湖庫型飲用水水源地安全評(píng)價(jià)新方法探索

李雙雙，杜 強(qiáng)，杜 霞，2，李國強(qiáng)，諸葛亦斯，聶 睿

（1.中國水利水電科學(xué)研究院，北京 100038；2.流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100038）

研究背景

近20年來國家高度重視飲用水水源地環(huán)境保護(hù)工作，頒布了一系列法律法規(guī)，投入了大量人力物力，經(jīng)過多年的努力，我國城鎮(zhèn)基本實(shí)現(xiàn)了公共供水全覆蓋，市政供水普及率達(dá)到98.8%［1］，農(nóng)村地區(qū)飲用水也實(shí)現(xiàn)了全面覆蓋，3 億農(nóng)村居民喝上了放心水［2］；且我國絕大部分地區(qū)供水結(jié)構(gòu)為多水源聯(lián)合供水，重要城市還建立了備用水源地，水量可滿足人們生活和社會(huì)發(fā)展的用水需求。

在水量基本能夠滿足供水需求的前提下，水源地安全概念和方法體系中考慮了水量安全，但以水質(zhì)安全為重點(diǎn)。那么，在水量基本能夠滿足供水需求的新形勢(shì)下，探討水源地安全的新內(nèi)涵，構(gòu)建水源地安全評(píng)價(jià)的技術(shù)方法體系，儼然成為飲用水水源地保護(hù)領(lǐng)域亟待解決的問題。

然而，飲用水水源地安全迄今沒有公認(rèn)的統(tǒng)一的定義。國內(nèi)針對(duì)飲用水水源地安全的定義，不同學(xué)者提出了不同的觀點(diǎn)。衣強(qiáng)［3］認(rèn)為，飲用水水源地安全是綜合的安全，是水源地自身屬性，具體是指水源地的基本情況能夠持續(xù)地滿足人民群眾的生活以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展需要，進(jìn)而界定水源地安全應(yīng)包括水質(zhì)安全、水量安全、生態(tài)安全和工程安全4 個(gè)方面。朱黨生［4］將城市飲用水水源地安全定義為：水量保證率和水質(zhì)合格率滿足規(guī)定的指標(biāo)，且具有應(yīng)急和備用供水能力，進(jìn)而界定城市水源地安全應(yīng)包括水質(zhì)安全、水量安全、風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)急能力3個(gè)方面。水利部水資源司頒布了全國重要飲用水水源地安全保障評(píng)估指南（試行），提出了飲用水水源地安全保障的內(nèi)涵：為使水源地能持續(xù)滿足一定供水保障率的水量和滿足一定水質(zhì)要求而采取的工程建設(shè)、環(huán)境保護(hù)、水量水質(zhì)監(jiān)控及相關(guān)管理的保障措施的統(tǒng)稱。

國外沒有明確針對(duì)飲用水水源地安全的研究，而主要集中在水質(zhì)評(píng)價(jià)方面，不同國家選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法具有不同的特點(diǎn)，美國等發(fā)達(dá)國家人均水資源占有量較高，在飲用水水源地評(píng)價(jià)過程中不考慮水量安全狀況，水質(zhì)安全才是水源地評(píng)價(jià)和保護(hù)工作的核心。以美國為例，美國在水質(zhì)評(píng)價(jià)方法中通過專家評(píng)議法，確定了11 項(xiàng)污染因子，依據(jù)美國國家衛(wèi)生基金會(huì)水質(zhì)指數(shù)法（NSFWQI）得到水源地的水質(zhì)狀況。

因此，本文以湖庫型飲用水水源地為研究對(duì)象，綜合考慮了水源地水量、水質(zhì)、水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)和管理4 方面，提出了飲用水水源地安全的定義，并參照發(fā)達(dá)國家飲用水水源地保護(hù)工作，構(gòu)建了湖庫型飲用水水源地安全評(píng)價(jià)方法體系。

