農(nóng)村集中式飲用水源地劃定技術(shù)方法
——以紅旗水庫為例

戴春皓， 田 川， 秦普豐， 何佳妮， 彭 慧

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南長沙 410106；2.長沙皓龍環(huán)?？萍加邢薰?，湖南長沙 410106)

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農(nóng)村集中式飲用水源地劃定技術(shù)方法
——以紅旗水庫為例

戴春皓1， 田 川2， 秦普豐1， 何佳妮2， 彭 慧1

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南長沙 410106；2.長沙皓龍環(huán)?？萍加邢薰?，湖南長沙 410106)

以湖南省常德市紅旗水庫為例，依據(jù)《飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 338-2007)，通過監(jiān)測和評價的方法對農(nóng)村地區(qū)集中式飲用水源地的劃定方法進行研究。

飲用水源地保護；劃定；單因子評價

飲用水水質(zhì)與人體健康密切相關(guān)，飲用水源地的環(huán)境保護與管理受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注[1]，而劃定飲用水源保護區(qū)，是確保飲用水長期保質(zhì)供給的有效手段。飲用水水源保護區(qū)是指國家為防止水源地污染、保障水源地環(huán)境質(zhì)量而劃定并要求加以特殊保護的一定面積的水域和陸域[2]。2007年國家環(huán)境保護總局發(fā)布國家環(huán)境保護標準《飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 338-2007)[3]，標志著我國飲用水水源保護區(qū)的劃分有標準可依據(jù)，也說明了國家對人民飲用水安全問題的重視程度進一步提高。

1 水源地基礎(chǔ)環(huán)境狀況

紅旗水庫位于常德市太陽山東麓的柳葉湖旅游度假區(qū)白鶴山鄉(xiāng)境內(nèi)，距常德市區(qū)15 km，地理坐標110°44′40″ E，29°9′55″ N，屬沅水一級支流鄭家河水系(圖1)。紅旗水庫地處亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛，四季分明，無霜期長。紅旗水庫是白鶴山鄉(xiāng)重點的農(nóng)村飲用水源地，總面積約98.5 hm2，也是肖伍鋪村茶鹽老街的核心景觀。紅旗水庫灌區(qū)呈狹長型分布，總面積4 000 hm2，灌區(qū)包括白鶴山、大龍站、鎮(zhèn)德橋3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。水庫集雨面積7.12 km2，多年平均溫度16.7 ℃，多年平均降雨量1 165.3 mm，徑流系數(shù)0.55，年產(chǎn)水量639.27萬m3。

紅旗水庫始建于1958年，次年建成。2007年10月啟動了紅旗水庫除險加固工程，2008年12月全面完工，2009年9月由湖南省水利廳進行了水庫主體工程投入使用驗收。實施除險加固建設(shè)后的紅旗水庫，保護下游12個鄉(xiāng)村2.5萬人口及1 333.33 hm2農(nóng)田及東常、常岳高速、省道S306線，沖柳西撇同心河、鎮(zhèn)德橋集鎮(zhèn)與常德市城區(qū)等設(shè)施的安全，工程效益和防洪顯著增強。紅旗水庫按100年一遇洪水設(shè)計，1 000年一遇洪水校核。設(shè)計洪峰流量109.99 m3/s，校核洪峰流量153.92 m3/s，水庫總庫容1 230萬m3，正常庫容1 030萬m3，死庫容25萬m3。正常水位62.70 m，設(shè)計洪水位63.69 m，校核洪水位64.02 m，死水位51.50 m。水庫主要功能是以飲用、灌溉為主，結(jié)合防洪、養(yǎng)殖、供水、旅游等綜合利用的中型水利工程。庫區(qū)樞紐工程由大壩、溢洪道、灌溉輸水底涵等建筑物組成。

2 水源地資源與環(huán)境質(zhì)量評價

2.1 資源量評價

目前，紅旗水庫集中式生活飲用水水源地總服務(wù)人口30 000人，生活總?cè)∷繛? 100 m3/d，即149.65萬m3/a。根據(jù)水庫管理所提供資料，紅旗水庫歷年最枯庫容為580萬m3，正常庫容1 030萬m3，年平均降雨量為1 165.3 mm，多年平均產(chǎn)水量為639.27萬m3。綜合上述，水源地供水水量完全可以滿足區(qū)域生活用水的需求。

