曲久輝

（中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京 100085）

東部河網地區(qū)農村供排水一體化技術及應用

曲久輝

（中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京 100085）

為貫徹落實《關于加快推進生態(tài)文明建設的意見》《關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》和《水污染防治行動計劃》等相關部署，科技部、環(huán)境保護部、水利部、住房城鄉(xiāng)建設部和海洋局共同制定了《國家水安全創(chuàng)新工程實施方案（2015—2020年）》，統(tǒng)籌部署水安全科技創(chuàng)新工作。根據國家水安全創(chuàng)新工程總體安排，科技部會同有關部門及有關省（自治區(qū)、直轄市）科技主管部門制定了國家重點研發(fā)計劃“水資源高效開發(fā)利用”重點專項實施方案。根據重點專項實施方案內容，本項目針對東部河網地區(qū)農村特點及供排水存在的問題，開展供排水一體化技術體系研究及應用。

我國有近60萬個行政村和260多萬個自然村，農村在我國社會經濟結構中占有重要地位。由于長期以來形成的城鄉(xiāng)二元結構，導致城鄉(xiāng)公共資源配置嚴重不均衡，農村環(huán)境基礎設施建設遠遠落后于城市。截至2016年，我國農村污水處理率僅為22%，大量未經處理的農村污水直接排放，嚴重影響農村居住環(huán)境，對村民的健康構成潛在的危害，同時也是水體環(huán)境污染的重要來源。水體污染問題導致供水安全受到威脅，特別是處于供水末端的農村，如何保障供水安全也是目前亟待解決的問題。農村安全供水和污水有效處理是改善農村人居環(huán)境、提高農村居民生活水平的重要內容，也是實現(xiàn)農村現(xiàn)代化的根本性任務。城鄉(xiāng)統(tǒng)籌一體化供水是我國改善農村人居環(huán)境的重要舉措，但長距離輸送后農村用水端的水質保障面臨新挑戰(zhàn)。在污水處理方面，前期開展的調查結果表明，在農村應用的污水處理技術比較混亂，質量參差不齊，缺乏相應的規(guī)范與標準，技術與工藝選擇的人為主觀性和隨意性較大，已建設施難以正常發(fā)揮功能的情況比較普遍。此外，不同地域農村的自然環(huán)境以及經濟發(fā)展狀況差異較大、科學的決策系統(tǒng)缺失、保障和監(jiān)管機制不健全等因素都增大了農村供排水體系構建的難度。

東部河網地區(qū)經濟較發(fā)達，但農村環(huán)境建設與經濟發(fā)展不同步，水環(huán)境污染、飲用水源水質下降等問題突出，如何保障供水安全和污水有效治理是解決問題的關鍵。由于受河道分布狀況的影響，河網地區(qū)地形復雜，農村供水和排水方式呈多樣化。此外，經濟的快速發(fā)展也使得當地的水環(huán)境質量受到一定的影響，水環(huán)境承載能力較弱。因此，東部河網地區(qū)農村供排水一體化面臨以下難題：①如何保障供水人體健康安全和污水排放生態(tài)安全；②如何選擇適宜的供排水模式；③如何構建最佳的供排水技術體系。

針對上述問題，本項目以提升國家水資源安全保障的科技支撐能力為總目標，以保障人體健康與生態(tài)安全為核心理念，研創(chuàng)適合東部河網地區(qū)農村的最優(yōu)供排水模式，研發(fā)一批經濟適用的農村供水、污水處理、監(jiān)測評估等關鍵技術，形成以問題為導向的供排水一體化系統(tǒng)解決方案。通過縣域范圍的工程示范，促進技術、管理、監(jiān)督、商業(yè)模式等不同體系的融合，并構建具有國際水平的農村供排水一體化理論技術體系與實驗基地平臺。圍繞項目目標，本項目開展以下研究：

（1）基于生態(tài)與健康控制的農村供水和排水模式優(yōu)化研究，重點解決在河網地區(qū)不同類型村莊如何選擇適宜的供排水模式問題, 提出與鄉(xiāng)村類型、經濟水平和自然環(huán)境相適應的可持續(xù)供排水模式和管理策略，為河網地區(qū)不同類型村莊如何選擇適宜的供排水模式提供有效手段。

