湖泊型飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分
——以黑龍江省雞西市、七臺河市供水工程為例

楊 微，袁景明

(松遼水利委員會水利工程建設(shè)管理站，吉林 長春 130012)

飲用水安全不僅關(guān)系著人民群眾的身體健康，而且與國家經(jīng)濟(jì)文化等方面可持續(xù)發(fā)展有著密切的關(guān)系。為保證飲用水安全，滿足人民群眾對飲用水的要求，確保人民群眾身體健康和當(dāng)?shù)乜沙掷m(xù)發(fā)展，水源安全作為飲水安全的前提和基礎(chǔ)就顯得格外重要。本文采用類比經(jīng)驗(yàn)法對黑龍江省雞西市、七臺河市供水工程飲用水水源地保護(hù)區(qū)進(jìn)行劃分，以便更有效的保護(hù)飲用水水源，保證當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷娘嬘盟踩徒?jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。

1 水源地基本概況

黑龍江省雞西市、七臺河市均位于黑龍江省東部，其供水工程飲用水水源為興凱湖。距離興凱湖的距離分別是35 km和130 km。興凱湖是一座集防洪蓄水排澇、灌溉及旅游等多功能的天然水體。興凱湖集水面積38 618 km2，正常湖面面積4010 km2，其中中國側(cè)面積1080 km2。興凱湖總蓄水量約為175×108m3[1-2]。興凱湖來水主要包括兩個(gè)方面：其一是小興凱湖和東北泡子來水，包括穆棱河干流湖北閘斷面以上天然來水和湖北閘—“小湖泡”區(qū)間徑流。其二是興凱湖自身來水，主要包括興凱湖入湖河道匯流和湖面降水。

2 飲用水水質(zhì)分析

根據(jù)雞西市環(huán)保局對雞西市、七臺河市供水工程取水口的監(jiān)測數(shù)據(jù)，該水源地水質(zhì)指標(biāo)除化學(xué)需氧量、總磷和總氮3項(xiàng)指標(biāo)超過標(biāo)準(zhǔn)值以外，其他水質(zhì)評價(jià)指標(biāo)均低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3828—2002)中的Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)值[3]。2017年3項(xiàng)超標(biāo)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果如圖1～圖3所示。

圖1 取水口化學(xué)需氧量變化趨勢

圖2 取水口總磷變化趨勢

圖3 取水口總氮變化趨勢

根據(jù)圖1～圖3可以看出，該水源地化學(xué)需氧量和總磷一直處于超標(biāo)準(zhǔn)值的情況，而總氮在6月份前低于標(biāo)準(zhǔn)值，但在6月份以后超過標(biāo)準(zhǔn)值。三項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)的主要原因是興凱湖岸邊旅游商戶生活污水排放和興凱湖周圍大面積的農(nóng)田退水污染。

湖泊的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評價(jià)方法采用綜合營養(yǎng)指數(shù)法(THI)評價(jià)。采用0～100的一系列連續(xù)數(shù)字對湖泊營養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行分級，可分為五級：貧營養(yǎng)、中營養(yǎng)、輕度富營養(yǎng)、中度富營養(yǎng)和重度富營養(yǎng)[4]。水體營養(yǎng)化程度與水污染指數(shù)定性評價(jià)的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 湖泊營養(yǎng)狀態(tài)分級表

根據(jù)2017年1—8月對雞西、七臺河飲水工程取水口的監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用單個(gè)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算公式得到湖泊綜合營養(yǎng)指數(shù)。

單個(gè)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計(jì)算式(1)～式(5)如下：

THI(chl)=10×(2.5+1.086lnchl)

(1)

THI(TP)=10×(9.436+1.624lnTP)

(2)

THI(TN)=10×(5.453+1.694lnTN)

(3)

THI(SD)=10×(5.118-1.94lnSD)

(4)

THI(CODMn)=10×(0.109+2.661lnCODMn)

(5)

本水源地湖泊綜合營養(yǎng)指數(shù)計(jì)算公式(6)如下：

THI(Σ)=ΣWj·THI(j)

(6)

式中：THI(Σ)為綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；THI(j)為第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 水源地湖泊綜合營養(yǎng)指數(shù)計(jì)算結(jié)果

根據(jù)公式最終計(jì)算得到，本水源地湖泊綜合營養(yǎng)指數(shù)為19.53。營養(yǎng)程度為貧營養(yǎng)。滿足《集中式飲用水水源地規(guī)范化建設(shè)環(huán)境保護(hù)技術(shù)要求》(HL 773—2015)中湖泊、水庫型水源THI值不大于60的要求[5]。