2.2 水質(zhì)評價

2.2.1 歷史常規(guī)監(jiān)測。從常德市水環(huán)境監(jiān)測站的常規(guī)監(jiān)測資料中，分別抽調(diào)紅旗水庫采樣點2014年8月和11月的監(jiān)測數(shù)據(jù)(表1和2)。由表1和2可知，2014年8月和11月水質(zhì)監(jiān)測指標均達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838-2002)Ⅱ類標準要求，符合水域功能及水環(huán)境質(zhì)量標準的要求，其中銅、鋅、鎘、鉛均低于檢出限，水溫無標準指數(shù)。

2.2.2 現(xiàn)狀監(jiān)測。于2015年5月對紅旗水庫擬劃定的一級水域保護區(qū)水環(huán)境進行了一期現(xiàn)狀監(jiān)測。由表3可知，2014年5月水質(zhì)監(jiān)測各項指標均達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838-2002)Ⅱ類標準要求，符合水域功能及水環(huán)境質(zhì)量標準的要求，其中錳低于檢出限，鐵、錳、葉綠素a、透明度無Ⅱ類標準限值比對。

2.2.3 富營養(yǎng)化評價。湖泊(水庫)富營養(yǎng)化狀況評價指標包括葉綠素a(chla)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)。利用2014年5月紅旗水庫現(xiàn)狀監(jiān)測數(shù)據(jù)與部分歷史常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)。采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法，對紅旗水庫營養(yǎng)化狀況進行評價。計算公式為：

采用0～100的一系列連續(xù)數(shù)字對湖泊營養(yǎng)狀態(tài)進行分級：TLI(∑)<30，貧營養(yǎng)；30≤TLI(∑)≤50，中營養(yǎng)；TLI(∑)>50，富營養(yǎng)；5070，重度富營養(yǎng)。在同一營養(yǎng)狀態(tài)下，指數(shù)值越高，其營養(yǎng)程度越重。通過計算，紅旗水庫營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TLI(chla)、TLI(TP)、TLI(TN)、TLI(SD)、TLI(CODMn)分別為12.26、7.50、6.70、10.18、6.38。綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TLI(∑)=43.02，屬于中營養(yǎng)，說明紅旗水庫營養(yǎng)化程度不高，未出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。綜上，紅旗水庫水源地水質(zhì)良好，各項水質(zhì)指標均能達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838-2002)中的Ⅱ類標準。紅旗水庫水質(zhì)屬于中營養(yǎng)，未出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。

表1 2014年8月水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù) mg/L

注：“ND”表示未檢出。

表2 2014年11月水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù) mg/L

注：“ND”表示未檢出。

表3 2015年5月水質(zhì)監(jiān)測指標與評價

注：“ND”表示未檢出。

3 水源保護區(qū)劃分

水源保護區(qū)劃分常用的方法有兩種，即經(jīng)驗法和水質(zhì)模型法。水質(zhì)模型法是利用水質(zhì)數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用流體力學(xué)的原理，以及水中污染物質(zhì)的質(zhì)量守恒，建立污染物質(zhì)在水體中的遷移擴散方程，研究污染物質(zhì)在水體中的稀釋、擴散、遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律，對污染物在水體中的對流擴散及沿程降解進行數(shù)值模擬，得到污染物的空間分布情況，根據(jù)空間分布情況，分析保護區(qū)水質(zhì)達標情況，該法多用于地下水、河流的飲用水水源保護區(qū)的劃分；經(jīng)驗法劃分是根據(jù)前人的工作經(jīng)驗和國家規(guī)定的水源地劃分原則，直接給定保護區(qū)范圍的一種方法，該法多用于湖、庫的飲用水水源保護區(qū)的劃分。鑒于農(nóng)村水環(huán)境的復(fù)雜多樣性，采取經(jīng)驗法并結(jié)合紅旗水庫環(huán)境特征、水質(zhì)標準和防護要求，根據(jù)《飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 338-2007)，確定紅旗水庫飲用水水源保護區(qū)劃分方案。

3.1 一級保護區(qū)水域范圍

水域面積0.09 km2。紅旗水庫為中型水庫，采用經(jīng)驗法劃分，其一級保護區(qū)水域范圍為取水口半徑300 m范圍內(nèi)的區(qū)域，水環(huán)境執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838-2002)Ⅱ類標準。紅旗水庫現(xiàn)有2個取水口，即取水口1(111°44′39.67″ E，29°9′43.34″ N)、取水口2(111°44′42.58″ E，29° 9′51.41″ N)，兩取水口相對距離約160 m，均位于水庫大壩附近，水位較深達10 m以上，取水口處水量充沛，足以保障區(qū)域用水需求。

