（农业水土工程专业论文）内蒙古达茂旗饮水安全工程建设与管理模式应用研究.pdf

摘要 人类赖以生存和发展的物质基础，饮水安全则是影响人体健康和国计民生的重 大问题。近年来，中央和地方加大了城乡饮用水安全保障工作的力度，采取了一系 列工程和管理措施，解决了一些城乡居民的饮水安全问题。但是，饮水安全形势仍 然十分严峻，特别是牧区饮水安全问题，主要表现在水质问题和工程建后管理问题 这两大方面。本文针对牧区饮水安全存在的突出问题，选择内蒙古牧区饮用水氟含 量普遍超标的代表性地区内蒙古包头市达茂旗作为研究对象，建成了适合牧区特点 的供水技术集成模式与示范工程。 ( 1 ) 本文针对达茂旗百灵庙镇饮水安全存在的突出问题一一饮用水氟含量超 标，通过对国内外常用的几种高氟水处理技术的分析，结合百灵庙镇的特点，选择 以超滤作为预处理的反渗透除氟系统，该系统运行压力低，而且除氟率在9 6 以上。 ( 2 ) 根据2 0 0 7 年1 月9 日国家环境保护总局发布的饮用水水源保护区划分 技术规范( h j t 3 3 8 2 0 0 7 ) ，并结合百灵庙镇水文地质条件及污染源概况，科学地 划定研究区水源保护区范围，保障生活饮用水水源安全。 ( 3 ) 为了加强百灵庙镇饮水安全工程管理，在调研分析我国村镇供水工程管理 体制现状和存在问题的基础上，本文总结了七种我国农村供水工程管理模式，针对 百灵庙供水工程实际，研究提出了工程的经营管理模式。 关键词：饮水安全；牧区；除氟：反渗透技术：管理模式；水源保护区 s t u d y o na p p l i c a t i o no f d r i n k i n gw a t e rs a f e t yp r o je c t c o n s t r u c t i o na n dm a n a g e m e n tm o d ei nd a m a o c o u n t y , i n n e r m o n g o l i a 一 a b s l r a c t t h ew a t e ri st h em a t e r i a lb a s i st h a ti s i m p o r t a n tt oh u m a nb e i n g ss u r v i v a la n d d e v e l o p m e n t ，d r i n k i n gw a t e rs a f e t yi st h e na ni m p o r t a n tp r o b l e mo fa f f e c t i n gh u m a n h e a l t ha n dn a t i o n a lw e l f a r ea n dp e o p l e sl i v e l i h o o d i nt h er e c e n ty e a r s ，c e n t r a la n dl o c a l g o v e r n m e n td e e p e n e dt h eu r b a na n dr u r a ld r i n k i n gw a t e rs a f e t yg u a r a n t e e ，a d o p t e di na s e r i e so fm e a s u r e si n c l u d ee n g i n e e r i n gm e a s u r e sa n dm a n a g e m e n tm e a s u r e s ，s o l v e d s o m ec e n t r a la n dl o c a lr e s i d e n t s d r i n k i n gw a t e rs a f e t yp r o b l e m h o w e v e r , t h es i t u a t i o n o fd r i n k i n gw a t e rs a f e t yi ss t i l lq u i t es e v e r e ，e s p e c i a l l yp a s t o r a la r e a ，w h i c hs h o w st w o m a j o ra s p e c t s ：w a t e rq u a l i t yp r o b l e ma n db u i l te n g i n e e r i n gm a n a g e m e n tp r o b l e m a i m i n ga tt h eo u t s t a n d i n gp r o b l e mo fd r i n k i n gw a t e rs a f e t yi np a s t o r a la r e a ，w et a k et h e r e p r e s e n t a t i v ea r e ad a m a oc o u n t y , b a o t o uc i t y , i n n e rm o n g o l i a ，a st h es t u d yr e g i o n ，a n d b u i l dh y d r o t e c h n yi n t