深井手动泵供水工程在边远农村的实施

王永胜1；李培红2；沙鲁生3
(1.清华大学环境科学与工程系，北京100084；2.山东建筑材料工业学院建筑工程系，
山东济南250022；3.扬州大学水利与建筑工程学院，江苏扬州225009)

　　摘　要：2000年是联合国儿童基金会援助的深井手动泵供水工程(1996年—2000年)在我国农村执行的最后一年。经调查研究发现，深井手动泵供水工程是一种简易、低造价的供水技术，在我国适宜地区深受欢迎。在介绍深井手动泵供水工程的组成、特点与作用的基础上，阐述了深井手动泵供水工程规划、建设与管理的主要内容。
　　关键词：联合国儿童基金会；深井手动泵；农村人畜饮水
　　中图分类号：TU991.36
　　文献标识码：A
　　文章编号：1000-4602(2001)04-0019-04

Implementation of Deep Well Hand-Pump Water Supply Project in Remote Rural Areas

WANG Yong-sheng1，LI Pei-hong2，SHA Lu-sheng3
(1.Depart.of Environ.Sci.and Eng.,Tsinghua Univ.,Beijing 100084,China; 2.Depart.of Architec.Eng.,Shandong Institute of Building Materials,Jinan 250022,China; 3.School of Water Conservancy and Architec.Eng.,Yangzhou Univ.,Yangzhou 225009,China)

　　Abstract：The four-year’s program of deep well hand-pump water supply project aided by United Nations Children’s Fund (UNICEF) has been implemented since 1996.An investigation on this program was carried out.It was found that the deep well hand pump is a simple and low-cost water supply technology,and welcomed by local residents in suitable areas.Based on introduction of the composition,characteristics and function of the deep well hand pump water supply project,the project’s plan,construction and management are described.
　　Keywords:UNICEF；deep well hand pump；water supply in rural area

　　深井手动泵供水工程是1996年—2000年间联合国儿童基金会援助我国解决农村人畜饮水问题的项目，其宗旨是通过援助深井手动泵供水技术，向我国农村居民提供安全饮用水，从而提高农村居民特别是妇女儿童的生活质量，并促进国家NPA(即《90年代中国儿童发展规划纲要》)目标的实现。在援助方案中，河北、陕西、山西、云南、甘肃、新疆的14个县被确定为项目县(均为国家级贫困县)，由于受自然条件等诸多因素的影响，这些地方水源奇缺，饮水困难问题严重制约着当地居民生存环境的改善和社会经济的发展，特别是妇女儿童的生存与发展。
　　2000年是该项目执行的最后一年，应水利部和联合国儿童基金会的邀请，笔者于2000年8月—12月对项目区进行了实地考察。考察发现，深井手动泵供水工程不用动力，投资少(人均投资人民币90～120元)，操作简便，运行费用低，深受农村居民的欢迎，给人畜饮水困难地区带来了显著的社会效益和经济效益。在项目实施的5年中，共投资1 200万美元(包括软件活动费)，其中联合国儿童基金会投入300万美元，国内投入900万美元，共安装深井手动泵近2万台，解决了农村245万人的饮水困难问题。据项目区卫生部门统计，项目实施后，饮用安全卫生水减少了水介疾病的发生，提高了农村居民的健康水平，常见水介疾病的发病率平均下降了61.2%。为使深井手动泵供水工程在我国农村地区持续发挥效益，有必要对工程的组成、建设和管理做介绍。

　　1　组成

　　深井手动泵供水工程由深井手动泵、管井、井台和排水渠(沟)等部分组成。
　　1.1　深井手动泵
　　深井手动泵主要由泵头、输水管和泵缸三部分组成，是靠拉杆带动活塞在泵缸内作上下往复运动将水提升到地面上的一种手动提水机械，是供水工程的主体设备。泵头由手柄、链条、水箱、支架和支腿等组成，泵头前设有螺栓固定的泵盖头，维修时可将其打开以更换内部的零部件。输水管件由拉杆、输水管和管接头组成。泵缸由活塞杆、活塞箍、泵塞、检查阀和底阀等组成(见图1)。

　　深井手动泵具有以下特点：
　　①密封性好。底阀和底帽的结合面为锥形，接触面积大，活塞上采用双密封环，增加了缸筒和活塞间的密封性。水在提升过程中处于全密封状态且无需灌水启动，因此无水质污染现象。
　　②阻力小，操作简单。深井手动泵的杠杆机械效率为8∶1，操作阻力小，能轻松将水提升到地面。
　　③防腐性能好，使用寿命长。泵缸由铸铁外壳的黄铜衬套组成，活塞、阀门、底阀等由锡青铜组成，活塞杆由不锈钢制成，活塞由丁腈橡胶制成，拉杆、泵壳均经镀锌处理。
　　④防冻性能好。输水管上开设有防冻孔，在-30 ℃的环境下仍能正常工作。
　　国内使用的深井手动泵型号为SB—63，主要技术参数为：
　　流量：1.06m³/h(按40次/min操作计算)；
　　扬程：392 kPa；
　　活塞直径：145 mm；
　　容积效率：97%；
　　安装深度：水面以下0.5 m，井底以上1.0 m。
　　1.2　管井
　　管井是地下构筑物，其作用是在取水的过程中保持填砾与含水层的稳定性。SB—63型深井手动泵要求管井的孔径为100～150 mm，成井深度为15～50 m。井壁管采用壁厚＞5mm的UPVC塑料管，滤水管的长度可根据地下含水层的情况选用，一般为3～6 m，滤水面积不超过2％，可采用缠丝滤管、包网滤管等形式，管外填充粒径为3～10 mm的滤料。
　　1.3　附属构筑物
　　深井手动泵供水工程的附属构筑物由井台、排水渠(沟)、渗水井(见图2)等组成。

