城市備用水源地選擇與保護(hù)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(dāng)前，隨著城市化的快速發(fā)展，城市供水成為城鎮(zhèn)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(shè)城市備用水源地，一旦主水源地發(fā)生應(yīng)急事件，需要緊急啟動(dòng)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(nèi)許多學(xué)者的廣泛關(guān)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(jìn)行主要的考量指標(biāo)，而對于水源地的環(huán)境影響指標(biāo)考慮的較少。從2010年以后，有學(xué)者結(jié)合壓力-狀態(tài)-響應(yīng)機(jī)制構(gòu)建城市水源地適宜評價(jià)指標(biāo)體系，從水量和環(huán)境的多個(gè)角度出發(fā)，對城市水源地的適應(yīng)性進(jìn)行評價(jià)[7- 9]，但是該評價(jià)體系在城市備用水源地的選擇應(yīng)用還較少，為此本文引入該適宜評價(jià)指標(biāo)體系，以遼寧南部某城市為研究實(shí)例，對該城市的備用水源地進(jìn)行科學(xué)選擇，并針對適宜性評價(jià)結(jié)果，對選擇的備用水源地的保護(hù)措施進(jìn)行相關(guān)研究。

2 適宜性評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

結(jié)合壓力-狀態(tài)-響應(yīng)機(jī)制構(gòu)建城市備用水源地的適宜性評價(jià)指標(biāo)體系，結(jié)合影響水源地的多個(gè)綜合因素，構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系，評價(jià)指標(biāo)體系見表1。

在指標(biāo)體系構(gòu)建的基礎(chǔ)上，需要對各因子的權(quán)重進(jìn)行設(shè)定，采用判斷矩陣來對各個(gè)因子的權(quán)重進(jìn)行設(shè)定，判斷矩陣的方程為：

表1 適宜性評價(jià)指標(biāo)體系

(1)

在各個(gè)因子權(quán)重設(shè)定的基礎(chǔ)上，需要對構(gòu)建的指標(biāo)體系進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，首先需要計(jì)算判斷矩陣的最大特征根值，計(jì)算方程為：

(2)

式中，λmax—最大特征根值；AW—準(zhǔn)則層判斷矩陣；w—因子的權(quán)重。

在計(jì)算最大特征根的基礎(chǔ)上，還需要對一致性指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算方程為:

(3)

式中，n—因子的個(gè)數(shù)。

在一致性指標(biāo)計(jì)算的基礎(chǔ)上，對一致性比值進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算方程為：

(4)

式中，RI—隨機(jī)的一致性指標(biāo)。

3 實(shí)例研究

3.1 區(qū)域概況

以遼寧南部某城市為研究實(shí)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(nèi)的地下水及外調(diào)水，日供水量均值約為2.9萬t，區(qū)域內(nèi)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(jìn)行適應(yīng)度評價(jià)，評價(jià)成果可以為該城市備用水源地的科學(xué)選擇提供科學(xué)依據(jù)。

3.2 適宜評價(jià)等級的劃分

在進(jìn)行備用水源地的適應(yīng)性評價(jià)時(shí)，需要對評價(jià)的等級進(jìn)行劃分，等級劃分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 適宜評價(jià)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

3.3 準(zhǔn)則層及指標(biāo)各因子權(quán)重的確定

在等級劃分的基礎(chǔ)上，首先結(jié)合研究區(qū)域各因子確定適宜性評價(jià)體系中準(zhǔn)則層和指標(biāo)層因子權(quán)重的確定，各因子權(quán)重確定結(jié)果見表3—4。

表3 準(zhǔn)則層因子權(quán)重的確定

表4 指標(biāo)層因子權(quán)重的確定(1)

表4 指標(biāo)層因子權(quán)重的確定(2)

