寧安市水源地保護區劃分可行性分析

陳春艷，叢日鳳

（黑龍江省寧安市環境保護局環境監測站，黑龍江 寧安157400）

1 引言

寧安市總人口44.2萬人，其中非農業人口16萬人，農業人口28萬人。西閣水源（寧安市自來水廠）為寧安市區主要飲用水源，地處牡丹江流域寧安江段，日供水1.2萬m3。牡丹江流域在全牡丹江行政區內的控制面積26 211.6km2，干流控制站石頭站實測的多年平均流2 350.8mm，其相應的徑流量為32.47億m3，實測的最大年徑流量為60.03億m3，實測的最小年徑流量為8.94億m3，豐、枯比為6.7，多年平均流量為99.5m3／s，牡丹江為大致近南北向，全長725km。

2 劃分飲用水源保護區的意義

劃分飲用水水源保護區，是為各級政府和有關部門依法加強飲用水水源地管理和保護服務，為相關部門合理開發和利用飲用水水源，保障飲用水環境質量提供依據。水源保護區劃分以《中華人民共和國水污染防治法》《飲用水水源保護區污染防治管理規定》為主要依據，按照《飲用水水源保護區劃分技術規范（HJ／T338－2007）》對飲用水水源保護區開展劃分工作。

（1）確定飲用水水源保護區劃分的技術指標，應考慮以下因素。當地地理位置、水文、氣象、地質特征、水動力特征、水域污染類型、污染特征、污染源分布、排水區分布、水源地規模、水量需求等。

（2）地表水飲用水源保護區范圍，應按照不同水域特點進行水質定量預測，并考慮當地具體條件加以確定。保證在規劃設計水文條件和污染負荷下，供應規劃水量時，保護區水質滿足相應標準。

（3）劃分飲用水源保護區范圍，應防止水源地附近人類活動對水源的直接污染；應使主要污染物在向取水點輸移過程中，衰減到所期望的濃度水平；在正常情況下保證取水水質達到規定要求；一旦出現污染水源突發情況，有采取緊急補救措施的時間和緩沖地帶。

3 保護區劃分方法

3.1 一級保護區

3.1.1 水域范圍

通過計算方法，確定一級保護區水域長度。一般河流型水源地，應用二維水質模型計算得到一級保護區范圍，一級保護區水域長度范圍內應滿足（GB3838－2002）Ⅱ類水質標準的要求。大型、邊界條件復雜的水域采用數值解方法，對小型、邊界條件簡單的水域可采用解析解方法進行模擬計算。

一級保護區上、下游范圍不得小于衛生部門規定的飲用水水源衛生防護規定范圍。在技術條件有限的情況下，可采用類比經驗方法確定一級保護區水域范圍，同時開展跟蹤監測。若發現劃分結果不合理，應及時調整。一般河流水源地，一級保護區水域長度為取水口上游不小于1 000m，下游不小于100m范圍的河道水域。一級保護區水域寬度為5年一遇洪水所能淹沒區域。通航河道：以河道中泓線為界，保留一定寬度的航道外，規定的航道邊界線到取水口范圍即為一級保護區范圍；非通航河道：整個河道范圍。

3.1.2 一級保護區陸域范圍

一級保護區陸域范圍的確定，以確保一級保護區水域水質為目標。采用以下分析比較確定陸域范圍。陸域沿岸長度不小于相應的一級保護區水域長度。陸域沿岸縱深與河岸的水平距離不小于50m，同時，一級保護區陸域沿岸縱深不得小于飲用水水源衛生防護規定的范圍。

3.2 二級保護區

3.2.1 水域范圍

通過分析計算方法，確定二級保護區水域范圍。二級保護區水域范圍應用二維水質模型計算得到，二級保護區上游側邊界到一級保護區上游邊界的距離應大于污染物從（GB3838－2002）Ⅲ類水質標準濃度水平衰減到（GB3838－2002）Ⅱ類水質標準濃度所需的距離。大型、邊界條件復雜的水域采用數值解方法，對小型、邊界條件簡單的水域可采用解析解方法進行模擬計算。在技術條件有限的情況下，可采用類比經驗方法確定二級保護區水域范圍，但是應同時開展跟蹤驗證監測。若發現劃分結果不合理，應及時調整。一般河流水源地，二級保護區長度從一級保護區的上游邊界向上游（包括匯入的上游支流）延伸不得小于2 000m，下游側外邊界距一級保護區邊界不得小于200m。一級保護區水域向外擴展到10年一遇洪水所能淹沒的區域，有防洪堤的河段二級保護區水域寬度為防洪堤內的水域。