　　井台是用于取水的工作平台，也是安装手动泵、保护井水免受污染以及进行维护管理的场所，可建成圆形或方形，井台应高出井口10～20 cm，直径为200 cm或200 cm×200 cm，壁高为15 cm。台面应有一定的坡度以使多余的水通过排水渠(沟)排入自然排水沟、农田或渗水池中。渗水池内应填充砂、石子，使水渗入地下，防止地面污染。渗水池至水井的距离一般≮3 m。为防止井水污染，对于无隔水层的井管，外壁和底部应用粘土填塞，井口要用粘土或水泥等不透水材料封闭。此外，为保护深井手动泵，井台周围应建围栏。

　　2　规划与建设

　　2.1基线调查
　　项目的基线调查是指通过在特定时间对特定项目的调查和数据收集来分析项目的社会经济条件，为项目的实施制订计划，并为项目监测和审评提供基准和指标。基线调查的内容包括饮水现状、环境卫生状况、人口分布、受益范围、社会经济及水文地质条件、当地政府和村民对项目的态度以及社区的发展状况等。其中地下水普查是深井手动泵供水工程规划、建设和管理的一项重要基础性工作，其具体任务是查明勘察区的水文地质条件，地下水开采和污染情况，并对可供开采的地下水进行水量、水质评价和预测。应做到水源无污染、水质符合《农村实施〈生活饮用水卫生标准〉准则》(水农水［1991］12号)的相关标准，水量充足，能保证24 h供水。供水规划应在全面掌握规划区内基本情况的基础上进行。
　　2.2设计
　　规划区域内水井的密度主要根据取水距离、用水量等合理确定。根据国办发［1984］67号文件的规定，农村饮水困难标准是：至取水点的单程距离＞1～2 km，或垂直高度＞100 m。供水量标准是：干旱期间，北方＞10 L/(人·d)，南方＞40 L/(人·d)，大牲畜20～25 L/(头·d)，猪、羊5～20 L/(头·d)。如果村民居住相对集中，1台手动泵可满足约250人的用水要求；如果居住分散且取水距离较远，1台深井手动泵也能满足100人的用水要求。
　　井位选择应以保证深井手动泵供水工程正常发挥效益为前提。井位要选择在水质良好、水量充沛、工程地质条件良好，便于施工、运行和维护的地方。根据含水层的埋藏条件、厚度、岩性、施工条件及当地凿井能力确定井深、井径、出水量、水位下降值，并进行管井构造设计。
　　2.3　施工
　　管井通常用凿井机械开凿，联合国儿童基金会援助的空气锤钻机成井速度快、效率高、打井费用低。为保证工程质量，管井倾角应≤1°。井孔钻完后开始安装井管，下管时应防止井管断落、错位、扭斜以及毁坏井管的现象发生。
　　手动泵安装是工程建设的重要环节。安装质量的好坏直接影响设备的使用和管理维护，因此必须按照安装技术要求进行安装。
　　安装前应打好基础，备齐安装工具。深井手动泵安装程序为支架就位→水平找正(使支架与地面垂直)→吊入泵缸、拉杆、输水管→水箱就位→装链条→装手柄→井台、排水渠浇筑。按上述顺序安装完毕后，应检查各部件的运动情况，如在操纵泵时，手柄是否能达到上、下两死点，尤其是拉杆能否在导向套中自由运动。
　　2.4　监测与评估
　　监测与评估是项目管理的主要手段之一。其目的是检查项目的软、硬件，投入和产出以及目标的实现情况。内容包括：①工程的规划和建设情况；②井位的选点是否合理；③管井、井台、排水设施的施工质量；④手动泵安装质量以及工程造价；⑤水质监测设备以及水质检测结果；⑥人员配备和资料档案情况等。评价方式包括会议、通讯、现场检查以及访谈等形式。
　　在监测过程中，项目检测专家应及时与项目官员和项目执行人员交流情况、总结经验，并研究解决问题的方法。为保证项目实施的质量和进展，各级项目办均应按要求建立完整的项目执行自监体系，发现问题应及时解决。各项目村应建立工程质量监督小组，对项目执行过程进行全方位的质量检查，以保证项目的顺利实施和可持续发展。

