寧安市水源地保護(hù)區(qū)劃分可行性分析

陳春艷，叢日鳳

（黑龍江省寧安市環(huán)境保護(hù)局環(huán)境監(jiān)測(cè)站，黑龍江 寧安157400）

1 引言

寧安市總?cè)丝?4.2萬(wàn)人，其中非農(nóng)業(yè)人口16萬(wàn)人，農(nóng)業(yè)人口28萬(wàn)人。西閣水源（寧安市自來(lái)水廠）為寧安市區(qū)主要飲用水源，地處牡丹江流域?qū)幇步?，日供?.2萬(wàn)m3。牡丹江流域在全牡丹江行政區(qū)內(nèi)的控制面積26 211.6km2，干流控制站石頭站實(shí)測(cè)的多年平均流2 350.8mm，其相應(yīng)的徑流量為32.47億m3，實(shí)測(cè)的最大年徑流量為60.03億m3，實(shí)測(cè)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(zhǎng)725km。

2 劃分飲用水源保護(hù)區(qū)的意義

劃分飲用水水源保護(hù)區(qū)，是為各級(jí)政府和有關(guān)部門依法加強(qiáng)飲用水水源地管理和保護(hù)服務(wù)，為相關(guān)部門合理開(kāi)發(fā)和利用飲用水水源，保障飲用水環(huán)境質(zhì)量提供依據(jù)。水源保護(hù)區(qū)劃分以《中華人民共和國(guó)水污染防治法》《飲用水水源保護(hù)區(qū)污染防治管理規(guī)定》為主要依據(jù)，按照《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范（HJ／T338－2007）》對(duì)飲用水水源保護(hù)區(qū)開(kāi)展劃分工作。

（1）確定飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分的技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)考慮以下因素。當(dāng)?shù)氐乩砦恢谩⑺?、氣象、地質(zhì)特征、水動(dòng)力特征、水域污染類型、污染特征、污染源分布、排水區(qū)分布、水源地規(guī)模、水量需求等。

（2）地表水飲用水源保護(hù)區(qū)范圍，應(yīng)按照不同水域特點(diǎn)進(jìn)行水質(zhì)定量預(yù)測(cè)，并考慮當(dāng)?shù)鼐唧w條件加以確定。保證在規(guī)劃設(shè)計(jì)水文條件和污染負(fù)荷下，供應(yīng)規(guī)劃水量時(shí)，保護(hù)區(qū)水質(zhì)滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）劃分飲用水源保護(hù)區(qū)范圍，應(yīng)防止水源地附近人類活動(dòng)對(duì)水源的直接污染；應(yīng)使主要污染物在向取水點(diǎn)輸移過(guò)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(zhì)達(dá)到規(guī)定要求；一旦出現(xiàn)污染水源突發(fā)情況，有采取緊急補(bǔ)救措施的時(shí)間和緩沖地帶。

3 保護(hù)區(qū)劃分方法

3.1 一級(jí)保護(hù)區(qū)

3.1.1 水域范圍

通過(guò)計(jì)算方法，確定一級(jí)保護(hù)區(qū)水域長(zhǎng)度。一般河流型水源地，應(yīng)用二維水質(zhì)模型計(jì)算得到一級(jí)保護(hù)區(qū)范圍，一級(jí)保護(hù)區(qū)水域長(zhǎng)度范圍內(nèi)應(yīng)滿足（GB3838－2002）Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。大型、邊界條件復(fù)雜的水域采用數(shù)值解方法，對(duì)小型、邊界條件簡(jiǎn)單的水域可采用解析解方法進(jìn)行模擬計(jì)算。

一級(jí)保護(hù)區(qū)上、下游范圍不得小于衛(wèi)生部門規(guī)定的飲用水水源衛(wèi)生防護(hù)規(guī)定范圍。在技術(shù)條件有限的情況下，可采用類比經(jīng)驗(yàn)方法確定一級(jí)保護(hù)區(qū)水域范圍，同時(shí)開(kāi)展跟蹤監(jiān)測(cè)。若發(fā)現(xiàn)劃分結(jié)果不合理，應(yīng)及時(shí)調(diào)整。一般河流水源地，一級(jí)保護(hù)區(qū)水域長(zhǎng)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(jí)保護(hù)區(qū)水域?qū)挾葹?年一遇洪水所能淹沒(méi)區(qū)域。通航河道：以河道中泓線為界，保留一定寬度的航道外，規(guī)定的航道邊界線到取水口范圍即為一級(jí)保護(hù)區(qū)范圍；非通航河道：整個(gè)河道范圍。

