飲用水水源地供水安全評估指標體系及應用

霍秋雅，宋佩佩，劉司航

（1.河北省水文工程地質勘查院,河北石家莊050000；2.河北地質大學水資源與環境學院，河北石家莊050000）

供水安全關乎人民群眾的切身利益，安全的飲用水源是人民生活的基本保障[1-2]。近年來，隨著人民生活質量的不斷提高，人民對飲用水供水安全的要求也越來越高[3-5]。供水安全具有多因素性的特征，主要體現在水量、水質和管理等方面，如水量匱乏、水質較差會使水源喪失飲用水功能的屬性，管理缺乏會影響水源地的正常運轉，從而阻礙社會發展[6-8]。基于供水安全的概念，在參考水源地供水安全研究的基礎上，筆者認為，飲用水水源地供水安全的評估指標主要包括水量、水質、管理三個方面。

因此，本次供水安全評估指標體系構建從水量、水質和管理三個方面構建供水安全評估指標體系，并以河北省后孟營水源地為例，對該地區飲用水水源地進行供水安全評估，并對評估結果進行成因分析。

1 供水安全評估指標體系構建

1.1 評估指標選取

本次體系分為目標層、系統層和指標層。各層評估指標及權重見表1。

表1 飲用水水源地供水安全評估指標體系及權重表

1.2 評估方法

本次評估分為各項分類評估及綜合評估，評估方法為加權求和法，根據評估分值越高飲用水水源地供水安全評估等級越高的原則制定評價標準，將水源地安全評估結果劃分為優秀、良好、合格、基本合格和不合格5個等級。

1.2.1 分類評估

（1）取水量保證狀況得分為：

（2）水源達標狀況得分為：

（3）環境管理狀況得分為：

式中：INDEXi——包括管理狀況各項指標層；

Wt——權重值。

1.2.2 綜合評估

供水安全綜合評估分值為取水量保證狀況、水源達標狀況和環境管理狀況的各項分值加權計算得到，公式如下：

分類評估與綜合評估分值結果對照見表2。

表2 評估分值與結果對照表

1.3 評估指標

（1）取水量保證狀況。該項通過取水量保證率（WGR）表示，當實際需水量不大于設計取水量時，WGR為100%；否則，WGR為0。

（2）水源達標狀況。該項通過水質達標率（WSR）和水源達標率（WQR）進行表示。

①水質達標率。水質達標率WSR計算公式為：

②水源達標率。對于單水源飲用水水源地，達標時，WQR為100%；否則該值為0。

（3）環境管理狀況。

①保護區劃分。保護區劃分狀況用保護區劃分完成率PD表示。符合規范眼球并獲得政府批復時，PD為100%；否則該值為0。

②保護區標志設置。該值通過標志完成率表示，符號為PS。按照規范設置該值為100%，設置但未按規范為60%，未設置該值為0。

③一級保護區隔離防護。該工程完成率（PF1）計算公式為：

④一級保護區整治。該項通過一級保護區整治率PCR1表示，該值為建設項目拆除率BCR1、排污口關閉率DCR1和網箱養殖拆除率CBR1三項指標的算術平均值。計算公式為：

⑤二級保護區整治。該項通過二級保護區整治率PCR2表示，該值為排污口關閉率DCR2、分散式生活污水處理率DDSR2、分散式畜禽養殖廢物綜合利用率LWUR2和網箱養殖整治率CRR2四項指標的算術平均值。計算公式為：

⑥監控能力。監控能力（WM）為常規（MI）、預警（WE）和視頻監控（VS）的加權平均值。計算公式如下：

⑦風險防控。該項通過風險管理指標完成率RMR表示，為風險源名錄完成率RDE和危險化學品運輸管理制度建立率DCBR兩項指標算術平均值。

⑧應急能力。該項通過應急管理指標完成率EME表示。該項為應急預案編制、應急情況演練、應急物資儲備、應急設施建設、應急專家庫、應急監測情況6項指標的算術平均值。

⑨管理措施。該項通過管理制度完成率MSR表示。該項為水原編號、檔案管理、定期巡視、定期評估環境狀況、搭建管理平臺、信息公開化6項內容的算術平均值。

2 應用評價

2.1 研究區概況

以河北省后孟營水源地為例進行研究。后孟營水源地位于昌黎縣馬坨店鄉后孟營村，見圖1，研究區位于灤東平原淡水區域，大氣降水是該地區地下水主要補給來源。區內開采井深度約80m，主要開采含水層為第四系第一、二潛水含水組，含水層厚度約30m，巖性主要為礫卵石、砂礫石和中粗砂，滲透性較好。