3 飲用水保護(hù)區(qū)劃分

根據(jù)《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(HJ 338—2018)中對飲用水保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)要求外，又結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢?、水文氣象、地質(zhì)構(gòu)造、水動力學(xué)特征、水污染類型、污染源分布及其特征、排水區(qū)分布和水量需求等因素對黑龍江省雞西市、七臺河市供水工程飲用水水源保護(hù)區(qū)進(jìn)行劃分[6]。根據(jù)水源地實(shí)際情況，此次劃分只劃分了一級保護(hù)區(qū)和二級保護(hù)區(qū)，暫不設(shè)準(zhǔn)保護(hù)區(qū)。本次劃定的飲用水水源保護(hù)區(qū)總面積為42.543 km2，其中一級保護(hù)區(qū)總面積為2.745 km2，二級保護(hù)區(qū)總面積為39.798 km2。具體劃分結(jié)果如表3所示。

表3 黑龍江省雞西市、七臺河市供水工程飲用水保護(hù)區(qū)劃分結(jié)果 km2

4 飲用水水源地污染情況及防治措施

4.1 工業(yè)企業(yè)等主要排放口污染

由于興凱湖位于黑龍江興凱湖國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，境內(nèi)無工業(yè)企業(yè)排放口。

4.2 居民生活污染

居民生活污染主要來自興凱湖岸邊旅游商戶的直接生活污染以及當(dāng)壁鎮(zhèn)、蓮花三組、臨湖村、沿湖村及長林子一組等21個(gè)居民區(qū)的間接生活污染。

參照《全國第一次污染源普查生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》，通過初步計(jì)算得到興凱湖岸邊居民生活點(diǎn)和岸邊旅游商戶生活污染物COD、氨氮、總氮、總磷產(chǎn)生量分別約為1.58 t/a、0.19 t/a、0.28 t/a、和0.02 t/a以及生活垃圾產(chǎn)生量約為16.80 t/a。

4.3 農(nóng)業(yè)種植污染

飲用水源調(diào)查區(qū)域內(nèi)主要農(nóng)業(yè)中直污染集中在興凱湖北側(cè)沿岸，興凱湖是周邊農(nóng)田退水承泄區(qū)。包括興凱湖農(nóng)場、856農(nóng)場、857農(nóng)場等共計(jì)耕種面積約6 km2。參照《全國第一次污染源普查 農(nóng)業(yè)污染源，肥料流失參數(shù)手冊》[7]，計(jì)算可得，調(diào)查區(qū)域每年總氮流失量為0.162 t/a、總磷的流失量為0.054 t/a。

通過水源地保護(hù)區(qū)劃分結(jié)果，黑龍江省雞西市、七臺河市供水工程飲用水水源地陸域一級保護(hù)區(qū)有旅游商戶產(chǎn)生的生活污染源。二級保護(hù)區(qū)內(nèi)有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施用的農(nóng)藥和化肥以及個(gè)村鎮(zhèn)的生活污染，是水源地的主要污染來源。

針對以上問題，建議一級保護(hù)區(qū)內(nèi)的旅游商戶搬遷，對原址進(jìn)行平整土地和植樹綠化；二級保護(hù)區(qū)對區(qū)內(nèi)居民生活污染源采取垃圾分類處理方式，送至保護(hù)區(qū)外進(jìn)行衛(wèi)生填埋或堆肥處理；對農(nóng)業(yè)面源污染采取耕地測土配方、精準(zhǔn)施肥。

5 結(jié)論與展望

黑龍江省雞西市、七臺河市供水工程水源地為興凱湖，為湖泊型水源地。興凱湖在水量、水質(zhì)方面滿足飲用水水源的要求。根據(jù)興凱湖的水質(zhì)情況以及污染現(xiàn)狀對飲用水水源地保護(hù)區(qū)進(jìn)行劃分，一級保護(hù)區(qū)總面積為2.745 km2，二級保護(hù)區(qū)總面積為39.798 km2。根據(jù)實(shí)際情況，對保護(hù)區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的居民生活污染源和農(nóng)業(yè)面源污染提出了污染防治措施。

本文采用的保護(hù)區(qū)劃分方法是類比經(jīng)驗(yàn)法。雖然類比經(jīng)驗(yàn)法在我國飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分中具有操作簡單的優(yōu)點(diǎn)，但存在受人為因素影響較大、缺乏理論依據(jù)等缺點(diǎn)，對保護(hù)區(qū)劃分結(jié)果存在影響。近些年，GIS輔助技術(shù)、應(yīng)急響應(yīng)法和數(shù)值模擬法等劃分方法逐漸發(fā)展成熟。各種保護(hù)區(qū)劃分方法存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)該根據(jù)水源地的特點(diǎn)因地制宜，靈活的采用一種或多種劃分方法，并對劃分的結(jié)果進(jìn)行分析和比較，形成一個(gè)科學(xué)合理的劃分結(jié)果。