e g r a t i o nm o d e la n dd e m o n s t r a t i o np r o j e c ts u i t e dt op a s t o r a la r e a ( 1 ) a i m i n ga to u t s t a n d i n gp r o b l e mo fd r i n k i n gw a t e rs a f e t y - - - - - t h ec o n t e n to ft h e f l u o r i n ee x c e e d i n gs t a n d a r d ，b ya n a l y z i n gaf e wc o l t l n l o nt r e a t m e n tt e c h n o l o g i e so fh i g h f l u o r i n ew a t e ra th o m ea n da b r o a d ，c o m b i n i n gt h ef e a t u r e so fb a i l i n g m i a ot o w n ， c h o o s i n gr e v e r s eo s m o s i ss y s t e mt or e m o v ef l u o r i d et a k i n gu l t r a f i l t r a t i o na sp r e t r e a t m e n t ， o fw h i c ho p e r a t i n gp r e s s u r ei sl o w , a n de f f i c i e n c yo fd i f l u o r i d a t i o nr e a c h e do v e r9 6 ( 2 ) a c c o r d i n gt o “t e c h n i c a ls p e c i f i c a t i o nf o rd i v i s i o no fc o n s e r v a t i o na r e a so f d r i n k i n gw a t e r ”( h j t 338 - 2 0 0 7 ) ，i n t e g r a t i n gh y d r o g e o l o g yc o n d i t i o na n dt h es i t u a t i o n o fp o l l u t i o ns o u r c ei nb a i l i n g m i a ot o w n ，d r a w i n gs c i e n t i f i c a l l yt h er a n g eo fc o n s e r v a t i o n a r e a so fd r i n k i n gw a t e ri ns t u d ya r e a ，t oe n s u r ea r e a so fl i f ed r i n k i n gw a t e rs a f e ( 3 ) i no r d e rt oe n h a n c ed r i n k i n gw a t e rs a f e t ye n g i n e e r i n gm a n a g e m e n t ，o nt h eb a s i c o fa n a l y z i n gt h em a i np r o b l e mt h a te x i s t si nb u i l td r i n k i n gw a t e rs a f e t ye n g i n e e r i n g m a n a g e m e n ti nt h ec o u n t r y s i d ea n dp a s t o r a la r e ao fo u rc o u n t r y , t h i sp a p e rs u m m a r i z e s e v e nk i n d so fw a t e rs u p p l yp r o j e c tm a n a g e m e n tm o d eo fo u rr u r a l a c c o r d i n gt ot h e w a t e r s u p p l ye n g i n e e r i n gp r a c t i c e ，p r o p o s i n gm a n a g e m e n tm o d e ls u i t e dt ot h i s e n g i n e e r i n g k e yw o r d s ：d r i n k i n gw a t e rs a f e t y ； t e c h n o l o g y ；m a n a g e m e n tm o d e l ； p a s t o r a la r e a ；f l u o r i d er e m o v a l ；r e v e r s eo s m o s i s w a t e rs o u r c ep r o t e c t i o na r e a dir e c t e db