圖1 研究區位置圖

2.2 評價結果

2.2.1 取水量保證狀況

后孟營水源地設計年供水能力1095×104m3，現狀實際日供水量為1.4×104m3。2016年全年供水量為496×104m3，2012～2016年年供水量見表3。

從表3可知，后孟營水源地實際年取水量小于設計年供水能力，取水量保證率為100%。

表3 后孟營水源地近5年供水量

2.2.2 水源達標狀況

2.2.2.1 水質達標率

根據后孟營水源地2016年水質監測資料，對水源地水質進行評價，評價方法采用單因子法。

經評價，后孟營水源地2016年各月水質評價結果見表4。

從表4可看出，后孟營水源地各個月份水質類別均為Ⅳ類，各個時期水質類別均為V類，其中氨氮和錳為主要超標項，而用于集中式水生活飲用水水源的水質應達到Ⅲ類及以上，即各評價時段水質均不達標。綜上，其水質達標率為0。

表4 后孟營水源地2016年全年、汛期、非汛期及各月水質評價結果

2.2.2.2 水源達標率

由水質評價結果可知，后孟營水源地水源不達標，其水源達標率為0。

2.2.3 水源地環境管理狀況

2.2.3.1 保護區建設

（1）保護區劃分。飲用水水源地需結合實際情況劃定水源保護區，目前，后孟營水源地一級保護區半徑360m，面積為2.1km2，二級保護區半徑2070m，面積為21.7km2，保護區劃分見圖2。符合規范要求及水源地實際情況，但該保護區劃分尚未經過省政府批復，因此后孟營水源地保護區劃分完成率評估結果為50%。

圖2 后孟營水源地一、二級保護區范圍圖

（2）保護區標志設置。飲用水水源地保護區需設置界碑等標識，并且需要滿足規范要求。

①界標設置。后孟營水源地由多個水井構成，需在水源地一級保護區六邊形、二級保護區七邊形各個頂點處安設界標，共需設立13塊界標。

②交通警示牌。后孟營水源地一級保護區范圍內有631縣道穿過，二級保護區范圍內有L83省道、632縣道、110鄉道、118鄉道等多條道路通過，需在保護區范圍內主干道、高速路旁安設道路警示牌。

據現場調查了解，后孟營水源地在10#井設立了簡易保護區界標，無其他界標及交通標識牌設立。

結合實際情況，后孟營水源地保護區標志設置評估結果為10%。

（3）一級保護區隔離防護。后孟營水源地一級保護區內有道路通過，一級保護區外、二級保護區范圍內有多個村莊，為避免人類活動對水源地的保護造成影響，一級保護區應設置防護設施。

據現場調查了解，后孟營水源地未設立相應的隔離防護工程，因此隔離防護工程完成率為0。

2.2.3.2 保護區整治

（1）一級保護區整治。根據現場調查了解，對比規范，后孟營水源地一級保護區整治現狀如下：

①區內距離3#水源井15m左右有面積近2.68hm2的墳地，據了解，該墳地在3#水源井成井之前已經存在，且有人祭拜，在一定程度上會對水源地的安全造成影響；

②保護區內無工業、生活排污口；

③保護區內無養殖、旅游等可能污染水源的活動；有兩處沙坑，面積分別為26276m2、28386m2，沙坑內無垃圾、污水等有害物質排放；

④保護區劃定前區域內已有90%的農田，主要種植作物為玉米、花生等，其中有28.61hm2蔬菜大棚實行了科學種植。

后孟營一級保護區內無排污口、無養殖，因此該項整治完成率為100%；3#水源井附近的墳地對水源地水源安全有一定的影響，存在一定的安全隱患，因此劃定為需要拆除的項目，即建設項目拆除完成率取0，綜上，一級保護區整治率為66.8%。

（2）二級保護區整治。根據現場調查了解，后孟營水源地二級保護區整治現狀如下：

①點源整治。保護區內無排放污染物的建設施工項目；無工業、生活排污口；區內設立有垃圾收集設施，環衛定期統一進行收集，并在保護區外進行無害化處置，但有時垃圾轉運不及時會造成生活垃圾堆放的現象；區內無有毒有害物質中轉站及堆放場所。區內無規模化畜禽養殖場。