1 概念和內(nèi)涵

飲用水水源地是指為城鎮(zhèn)居民生活及公共服務(wù)用水提供水源，且具有一定供水規(guī)模的水域及相關(guān)陸域，包括河流、湖泊、水庫等地表水和地下水。我國飲用水水源地類型包括地下水型、河流型、湖泊型和水庫型4 種，所占比例分別為16%、39%、1%和44%。湖庫型飲用水水源地是我國城鎮(zhèn)主要水源，是飲用水水源地保護(hù)工作的重點(diǎn)，其具有范圍廣，水體開放，水質(zhì)容易受到污染等特點(diǎn)。

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人們?cè)絹碓疥P(guān)注自身健康，其中對(duì)飲用水水源地水質(zhì)的要求愈加重視，由此，水質(zhì)達(dá)標(biāo)成為飲用水水源地安全的核心內(nèi)容。而且，我國水量在多水源的聯(lián)合調(diào)度下已基本能夠滿足供水需求，但為了保障水源地供水功能的持續(xù)性，水源地自身應(yīng)該具有一定的供水能力（即水量安全），由此，水量安全一直是飲用水水源地的重要前提。其次，近年來伴隨著人類生產(chǎn)活動(dòng)加劇，突發(fā)性水污染事件頻發(fā)，可能直接造成水源地的污染，可能嚴(yán)重威脅飲用水水源地供水功能，因此，水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)可控成為飲用水水源地安全的重要內(nèi)容。與此同時(shí)，2017年國家政府修訂了《中華人民共和國水污染防治法》自2018年1月1日起施行，其加強(qiáng)了對(duì)我國水資源的保護(hù)和管理，定期對(duì)全國湖庫型集中式飲用水水源地進(jìn)行專項(xiàng)檢查，因此，水源地規(guī)范管理是水源地安全的重要保障。

綜上所述，將湖庫型飲用水水源地安全定義為，在水量安全的前提下，水質(zhì)達(dá)標(biāo)、水源地管理規(guī)范和水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)可控，具體是指水源地的基本情況能夠持續(xù)地穩(wěn)定地滿足人民群眾的生活需要，且具備應(yīng)急供水能力，進(jìn)而界定水源地安全包括水量安全、水質(zhì)達(dá)標(biāo)、水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)可控和水源地管理規(guī)范4方面。

2 安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)湖庫型飲用水水源地安全的內(nèi)涵，以湖庫型飲用水水源地為研究對(duì)象，從水量、水質(zhì)、水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)、水源地管理4方面綜合評(píng)價(jià)其安全性。

經(jīng)綜合分析后確定各個(gè)準(zhǔn)則層相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)包括微生物指標(biāo)、感官狀況及一般化學(xué)指標(biāo)、有機(jī)物綜合指標(biāo)和毒理學(xué)指標(biāo)4 個(gè)指標(biāo)；水源地管理狀況包括保護(hù)區(qū)建設(shè)和保護(hù)區(qū)整治2 個(gè)指標(biāo)；風(fēng)險(xiǎn)防控包括污染團(tuán)到達(dá)取水口的時(shí)間和取水口處最大超標(biāo)倍數(shù)2 個(gè)指標(biāo)；水量安全狀況包括枯水年來水保證率和工程供水能力2個(gè)指標(biāo)。依據(jù)層次分析法的標(biāo)度法［5］，確定飲用水水源地安全評(píng)價(jià)方法中各準(zhǔn)則層各指標(biāo)層的權(quán)重。湖庫型飲用水水源地安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重值見表1。

表1 湖庫型飲用水水源地安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重值Tab.1 Safety evaluation index system and weight value of lake-reservoir-type drinking water source