y ：pr o f l vz hiy u a n vic e pro f llh e pin g a p p iic a n tf o rm a s t er d e g r e e ：w a n g pin g xia ( a g r i c u l t u r a lw a t e ra n ds o i l e n g i n e e r i n g ) ( t h ec o l l e g eo fw a t e rc o n s e r v a n c ya n dc i v i le n g i n e e r i n g ，i n n e rm o n g o l i aa g r i c u l t u r eu n i v e r s i t y ， h u h h o t010 0 18 ，c h i n a ) 内蒙古农业大学研究生学位论文独创声明 本人申明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 括为获得我校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料，与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名：兰翌塑 日 期：丝2 ：重：2 本人承诺 我指导下独立 导师指导研究生学位论文的承诺 呈交的学位论文是在 属于我现任岗位职务 工作的结果，并严格按照国家及学校有关学术道德规范的规定要求而 获得的研究结果如果违反，我必须接受按国家及学校有关规定的处 罚处理并承担相应导师连带责任。 指导教师签名：0 刍丝錾翌日期：2 垒抖 指导教师签名：， 丝毪 日 期：丝尊匹拿 内蒙古农业大学研究生学位论文版权使用授权书 本人完全了解内蒙古农业大学有关保护知识产权的规定，即：研 究生在攻读学位期间论文工作的知识产权单位属内蒙古农业大学。本 人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位为内蒙 古农业大学，且导师为通讯作者，通讯作者单位亦署名为内蒙古农业 大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子文档，允许论文被查阅和借阅学校可以公布学位论文的全部或部 分内容( 保密内容除外) ，采用影印、缩印或其他手段保存论文。 论文作者签名： 至笙整指导教师签名：。：二玄硌 k v 、- o 日 期：竺z ，2 一 内蒙古农业大学硕士学位论文 1 引言 1 1 选题的背景及意义 水是人类赖以生存和发展的物质基础，饮水安全则是影响人体健康和国计民生 的重大问题。近年来，由于人类活动和地质环境的影响，水环境的污染和破坏已成 为当今主要环境问题之一，高氟水、高砷水、苦咸水、微生物超标等水质不达标， 以及局部地区严重缺水等饮水安全问题，不仅严重危害了广大人民群众的身体健康， 而且成为经济发展和社会进步的瓶颈，饮水安全问题已经成为广泛关注的社会问题。 由高氟水、高砷水、苦咸水导致的饮水型地方病大多分布在我国干旱、半干旱 地区的浅层或深层地下水中，与环境地质背景有密切关系。内蒙古包头市达尔罕 茂明安联合旗( 简称达茂旗) 是其中氟超标较为典型的区域。由于地理位置、气候 因素、自然条件等多方面的原因，地下水排泄方式以垂直蒸发为主，地下水径流缓 慢，从而造成氟元素大量沉积，致使浅层地下水氟含量普遍超标，形成广泛的高氟 潜水区住3 。氟超标区内大多无稳定的地表水水源，当地居民的生产生活用水均为浅 层地下水。长期饮用高氟水，可引起地方性氟中毒，出现氟斑牙和氟骨症，重者造 成骨质疏松、骨变形，甚至瘫痪，丧失劳动能力n 1 。一些地区还新发现长期饮用砷 超标的水，造成砷中毒，导致皮肤癌和多种内脏器官癌变h 1 。这些水质问题严重威 胁着农牧民的身体健康。 2 0 0 3 年，胡锦涛总书记多次批示：“无论有多大困难，都要想办法解决群众的 饮水问题，决不能让群众再喝高氟水”：“要增强紧迫感、深入调研，科学论证，提 出解决方案，认真加以落实，使群众喝上放心水”。近年来，中央和地方加大了 城乡饮用水安全保障工作的力度，采取了一系列工程和管理措施，解决了一些城乡 居民的饮水安全问题。但是，饮水安全形势仍然十分严峻，特别是牧区饮水安全问 题。目前，我国牧区的供水设施普遍简陋，仍以传统、落后的分散式供水为主，自 来水普及率低，规模小，大量牧区供水工程缺乏适宜的水处理设施和水质检测措施， 水质得不到有效的改善，而且存在定时供水多、供水率低、水价制定不合理、水源 保护意识差、工程建后管理落后等问题。 内蒙古包头市达茂旗是距内蒙古自治区首府呼和浩特市最近的草原牧区， 也是内蒙古草原旅游的热点景区之一。达茂旗地处阴山北麓农牧交错丘陵地带，气 候特点是干旱少雨，年平均降水量2 5 0 m m 左右，从南向北递减，人畜饮用水主要以 开发利用地下水源为主。截止到2 0 0 4 年底，达茂旗饮水不安全人口占全旗农牧业总 人口的7 8 ，包括氟超标、砷超标和取水不方便等多种因素，其中氟超标问题较为 严重。 