3.1.2 一級(jí)保護(hù)區(qū)陸域范圍

一級(jí)保護(hù)區(qū)陸域范圍的確定，以確保一級(jí)保護(hù)區(qū)水域水質(zhì)為目標(biāo)。采用以下分析比較確定陸域范圍。陸域沿岸長(zhǎng)度不小于相應(yīng)的一級(jí)保護(hù)區(qū)水域長(zhǎng)度。陸域沿岸縱深與河岸的水平距離不小于50m，同時(shí)，一級(jí)保護(hù)區(qū)陸域沿岸縱深不得小于飲用水水源衛(wèi)生防護(hù)規(guī)定的范圍。

3.2 二級(jí)保護(hù)區(qū)

3.2.1 水域范圍

通過(guò)分析計(jì)算方法，確定二級(jí)保護(hù)區(qū)水域范圍。二級(jí)保護(hù)區(qū)水域范圍應(yīng)用二維水質(zhì)模型計(jì)算得到，二級(jí)保護(hù)區(qū)上游側(cè)邊界到一級(jí)保護(hù)區(qū)上游邊界的距離應(yīng)大于污染物從（GB3838－2002）Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)濃度水平衰減到（GB3838－2002）Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)濃度所需的距離。大型、邊界條件復(fù)雜的水域采用數(shù)值解方法，對(duì)小型、邊界條件簡(jiǎn)單的水域可采用解析解方法進(jìn)行模擬計(jì)算。在技術(shù)條件有限的情況下，可采用類比經(jīng)驗(yàn)方法確定二級(jí)保護(hù)區(qū)水域范圍，但是應(yīng)同時(shí)開(kāi)展跟蹤驗(yàn)證監(jiān)測(cè)。若發(fā)現(xiàn)劃分結(jié)果不合理，應(yīng)及時(shí)調(diào)整。一般河流水源地，二級(jí)保護(hù)區(qū)長(zhǎng)度從一級(jí)保護(hù)區(qū)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(cè)外邊界距一級(jí)保護(hù)區(qū)邊界不得小于200m。一級(jí)保護(hù)區(qū)水域向外擴(kuò)展到10年一遇洪水所能淹沒(méi)的區(qū)域，有防洪堤的河段二級(jí)保護(hù)區(qū)水域?qū)挾葹榉篮榈虄?nèi)的水域。

3.2.2 二級(jí)保護(hù)區(qū)陸域范圍

二級(jí)保護(hù)區(qū)陸域范圍的確定，以確保水源保護(hù)區(qū)水域水質(zhì)為目標(biāo)，采用以下分析比較確定：二級(jí)保護(hù)區(qū)陸域沿岸長(zhǎng)度不小于二級(jí)保護(hù)區(qū)水域河長(zhǎng)；縱深范圍不小于1 000m，具體可依據(jù)自然地理環(huán)境特征和環(huán)境管理需要確定。對(duì)于流域面積小于100km2小型流域二級(jí)保護(hù)區(qū)可以是整個(gè)集水范圍。當(dāng)水源水質(zhì)受面源影響嚴(yán)重時(shí)，二級(jí)保護(hù)區(qū)沿岸縱深范圍，主要依據(jù)自然地理、環(huán)境特征和環(huán)境管理需要，通過(guò)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(dāng)水源水質(zhì)受點(diǎn)源影響嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)將污染源集中區(qū)域劃入保護(hù)區(qū)管理范圍，以利于對(duì)這些污染源有效控制。

3.3 準(zhǔn)保護(hù)區(qū)

根據(jù)流域范圍、污染源分布及對(duì)飲用水源水質(zhì)影響程度，需要設(shè)置準(zhǔn)保護(hù)區(qū)時(shí)，可參照二級(jí)保護(hù)區(qū)的劃分方法確定準(zhǔn)保護(hù)區(qū)的范圍。

4 計(jì)算模型

計(jì)算模型采用《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》附錄B.3有邊界水域連續(xù)點(diǎn)源的穩(wěn)態(tài)排放模型：

x為預(yù)測(cè)點(diǎn)離排放點(diǎn)的距離m；y為預(yù)測(cè)點(diǎn)離排放口的橫向距離（不是離岸距離）m；c為預(yù)測(cè)點(diǎn)（x，y）處污染物濃度mg／L；M為單位時(shí)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(shù)，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(jì)算反射次數(shù)；π為圓周率。

4.1 計(jì)算參數(shù)