3.2.2 二級保護區陸域范圍

二級保護區陸域范圍的確定，以確保水源保護區水域水質為目標，采用以下分析比較確定：二級保護區陸域沿岸長度不小于二級保護區水域河長；縱深范圍不小于1 000m，具體可依據自然地理環境特征和環境管理需要確定。對于流域面積小于100km2小型流域二級保護區可以是整個集水范圍。當水源水質受面源影響嚴重時，二級保護區沿岸縱深范圍，主要依據自然地理、環境特征和環境管理需要，通過分析地形、植被、土形利用、地面徑流的集水匯流特性、集水范圍等確定。當水源水質受點源影響嚴重時，應將污染源集中區域劃入保護區管理范圍，以利于對這些污染源有效控制。

3.3 準保護區

根據流域范圍、污染源分布及對飲用水源水質影響程度，需要設置準保護區時，可參照二級保護區的劃分方法確定準保護區的范圍。

4 計算模型

計算模型采用《飲用水水源保護區劃分技術規范》附錄B.3有邊界水域連續點源的穩態排放模型：

x為預測點離排放點的距離m；y為預測點離排放口的橫向距離（不是離岸距離）m；c為預測點（x，y）處污染物濃度mg／L；M為單位時間的污染物排放量g／s；h為河流平均水深m；Dy為河流橫向混合（彌散）系數，m3／s；ux為河流縱向平均流速 m／s；B為河流平均寬度m；K為河流中污染物降解速率L／d；n為計算反射次數；π為圓周率。

4.1 計算參數

根據牡丹江豐、平、枯3個水期流量不同，枯水期流量最小，污染物不易擴散衰減，流量等計算參數選擇枯水期的水文數據。計算二級保護區長度時，污染強度是把二級保護區上游邊界來水作為虛擬點源，采用Ⅲ類水質標準濃度與流量的乘積作為污染強度值；當水質達到Ⅱ類水體時確定二級保護區邊界（注：因二維模型確定的斷面水質分布不均勻，計算出該斷面中濃度最大點作為該斷面水質預測值），具體參數如下。

（1）污染強度 M（g／s）。取二級保護區上游邊界來水作為虛擬點源，Ⅲ類水質標準濃度與流量的乘積作為污染強度，牡丹江流量為25.2m3／s。河寬取平均值100m，水深1.2m，流速取0.31m／s。

（2）橫向混合系數Dy。參考國家水環境容量二維模型規定，橫向混合系數選取0.05～0.20之間（流速大于0.5時，取0.2；流速小于 0.1時，取0.05），根據牡丹江流速實際情況取0.1。

（3）反射次數n。由于采用虛擬點源，反射次數取n＝0、±1、±2、±3、±4。

（4）橫向距離Y。n＝0時取河流中心點，即50m（河寬100m）；n＞0時取最大值，即100m；n＜0取最小值，即1m。

（5）距離x。以一級保護區上游邊界為零點。

根據環境規劃院在《全國地表水環境容量核定技術復核要點》（2004年）中的水質降解系數參考值見表1，結合牡丹江水質現狀，確定牡丹江COD降解系數為0.18d－1。將各參數代入上述模型計算（表1）。

表1 水質降解系數參考

4.2 二級保護區邊界計算結果及分析

水域中沒有污染物排放，當來水水質由Ⅲ類水體經過衰減達到Ⅱ類水體，COD所需距離為15km。因此，選擇COD由Ⅲ類水體經過衰減達到Ⅱ水體所需距離15km為二級保護區水域長度。

5 保護區劃分結論

寧安市在牡丹江有2個水源地，分別為西閣水源地和鐵路水源地，兩水源地距離為1.7km，考慮到兩水源地距離較近，故統一劃分2個水源地保護區范圍。

5.1 一級保護區

5.1.1 水域范圍

一級保護區水域長度上邊界為西閣水源地取水口沿牡丹江上溯1.0km處，下邊界為鐵路水源地取水口下延100m。一級保護區水域寬度為牡丹江及其支流蛤蟆河5年一遇洪所能淹沒的區域。一級保護區水域范圍起點為鐵路水源地取水口下延100m（東經129°27′11.4612″北緯44°20′2.159″），終點為西閣水源地取水口上游1km（東經129°25′8.338″北緯44°19′48.288″）一級保護區水域面積0.65km2。

