湖庫(kù)型飲用水水源地保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)研究

張軍鋒，張建永，楊玉霞，徐曉琳，葛 雷

（1．黃河水資源保護(hù)科學(xué)研究所，河南鄭州 450004;2．水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120）

湖庫(kù)型水源地是我國(guó)城市飲用水的主要水源之一，根據(jù)全國(guó)4 555個(gè)城市集中式飲用水水源地調(diào)查［1］：湖庫(kù)型水源地1 106個(gè)，占水源地總個(gè)數(shù)的24．3%;供水量 72．88 億 m3，占總供水量的 26．4%．以湖庫(kù)型水源地為主的有天津、浙江、吉林、安徽、甘肅、云南、貴州、江蘇、江西等?。ㄊ校覈?guó)大部分的湖庫(kù)型水源地沒(méi)有開(kāi)展水源保護(hù)區(qū)劃分工作，約有4．5%的湖庫(kù)型水源地呈現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)化．湖庫(kù)型水源地污染來(lái)源主要為大量廢污水直接或間接進(jìn)入湖庫(kù)，尤其是水源保護(hù)區(qū)內(nèi)的排污口尚未得到有效治理．因此，開(kāi)展湖庫(kù)型水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)的研究，規(guī)范我國(guó)飲用水水源保護(hù)區(qū)劃定工作，建立和完善飲用水水源地保護(hù)機(jī)制，對(duì)于湖庫(kù)型水源地的管理和保護(hù)、城市飲用水的安全保障均有重要意義．

1 水源保護(hù)區(qū)劃分現(xiàn)狀

1．1 國(guó)內(nèi)、外水源保護(hù)區(qū)劃分現(xiàn)狀

國(guó)外關(guān)于湖庫(kù)型水源保護(hù)區(qū)的劃分技術(shù)研究比較早，許多研究成果已在實(shí)踐中得到實(shí)施．例如，德國(guó)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐，探索出一系列保護(hù)飲用水水源地的規(guī)范、模型、政策與法規(guī)，建立了保護(hù)區(qū)的劃定原則與方法，相續(xù)出臺(tái)了《水庫(kù)水水源保護(hù)區(qū)條例》和《湖水水源保護(hù)區(qū)條例》［2］;法國(guó)1964年《水法》提出設(shè)立“特別水域管理區(qū)”，對(duì)該區(qū)中的水流狀況進(jìn)行嚴(yán)格管理;英國(guó)《污染控制法》還授權(quán)水管局為防止所轄水域遭受污染而劃定一定的區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)有權(quán)禁止或限制特定的行為［3］．

國(guó)內(nèi)飲用水水源保護(hù)區(qū)的劃分體系主要有3類(lèi)：一是將飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分為三級(jí)體系（一級(jí)保護(hù)區(qū)、二級(jí)保護(hù)區(qū)和準(zhǔn)保護(hù)區(qū)），例如陜西省和四川省等;二是將水源保護(hù)區(qū)劃分為兩級(jí)體系（一級(jí)保護(hù)區(qū)和二級(jí)保護(hù)區(qū)），例如重慶市和湖北省等;三是將水源保護(hù)區(qū)不分級(jí)，只劃分保護(hù)區(qū)，例如上海市．不同體系水源地保護(hù)區(qū)劃分方法也不一致，這不僅造成飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)上存在很大的差異，而且也給水源地的管理和保護(hù)帶來(lái)很多問(wèn)題．

目前，湖庫(kù)型飲用水源保護(hù)區(qū)劃分方法主要有經(jīng)驗(yàn)值法和數(shù)學(xué)模擬法．

1．2 經(jīng)驗(yàn)值法

經(jīng)驗(yàn)值法在我國(guó)飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分中應(yīng)用較為普遍，當(dāng)?shù)卣贫嬘盟幢Ｗo(hù)管理?xiàng)l例，并直接規(guī)定飲用水水源保護(hù)區(qū)的范圍．

1．2．1 水庫(kù)型水源地

1）一級(jí)保護(hù)區(qū)主要有3種劃分方法：第1種是以取水口為基點(diǎn)，取水口周?chē)欢ň嚯x的水域和陸域．主要適合大型水庫(kù)或山區(qū)水庫(kù)．第2種是以水庫(kù)某個(gè)設(shè)計(jì)水位（或等高線）為基線，其附近一定距離的水域和陸域．國(guó)內(nèi)多用正常水位、校核洪水位等作為基線．第3種是將水庫(kù)庫(kù)區(qū)全部劃為保護(hù)區(qū)，主要應(yīng)用于小型水庫(kù)或水功能單一的水庫(kù)．

