及自來水、實現可持續安全供水新階段。

發展農村供水、保障飲水安全是改善農村居民生存條件的基本需要，是貫徹落實“以人為本”“構建和諧社會”的必然要求，也是全面建設小康社會和社會主義新農村的重要任務，對減少人類疾病、改善居民生活環境、提高衛生健康水平、解放農村勞動力、促進農村社會經濟發展和解決“三農”問題具有重大的意義和作用。

（二）農村供水工程組成

一般集中供水工程，由取水工程、輸水工程、凈水工程和配水工程四部分組成（圖1-1）。但在水源水質達標、可實現重力自流供水的工程中，可省略部分內容。

圖1-1 供水工程組成示意圖

（1）取水工程：一般由取水構筑物和取水泵站組成，用于從水源提取原水。取水構筑物包括水源和取水頭部。取水泵站包括泵房、水泵機組和控制系統。根據水源種類不同，地下水取水構筑物有管井、大口井、輻射井、滲渠、引泉池和截潛流設施；地表水取水構筑物有固定式、移動式、山區潛水河流式、湖泊水庫取水構筑物。

（2）輸水工程：包括輸水管道和附屬設施，用于將取水工程集取的原水輸送至凈水工程。

（3）凈水工程：亦稱凈水廠，一般由凈水構筑物或凈水設備、消毒設施和清水池組成，用于對原水進行凈化處理和消毒，使其達到《生活飲用水衛生標準》（GB 5749）要求。

配水工程：主要由配水泵站、配水管網及調蓄構筑物（高位水池、調節水池）組成，用于將凈化處理和消毒后的達標水配送至用戶，并滿足水量和水壓要求。

（三）農村供水工程類型

由于農村供水工程的水源類型、供水范圍和供水規模不同，按照工程特點和管理需要進行分類。可按水源類型劃分為地下水源供水工程和地表水源供水工程；按供水范圍分為城鄉一體化供水工程、跨鄉村供水工程、單村供水工程和聯戶或單戶供水供水工程；按供水規模分為集中供水工程和分散供水工程。根據《全國飲水安全工程“十二五”規劃》，有集中水源和輸配水管網、供水到戶或公共取水到點、供水受益人口在20人及以上的供水工程為集中供水工程，其他的單戶或聯戶供水工程為分散供水工程。根據《村鎮供水工程設計規范》（SL 687），集中供水工程按供水規模分為五種類型（表1-1），其中Ⅰ型至Ⅲ型為規模化供水工程，Ⅳ型和Ⅴ型為小型供水工程。

此外，按水源供給方式分為重力自流供水工程和提水抽升供水工程；在劣質水地區，受制水成本高等限制，將飲用水與其他雜用水分開供水的工程稱為分質供水工程。在供水工程類型的選擇上，從技術經濟可行性和有利于供水工程可持續運行管理考慮，優先選擇水源條件好的地表水源；優先選擇城鄉一體化和跨鄉村規模化供水工程；優先選擇重力自流供水工程。

（四）農村供水特點和難點

與城市供水相比，農村供水有其自身特點和難點。

（1）農村人口居住分散，供水工程規模小，點多、面廣、量大。到2010年底，全國農村人口9.66億，有59.47萬個村，平均每個村1625人；全國農村集中供水工程52.5萬處，供水規模8162萬m³/d，受益人口5.60億，平均每個工程供水規模155m³/d，受益人口1067人。由于供水規模小、數量大、效益低，難于實現專業化管理。

（2）地形條件復雜，區域差異性大。特別是廣大的山丘區農村，包括青藏高原、云貴高原等，山高水低、地形變化大，工程建設難度大。

（3）水源條件差，劣質水、污染水問題突出。城市供水水源一般是規模較大的地表水，如水庫、湖泊、河流等，也有相對集中的地下水源，水源保護力度大，水量相對充沛，水質良好。而農村供水水源往往是就地選擇，水源類型多、規模小，保護性差，多數保證率低，水質條件差，高氟水、苦咸水、鐵錳超標水和污染水問題突出，缺乏適宜的水處理技術和設備。

（4）農村供水發展滯后，工程建設與管理人員缺乏。2004年以前，全國農村供水以飲水解困為主，主要解決“沒水吃”和取水困難的問題，工程投資少，建設標準低，供水設施簡陋，只有水源和管網，普遍缺乏水處理設施，不能滿足飲水安全要求。到2004年底，全國農村集中供水工程約30萬處，受益人口3.62億，僅占農村總人口的38%，其中小規模單村供水工程分別占集中工程總數和受益人口總數的91%和65%。由于農村供水發展滯后，水利行業缺乏工程設計、工程施工與運行管理專業人員，特別缺乏水處理和消毒技術和知識。