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

從表4中可以看出，在核心篩選因子中水環(huán)境因子的權(quán)重最大，在備用水源地選擇時(shí)，區(qū)域內(nèi)污染排放程度是考量水環(huán)境因子的重要指標(biāo);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(qū)域正常供水的一個(gè)重要指標(biāo)。在輔助篩選因子中，城市供水規(guī)劃因子的權(quán)重較大，備用水源地的選擇需要重點(diǎn)考慮城市供水規(guī)劃因子，其次是城市發(fā)展協(xié)調(diào)因子，在區(qū)域城市規(guī)劃中，備用水源地的發(fā)展需要同城市的規(guī)劃進(jìn)行協(xié)調(diào)。

3.4 一致性檢驗(yàn)結(jié)果

在各個(gè)層級因子權(quán)重確定的基礎(chǔ)上，需要對各個(gè)因子進(jìn)行一致性指標(biāo)檢驗(yàn)，指標(biāo)檢驗(yàn)的結(jié)果見表5。

表5 因子一致性指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果

因子一致性指標(biāo)檢驗(yàn)決定評價(jià)指標(biāo)體系的合理性，從各個(gè)判斷矩陣的一致性指標(biāo)檢驗(yàn)可以看出，各個(gè)因子的一致性檢驗(yàn)指標(biāo)均通過一致性檢驗(yàn)，構(gòu)建的適宜評價(jià)指標(biāo)體系較為合理。

3.5 適應(yīng)性評價(jià)結(jié)果

在適宜評價(jià)指標(biāo)體系一致性檢驗(yàn)后，對各備用水源地控制單元的適宜性進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)結(jié)果見表6。

表6 備用水源地適宜性評價(jià)結(jié)果

注：GCI為綜合評價(jià)指數(shù)。

綜合評價(jià)指數(shù)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(jià)結(jié)果可看出，⑦單元備用水源地控制單元的綜合評價(jià)指數(shù)最高，⑦單元備用水源的水環(huán)境及水量在各個(gè)控制單元中均最高，其次供水規(guī)劃和城市協(xié)調(diào)規(guī)劃中的權(quán)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(jià)指數(shù)最高，其次是⑥單元備用水源地控制單元，這個(gè)控制單元在水量和水環(huán)境因子上權(quán)重低于⑦單元備用水源，因此其綜合評價(jià)指數(shù)略低。

3.6 水源保護(hù)措施

(1)加快備用水源地水環(huán)境保護(hù)的立法措施的制定。通過完善水源地環(huán)境保護(hù)法來加強(qiáng)水源地的環(huán)境保護(hù)，明確備用水源地在保護(hù)期間的重要地位。在備用水源地的范圍內(nèi)不能有重工業(yè)污水排放，通過制定污染排放限制標(biāo)準(zhǔn)劃定水源地的水環(huán)境保護(hù)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(huì)監(jiān)督備用水源地的水環(huán)境等信息；建立不同的規(guī)章制度，有效地保護(hù)備用水源地的水環(huán)境質(zhì)量；加大社會(huì)宣傳力度，建立備用水源地水質(zhì)公開信息監(jiān)測機(jī)制，及時(shí)向社會(huì)公開水源地的水環(huán)境監(jiān)測信息，讓社會(huì)公眾參與備用水源地的水環(huán)境保護(hù)工作。

(3)構(gòu)建備用水源地應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，搭建應(yīng)急監(jiān)測體系。對備用水源地的水環(huán)境進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測，在水源地的取水位置設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測站，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測，制定應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，保障用水安全。建立環(huán)境影響企業(yè)的名單，制定有效的急響應(yīng)方案。

4 結(jié)語

(1)綜合評價(jià)指數(shù)GCI實(shí)現(xiàn)了備用水源地選擇的科學(xué)性，綜合評價(jià)指數(shù)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(guān)系，在備用水源地選擇方案上具有很好的實(shí)用性。

(2)在因子權(quán)重上還未能實(shí)現(xiàn)客觀設(shè)定，主要還是經(jīng)驗(yàn)權(quán)重的設(shè)定，在以后的研究中需要進(jìn)行權(quán)重計(jì)算的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)備用水源地選擇的客觀性。