本课题针对牧区饮水安全存在的突出问题，选择具有代表性的内蒙古自治区包 头市达茂旗作为研究对象，根据研究区达茂旗旗政府所在地百灵庙镇的供水现状及 2 内蒙古达茂旗饮水安全工程建设与管理模式应用研究 现有供水工程存在的问题，研究提出百灵庙镇供水工程改扩建方案和饮用水水源保 护方案，并结合国内外农村饮水安全工程管理经验，研究提出适合的饮水安全工程 经营管理模式和运行机制，为改善牧区供水状况，解决牧区居民饮水水质不安全问 题和工程建后管理问题，保障牧区人畜饮水安全工程的顺利实施和“十一五国家 饮水安全工程规划的1 0 0 个示范县( 市) 建设提供技术支撑，为我国经济建设、全 面实现小康社会、边疆稳定以及建设社会主义新农村新牧区提供技术支撑具有重要 意义。 1 2 饮水安全的内涵 饮水安全，系指人能够及时、方便地获得足量、洁净、负担得起的生活饮用水 i s o 所谓“及时 指需要时( 或者说每天) 能够获得足量、洁净的生活饮用水。生 活饮用水在敞开的普通储水容器中不宜储存太久，储存太久会变质( 市场上的桶装 水或瓶装纯净水、矿泉水除外) ，一般应每天更新一次，可见储存性差是饮用水与粮 食等生活必需品的主要差别之一。如果饮用水水源保证率低、供水设施的可靠性差 或取水很不方便，就很难做到“及时”。 所谓“方便”指不需花费太多时间和力气就能够获得足量、洁净的生活饮用水， 与供水方式、农户到取水点的距离和高差有关，如从自来水龙头、距离较近的集中 供水点以及庭院附近的手压井取水等均属于方便或较方便。用水方便程度：人力取水 往返时间不超过1 0 分钟为安全，取水往返时间不超过2 0 分钟为基本安全1 。 所谓“足量 指满足日常生活需要的水量，与用水习惯和用水条件等有关，包 括做饭、饮用、刷牙、洗手洗脸、洗衣、洗澡、饲养蓄禽、庭院卫生等用水( 分质 供水时，只包括做饭、饮用、刷牙等必须使用的洁净水) 。 所谓“洁净”指的是水质符合国家生活饮用水卫生标准( g b 5 7 4 9 8 5 ) ，或者 说长期饮用不危害人体健康的水，与水源水质、供水设施和水处理措施、以及水源 和供水设施的卫生防护等有关。“洁净的饮用水”，亦称“安全的饮用水”或“卫生 的饮用水”。 所谓“负担得起指的是水价不能超过用户的承受能力，与制水成本、供水方 式以及用户的经济条件、用水水平和习惯等有关。 水是生命之源，保障饮水安全是人类生存和发展的基本条件。无论城市还是农 村，供水设施都是重要的基础设施，其供水水质、水量、保证率、用水方便程度和 水价都会对群众的健康、正常生活、工作和企业生产、社会发展产生直接影响。 饮水安全问题，直接关系到广大人民群众的身体健康。切实做好饮用水安全保 障工作，是维护最广大人民群众根本利益、落实科学发展观的基本要求，是实现全 内蒙古农业大学硕士学位论文 3 面建设小康社会目标、构建社会主义和谐社会的重要内容，是把以人为本真正落到 实处的一项紧迫任务。“供水设施”应向群众提供安全的饮用水、应能保障群众饮水 安全。 1 3 国内外研究进展 1 3 1 国内外农村饮水安全工程的发展历程 水是人类社会生存和发展的必要条件，是其他任何物质都无法替代的资源，可 以说没有水的安全，就没有人的健康、社会的稳定和经济的可持续发展。随着经济 全球化进程的加快以及环境污染的加剧，保障饮水安全已成为国际社会关注的焦点 问题，早在1 9 3 7 年，原苏联就颁布了欧洲第一个官方的饮用水卫生标准。联合国在 1 9 9 9 年世界水日即将到来的时候发出警告：除非各国政府采取有力措施，否则到 2 0 2 5 年，世界上将会有近1 3 的人口( 2 3 1 0 8 ) 无法获得安全的饮用水n 1 。 我国农村供水工程起步晚，基础设施薄弱。1 9 4 9 年以前，农村根本没有供水设 施，农民饮水都是直接从江河、湖泊、坑塘、大口井、水窖中取水，饮水十分困难。 为解决群众饮水问题，新中国成立后，各级党委政府和人民群众进行了不懈努力， 用全球7 的水资源解决了占世界人口2 1 的饮水和用水问题。水利部农村水利司司 长王晓东介绍，我国农村饮水工作主要经历了四个阶段哺1 第一阶段：2 0 世纪7 0 - 8 0 年代，解决农村饮水问题列入政府工作议事日程，采 取以工代赈的方式和在小型农田水利补助经费中安排专项资金等措施支持农村解决 饮水困难。国务院于1 9 8 4 年批转了关于加快解决农村人畜饮水问题的报告以及 关于农村人畜饮水工作的暂行规定，逐步规范了农村饮水解困工作。 第二阶段：2 0 世纪9 0 年代，解决农村饮水困难正式纳入国家规划。1 9 9 1 年国 家制定了全国农村人畜饮水、乡镇供水1 0 年规划和“八五”计划，1 9 9 4 年把解 决农村人畜饮水困难纳入国家八七扶贫攻坚计划，通过财政资金和以工代赈渠道 增加投入。至新中国成立5 0 周年时，全国共建成各类农村供水工程3 0 0 多万处，累 计解决了2 1 6 亿人的饮水困难。 第三阶段：新世纪以来，特别是2 0 0 0 年9 月，联合国千年发展目标提出在2 0 1 5 年前使饮水不安全人口减少一半，我国政府对此做出了庄严承诺。农村饮水解困项 目( 2 0 0 0 - 2 0 0 3 年) 在国家发改委、水利部及地方政府和广大干部群众的共同努力下 于2 0 0 0 年正式启动，建设各类农村饮水工程，取得了巨大的效益。2 0 0 4 年，我国 水利工作在农村的任务由解决农村饮水困难转移到解决农村居民饮水安全，并取得 了不少成绩；到2 0 0 4 年底，我国基本结束农村饮用水难的历史。