2）二級(jí)保護(hù)區(qū)劃分方法．水域范圍：以取水口為基點(diǎn)，距基點(diǎn)一定距離內(nèi)（一級(jí)保護(hù)區(qū)以外）的水域．陸域范圍：第1種是以取水口為基點(diǎn)，周?chē)欢ň嚯x（一級(jí)保護(hù)區(qū)以外）內(nèi)的區(qū)域;第2種是以水庫(kù)設(shè)計(jì)水位線為基線，周?chē)欢ň嚯x（一級(jí)保護(hù)區(qū)以外）以?xún)?nèi)的區(qū)域．國(guó)內(nèi)多以正常水位、校核洪水位為基線，延伸距離為200～5 000 m;第3種是水庫(kù)匯流區(qū)或分水嶺脊線以下（一級(jí)保護(hù)區(qū)以外）的區(qū)域．

3）三級(jí)保護(hù)區(qū)（或準(zhǔn)保護(hù)區(qū)）劃分方法．水域范圍：以取水口為基點(diǎn)，距基點(diǎn)一定距離內(nèi)（二級(jí)保護(hù)區(qū)以外）的區(qū)域．陸域范圍：第1種是整個(gè)水庫(kù)匯流區(qū)域（二級(jí)保護(hù)區(qū)以外）;第2種是沿二級(jí)保護(hù)區(qū)邊界外延一定距離的區(qū)域．

1．2．2 湖泊型水源地

1）一級(jí)保護(hù)區(qū)劃分方法．水域范圍：第1種是將整個(gè)湖泊水域劃為保護(hù)區(qū)，如太湖;第2種是以取水口為中心，周?chē)欢ň嚯x的水域，如紅楓湖、百花湖、桂家湖等．陸域范圍：第1種是在一級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)不設(shè)置陸域保護(hù)區(qū)，例如紅楓湖、百花湖、桂家湖等;第2種是沿湖岸外延一定距離的陸域．入湖河流范圍：入湖河流上溯一定距離以及沿岸兩側(cè)一定范圍的陸域．

2）二級(jí)保護(hù)區(qū)劃分方法．水域范圍：第1種是取水口周?chē)ㄒ患?jí)保護(hù)區(qū)以外）的水域;第2種是把整個(gè)湖泊水體都劃為一級(jí)保護(hù)區(qū)，二級(jí)保護(hù)區(qū)只考慮入湖河流等水域，把入湖河流上溯一定距離的水域劃為二級(jí)保護(hù)區(qū)．陸域范圍：第1種是沿湖岸線以外一定距離的陸域（不包括一級(jí)保護(hù)區(qū)），如太湖和白洋淀等;第2種是取水口周?chē)欢ň嚯x（一級(jí)保護(hù)區(qū)以外）的陸域．

3）三級(jí)保護(hù)區(qū)（或準(zhǔn)保護(hù)區(qū)）劃分方法．入湖河流（二級(jí)保護(hù)區(qū)以外）的流域和湖泊（除二級(jí)保護(hù)區(qū)以外）的匯流區(qū)．

1．3 數(shù)學(xué)模擬法

數(shù)學(xué)模擬法是根據(jù)研究水源地的水文、地質(zhì)、污染等條件，對(duì)其建立數(shù)學(xué)模型，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按照不同保護(hù)區(qū)水質(zhì)要求確定各級(jí)保護(hù)區(qū)的范圍．近年來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者陸續(xù)開(kāi)展了湖庫(kù)型水源保護(hù)區(qū)的研究，如尚銀生等［4］結(jié)合水環(huán)境特點(diǎn)，利用污染物自?xún)艟嚯x法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法確定水庫(kù)水源保護(hù)區(qū)范圍．周東風(fēng)等［5］應(yīng)用 WASP5水質(zhì)模型對(duì)水庫(kù)水源保護(hù)區(qū)進(jìn)行劃分．