3.2 一級保護區(qū)陸域范圍

陸域面積0.07 km2。取水口側(cè)正常水位線以上200 m范圍內(nèi)的陸域。一級保護區(qū)邊界均位于白鶴山鄉(xiāng)肖伍鋪村(東南側(cè))境內(nèi)。

3.3 二級保護區(qū)水域范圍

水域面積0.65 km2。一級保護區(qū)邊界外的所有水域面積，同時，二級保護區(qū)水域范圍的水環(huán)境執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838-2002)Ⅲ類標準。

3.4 二級保護區(qū)陸域范圍

陸域面積6.54 km2。紅旗水庫屬山區(qū)型中型水庫，其二級保護區(qū)陸域范圍為紅旗水庫周邊山脊線以內(nèi)(一級保護區(qū)以外)區(qū)域。二級保護區(qū)邊界為白鶴山鄉(xiāng)肖伍鋪村(東南側(cè))、梁山村(北側(cè))、鄭家河村(南側(cè))、常德市林場(西側(cè))。

紅旗水庫飲用水水源保護區(qū)總面積7.35 km2，一級保護區(qū)面積為0.16 km2，二級保護區(qū)面積為7.19 km2。其中，一級保護區(qū)內(nèi)有耕地(農(nóng)田)0.03 km2、果園0.01 km2、林地0.02 km2、建設(shè)用地0.01 km2、其他用地0.01 km2；二級保護區(qū)內(nèi)有耕地1.48 km2、林地4.14 km2、果園0.30 km2、建設(shè)用地0.51 km2、其他用地0.11 km2。

4 結(jié)語

根據(jù)對紅旗水庫飲用水水源保護區(qū)的劃分，在農(nóng)村地區(qū)進行飲用水水源保護區(qū)劃分的過程中應(yīng)注意以下幾個方面：

(1)劃分中時刻要以《飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 338-2007)為基本依據(jù)，不可人為地違反相關(guān)的規(guī)定，但是又要開辟新的路徑尋求更好的劃分方案。

(2)當水庫的現(xiàn)狀水質(zhì)較好時，在保證可獲得標準的取水水質(zhì)的前提下，可以適當縮小保護區(qū)范圍；相反情況下，可以適當擴大保護區(qū)的范圍。

(3)當無法定奪劃分方案時，要考慮計算技術(shù)規(guī)范中的所有方法，最終根據(jù)水質(zhì)狀況、經(jīng)濟發(fā)展狀況、保護區(qū)的建設(shè)費用等綜合判斷各個劃分方案的合理性。

(4)在劃分的過程中，應(yīng)當充分考慮到今后的管理和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的需要，在保證取水水質(zhì)的前提下，保護區(qū)范圍不應(yīng)過大。

[1] 金相燦.中國湖泊環(huán)境[M].北京:海洋出版社,1995：1-12.

[2] 楊梅, 高良敏.河流型飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)方法研究：以淮河淮南段某水廠為例[J].環(huán)?？萍?2015(2):24-27.

[3] 國家環(huán)境保護總局.飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范:HJ/ T338-2007[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2007.

[4] 王洪前, 楊會改, 王斌. 大型河流飲用水水源保護區(qū)劃分方法研究：以長江宜賓段為例[J].綠色科技,2015(4):241-243.

[5] 張曉燕, 苗文革, 李鵬飛.淺議劃分飲用水水源地的方法[J].內(nèi)蒙古水利, 2012(5)：106-107.

[6] 李云禎，趙希錦，佟洪金.基于二維水質(zhì)模型的飲用水水源保護區(qū)劃分[J].水資源與水工程學(xué)報, 2013, 24(1):181-184.

Technical Methods for the Delineation of Rural Centralized Drinking Water Sources——Taking Hongqi Reservoir as an Example

DAI Chun-hao1, TIAN Chuan2, QIN Pu-feng1et al

(1. School of Resource and Environment, Hunan Agricultural Universitym, Changsha, Hunan 410106; 2. Changsha Haolong Environmental Protection Technology Co., Ltd., Changsha, Hunan 410106)

Taking Hongqi Reservoir in Changde City, Hunan Province as an example, according toTechnicalGuidelineforDelineatingSourceWaterProtectionAreas(HJ/T 338-2007), the delimiting method for rural centralized drinking water sources was studied by monitoring and evaluation.

Drinking water source protection; Delineation; Single-factor assessment

戴春皓(1982- )，女，黑龍江北安人，講師，博士，從事污染控制工程研究。

2015-11-23

S 273

A

0517-6611(2015)35-093-03