（5）農村經濟條件差，管理水平低。由于我國以往實行城鄉二元結構政策，農村基礎設施薄弱，經濟發展滯后，農民收入和管理水平低，需要經濟適用、操作簡單、管理方便的農村供水技術和設備。與此同時，部分農村居民的飲水安全意識薄弱，對水價政策不理解，存在用水量少、不愿交水費等問題，影響工程正常運行。

（6）農村供水科研積累嚴重不足。2004年以前國家和行業基本沒有重大的農村供水科技計劃項目，研究資料、實驗條件、規劃設計與研發技術人員缺乏，沒有形成適合農村供水特點的工程規劃設計指南、設計圖集和水處理、消毒與水質檢測技術及設備。

根據全面建設小康社會總要求，2005年以來全國開展了大規模的農村飲水安全工程建設，城鄉統一實行《生活飲用水衛生標準》（GB 5749），農村安全供水面臨巨大困難和挑戰，需要強有力的科技支撐。

二、我國農村供水發展狀況

我國是農業大國和世界上人口最多的發展中國家，有70%的人口居住在農村。由于長期實行城鄉二元化結構政策，以及自然、經濟社會等條件制約，農村供水基礎設施十分薄弱，農村飲水困難和飲水安全問題十分突出。黨和政府歷來重視農村供水工作。從1974年至2004年，歷時30年解決了全國農村飲水解困問題。從2005年開始，全國開展了大規模的農村飲水安全工程建設，大幅改善了農村供水狀況。新中國成立以來，全國農村供水的發展歷程主要分為起步階段、農村飲水解困階段和農村飲水安全階段。

（一）全國農村供水起步階段

20世紀50—60年代，由于農村群眾生活水平低，一般年份飲水困難問題不突出，沒有獨立成為農村水利工作之一。國家主要結合興修灌溉工程，兼顧解決農村飲水困難，并組織缺水地區群眾，以一家一戶為單位挖水窖、打旱井、修水池，工程規模很小，解決了部分農村群眾飲水困難問題。

（二）全國農村飲水困難階段

20世紀70年代初，北方地區發生連續干旱，農村飲水困難問題突出，國家開始將農村飲水解困列入農村水利的重要工作任務。國家明確在小型農田水利補助費內單列專項資金，并結合氟病區改水工作，開始打井、修蓄水池、建設提水工程，解決了飲水困難問題。

1984年國務院批轉水利電力部制定的《關于農村人畜飲水工作的暫行規定》，明確了農村飲水困難標準與工程建設標準（表1-2），工程建設所需資金及材料設備以自力更生為主，國家補助為輔。1974—1999年國家通過以工代賑、銀行貸款、扶貧資金支持等，解決了農村飲水困難人口2.16億人，但還有5020萬人存在飲水困難。

從2000年開始，國家決定加大農村飲水解困國債資金投入。2000年水利部編制了《全國解決農村飲水困難“十五”規劃》，提出到“十五”末基本解決農村飲水困難問題；同時制定了《農村人畜飲水項目建設管理辦法》，進一步完善了農村飲水困難標準和工程建設標準，增加高氟水指標與水質標準。2000—2004年國家安排國債資金98億元，加上地方政府配套和群眾自籌82萬元，解決了5700萬人飲水困難問題，提前完成了“十五”規劃任務。

總之，1974—2004年，國家通過以工代賑、氟病區改水、扶貧攻堅、安排專項國債資金等措施，累計解決了2.8億農村居民飲水困難問題，結束了農村長期存在的“沒水吃”和取水困難的歷史。但受國家經濟條件制約，農村飲水困難投資少、工程建設標準低，供水規模小，很多水廠供水到點，方便程度低，水質不達標，不能滿足飲水安全和全面建設小康社會需要。

（三）全國農村飲水安全階段

農村飲水安全，是指農村居民能夠及時、方便地獲得足量、干凈的生活飲用水。我國農村在基本解決溫飽問題后，廣大農村居民對飲水安全的需求更加迫切。在《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》中，把加快實施農村飲水安全工程列為新農村建設的重點工程。根據黨中央、國務院的要求，水利部提出：“要把保障飲水安全、維護生命健康作為水利工作的首要任務。”

為統一標準，摸清全國農村飲水安全現狀和問題，2004年水利部和衛生部制定了《農村飲用水安全衛生評價指標體系》（表1-3），包括水質、水量、方便程度和保證率四項指標，其中四項指標中有一項指標低于基本安全最低值，即為不安全。以此為標準，2005年水利部、國家發展和改革委員會和衛生部共同組織實施了全國農村飲水安全現狀調查評估，摸清了農村供水現狀和問題，組織開展了全國農村飲水安全工程建設。

