北京市自备井供水方式主要始自20世纪70年代,为了解决市政供水管网建设滞后的问题,一些单位和居民小区通过打自备井的方式来解决企业和居民的生产生活用水。根据统计数据,截至2012年,北京市城镇自备井共有13 000眼,年供水量4.6亿m³,其中城六区自备井有6 550眼,年供水量2.25亿m³。但随着北京城市建设的迅猛发展,用水需求的快速增长与北京市饮用水源严重匮乏的矛盾越发突出。地下水出现了严重超采现象,地下水位急剧下降,水质出现恶化趋势。

　　 2014年12月南水北调中线工程开始向北京输水,极大地缓解了北京市饮用水源短缺的局面。在此情况下,为了涵养地下水,提高居民生活饮用水水质,北京市于2015年全面启动了自备井置换工作,并计划于2020年完成城区自备井的置换工作。

　　 从目前北京市自备井的出水水质情况来看,主要问题是总硬度、溶解性总固体、氯化物、硝酸盐、细菌总数、浊度和氨氮连年上升,甚至超过国家标准限值。其主要原因是受地下水过量开采和非法排污影响,使地下水受到污染;其次目前大部分自备井供水单位未对地下水采取任何消毒措施,大多将自备井的水用水泵输送至蓄水池,再由蓄水池直接向用户供水。由于蓄水池和供水管线存在二次污染问题,使管网水质存在一定的安全隐患。

　　 表1为5个自备井供水小区2014年10月份的检测数据,5个小区的管网水浊度和大肠菌群均出现超出标准限值的情况,硝酸盐和总硬度接近国标上限。

　　 采取自备井供水的用户由于建设年代较为久远,采用的管材多为灰口铸铁管和镀锌管。也有一部分用户采用ABS、PVC、PE等塑料管材。管材的使用种类较多,材质不一,管材产品质量也存在参差不齐的现象。因管材问题导致水质不合格和漏水严重的情况时有发生,给管网的安全运行和人民的饮用水健康带来安全隐患。

　　 自备井供水的运行维护管理一般由各自的产权单位负责。绝大多数产权单位未建立供水设备运行维护的相关管理制度和水质保障体系,且受技术水平和维护费用的限制,普遍存在供水设备陈旧、能耗高,常年缺乏定期维护的问题;闸门、消火栓等存在操作机构锈蚀严重、无法操作、漏水和关闭不严现象;供水管线腐蚀严重,漏损率高,管线和设备等技术资料严重缺失。

　　 由于地下水水质与地表水水质有着较大的区别,一般在水源切换时,因原管网对新水源存在不适应,往往会出现水质问题。北京市在2008年9月底至10月初,在进行外省水源与北京市本地水源切换数日后,便在原地下水供水区域内发生黄水现象。研究表明,黄水现象主要集中在原使用地下水供水的管线,管材主要是无内衬的灰口铸铁管,管龄一般在20年以上。

　　 (1)新水源与原地下水源的无机盐含量和酸碱度存在差异。其中硝酸盐、硫酸盐、氯离子、总碱度、pH最为明显。原灰口铸铁管无防腐内衬,长时间使用后,管道内壁经腐蚀已经形成了相对稳定的管垢。由于置换后新水源的腐蚀性大于原地下水,原来管道内的电化学平衡被破坏,导致管垢中铁的氧化物析出,产生黄水和浊度升高现象。

　　 (2)更换市政水后,管道中水流动的方向、速度和压力都可能发生变化,进而导致原来管道中长时间形成的生物膜稳定层被破坏,生物膜脱落进入水中或原管道内的沉积物经水流冲击,致使水的浊度升高。

　　 (1)根据现状供水管线的材质、管龄、锈蚀程度以及原地下水水质与准备置换的市政水水质进行系统分析,对原供水管线更换新水源进行水质适应性评价。根据王娜等人的研究表明:硫酸根、氯离子、pH和总碱度这4项指标对铁离子释放的相关性排序为:硫酸根>氯离子>pH>总碱度。因此在置换自备井时,要加强对市政水中硫酸根和氯离子的检测。也可截取一段原地下水管线,利用新水源做静态浸泡试验或动态通水试验,检测原管网对新水源的适应程度。

　　 (2)经过评价或试验,对认为新置换水源存在典型水质风险的管线制定改造计划。改造方法可分为两种,一是对具备换管条件的管道进行更换,将原无内衬的灰口铸铁管更换为带内衬的球墨铸铁管。对于户内口径DN50以下锈蚀严重的镀锌管或存在隐患的塑料管建议更换为钢塑复合管;二是对于受自然条件或社会环境限制不便于换管处理的老旧给水管道,且管道外防腐较好的,可在保持管道现有状态的情况下,对其采取内壁除锈喷涂环氧树脂内衬的方法,来改善管道的内部环境,减少管垢的析出。