2 0 0 5 年，经国务 院批准实施的2 0 0 5 - 2 0 0 6 年农村饮水安全应急工程规划，实现了农村供水工作从 “饮水解困”到“饮水安全”的阶段性转变：同年8 月2 3 日，水利部农水司在内蒙 4 内蒙古达茂旗饮水安全工程建设与管理模式应用研究 古呼伦贝尔市召开全国农村饮水安全技术研讨会，通过多层次、全方位的技术交流 和研讨，研究解决农村饮水工作面对的技术难题。“十五 期间，国家共投入资金 2 2 3 亿元，解决了6 7 0 0 万人的饮水解困和饮水安全问题。 第四阶段：从2 0 0 6 年开始，农村饮水安全工程全面实施。2 0 0 7 年5 月3 0 日， 国务院正式批准全国农村饮水安全工程“十一五”规划。温家宝总理做出了重 要批示：“加强工作，注重落实，做好宣传，接受监督。”这标志着我国农村饮水 安全工作进入了一个新的发展阶段。按照国务院批准的全国农村饮水安全工程“十 一五”规划，“十一五”期间，全国计划投资6 5 5 亿元，其中中央财政投入3 2 0 亿元，地方财政投入2 7 0 亿元，受益农民投劳折资6 5 亿元，用于解决全国1 6 亿农 村人口的饮水安全问题。2 0 0 6 年至2 0 0 7 年，全国共安排农村饮水安全工程总投资 2 4 9 亿元，其中，中央安排投资1 2 3 亿元，计划解决6 0 4 2 万农村人口的饮水安全问 题。由于地方政府高度重视农村饮水安全工作，农民群众积极性高，除完成国家计 划外，北京、山西、山东、浙江、湖北、重庆、贵州、陕西等省份还积极筹措资金 加快农村饮水安全工程建设。据统计，实际完成总投资2 9 1 亿元，共计解决农村6 5 2 2 万人的饮水问题，验收工程的合格率达到9 9 ，优良率7 1 。到2 0 0 9 年，全国可累 计解决1 9 5 亿人的饮水安全问题，占2 0 0 0 年3 7 9 亿饮水不安全人数的5 1 ，提前 6 年实现联合国千年宣言提出的目标。根据规划，到2 0 1 5 年之前，全国将基本解决 农村饮水安全问题。到2 0 2 0 年，基本实现农村普及自来水。 加快农村饮水安全工程建设，让3 亿多农民喝上安全水，成为保障和改善民生 的迫切需要，也是近年来“三农 工作的一项重要内容。胡锦涛总书记在2 0 0 5 年中 央人口资源环境工作座谈会上明确提出要把“切实保护好饮用水源，让群众喝上放 心水作为首要任务”。温家宝总理在政府工作报告中提出了“让人民群众喝上干净 的水、呼吸清新的空气，有更好的工作和生活环境 的工作目标。 为此，一系列关于加快实施农村饮水安全工程的部署迅速展开：2 0 0 4 年以来的 5 个中央一号文件均提出把饮水安全作为水利工作尤其是农村水利工作的重中之 重，2 0 0 8 年的中央一号文件还提出了要通过财政补贴等优惠政策来解决那些成本较 高地区的工程运行问题。2 0 0 5 年8 月，国务院专门下发了关于加强饮用水安全保 障工作的通知，对全面做好饮水安全保障工作提出明确要求。 在这些政策的有力保障下，实施饮水安全工程成为我国财政投资支持的重点领 域。据统计，2 0 0 0 2 0 0 8 年的9 年间，全国共投入6 1 8 亿元，其中中央安排资金3 1 l 亿元，地方配套和农民群众自筹3 0 7 亿元，解决了1 6 亿农村人口的饮水困难和不 安全问题，基本结束了我国农村严重缺乏饮用水的历史，保障了广大农民群众的身 体健康，促进了农民生产生活方式的变革。“饮水安全工程，已经成为新中国成立 内蒙古农业大学硕士学位论文 5 以来水利事业发展中公共财政惠及最广泛农民群众的民生工程。 王晓东接受记者 采访时表示。 各地也相应加大投入。“十一五”时期初，山东省决定用3 年左右的时间让全 省8 0 以上的村庄用上安全卫生的自来水；湖北、贵州两省提出用5 年时间全部解 决饮水不安全问题；江苏省在“十一五”期间计划投资1 5 2 亿元，重点解决欠发达 地区的饮水问题；福建省还提出到2 0 1 0 年实现村村通自来水的目标。截至目前，全 国有2 4 个省级政府专门出台了农村饮水安全工作的意见或办法，对工程规划、建设 和运行管理等做出明确规定，所有项目资金投入都要按照政府批准的饮水安全工程 建设规划进行实施，保障了工程建设的资金需求。 1 3 2 国内外地下水水源地保护区划分研究进展 1 3 2 1 国外研究现状 一些发达国家，由于拥有雄厚的资金和先进技术的支持，随着地表水污染不断 得到控制，逐步将水环境保护工作重点从地表水转向地下水归删。划分地下水水源地 保护区是对饮用水水源进行法律保护的最强有力的手段。欧美许多国家在水源保护 区划分方面已积累了丰富的资料，取得了宝贵的经验。 美国在8 0 年代开展了这项工作。1 9 8 6 年通过了对1 9 7 4 年的清洁水法修正案以 后，美国开展了全国性的井源保护计划( w h p ) 。该计划要求各州绘制或“圈定”现有 井和新井的补给区，以保证区内或附近的土地利用活动不致污染水井。 英国井源保护区的圈定是由国家河流管理局( n r a ) 负责。据统计，到1 9 9 4 年英 国己圈定了8 0 0 个井源保护区。根据地下岩土层对地下水固有的保护特征，英国的 水源保护区划定采用三分法，即分为内区( 一级保护区) 、外区( 二级保护区) 和流域 区( 三级保护区) 。