②非點源控制。保護區內總人口約為9000人，生活用水定額為65L/（人·d），污水排放系數依據規范及農村實際情況本次取0.75進行計算，計算得二級保護區內生活污水產生量約為16×104m3/a；區內牲畜排泄量約為66590t/a；區內農業種植面積總計1700hm2，尚未實行科學種植。

③流動源管理。保護區內無有毒有害物質的貨運場所，無加油站；區內有多條道路通過，因此有危險化學品運輸的可能性，但目前尚無危險化學品運輸管理制度及相應的視頻監控設施；后孟營二級保護區內無排污口，排污口關閉完成率為100%；區內村莊污水未進行任何收集及處理，分散式生活污水處理完成率為0；區內分散式畜禽養殖廢物目前尚未進行綜合利用，且農村分散養殖所產生廢水較少，因此分散式畜禽養殖廢物綜合利用完成率取50%；區內無網箱養殖，網箱養殖整治完成率為100%。綜上，二級保護區整治率為62.5%。

2.2.3.3 監控能力

從常規監測、預警監控、視頻監控三個方面對后孟營水源地監控能力進行評估。

（1）常規監測：水源地范圍內目前尚未開展全分析監測；未建設自動監測設施；

（2）預警監控：地下水水源地無需進行預警監控建設，本次預警監控完成率按照100%進行評估；

（3）視頻監控：后孟營水源地日供水量為1.4×104m3，根據規范無需安裝視頻監控。

因此，水源地常規監測完成率為80%、預警監控完成率和視頻監控VS為100%。

2.2.3.4 風險防控

后孟營水源地二級保護區范圍內村莊較多，所產生的生活污水、垃圾及化肥污染物對水源地地下水構成一定威脅。另外，保護區范圍內有道路穿過，運輸過程中存在一定風險，可能導致水源被污染。

目前，該水源地未建立風險源名錄和危險化學品運輸管理制度，因此，風險管理指標完成率RMR為0。

2.2.3.5 應急能力

后孟營水源地應急備用水源為城關三水廠，符合備用水源要求，但目前在應急能力和應急設施方面準備不足，應急監測能力較為薄弱。綜上，后孟營水源地應急能力評估為30%。

2.2.3.6 管理措施

后孟營水源地由昌黎縣水務局統一管理，并在水源地附近設立值班室進行水源地運行維護工作，因此保護區定期巡查完成率為100%；后孟營水源地無水源編碼、無水源地檔案管理制度、未對環境狀況進行定期評估、無信息化管理平臺、信息未面向公眾公開。綜上，后孟營水源地管理措施評估為16.7%。

2.3 評估結果

在對水源地分類評估的基礎上，再進行綜合評估，并按照表2確定評估結果：

（1）取水量保證狀況評估分值為100分，評估結果為優秀；

（2）綜合后孟營水源地水量達標率及水源達標率，其水源達標狀況SQ評估分值為0分，評估結果為不合格；

（3）結合管理狀況中各項指標的權重，管理狀況MS評估分值為38.9分，評估結果為不合格；

（4）供水安全綜合評估得分SWES由WG、SQ、MS的單項得分加權計算后得到，最終后孟營水源地供水安全綜合評估分值為21.7分，評估結果為不合格。

計算結果如表5所示。

表5 后孟營水源地供水安全評估指標結果表

3 問題與成因分析

3.1 水質問題及成因分析

后孟營水源地水質問題突出，各時段水質均不達標，主要污染物質為氨氮、錳，個別月份硝酸鹽存在超標現象。從全年水質評價結果來看，錳含量超標3.1倍，氨氮超標2.0倍，其中錳含量超標是水源地環境背景值較高造成的。綜合考慮水源地防污性能評價結果，得出農田化肥及農藥是造成氨氮等項目超標的主要污染源。

3.2 環境管理問題及成因分析

（1）提高監管力度。缺乏專門機構對水源保護進行管理，建議設立常設機構管理水源地運行防護工作。

（2）治理農村污染仍面臨巨大的挑戰。盡管政府在治理農村污染方面做了大量的工作，但農村環境污染問題始終沒有得到根本的解決，農村生活污水，農藥、化肥的使用都會對水源地的保護造成威脅。

（3）宣傳力度仍需加強。群眾對于水源保護意識較為薄弱，由于受人力、資金條件限制，目前尚未進行有效的環保宣傳，使得水源地的保護工作舉步維艱。