1.全國農村供水現狀和問題

到2004年底，全國農村有3.70萬個鄉鎮、65.27萬個村、2.50億戶、9.43億農村人口，占全國總人口的72.5%。全國農村集中供水人口3.6億人，僅占農村總人口38%，分散供水人口5.8億人，占農村總人口62%。

全國農村集中供水工程約30萬處，其中鄉鎮及跨鄉鎮工程2.15萬處，僅占7%，單村供水工程占91%；供水規模大于200m³/d的集中供水人口僅占農村總人口的13%。多數供水工程設施簡陋，只有水源和管網，有水處理設施的僅占8%左右，不能保障飲水安全。在5.8億分散供水人口中，有67%采用淺井供水，3%為集雨水窖或水池蓄水，9%為引泉（南方山丘區較多），其余21%無供水設施，直接從河水、溪水、坑塘水、山泉水取水或到其他村拉水，更不能保障飲水安全。

到2004年底，全國農村飲水不安全人口為3.23億人，占農村人口的34%。其中：水質不安全人口2.27億人，占飲水不安全總人口的70%；水量、方便程度或保證率不達標人口為9558萬人，占飲水不安全總人口的30%。飲用水質超標，是我國農村飲水安全面臨的主要問題。全國農村飲水不安全人口分類見表1-4。

需要指出是，上述3.23億農村飲水不安全人口是飲水安全問題比較突出的人口，同時考慮能夠納入全國農村飲水安全工程總體規劃、近期能夠解決的人口。對于一些水質超標不嚴重、沒有發病、近期實施了飲水解困工程的人口，暫時沒有納入。也就是說，即使按照1991年全國愛衛會、衛生部頒布的《農村實施〈生活飲用水衛生標準〉準則》二級指標測算，全國農村飲水不安全人口也遠大于3.23億人。如上述5.8億分散供水人口普遍存在飲水不安全問題。

農村飲水安全問題形成的主要原因有下列四個方面：

（1）水文地質條件及開礦等形成的飲用劣質水問題。受水文地質條件以及開礦等人類活動的影響，在沿海地區、低平原區、湖區、河套、古河道、洪泛區、山前洼地、礦區等易沉積地區，部分地下水有害礦物成分高，高氟水、高砷水、苦咸水及鐵、錳含量超標水問題嚴重，造成水質性缺水。

（2）干旱缺水和山丘區取水困難問題。受季風氣候影響，我國降水時空分布不均、年際間變化大，無論北方還是南方，普遍存在冬干、春旱等季節性缺水問題。尤其北方干旱、半干旱地區，降水總量不足，十年九旱，部分農村既缺地表水，又缺地下水。特別是“三北”地區經常出現大旱或連續干旱。再加上水資源過度開發利用，造成地下水下降，許多泉水、溪水、河水斷流，造成飲水安全問題。我國又是一個多山丘國家，山丘區占國土面積的70%。山丘區地形復雜，居住分散，人住在高處，水在低處，長期存在水源缺乏或取水困難。其中南方山丘區屬于工程性缺水，北方山丘區屬于資源性缺水。

（3）農村供水基礎設施薄弱，投入嚴重不足。到2004年底，全國還有62%的農村居民仍然沿用傳統的分散取水方式，自建、自管、自用。已有的集中供水設施，主要由鄉村集體和群眾投資投勞興建，國家和地方政府投入很少，普遍存在工程設施簡陋、老化失修、缺少凈水設施等問題。

（4）水污染嚴重，進一步加劇了農村飲水安全問題。過去農村地下水及周邊河流、水庫、池塘等，能夠作為飲用水源。但隨著經濟發展和城鎮化，城鎮生活污水和工業廢水排放量越來越多，但處理和達標排放率低；農業化肥農藥施用量不斷增大，農村生活污水和生活垃圾隨意排放，缺乏處理，加劇了農村水源污染。尤其人口密集的平原區，人居水環境不斷惡化，飲用水中微生物、有機物等有害污染物超標嚴重，造成水質性缺水問題。

2.農村飲水安全工程建設

為加快解決全國農村飲水安全問題，2006年國務院審議通過了《全國農村飲水安全工程“十一五”規劃》，規劃解決1.6億農村居民飲水安全問題，力爭用兩個五年計劃解決3.2億農村居民飲水安全問題。從2009年國家擴大內需，進一步加大農村飲水安全工程投資，“十一五”規劃任務超額完成。“十一五”期間，全國農村飲水安全工程建設投資1053億元，其中中央投資590億元，地方政府投資和群眾自籌439億元，社會融資24億元。共計解決了19萬個村、2.12億農村居民飲水安全問題。其中：重點解決了中度、重度高氟水（氟含量大于2mg/L）、高砷水（含砷量大于0.05mg/L）人口4160萬人；解決苦咸水人口（溶解性總固體大于2g/L）2743萬人；解決血吸蟲疫區人口832萬人；解決嚴重污染水（COD_Mn大于6mg/L）、致病微生物、鐵錳嚴重超標和水量不足、水源保證率低、取水極不方便人口1.35億人。此外還解決了4.5萬所農村學校、1870萬農村學校師生的飲水安全問題。