2 劃分體系

飲用水源保護(hù)區(qū)基本任務(wù)就是保護(hù)水源和水質(zhì)，但其范圍內(nèi)的所有地段并非均具有同樣的功能，在實(shí)際規(guī)劃中，還應(yīng)根據(jù)不同地段的性質(zhì)基于水資源的關(guān)系，將保護(hù)區(qū)空間進(jìn)行功能區(qū)的劃分．在實(shí)踐中，飲用水水源保護(hù)區(qū)范圍不能太大，否則會(huì)與當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)、生活發(fā)生眾多矛盾，難以實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)．但如果規(guī)劃太小了，則達(dá)不到控制污染、保護(hù)水源的目的．借鑒自然資源等有關(guān)區(qū)劃工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中國(guó)水功能區(qū)劃，從防止直接污染因素和防止間接污染因素出發(fā)，基于保護(hù)區(qū)的保護(hù)對(duì)象和任務(wù)，構(gòu)建飲用水水源保護(hù)區(qū)二級(jí)體系：保護(hù)區(qū)和準(zhǔn)保護(hù)區(qū)．

1）飲用水水源保護(hù)區(qū)．飲用水水源保護(hù)區(qū)是國(guó)家為保護(hù)水源潔凈而劃定的加以特殊保護(hù)、防止污染和破壞的一定區(qū)域．飲用水水源保護(hù)區(qū)可分為地表水源保護(hù)區(qū)和地下水源保護(hù)區(qū)．按照不同的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和防護(hù)要求，飲用水水源保護(hù)區(qū)可分為保護(hù)區(qū)和準(zhǔn)保護(hù)區(qū)．

2）保護(hù)區(qū)．在飲用水取水點(diǎn)附近劃定一定范圍的水域和陸域作為水源保護(hù)區(qū)．保護(hù)區(qū)范圍的界定是防止和抵御對(duì)水源供水產(chǎn)生直接和顯著不良影響因素的破壞．主要保護(hù)飲用水水源和飲用水體兩部分．

3）準(zhǔn)保護(hù)區(qū)．在飲用水源保護(hù)區(qū)外劃定一定范圍的水域和陸域作為飲用水水源準(zhǔn)保護(hù)區(qū)．準(zhǔn)保護(hù)區(qū)范圍的界定是防止和預(yù)防對(duì)水源供水產(chǎn)生間接和潛在不良影響的各種因素的干擾和破壞．準(zhǔn)保護(hù)區(qū)作為保護(hù)區(qū)外圍地帶的緩沖區(qū)，在此范圍內(nèi)應(yīng)對(duì)人為活動(dòng)的方式、活動(dòng)強(qiáng)度與頻度進(jìn)行控制，對(duì)新建或改擴(kuò)建項(xiàng)目進(jìn)行限制或禁止，從而保證保護(hù)區(qū)水源水質(zhì)的達(dá)標(biāo)．

3 湖庫(kù)型劃分技術(shù)

利用經(jīng)驗(yàn)值法劃定水源保護(hù)區(qū)，制定簡(jiǎn)單、操作方便，但也因缺乏相應(yīng)的理論依據(jù)，人為因素較大，所劃保護(hù)區(qū)往往需要實(shí)踐驗(yàn)證才能滿(mǎn)足水源地水質(zhì)保護(hù)的要求;利用數(shù)學(xué)模擬法進(jìn)行飲用水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)研究，具有較強(qiáng)的科學(xué)性，但實(shí)地操作較難，且涉及的參數(shù)較難得到．針對(duì)湖泊、水庫(kù)不同類(lèi)型飲用水水源地的特點(diǎn)，結(jié)合自然保護(hù)區(qū)和水功能區(qū)劃理論，綜合考慮水源地的類(lèi)型及取水規(guī)模，影響飲用水水源水質(zhì)、水量的各種因素等劃分飲用水水源保護(hù)區(qū)．

3．1 水庫(kù)型水源地

1）小型水庫(kù)．保護(hù)區(qū)：校核洪水位線以下的區(qū)域．小型水庫(kù)水源地原則上不設(shè)準(zhǔn)保護(hù)區(qū)．

2）大中型平原區(qū)水庫(kù)．保護(hù)區(qū)：水庫(kù)庫(kù)區(qū)居民遷移線以下的區(qū)域（根據(jù)水庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)的移民安置規(guī)劃確定）．準(zhǔn)保護(hù)區(qū)：校核洪水位線以下（保護(hù)區(qū)外）的區(qū)域．

3）大中型山區(qū)水庫(kù)．保護(hù)區(qū)：水庫(kù)庫(kù)區(qū)居民遷移線以下的區(qū)域（根據(jù)水庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)的移民安置規(guī)劃確定）．準(zhǔn)保護(hù)區(qū)：水庫(kù)周邊山脊線以下（保護(hù)區(qū)外）的區(qū)域．