根據(jù)牡丹江豐、平、枯3個(gè)水期流量不同，枯水期流量最小，污染物不易擴(kuò)散衰減，流量等計(jì)算參數(shù)選擇枯水期的水文數(shù)據(jù)。計(jì)算二級(jí)保護(hù)區(qū)長(zhǎng)度時(shí)，污染強(qiáng)度是把二級(jí)保護(hù)區(qū)上游邊界來(lái)水作為虛擬點(diǎn)源，采用Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)濃度與流量的乘積作為污染強(qiáng)度值；當(dāng)水質(zhì)達(dá)到Ⅱ類水體時(shí)確定二級(jí)保護(hù)區(qū)邊界（注：因二維模型確定的斷面水質(zhì)分布不均勻，計(jì)算出該斷面中濃度最大點(diǎn)作為該斷面水質(zhì)預(yù)測(cè)值），具體參數(shù)如下。

（1）污染強(qiáng)度 M（g／s）。取二級(jí)保護(hù)區(qū)上游邊界來(lái)水作為虛擬點(diǎn)源，Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)濃度與流量的乘積作為污染強(qiáng)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(shù)Dy。參考國(guó)家水環(huán)境容量二維模型規(guī)定，橫向混合系數(shù)選取0.05～0.20之間（流速大于0.5時(shí)，取0.2；流速小于 0.1時(shí)，取0.05），根據(jù)牡丹江流速實(shí)際情況取0.1。

（3）反射次數(shù)n。由于采用虛擬點(diǎn)源，反射次數(shù)取n＝0、±1、±2、±3、±4。

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

（5）距離x。以一級(jí)保護(hù)區(qū)上游邊界為零點(diǎn)。

根據(jù)環(huán)境規(guī)劃院在《全國(guó)地表水環(huán)境容量核定技術(shù)復(fù)核要點(diǎn)》（2004年）中的水質(zhì)降解系數(shù)參考值見(jiàn)表1，結(jié)合牡丹江水質(zhì)現(xiàn)狀，確定牡丹江COD降解系數(shù)為0.18d－1。將各參數(shù)代入上述模型計(jì)算（表1）。

表1 水質(zhì)降解系數(shù)參考

4.2 二級(jí)保護(hù)區(qū)邊界計(jì)算結(jié)果及分析

水域中沒(méi)有污染物排放，當(dāng)來(lái)水水質(zhì)由Ⅲ類水體經(jīng)過(guò)衰減達(dá)到Ⅱ類水體，COD所需距離為15km。因此，選擇COD由Ⅲ類水體經(jīng)過(guò)衰減達(dá)到Ⅱ水體所需距離15km為二級(jí)保護(hù)區(qū)水域長(zhǎng)度。

5 保護(hù)區(qū)劃分結(jié)論

寧安市在牡丹江有2個(gè)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(tǒng)一劃分2個(gè)水源地保護(hù)區(qū)范圍。

5.1 一級(jí)保護(hù)區(qū)

5.1.1 水域范圍

一級(jí)保護(hù)區(qū)水域長(zhǎng)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(jí)保護(hù)區(qū)水域?qū)挾葹槟档そ捌渲Я鞲蝮『?年一遇洪所能淹沒(méi)的區(qū)域。一級(jí)保護(hù)區(qū)水域范圍起點(diǎn)為鐵路水源地取水口下延100m（東經(jīng)129°27′11.4612″北緯44°20′2.159″），終點(diǎn)為西閣水源地取水口上游1km（東經(jīng)129°25′8.338″北緯44°19′48.288″）一級(jí)保護(hù)區(qū)水域面積0.65km2。

5.1.2 陸域范圍

一級(jí)保護(hù)區(qū)陸域長(zhǎng)度與水域等長(zhǎng)。陸域?qū)挾葹槟档そ匕犊v深與河岸的水平距離100m之間的陸域范圍。一級(jí)保護(hù)區(qū)陸域面積0.56km2。

5.2 二級(jí)保護(hù)區(qū)