一级保护区区界是地下水5 0 日流程等值线；二级保护区区界是地 下水4 0 0 0 日流程等值线：三级保护区区界是井口所在流域( 集水区) 区界。划定分区 时还有些附加规定： ( 1 ) 一级保护区半径不得小于5 0 m ；在地下岩土层对地下水的固有保护性很强的 情况下( 如不渗水区) 可以不设一级保护区。 ( 2 ) 二级保护区的面积不得小于流域区的2 5 ；在地下岩土层对地下水的固有保 护性很强的情况下( 如不渗水区) 可以不设二级保护区。 ( 3 ) 三级区应考虑较大的范围，半径不得小于5 k m 。 德国在建立水源地保护区方面历史较长、方法较为成熟。德国土地面积仅3 6 5 万k m 2 ，至2 0 0 0 年已建立水源保护区2 万余个。德国划定地下水水源保护区的基本 要求是：争取将取水口所在流域区全部划定为水源保护区，水源保护区至少要包括流 域区内取水口上游区；水源保护区内又划出3 个分区，实行分级保护，以减少在水 6 内蒙古达茂旗饮水安全工程建设与管理模式应用研究 源区内对生产活动的限制所造成的经济方面的损失。德国二级区界是5 0 日流程等值 线，它至取水口的距离以地下水5 0 日流程为界。本世纪3 0 年代，m k n o r r 博士发 现，饮用水中的病菌病原体在地下水层中的随流生存时间为5 0 天，并由此建立著名 的5 0 日流程等值线概念1 。5 0 日流程等值线方法充分利用了岩石、土壤介质对水 污染的自然净化功能。德国i i i a 区2 k m 半径界限是一个经验值，即一般污染物难以 穿过2 k m 地下水岩土过滤层。 世界各国对地下水水源保护区的划分方法各异，但在划分原理上基本相同，详 见表1 n 羽。 表1世界各国地下水水源保护区划分表 此外，一些学者从不同角度对地下水水源保护区的划分进行了研究，s a r a h e v e r s n 3 3 认为地下水水力参数的不确定性对划分工作有比较大的影响，虽通过一定的 方法加以改进，但仍然存在一些问题；k a i l a s hb h a t t n 帕则通过运用r e s s q c 模型来 分别阐述水力传导率、有效孔隙率、水力坡度以及含水层厚度对地下水水源地保护 区划分的影响。 1 3 2 2 国内水源保护研究现状 目前，我国人口己超过1 3 亿，估计划定的水源保护区不足1 0 0 0 个，远远低于 西方发达国家的水平。由于没有建立明确的地下水源保护区划分标准，划分工作长 期处于混乱状况。有的城市把水源地取水井周围3 0 m 作为一级保护区，有的则取1 5 m 、 5 0 m 等；有的取抽水井的漏斗边界作为保护区，有的则取抽水井周围5 0 0 m 、1 0 0 0 m 内蒙古农业大学硕士学位论文7 等。表2 钉为我国部分城市与德国对水源地保护区的划分标准。表中郑州地下水水 源保护区的设罱相当于水源卫生防护地带，北京地下水水源保护区的划分相当于德 国标准，其中防护区界相当于德国的i i i a 区界。其它城市的划分也有很大差异( 见表 3 ) ，存在很大的人为因素。 表2 北京、郑州地下水源保护区设置及德国标准 表3 我国部分城市地下水水源保护带划分表 城市保护区的划分( 据水源井半径) 一级保护区二级保护区准保护区 另外，有些学者在具体的工作当中，对地下水源地保护区的划分做了有益的探 索，如李力争n 町在对唐山市地下水水源地保护区进行划分时，考虑了包气带对地下 水的保护作用。该方法先用邱克尔公式对含水层包气带防护能力进行了评价： t一nil。lrfmk知旧h ) lh oio 川 - ； 式中：t 一防护能力指数，即地表污染物到达地下水浅水面的时间( d 或a ) ； n 一包气带土层孔隙度( ) ； 8 内蒙古达茂旗饮水安全工程建设与管理模式应用研究 h 。一地表水深度( m ) ； l l r - 包气带厚度( c m ) ； k 一包气带渗透系数( m d ) 。 将包气带防护能力划分为三级：一级防护性能差，防护性能系数小于6 0 d ；二级 防护性能中等，防护性能系数为6 0 2 0 0 d ；三级防护能力好，防护性能系数大2 0 0 d 。 对于包气带防护性能差的区域，一、二级保护区应考虑水平运移滞后时间6 0 d 和 5 - 1 0 a ，确定保护区范围：对于包气带防护性能中等或好的区域，应适当缩小保护区 范围；一级保护区最小不小于水源井周围半径3 0 m 。 然后采用韦根尼公式计算水源地各级保护区的范围： r = 揖h 冲( 一剖 式中：r 一水源地保护区半径( n l 或k m ) ； 卜水源地开采量( m 3 a ) ； i 一地下水垂向补给( m 3 a ) ； t 一滞后时间( d 或a ) ； b 一含水层厚度( m ) ； n o _ 有效孔隙率。 从上面的分析可以看出，国内外地下水水源保护区划分的计算方法各异、范围 差异悬殊，经验法还有许多不确定性。保护区分级界宽参数的选择，以岩石土壤对 水污染的自然过滤功能或水体自然净化能力为基础，但岩土过滤以及水体净化机理 至今尚未完全搞清楚，这些参数大部分是多年积累的经验值。如著名的5 0 日流程等 值线即是一个经验值，同时也越来越受到地球化学及生物化学专业人员的质疑。