（2）適宜東部河網地區(qū)不同類型村莊的供排水技術與工藝研究，包括針對東部河網地區(qū)“就近處理分散供水”和“城鄉(xiāng)統(tǒng)籌區(qū)域供水”兩種模式的農村飲用水健康安全保障技術系統(tǒng)與成套裝備研發(fā)、農村污水排水體系與低耗處理及安全循環(huán)的技術系統(tǒng)研究等，開發(fā)相應的供水安全保障和污水處理技術與設備，提出相應的運行優(yōu)化模式與機制，構建保障人體健康與水生態(tài)安全的供排水循環(huán)模式，建立集成技術體系，為東部河網地區(qū)農村安全飲用水和污水處理工程提供技術支撐。

（3）農村供排水一體化數字化管理系統(tǒng)研究，包括：農村供排水風險評估、監(jiān)測預警及云服務技術研究，構建農村供排水監(jiān)控、預警與報警系統(tǒng)，建立信息數據庫，為提高農村供排水的管理水平提供相應的技術與設備；針對東部河網地區(qū)的特點，構建供排水一體化數字化管理系統(tǒng)，形成區(qū)域共享的決策支持系統(tǒng)，提出實現(xiàn)農村供排水信息化管理的平臺。通過對上述研究成果的綜合集成，為推進東部河網地區(qū)農村供排水一體化提供技術支撐。

本項目將結合國家和地方重點工程實施，提出與鄉(xiāng)村條件相適應的可持續(xù)供排水模式和管理策略，針對不同模式研發(fā)相應的供排水處理、風險評估與監(jiān)測預警技術體系，構建供排水一體化數字化管理平臺。通過系統(tǒng)集成和應用示范，形成支撐東部河網地區(qū)農村供排水的一體化解決方案。通過項目的實施，預期突破農村供水、污水處理、監(jiān)測評估等關鍵技術10項以上，開發(fā)出實用成套裝備20項以上，建立標準化農村飲用水和污水處理工藝8套以上；提出分類的綜合解決方案6套以上，在不少于3個縣域建立30個以上示范工程，供水和污水排放水質達到或優(yōu)于國家標準，比當前國內最好水平噸水處理成本降低15%以上；形成該區(qū)域供排水一體化的系統(tǒng)解決方案；申請發(fā)明專利20件以上，編制農村供水和污水處理技術手冊2套以上。

為優(yōu)質高效地完成任務，本項目團隊由中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心與同濟大學、上海交通大學、河海大學、東南大學4所高校及蘇州首創(chuàng)嘉凈環(huán)?？萍脊煞萦邢薰尽⑸綎|中車華騰環(huán)?？萍加邢薰?、浙江雙益環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司、海南立昇凈水科技實業(yè)有限公司、東江環(huán)保股份有限公司5家企業(yè)共同組成。項目承擔單位中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心與項目參與單位均長期從事農村供排水領域基礎研究、技術開發(fā)、工程應用與產業(yè)化工作，具備豐富的成果積累和工程實踐經驗。曾系統(tǒng)調研了我國縣、鎮(zhèn)、村三級的600個點供排水狀況。在農村供水領域，有多項成果被納入《村鎮(zhèn)供水工程設計規(guī)范》《城鎮(zhèn)供水設施建設與改造技術指南》等。在農村污水領域，項目承擔單位為住建部農村污水處理技術北方中心依托單位，出版了《村莊污水處理案例集》、《村莊整治技術手冊（排水設施與污水處理）》，主持編制了我國六大區(qū)《農村生活污水處理技術指南》《村莊污水處理設施技術規(guī)程(CJJ/T163—2011)》、《戶用生活污水處理裝置(CJ/T 441—2013)》等，參與了我國第一個縣域污水綜合治理示范縣研究與實踐，2016年對40多個開展農村污水治理的示范縣進行了跟蹤調研。5家企業(yè)在村鎮(zhèn)供排水領域具有雄厚的市場開拓能力和工程實力，建成了近300個村鎮(zhèn)飲用水改造工程以及2000多個自然村污水處理設施。項目承擔與參與單位在相關領域共獲得國家科技進步獎和發(fā)明獎2項，省部級科技進步獎9項。

本項目將發(fā)揮科技項目對農村飲用水健康安全和污水排放生態(tài)安全保障的支撐與引領作用，可帶動相關產業(yè)發(fā)展，并獲得較好的環(huán)境效益和經濟效益。

10.16868/j.cnki.1674-6252.2017.03.112

曲久輝（1957—），男，中國工程院院士，中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員，主要研究方向為水質轉化機制與水污染控制技術，Email: jhqu@rcees.ac.cn。