　　3　管理

　　3.1建立乡村级管水组织
　　通过建立乡村级管理组织，把零星分散的供水工程统一到乡管理站或社区运行管理委员会管理，应做到每台手动泵都配有管水员，同时根据村中手动泵的数量挑选1～2名技工承担村内手动泵的维修任务。社区运行管理委员会由村民选举产生，其职责是：宣传使用安全卫生水，正确处理污水；提供维修工具和配件，建立手动泵使用档案，作好维修记录；及时向乡级管理站反映问题，收取水费，保证供水设施正常运行；积极参与社区的各项有益活动，宣传卫生知识，组织群众改善本村的环境卫生条件。管水员的职责是：做好深井手动泵的日常养护工作，教育村民如何正确使用和保护手动泵，辅助技工对深井手动泵进行维护管理等。
　　3.2加强技术培训
　　深井手动泵供水工程的建设和管理是一项技术性较强的工作，应使各级项目执行人员和管理人员了解中国和联合国儿童基金会的合作宗旨、原则与策略，熟悉项目执行程序和管理程序。中央、省、县项目办要组织各种培训，培养技术骨干队伍，以保证项目的顺利实施。通过举办社区维护系统培训以及现场安装培训等活动，使乡村水管员、技工掌握深井手动泵的安装、使用、维修技术，并为项目区培训维修管理人才。
　　3.3建立规章制度
　　为确保项目实施质量，充分发挥项目效益，更好地服务于广大农民群众，各级项目办应结合当地的具体情况制定行之有效的管理制度。对机构设置、档案管理、财务管理、物资管理、培训管理、项目规划质量管理以及手动泵安装运行等方面作出详细的规定。乡村应制定实施细则或管理办法，如水源卫生管理制度、深井手动泵管理办法、水费标准与水费征收办法等，从而保证各项工作和工程设施的正常运行，为运行管理制度化、规范化奠定基础。
　　3.4加强水源的卫生防护和水质监测
　　管井竣工交付使用之前，应用漂白粉(精)进行消毒处理，消毒液在井中的停留时间≥24 h。已建成的深井手动泵供水工程，应定期进行水质监测(一般一个季度化验一次，夏季一月一次，雨后加测一次)，发现异常情况后应及时采取措施保护水源。
　　认真加强对水源和井台的管理和维护保养工作。在距手动泵50 m直径范围内，不得建渗水厕所，不得堆放垃圾、粪便、废渣，不得从事破坏深层土的活动。此外，建立必要的卫生制度，如严禁在井台洗菜、洗衣物、饮牲畜，保持井台及周围良好的卫生状况，保持排水设施畅通等。
　　3.5加强深井手动泵的维护保养
　　①日常保养。经常检查手柄轴头螺母和法兰螺母是否拧紧或有损坏，如有损坏及时更换；打开泵头前盖，清理杂物，并给链条上黄油；检查手柄状态，是否左右晃动，必要时进行调整；检查出水量是否正常，并注意有无异常声音和损坏的零件；检查泵体与井台连接是否牢固，井台是否有裂缝，发现问题及时维修、经常清扫，保持泵体和井台卫生等。
　　②定期维护。手动泵的泵塞、上下橡胶垫、O型环等为易损件，一般使用一年以上就需定期更换。当泵的出水量明显减小或发现零部件有磨损、老化现象时，应及时更换。如果更换后，出水量仍小于设计流量或在一定时间间隔内的空行程次数超过规定次数时，则需大修。大修内容包括：a.检查全部管件和管接头螺纹；b.用钢丝刷和砂纸消除脏物和铁锈，如有损坏，应更换；c.检查和清洗全部拉杆螺纹和接头，并校直所有的拉杆；d.清洗检查泵塞和底阀，更换损坏的零部件；e.检查泵缸的渗漏，尤其要检查底阀座的上表面与橡胶垫的密封情况，如密封不好，则需研磨或更换橡胶垫；f.清理水箱和泵头，清除泵头内外脏物和铁锈，涂防锈脂，尤其要清洗手柄系统的轴承，并涂滚珠轴承脂，检查圆弧螺纹；g.检查防冻孔是否通顺，检查井台、排水沟、渗水池等，若有损坏应补修和加固。大修完毕后，要用漂白粉进行消毒处理。

　　4　结语

　　联合国儿童基金会援助的深井手动泵供水技术是一种简易的农村供水形式，安装方便、人均造价低、操作简便、运行费用低，效益显著，深受我国适宜地区群众的欢迎。在当前农村经济条件下，我国尚有2 400多万人的饮水存在严重困难，大多处于老少边穷和西部地区。在居住分散、缺少电力或电力供应不足、水文地质条件适宜的地区，深井手动泵供水技术是一种值得推广的低造价供水形式。因此，在下一周期(2001年—2005年)中，应进一步提高深井手动泵供水工程的规划、设计和管理水平，使之充分发挥工程效益，更好地服务于广大农村群众。

　　作者简介：王永胜(1963-)，男，山东淄博人，清华大学环境科学与工程系博士后，联合国儿童基金会驻中国及蒙古区域办事处供水与环卫项目专家，研究方向为水污染控制与技术。
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　　收稿日期：2001-02-08