　　 (3)对原自备井供水管网的结构进行分析,对可能存在死水区的枝状管线进行环状改造,改善管网末梢水的流动性,减少因管网末梢长期存在静态水而导致的水黄、细菌繁殖。对不具备环状改造条件的,可增加安装放水消火栓,定期对末梢的死水进行排放,以保证水质合格。

　　 (4)在正式使用市政水前,用市政水对原管道进行冲洗,冲洗管道的压力要略大于原管道的运行压力,以便将沉积物和结构疏松的管垢冲走,直到监测管道出水水质合格为止。

　　 (5)在自备井置换过程中,一些原来水质较好的自备井被产权单位要求改造为补压井或应急供水备用井。对于此类情况,在管线改造过程中,要注意在市政供水管线与自备井管线连接处安装单项逆止阀,防止自备井水进入市政供水干线,引发水质问题。

　　 由于市政自来水水质与原地下水水质存在明显差别,且市政水均采取了加药消毒。置换后,60%的用户会闻到水中有漂白粉的味道。水烧开后,臭味敏感的用户会感到有异味;还有的用户会感觉到水发涩,较原自备井水不柔滑。

　　 主要原因:市政供水均采取了液氯或次氯酸钠消毒,同时为了抑制自来水在管道中长时间停留而产生细菌,在供水管网未梢要保持0.05mg/L以上的余氯含量。因此一些用户在置换市政水后,闻到的漂白粉味一般是由管网水中余氯引起的,余氯含量符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)中关于管网水余氯含量的规定,水质是安全可靠的。

　　 采取措施:在自备井置换工作前,要加强对制水工艺和水质标准的宣传,让广大用户了解市政水的消毒目的、消毒方法、水质检测情况。通过宣传,让广大用户对市政水水质认可、放心。

　　 在对北京市丰台区某几个自备井用户管网漏损率的调查中,发现自备井供水管网均存在严重的漏损,其漏损率最高的达50%,最低的也达30%左右。

　　 (1)大部分自备井用户分布在农村或城郊,受供水产权单位管线基础信息不全、管线现场巡视监管不到位以及一些用户缺乏规范用水意识的影响,存在管线私接、盗用消火栓用水的现象。

　　 (2)受产权单位资金的限制,一些老旧管线、闸门、消火栓等设备检修不到位,存在闸门漏水、消火栓漏水和管线长期有暗漏的情况。

　　 (1)对原供水管线进行图档资料的搜集,没有图档资料的要对现状管线进行物探、刨找和测绘,摸清管线的材质、管龄、设备数量和规格型号等基础信息。

　　 (2)采取加装总表的方式,对自备井供水管网进行漏损率测算。对漏损率高的管线可进行重点部位的听漏。根据漏水原因和漏水点,制定切实可行的管网改造方案。

　　 在对丰台5个自备井用户实施管线改造后,经对管网漏损率进行测算,漏损率均在10%以内,节水效果显著。

　　 一些自备井供水单位,在出资完成供水管线改造置换为市政水后,愿意将供水管线的产权交给供水企业管理。目前北京市自来水集团只对市政直接供水的管线进行了产权接收,对需经加压泵房进行二次加压的供水管线未接收管理。因此,在进行供水管线产权移交前,首先供水企业需与原产权单位就供水管线的产权管理范围进行清楚的界定,签订产权移交协议,明确各自的管理范围和职责;其次由于供水企业已经实施抄表入户,即直接对居民用户实施抄表见数收费,因此对于非供水企业管理范围内的管网漏损率要进行详细的规定,以减少因产权单位维护不及时造成的水量严重漏损。

　　 在对自备井用户进行入户调查时发现,由于自备井用户都是各自的产权单位自行管理。因此受产权单位性质、资金情况以及对计量重视程度不同的影响,各自备井供水用户的用水计量情况也各不相同。从计量表具的安装上来看,普遍存在水表种类多、计量精度不高、表具安装不规范、表具使用时间长等问题。有的水表已使用近20年从未进行更换,有的存在表盘污无法读数,表具计量明显不准确和部分用户私拆表具的现象。还有一些自备井用户如某些农村户,存在水价低廉和不交水费的现象。

　　 采取措施:

　　 (1)加强对查表收费工作的宣传,在广大用户中建立规范用水、按期缴纳水费的意识。

　　 (2)加强计量水表的更换与改装,将水表使用超过6年、不具有国家计量认可的水表全部更换为具有国家计量部门认可、计量精度等级较高的水表。

　　 (3)对具备条件的实施水表出户改装、加装水表防拆装置和防冻保温盒。

　　 (4)严格执行发改委、物价部门批准的市政用水价格,实施抄表见数收费。

　　 随着2015年北京市自备井置换工作的全面开展,大量自备井用户前来咨询报装。作为供水企业要充分做好自备井用户接收前的调研,收集详细的基础信息,做出科学的分析评价,制定切实可行的改造方案,减少因水源置换造成的管网水质恶化情况,同时实现节能降耗,减少漏损,改善饮用水环境,提高饮用水安全可靠度的目的。