5.2.1 水域范圍

二級(jí)保護(hù)區(qū)的劃分根據(jù)二維水質(zhì)模型計(jì)算，當(dāng)來(lái)水水質(zhì)由Ⅲ類水體經(jīng)過(guò)衰減達(dá)到Ⅱ類水體，COD所需距離為15km。二級(jí)保護(hù)區(qū)水域長(zhǎng)度在水源地上下分為兩部分：依據(jù)計(jì)算結(jié)果，上游部分應(yīng)在牡丹江一級(jí)保護(hù)區(qū)上邊界上溯15.0km處劃定二級(jí)保護(hù)區(qū)邊界，故二級(jí)保護(hù)區(qū)上游部分為牡丹江一級(jí)保護(hù)區(qū)上邊界至上游15km范圍內(nèi)的河道水域。下游部分為一級(jí)保護(hù)區(qū)下邊界下延200m。對(duì)于二級(jí)保護(hù)區(qū)水域范圍內(nèi)的牡丹江北岸支流三林河則充分利用永久性明顯標(biāo)志標(biāo)示保護(hù)區(qū)界線，將河上一座大橋作為二級(jí)保護(hù)區(qū)上邊界。二級(jí)保護(hù)區(qū)水域?qū)挾葹槎?jí)保護(hù)區(qū)水域范圍內(nèi)牡丹江及其支流三林河水域范圍內(nèi)10年一遇洪水所淹沒(méi)的區(qū)域。

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

5.2.2 陸域范圍

二級(jí)保護(hù)區(qū)陸域長(zhǎng)度與水域長(zhǎng)度等長(zhǎng)。依《規(guī)范》“二級(jí)保護(hù)區(qū)沿岸縱深范圍不小于1 000m，具體可依據(jù)自然地理、環(huán)境特征和環(huán)境管理需要確定”。因此，二級(jí)保護(hù)區(qū)陸域?qū)挾葹槟档そ匕犊v深與河岸的水平距離1000m范圍以內(nèi)區(qū)域。二級(jí)保護(hù)區(qū)總面積35.93km2。

5.3 準(zhǔn)保護(hù)區(qū)

由于牡丹江水質(zhì)良好，且在二級(jí)保護(hù)區(qū)上游無(wú)排污口和污染源，經(jīng)當(dāng)?shù)卣猓辉O(shè)準(zhǔn)保護(hù)區(qū)。

6 水源保護(hù)區(qū)監(jiān)督與管理措施

6.1 水源地保護(hù)區(qū)監(jiān)督措施

為監(jiān)督水源地水質(zhì)情況，保證水源地用水安全，按照國(guó)家環(huán)?？偩株P(guān)于《城市集中式飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)與公布方案》文件規(guī)定，在一級(jí)保護(hù)區(qū)上游邊界和二級(jí)保護(hù)區(qū)上游邊界設(shè)置兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，每月對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，特殊情況時(shí)進(jìn)行加密監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838－2002）中的基本項(xiàng)目和集中式生活飲用水地表水源地的補(bǔ)充項(xiàng)目，每月至少監(jiān)測(cè)一次。

6.2 水源保護(hù)區(qū)管理措施

依據(jù)《中華人民共和國(guó)水污染防治法》《飲用水水源保護(hù)區(qū)污染防治管理規(guī)定》，依法行進(jìn)監(jiān)管。明確水源地保護(hù)區(qū)地理界線，保護(hù)引用水源，加強(qiáng)飲用水水源地保護(hù)區(qū)的監(jiān)督管理，在保護(hù)區(qū)邊界設(shè)置明顯的界標(biāo)。其內(nèi)容主要有設(shè)圍欄、立界碑、警示牌、界樁。

6.3 水源保護(hù)區(qū)污染治理措施

鑒于鐵路水源地取水量小，同時(shí)在一、二級(jí)保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)分布大面積居民區(qū)，拆遷難度太大這一實(shí)際情況，建議關(guān)閉鐵路水源地。將一級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)的居民區(qū)進(jìn)行搬遷，并異地安置，農(nóng)田退耕還林，同時(shí)進(jìn)行水源涵養(yǎng)林帶建設(shè)。

二級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)污染主要來(lái)自各居民區(qū)。每個(gè)家庭建衛(wèi)生廁所，糞便定期收集運(yùn)至保護(hù)區(qū)外處理；對(duì)于家庭式滲水坑及污水坑，清除垃圾后進(jìn)行回填；逐步實(shí)現(xiàn)生活污水集中收集，鋪設(shè)納污管網(wǎng)，統(tǒng)一納入污水處理廠處理；各個(gè)居民區(qū)內(nèi)垃圾統(tǒng)一收集運(yùn)至填埋廠處理，實(shí)現(xiàn)垃圾無(wú)害化；對(duì)現(xiàn)有養(yǎng)殖戶的牲畜圈進(jìn)行衛(wèi)生防護(hù)，推廣生態(tài)發(fā)酵床養(yǎng)殖技術(shù)，實(shí)現(xiàn)污水零排放；擴(kuò)大牡丹江沿岸綠色防護(hù)林，恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)。