3 安全評(píng)價(jià)方法

3.1 水量安全評(píng)價(jià)方法

衣強(qiáng)［3］提出，水量安全是指飲用水水源地具有一定的蓄水量，滿足可持續(xù)供水的要求，要實(shí)現(xiàn)供水安全，就必須提供充足的供水量，考慮了水源地的蓄水量和實(shí)際來水量與供水量比2個(gè)指標(biāo)；朱黨生［4］認(rèn)為水源地的水量狀況和供給能力可否滿足設(shè)計(jì)的供水要求，進(jìn)而判斷水量是否安全，考慮了工程供水能力、枯水年來水量保證率和地下水開采率3個(gè)指標(biāo)；全國重要飲用水水源地安全保障評(píng)估指南（試行）提出了水量安全包含了年度供水保證率、應(yīng)急備用水源地、水量調(diào)度管理和供水設(shè)施運(yùn)行4個(gè)指標(biāo)。在大尺度跨流域調(diào)水、多水源聯(lián)合供給、建立備用水源地等多種有效措施的幫助下，各地居民均可獲得一定量的生活用水。水量安全指的是水源地具有一定的供水能力。為了保障水資源和水源地的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)持續(xù)關(guān)注水源地水量狀況。因此，水量安全主要關(guān)注枯水年來水量保證率和工程供水能力2個(gè)指標(biāo)。湖庫型水源地水量安全評(píng)分值及評(píng)估方法見表2。

表2 湖庫型水源地水量安全評(píng)分值及評(píng)估方法Tab.2 Water safety scoring value and evaluation method of lake-reservoir-type drinking water source

采用插值法得出水量安全的具體評(píng)分值，具體以公式（1）計(jì)算。

式中：WS（Water Safety）為水量安全狀況評(píng)分值；WSk為水量安全狀況下限評(píng)分值；P為工程實(shí)際供水能力；Pk為k等級(jí)下限工程供水能力；Pk+1為k等級(jí)上限工程供水能力。計(jì)算時(shí)，先判斷枯水年來水量保證率和工程供水能力分別屬于哪種指標(biāo)等級(jí)，選取最大等級(jí)值，表示工程供水能力越差，再依據(jù)實(shí)際工程供水能力按照公式（1）計(jì)算水量安全狀況評(píng)分值WS。

3.2 水質(zhì)達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)方法

3.2.1 水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)

排除了不會(huì)對(duì)健康造成不利影響的22項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，最終考慮了87 項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，參照現(xiàn)行的飲用水標(biāo)準(zhǔn)以及水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［6-8］，將其分為微生物指標(biāo)、感官狀況及一般化學(xué)指標(biāo)、有機(jī)物綜合指標(biāo)和毒理學(xué)指標(biāo)4類，具體分類見表3。

表3 87項(xiàng)與人類健康息息相關(guān)的地表水飲用水水質(zhì)指標(biāo)Tab.3 87 surface water and drinking water quality indicators closely related to human health

3.2.2 改進(jìn)的水質(zhì)指數(shù)法

水質(zhì)達(dá)標(biāo)是指飲用水水源地水質(zhì)滿足國家頒布的相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一種狀態(tài)，飲用水水質(zhì)是否達(dá)標(biāo)需要開展水質(zhì)評(píng)價(jià)，而不同的評(píng)價(jià)方法可能給出不同的結(jié)果。根據(jù)我國現(xiàn)行的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002，飲用水水源地水質(zhì)評(píng)價(jià)應(yīng)采用單因子評(píng)價(jià)方法。單因子評(píng)價(jià)法簡單明了，可直接了解水質(zhì)狀況與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系，缺點(diǎn)是各評(píng)價(jià)參數(shù)之間互不聯(lián)系，不能全面反映湖庫水體水質(zhì)的綜合情況。且對(duì)于諸如總氮等具有我國普遍特點(diǎn)和背景性的指標(biāo)，顯得過于嚴(yán)格，使得大量水源地評(píng)價(jià)結(jié)果不達(dá)標(biāo)。而美國等發(fā)達(dá)國家在水質(zhì)評(píng)價(jià)方面更關(guān)注水源地水質(zhì)的綜合狀況，較多地采用水質(zhì)指數(shù)法［9-14］，水質(zhì)指數(shù)法是一種綜合評(píng)價(jià)水源地水質(zhì)的方法，主要思想是通過專家評(píng)議篩選出重要的水質(zhì)指標(biāo)，依據(jù)世界衛(wèi)生組織推薦的飲用水標(biāo)準(zhǔn)，由加權(quán)算數(shù)平均或乘法加權(quán)計(jì)算出水質(zhì)指數(shù)，用以表征水質(zhì)狀況值。本文在美國國家衛(wèi)生基金會(huì)水質(zhì)指數(shù)法（NSFWQI）基礎(chǔ)上，提出了基于我國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的改良的水質(zhì)指數(shù)法。