其 原因是5 0 日流程等值线最初是为减少水源中病菌病原体而制定的，但时代不同了， 病菌病原体也有了很大变化。德国的一些地球化学及生物化学方面的研究数据也证 明了这一点。用数学模型来划分保护区，就是借助数学模型，利用实验数据，得出 划分保护区的理论模型，这方面的应用主要是在国外n 7 啦3 。数学模型方法在我国还 处于研究阶段。 1 ，3 3 国内外饮水安全工程管理研究进展 1 3 3 1 国外供水工程管理研究进展 在传统的公益服务体制下，政府将供水作为公共责任，通过政府的直接投资并 直接领导事业单位进行运营来实现服务。这种模式下，政府负责投资、收费是象征 性的或补贴性的。政府和运营单位之间是行业管理关系而不是市场监管关系，服务 责任属于政府。我国的供水体制几十年来一直持续这种模式。目前，世界上仍有大 内蒙古农业大学硕士学位论文 9 部分国家，如同本、新加坡采用这种模式。 公共供水系统存在着缺陷，这是很多国家在供水问题上面临的难题。造成这些 缺陷的根源各不相同，但是管理不善和投资不足从而导致基础设施损耗严重是普遍 的问题。大多数富裕国家，供水基础设施的资本投入一般来自公共投资，或者是由 政府提供保障的私人投资；而很多发展中国家供水行业的效率低下，部分原因是长 期投入资金不足。由于来自财政压力、垄断势力和低效率的直接原因，以及来自公 用事业部门的两难选择的深层原因，很多国家积极探索市场化改革，在公用事业部 门广泛推行私有化模式。随着人们对私有化模式的不断反思，公私合作制逐渐成为 供水公用事业部门的主导模式。通过公私合作制，政府可利用私营机构的运营效率 和竞争压力，提高供水公用事业部门的生产效率和技术效率，同时政府利用规范私 营机构合作的公共福利目标，实现公共利益的最大化。但从国际经验看，供水公用 事业的发展也不是全部私营化或者是市场化，有一多半国家仍然保持供水公用事业 国家投资、国家所有、国家控股。坚持国有，是有效实施政府控制力和实施特许经 营制度的重要基础。 ( 一) 供水市场化改革模式 供水市场化改革是以提高效率、满足可持续的经济发展和人民生活需要为目标 的变革，政府、公众、企业三者的角色和责权都将重新定位。 供水不同于般竞争性行业。其准公共产品特性、生活必需品特性以及垄断经 营特点都使政府无法完全卸掉政府责任，只凭宏观经济和政策调控来保障是不够的。 这些特征要求政府至少履行保障持续、安全普遍服务的责任，同时由于垄断经营特 点致使市场竞争机制受限，政府也要进行价格等经济监管。随着不同资本企业的市 场准入程度的加深，就越来越要求制定更为严格的、正式的法规，通过监管者或合 同加以管带0 。 供水市场化模式的选择取决于不同国家或地区的政治、文化、经济、资源等多 种因素。因而，如何选取适合的市场化模式是世界各国普遍研究和关注的问题。 英国( 不包括苏格兰) 的供水改革以产业变革和监管体系为核心，是完全私有 化的供水模式，是专营模式的代表之一，也是最为科学和完善的供水监管体系。英 国供水改革虽有提高效率的动机，但其根本动机是经济体制的变革。为了保障供水 私有化的进行，英国在全面推进私有化改革之前，花费了1 0 多年的时间来建立法律 和制度的保障，包括有关的立法、独立监管机构的建立、公共参与体系的完善等， 这些是英国私有化模式得以有效实施的前提。英国模式的监管权限属于中央，建立 了全国统一的独立监管体系，成为私有体制下重要的监管特征。这种模式由于市场 准入竞争相对缺乏，政府强化了对成本的控制和管理，建立了成本绩效平台这一有 效的成本管理体系，以及激励性水价管理体系。英国供水模式的意义在于，其改革 1 0 内蒙古达茂旗饮水安全工程建设与管理模式应用研究 不仅是产权的私有化，更重要的是其因为私有化背景而建立了强化和完善的过程监 管体系。 法国的供水改革回避了产权的变革，选择了通过私人公司在供水设施经营层面 的引入，来提高运营和管理水平的市场化模式，保留了产权层面的最终公有，是典 型的特许经营模式。通过特许经营合同和租赁管理台同，实现了政府与企业责任的 合理分摊。租赁管理合同，某种意义上是一种广义的特许经营。供水设施在特许经 营合同结束后，自然过渡到了租赁管理合同形式。在管理体制上以流域监管为核心 建立了相对完善的供水管理体系。法国模式的特点是强化了准入监管，通过经营权 的初始竞争控制成本，同时实现水资源和供水设施的政府控制权。由于资产属于政 府，企业投资责任小，政府的过程监管简单，监管成本也较低。但另一方面，政府 的投资责任相对较大。法国供水模式之所以高效运营的另一个重要基础是其产业化 水平高，其供水经营市场是由几大供水集团在有序竞争中分享，从而保障了竞争的 层次和质量。 荷兰采取的是国有有限责任公司( p l c ) 运营模式，其国有企业完全实现公司化 运作，通过上市融资，同时通过市场对其财务进行监控。虽然是国有公司经营，但 是由于引进了完善绩效平台进行公司间的比较竞争和成本监管，保证了效率和服务 质量。荷兰的实践证明，即使是国有企业，如果以真正的政企分开为基础，完全企 业化运作，在有力的民主监管体系和水价体系的支撑下，也能够达到所期望的效率 目标。 ( 二) 公私合作制起因与发展 一般而言，公私合作制( p u b l i c p r i v a t ep a r t n e r s h i p s ) 是指公共部门与私 人部门为提供公共服务而建立起来的一种长期合作伙伴关系他朝。