“十一五”期間，新建集中供水工程22.1萬處，受益人口2.02億人；新建分散供水工程66.1萬處，受益人口1040萬人。到2010年底，全國農村集中供水工程52.5萬處，受益人口5.57億，集中供水人口占農村總人口比例由2004年的38%提高到58%，大幅改善了農村供水狀況。

根據正在實施的《全國農村飲水安全工程“十二五”規劃》，總投資1700多億元，新建集中供水工程22.2萬處、分散供水工程64萬處，規劃解決2.98億農村人口和4152萬農村學校師生飲水安全問題，到2015年底將全面解決農村飲水安全問題，全國農村集中供水人口比例將提高到80%左右。

三、農村供水科技需求分析

從20世紀80年代到2005年，根據農村飲水解困和氟病區改水工作需要，水利部、衛生部所屬科研單位和有關高等院校承擔完成了“農村高氟水處理技術研究”“生物慢濾水處理技術研究”“農村飲水消毒技術研究”“顆粒填料生物接觸氧化處理微污染水源水”“氟中毒機理研究”“飲用水微污染凈化技術”等國家、省部級項目，取得了一些有應用價值的科研成果。但由于研究項目和成果單一，推廣應用不足，不能滿足大規模農村飲水安全工程建設需要。主要科技需求如下：

（1）飲用水源開發與保護技術及設備。水源工程在農村供水中占有重要位置，但在地下貧水區和山丘區找水、取水十分困難，需研究開發貧水區找水技術及新型成井工藝和山丘區進行雨水安全集蓄與利用技術。與此同時，由于城市和工業廢污水向農村地區的大量排放以及農村鄉鎮企業、畜禽養殖業及生活污水的直接排放等原因，造成農村飲用水源污染嚴重，急需研究開發飲用水源保護、監測及水污染防控技術和設備。

（2）經濟有效的水質凈化與處理技術及設備。在我國部分地區農村，高氟水、高砷水、苦咸水分布范圍廣泛且集中連片，許多地方很難找到替代的水源。20世紀80年代，我國研究開發了活性氧化鋁降氟設備，但由于管理復雜、運行費用高，目前大都停用。近年來，用于降氟、除鹽的電滲析、反滲透凈化裝置已開始在農村水廠應用，但由于制水成本高、可靠性差，并沒有得到廣泛推廣。為此，急需研究開發經濟適用、運行可靠的高氟水、高砷水、苦咸水和微污染飲用水的處理技術及設備。

（3）飲水安全消毒、水質檢測與水源性疾病監測技術。我國大部分農村水廠沒有相應的消毒與水質檢測設備，存在嚴重的供水安全隱患。主要原因是消毒和水質檢測設備價格昂貴，且操作復雜。為此，急需研究開發適用于農村集中供水和分散供水的消毒與水質檢測技術及設備。同時，為控制和減少與水有關的疾病傳播，需要研究農村水源性病區供水水質與疾病的監測技術，研究構建全國信息平臺系統。

（4）農村供水工程建設與管理標準化和信息化技術。為適應農村技術力量薄弱、組織管理水平低的實際狀況，需要研究編制農村供水工程標準化設計圖集及輔助設計軟件；為及時掌握農村飲用水源狀況和工程建設進展情況以及推廣應用新技術、新方法，需要研究建立全國農村供水信息系統。

（5）農村安全供水集成技術模式。農村供水工程建設以單村供水和分散供水居多，工程設施較為簡陋，缺乏系統的工程布局，造成重復建設且工程規模效益較差。隨著農村經濟社會發展和城鎮化速度的加快，需在統籌考慮農村人畜飲水、企事業單位用水及庭院經濟用水等基礎上，研究形成具有不同地區特點的農村安全供水技術集成模式及運行管理方式。

為保障全國農村飲水安全工程建設順利實施，全面提升工程質量與科技水平，2006年經科技部批準，水利部牽頭組織實施了“十一五”國家科技支撐計劃重點項目“農村安全供水集成技術研究與示范”。主要目的是研究解決工程建設與管理中遇到的重大關鍵技術問題，研發一批適合農村供水工程特點的實用技術和設備，建立不同類型的農村安全供水技術集成模式與示范工程，通過技術突破促進行業技術進步，推動科技成果的轉化與集成應用，為全國農村飲水安全工程和新農村建設提供強有力的科技支撐。