5.1.2 陸域范圍

一級保護區陸域長度與水域等長。陸域寬度為牡丹江沿岸縱深與河岸的水平距離100m之間的陸域范圍。一級保護區陸域面積0.56km2。

5.2 二級保護區

5.2.1 水域范圍

二級保護區的劃分根據二維水質模型計算，當來水水質由Ⅲ類水體經過衰減達到Ⅱ類水體，COD所需距離為15km。二級保護區水域長度在水源地上下分為兩部分：依據計算結果，上游部分應在牡丹江一級保護區上邊界上溯15.0km處劃定二級保護區邊界，故二級保護區上游部分為牡丹江一級保護區上邊界至上游15km范圍內的河道水域。下游部分為一級保護區下邊界下延200m。對于二級保護區水域范圍內的牡丹江北岸支流三林河則充分利用永久性明顯標志標示保護區界線，將河上一座大橋作為二級保護區上邊界。二級保護區水域寬度為二級保護區水域范圍內牡丹江及其支流三林河水域范圍內10年一遇洪水所淹沒的區域。

二級保護區上游部分水域起點為西閣水源地取水口上溯1.0km（東經129°25′8.338″，北緯44°19′48.288″），終點為西閣水源地取口上游16km牡丹江斷面（東經129°19′5.023″，北緯44°14′25.679″）、三林河大橋 （東經 129°21′48.377″，北緯 44°19′11.427″）；下游部分起點為鐵路水源地取水口下延100m（東經129°27′11.461″，北緯44°20′2.159″），終點為鐵路水源地取水口下延300m，（東經129°27′15.645″，北緯44°20′2.999″）。二級保護區水域面積3.825km2。

5.2.2 陸域范圍

二級保護區陸域長度與水域長度等長。依《規范》“二級保護區沿岸縱深范圍不小于1 000m，具體可依據自然地理、環境特征和環境管理需要確定”。因此，二級保護區陸域寬度為牡丹江沿岸縱深與河岸的水平距離1000m范圍以內區域。二級保護區總面積35.93km2。

5.3 準保護區

由于牡丹江水質良好，且在二級保護區上游無排污口和污染源，經當地政府同意，不設準保護區。

6 水源保護區監督與管理措施

6.1 水源地保護區監督措施

為監督水源地水質情況，保證水源地用水安全，按照國家環?？偩株P于《城市集中式飲用水源地水質監測、評價與公布方案》文件規定，在一級保護區上游邊界和二級保護區上游邊界設置兩個監測斷面，每月對水質進行監測，特殊情況時進行加密監測，監測項目為《地表水環境質量標準》（GB3838－2002）中的基本項目和集中式生活飲用水地表水源地的補充項目，每月至少監測一次。

6.2 水源保護區管理措施

依據《中華人民共和國水污染防治法》《飲用水水源保護區污染防治管理規定》，依法行進監管。明確水源地保護區地理界線，保護引用水源，加強飲用水水源地保護區的監督管理，在保護區邊界設置明顯的界標。其內容主要有設圍欄、立界碑、警示牌、界樁。

6.3 水源保護區污染治理措施

鑒于鐵路水源地取水量小，同時在一、二級保護區范圍內分布大面積居民區，拆遷難度太大這一實際情況，建議關閉鐵路水源地。將一級保護區內的居民區進行搬遷，并異地安置，農田退耕還林，同時進行水源涵養林帶建設。

二級保護區內污染主要來自各居民區。每個家庭建衛生廁所，糞便定期收集運至保護區外處理；對于家庭式滲水坑及污水坑，清除垃圾后進行回填；逐步實現生活污水集中收集，鋪設納污管網，統一納入污水處理廠處理；各個居民區內垃圾統一收集運至填埋廠處理，實現垃圾無害化；對現有養殖戶的牲畜圈進行衛生防護，推廣生態發酵床養殖技術，實現污水零排放；擴大牡丹江沿岸綠色防護林，恢復河道生態系統。