美國國家衛(wèi)生基金會(huì)水質(zhì)指數(shù)法僅考慮了主要的污染指標(biāo)，如化學(xué)需氧量、氨氮、總磷和總氮等，再綜合分析水質(zhì)情況。本文在美國國家衛(wèi)生基金會(huì)水質(zhì)指數(shù)法基礎(chǔ)上，提出了改進(jìn)的水質(zhì)指數(shù)法（Water Quality Safety Index，以下簡稱WQSI）。本文指數(shù)法中考慮我國常見的87 項(xiàng)指標(biāo)，將其分為微生物指標(biāo)、感官狀況及一般化學(xué)指標(biāo)、有機(jī)物綜合指標(biāo)和毒理學(xué)指標(biāo)4類，依次通過公式（4），計(jì)算WQI（Water Quality Safety Index）值，并依據(jù)公式（2）將水質(zhì)指數(shù)數(shù)值轉(zhuǎn)換成百分制。再通過公式（3）計(jì)算水源地的平均水質(zhì)安全指數(shù)值。計(jì)算公式如下：

式中：WQSI為水質(zhì)達(dá)標(biāo)狀況評(píng)價(jià)指數(shù)值，其值可用來評(píng)價(jià)飲用水源地水質(zhì)安全；WQSIave為平均的飲用水水源地水質(zhì)安全指數(shù)值，可表示該區(qū)域水質(zhì)安全的一個(gè)平均化水平；m為水源保護(hù)區(qū)內(nèi)水質(zhì)安全評(píng)價(jià)斷面的個(gè)數(shù)。

式中：WQI為水質(zhì)指數(shù)值；WQIk為不同水質(zhì)指標(biāo)層的水質(zhì)指數(shù)值，k=1，2，3，4表示不同類別的水質(zhì)指數(shù)值，即微生物指標(biāo)、感官狀況及一般化學(xué)指標(biāo)、有機(jī)物綜合指標(biāo)和毒理學(xué)指標(biāo)；Wk為不同水質(zhì)指標(biāo)層的權(quán)重值；nk為不同水質(zhì)指標(biāo)層的評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)；Ci為水質(zhì)指標(biāo)實(shí)測(cè)濃度，Si為地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002中水質(zhì)指標(biāo)的Ⅴ類作為限值。

改進(jìn)的水質(zhì)指數(shù)法對(duì)毒理學(xué)和有機(jī)綜合指標(biāo)較敏感，一旦毒理學(xué)指標(biāo)超標(biāo)，可直接將該飲用水水源地評(píng)價(jià)為重度污染，無需進(jìn)行水質(zhì)指數(shù)計(jì)算；一旦有機(jī)綜合指標(biāo)超標(biāo)，可直接將飲用水水源地定義為輕度污染；在毒理學(xué)指標(biāo)和有機(jī)綜合指標(biāo)均不超標(biāo)的前提下，再通過公式（2）至（4）計(jì)算水質(zhì)安全指數(shù)值。最終得到了飲用水水源地水質(zhì)評(píng)價(jià)級(jí)別的劃分結(jié)果見表4。

表4 飲用水水源地水質(zhì)評(píng)價(jià)級(jí)別的劃分Tab.4 Classification of water quality evaluation levels of drinking water sources

3.3 水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)防控能力評(píng)價(jià)