4）特大型水庫(kù)．①保護(hù)區(qū)范圍為水源地所在飲用水功能區(qū)對(duì)應(yīng)的范圍和其對(duì)應(yīng)的湖岸外延1 km所包含的區(qū)域．準(zhǔn)保護(hù)區(qū)為保護(hù)區(qū)外延3～5 km以?xún)?nèi)（保護(hù)區(qū)外）的區(qū)域．②保護(hù)區(qū)及準(zhǔn)保護(hù)區(qū)陸域邊界不應(yīng)超過(guò)相應(yīng)山脊線．③未劃飲用水功能區(qū)的水庫(kù)可參照大中型水庫(kù)的劃分方法，對(duì)其保護(hù)區(qū)和準(zhǔn)保護(hù)區(qū)的范圍可適當(dāng)調(diào)整．

3．2 湖泊型水源地

1）小型湖泊．保護(hù)區(qū)的范圍為湖泊5年到10年一遇的最高蓄水位面積及外延1 km的區(qū)域．小型湖泊水源地原則上不設(shè)準(zhǔn)保護(hù)區(qū)．

2）大中型湖泊．保護(hù)區(qū)及準(zhǔn)保護(hù)區(qū)按照特大型水庫(kù)的劃分方法劃分．

4 劃分過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

在劃分水源保護(hù)區(qū)的過(guò)程中，還應(yīng)注意以下影響因素．

1）湖庫(kù)現(xiàn)狀水質(zhì)較好，在保證取水水質(zhì)的前提下可適當(dāng)縮小保護(hù)區(qū)范圍;若取水湖庫(kù)水質(zhì)相對(duì)較差或富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，范圍可適當(dāng)增大．

2）分析湖庫(kù)周?chē)盼蹱顩r及廢污水影響范圍，對(duì)取水口附近有排污且有明顯影響的，保護(hù)區(qū)范圍可適當(dāng)增大．

3）調(diào)查湖庫(kù)周邊水土流失、網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)、農(nóng)藥化肥施用、垃圾堆放等面源污染，面源污染影響較大的，保護(hù)區(qū)范圍可適當(dāng)增大．

4）大型或者特大型水源地（取水規(guī)模在10 m3/s以上）、供水人口20萬(wàn)以上的集中飲用水源地，或多取水口的飲用水水源地，保護(hù)區(qū)范圍可根據(jù)需要適當(dāng)增大．

5）考慮到今后的管理和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，在保證取水水質(zhì)的前提下，保護(hù)區(qū)范圍不應(yīng)過(guò)大．

6）河道型湖庫(kù)在保證取水口水質(zhì)目標(biāo)的前提下，保護(hù)區(qū)水域范圍可以適當(dāng)縮?。?/p>

7）平原區(qū)水庫(kù)保護(hù)區(qū)范圍可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)縮小．

8）以取水口為對(duì)象劃分保護(hù)區(qū)時(shí)，要考慮岸邊取水和湖心取水的區(qū)別．湖心取水可以取水口為圓心，以一定距離為半徑的圓形水域劃分保護(hù)區(qū)，陸域范圍可適當(dāng)縮?。?/p>

9）在對(duì)保護(hù)區(qū)各種因素分析的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)保護(hù)區(qū)還應(yīng)重點(diǎn)考慮對(duì)湖庫(kù)水源形成潛在影響的各種因素．如富營(yíng)養(yǎng)化、水源涵養(yǎng)、水土流失面源、入湖庫(kù)河流等．

［1］水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院．全國(guó)城市飲用水水源地安全保障規(guī)劃［R］．北京：水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，2006．

［2］李建新．德國(guó)飲用水水源保護(hù)區(qū)的建立與保護(hù)［J］．地理科學(xué)進(jìn)展，1998，17（4）：88 －97．

［3］李建新，唐登銀．生活飲用水地下水源保護(hù)區(qū)的劃定方法——英國(guó)的經(jīng)驗(yàn)值法與實(shí)例［J］．地理科學(xué)進(jìn)展，1999，18（2）：153 －157．

［4］尚銀生，吳有志，宋尚孝．水庫(kù)水源保護(hù)區(qū)劃分方法初探［J］．山西水利科技，1999（1）：44－46．

［5］周東風(fēng)，楊金海．應(yīng)用WASP5水質(zhì)模型劃分水庫(kù)水源保護(hù)區(qū)［J］．山西水利科技，1998（4）：84．