公共部门与私人部 门发挥各自的优势来提供公共服务，共同分担风险、分享收益。伙伴关系的形式非 常灵活广泛，包括特许经营、设立合资企业、合同承包、管理者收购、管理合同、 国有企业的股权转让，或者对私人开发项目提供政府补贴等。 在公私合作制的框架下，一些原来由公共部门承担的工作转移到了私人部门， 但公共部门始终承担着提供公共物品和服务的责任。这些责任主要表现在三个方面： 确定公共服务应达到的水平以及可以支出的公共资源；制定提供服务的价格、安全、 质量和绩效标准；监督执行这些标准并对违反的情况实施裁决和处罚砼4 1 。 公私合作制其实并不是一个全新的概念。早在1 9 世纪，英国工程师查德威克就 提出了在地方污水处理和卫生服务方面，可以采用特许经营权的方式改进效率，这 是比较早的合同管理的理想，也是公私合作制的雏形。推行公私合作制的动机主要 来自以下两个因素： ( 1 ) 直接因素来自财政压力、垄断势力和低效率 内蒙古农业大学硕士学位论文 1 1 2 0 世纪7 0 年代以前，各国的公用事业部门大多采用“国有化”模式，公用事 业部门的经营风险完全由政府承担。国有垄断模式带来了低效益，但公用事业部门 的私有化又难以解决市场垄断势力问题。尽管政府通过私有化部门转移了自己的财 政负担但私营企业有追求盈利的动机，它会利用各种条件追求自身利润的最大化。 采取适度的市场竞争和必要的监管，以实现社会福利和企业盈利的双重目标，是公 用事业部门有效和持续发展的基本要求，公私合作制合同式的制度安排就成为满足 这种要求的方式。 ( 2 ) 深层因素来自公用事业部门的两难选择 就其产业来看，公用事业部门具有二重性特征，即公共性与企业性。如何有效 率地提供普遍服务，既能保障公共产品的公共性质，又促使企业通过利润改善提高 效率，这是公用事业部门面临的两难选择。通过公私合作制，政府可利用私营机构 的运营效率和竞争压力，提高公用事业部门的生产效率和技术效率，同时政府利用 合同规范私营机构中的公共福利目标，实现公共利益的最大化。 2 0 世纪9 0 年代，英国率先提出了公私伙伴关系的概念，继而在美国、加拿大、 法国、德国、澳大利亚、新西兰等主要西方国家得到了广泛的响应汹1 。很多国家设 立了专门的政府机构来推动公私合作制的发展，同时，非政府组织和学术界也对公 私合作制的发展起到了积极的促进作用。迄今为止，公私合作制已经在全世界范围 内得到了广泛的应用。公共部门决定建立公私伙伴关系时通常出于如下几点考虑： 实现资金的最佳价值；弥补公共资金的不足：提升公共服务的水平：降低 成本；合理地分担风险。 公私合作制可以有不同的形式，而且不同的国家采取的形式也不尽一致。不同 形式的公私合作制在产权、融资和运营方面也具有不同的特征。 尽管全球接受私营供水公司服务的人口从1 9 9 0 年的5 1 0 0 万增长到了2 0 0 2 年的 3 亿，但公共自来水公司在全世界仍然占据总投资的7 0 以上托町。发展中国家只有 不到3 的人口接受全部或部分私营的供水或卫生服务幢刀。例如，巴西2 7 个州的首 府中有2 5 个采用公共自来水系统，只有两个州的首府自来水公司是部分私有化的。 完全实行供水私有化( 全面国有资产弃除) 是很罕见的，世界上只有少数几个 国家( 如法国) 具有很长的私营供水管理历史。智利在2 0 世纪8 0 年代实现了供水 私有化，几乎人人都用上了自来水，而且在效益和公平两方面表现都很好。英国的 供水私有化很晚，在2 0 世纪8 0 年代末才将公用事业卖给了私人。 案例一：智利的用水补贴更高的效益和公平 智利的供水服务实行私有化，做到了高效率和公平。其中，采取定向用水补贴 是关键的政策。早在2 0 世纪9 0 年代早期，私有化之前，智利就实行了根据经济能 力的用水量补贴，以确保低收入家庭能用得起。每月最多1 5 m 3 的水费的2 5 8 5 可 12 内蒙古达茂旗饮水安全工程建设与管理模式应用研究 得到政府补贴。政府根据实用量补偿公司。补贴的资金完全来自中央政府的财政预 算。用户要得到补贴须向市政府申请，由市政府决定是否满足享受补贴的条件。实 际上，智利的用水补贴相当于逐级累进费率，补贴和家庭收入成反比：随着收入增 加超过根据经济能力确定的最低极限值，则补助降低。 1 9 9 8 年，1 3 的智利家庭( 将近4 5 万人) 得到了补贴，总计3 3 6 0 万美元。这 种做法使提高费率、配置资源以进行维护和扩大管网系统成为可能，同时对穷人造 成的负面影响也最小。 智利模式的成功有两个基本因素：首先要有能力确定、定向和提供补助给低收 入家庭；第二，供水单位必须保证每家每户都有水表，计量用水量。 案例二：加纳的农村供水一个有效的参与途径 加纳在十余年时间里通过村民参与以及更有效率的供应系统提高了供水的覆盖 率。2 0 世纪9 0 年代初，农村用水是由加纳供水和排水公司( g w s c ) 提供的，一 个公共部门负责设计、建造和维护农村供水设施。在加纳，钻井成本是世界上最高 的，而因为维护不善，只有4 0 的手压泵井可以正常使用。 加纳将农村供水的责任已经转移到了当地政府和农村社区，由社区供水和卫生 局负责。地区会议( 民选政府机构) 负责处理社区供水的