城市備用水源地選擇與保護措施研究

李力南

(大石橋市水源水利管理處，遼寧 營口 115100)

1 概述

當前，隨著城市化的快速發展，城市供水成為城鎮居民正常生活的必要保障。為了保障城市的正常供水，需要建設城市備用水源地，一旦主水源地發生應急事件，需要緊急啟動備用水源地。近些年來，對于城市備用水源地的選擇逐步得到國內許多學者的廣泛關注和研究[1- 6]，但是這些研究成果大都針對備用水源地的可供水量進行主要的考量指標，而對于水源地的環境影響指標考慮的較少。從2010年以后，有學者結合壓力-狀態-響應機制構建城市水源地適宜評價指標體系，從水量和環境的多個角度出發，對城市水源地的適應性進行評價[7- 9]，但是該評價體系在城市備用水源地的選擇應用還較少，為此本文引入該適宜評價指標體系，以遼寧南部某城市為研究實例，對該城市的備用水源地進行科學選擇，并針對適宜性評價結果，對選擇的備用水源地的保護措施進行相關研究。

2 適宜性評價指標體系的構建

結合壓力-狀態-響應機制構建城市備用水源地的適宜性評價指標體系，結合影響水源地的多個綜合因素，構建評價指標體系，評價指標體系見表1。

在指標體系構建的基礎上，需要對各因子的權重進行設定，采用判斷矩陣來對各個因子的權重進行設定，判斷矩陣的方程為：

表1 適宜性評價指標體系

(1)

在各個因子權重設定的基礎上，需要對構建的指標體系進行一致性檢驗，首先需要計算判斷矩陣的最大特征根值，計算方程為：

(2)

式中，λmax—最大特征根值；AW—準則層判斷矩陣；w—因子的權重。

在計算最大特征根的基礎上，還需要對一致性指標進行計算，計算方程為:

(3)

式中，n—因子的個數。

在一致性指標計算的基礎上，對一致性比值進行計算，計算方程為：

(4)

式中，RI—隨機的一致性指標。

3 實例研究

3.1 區域概況

以遼寧南部某城市為研究實例，該城市多年地表水資源總量為2.57億m3，供水水源主要來自流域內的地下水及外調水，日供水量均值約為2.9萬t，區域內主要的供水水源為10處，此外在供水水源配有抽水泵站12處，抽水開采水井9處，對該城市的備用水源地進行適應度評價，評價成果可以為該城市備用水源地的科學選擇提供科學依據。

3.2 適宜評價等級的劃分

在進行備用水源地的適應性評價時，需要對評價的等級進行劃分，等級劃分標準見表2。

表2 適宜評價等級劃分標準

3.3 準則層及指標各因子權重的確定

在等級劃分的基礎上，首先結合研究區域各因子確定適宜性評價體系中準則層和指標層因子權重的確定，各因子權重確定結果見表3—4。

表3 準則層因子權重的確定

表4 指標層因子權重的確定(1)

表4 指標層因子權重的確定(2)

從表3中可看出，在準則層中，核心篩選因子的權重明顯高于輔助因子的權重，核心篩選的因子是備用水源地最為主要的考量指標。

從表4中可以看出，在核心篩選因子中水環境因子的權重最大，在備用水源地選擇時，區域內污染排放程度是考量水環境因子的重要指標;其次是水量因子，水量因子是備用水源地選擇和水源地保障區域正常供水的一個重要指標。在輔助篩選因子中，城市供水規劃因子的權重較大，備用水源地的選擇需要重點考慮城市供水規劃因子，其次是城市發展協調因子，在區域城市規劃中，備用水源地的發展需要同城市的規劃進行協調。

3.4 一致性檢驗結果

在各個層級因子權重確定的基礎上，需要對各個因子進行一致性指標檢驗，指標檢驗的結果見表5。

表5 因子一致性指標檢驗結果

因子一致性指標檢驗決定評價指標體系的合理性，從各個判斷矩陣的一致性指標檢驗可以看出，各個因子的一致性檢驗指標均通過一致性檢驗，構建的適宜評價指標體系較為合理。

3.5 適應性評價結果

在適宜評價指標體系一致性檢驗后，對各備用水源地控制單元的適宜性進行評價，評價結果見表6。

表6 備用水源地適宜性評價結果

注：GCI為綜合評價指數。

綜合評價指數越高，表明該備用水源地控制單元最為適宜，反之，則不適宜作為備用水源地。從評價結果可看出，⑦單元備用水源地控制單元的綜合評價指數最高，⑦單元備用水源的水環境及水量在各個控制單元中均最高，其次供水規劃和城市協調規劃中的權重比值也高于其他備用水源地控制單元，因此⑦單元備用水源的綜合評價指數最高，其次是⑥單元備用水源地控制單元，這個控制單元在水量和水環境因子上權重低于⑦單元備用水源，因此其綜合評價指數略低。

3.6 水源保護措施

(1)加快備用水源地水環境保護的立法措施的制定。通過完善水源地環境保護法來加強水源地的環境保護，明確備用水源地在保護期間的重要地位。在備用水源地的范圍內不能有重工業污水排放，通過制定污染排放限制標準劃定水源地的水環境保護范圍。

(2)建立備用水源地制度化公開平臺，保障備用水源地的信息公開。建立公開的信息平臺，讓社會監督備用水源地的水環境等信息；建立不同的規章制度，有效地保護備用水源地的水環境質量；加大社會宣傳力度，建立備用水源地水質公開信息監測機制，及時向社會公開水源地的水環境監測信息，讓社會公眾參與備用水源地的水環境保護工作。

(3)構建備用水源地應急響應機制，搭建應急監測體系。對備用水源地的水環境進行在線實時監測，在水源地的取水位置設置水質監測站，通過實時監測，制定應急響應機制，保障用水安全。建立環境影響企業的名單，制定有效的急響應方案。

4 結語

(1)綜合評價指數GCI實現了備用水源地選擇的科學性，綜合評價指數越高，其適宜性越佳，可綜合考慮備用水源地水量平衡及城市供水之間的矛盾關系，在備用水源地選擇方案上具有很好的實用性。

(2)在因子權重上還未能實現客觀設定，主要還是經驗權重的設定，在以后的研究中需要進行權重計算的改進，實現備用水源地選擇的客觀性。