水源地水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)可控是指水源地任意水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)源在一定的應(yīng)急響應(yīng)措施下均不影響取水口水質(zhì)達(dá)標(biāo)狀況，水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)是否可控需要開展水源地水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)方法側(cè)重事發(fā)前的“事故風(fēng)險(xiǎn)”評(píng)價(jià)，目的在于從源頭上控制事故發(fā)生和減緩事故影響。國內(nèi)外對(duì)突發(fā)水污染事故的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)已經(jīng)日趨成熟，但是針對(duì)于受體為湖庫型水源地的評(píng)價(jià)并不多見［15］。張羽提出了一種針對(duì)水源地突發(fā)性污染事件的應(yīng)急評(píng)價(jià)方法，即“特征時(shí)間指數(shù)法”，該方法篩選了4項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)（危害性指標(biāo)，緊急性指標(biāo)，嚴(yán)重性指標(biāo)以及遷移運(yùn)動(dòng)指標(biāo)），能夠在污染事件發(fā)生后迅速評(píng)價(jià)事件對(duì)取水口的綜合影響度。逄勇［16］建立了水源地風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)判別模型，主要考慮企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，以及污染影響下水源地水質(zhì)超標(biāo)倍數(shù)、水質(zhì)超標(biāo)持續(xù)時(shí)間、污染團(tuán)到達(dá)取水口的時(shí)間等因子。彭競［17］選擇了常規(guī)污染物、由事故排出的特定污染物、污染團(tuán)到達(dá)取水口時(shí)間和顯著的感官反應(yīng)，共4項(xiàng)指標(biāo)表征水源地風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，用以評(píng)價(jià)水環(huán)境污染事件的可控性。由此可見，針對(duì)湖庫型飲用水水源地水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，污染團(tuán)到達(dá)取水口時(shí)間是一個(gè)非常重要的應(yīng)急響應(yīng)指標(biāo)，污染團(tuán)到達(dá)取水口處最大超標(biāo)倍數(shù)也是判斷水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的重要指標(biāo)。本文以這兩項(xiàng)指標(biāo)為水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的指標(biāo)。

通過污染團(tuán)到達(dá)取水口時(shí)間和取水口處最大超標(biāo)倍數(shù)，將分線等級(jí)分為高風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)、低風(fēng)險(xiǎn)和較低風(fēng)險(xiǎn)4 類，明確閾值風(fēng)險(xiǎn)劃分范圍，見表5。

表5 判斷指標(biāo)閾值風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分Tab.5 Threshold risk classification of judgment indicators

采用插值法得出突發(fā)污染事故發(fā)生的具體評(píng)分值，具體計(jì)算公式如下：

式中：ST為水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)防控能力評(píng)分值；STk為水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)防控能力下限評(píng)分值；T為實(shí)際污染團(tuán)到達(dá)時(shí)間；Tk為k級(jí)風(fēng)險(xiǎn)下限標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；Tk+1為k級(jí)風(fēng)險(xiǎn)上限標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。

計(jì)算時(shí)，先判斷取水口處超標(biāo)倍數(shù)和污染團(tuán)到達(dá)時(shí)間分別屬于哪種風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，選取最大風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，再依據(jù)污染團(tuán)到達(dá)時(shí)間按照式（5）計(jì)算水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)防控能力評(píng)分值ST。當(dāng)T＞6 h，遠(yuǎn)大于6 h，且取水口處污染物不超標(biāo)時(shí)，ST=100，當(dāng)T＞6 h 并非遠(yuǎn)大于6，取水口處污染物不超標(biāo)時(shí)，ST=75。

3.4 管理規(guī)范程度評(píng)價(jià)

2015年4月水利部發(fā)布了《全國重要飲用水水源地安全保障評(píng)估指南（試行）》，指南中與管理相關(guān)的指標(biāo)有9 項(xiàng)。同年12月環(huán)境保護(hù)部發(fā)布了《集中式飲用水水源地環(huán)境保護(hù)狀況評(píng)估技術(shù)規(guī)范》，水源地管理狀況包含了保護(hù)區(qū)建設(shè)、保護(hù)區(qū)整治、監(jiān)控能力、風(fēng)險(xiǎn)防控與應(yīng)急能力、管理措施等5項(xiàng)，定性地評(píng)估這些指標(biāo)。在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，環(huán)保部提出的指標(biāo)體系更貼合實(shí)際，定義的水源地規(guī)范管理范疇有：保護(hù)區(qū)建設(shè)、保護(hù)區(qū)整治。

依據(jù)環(huán)境保護(hù)部2015年12月發(fā)布的《集中式飲用水水源地環(huán)境保護(hù)狀況評(píng)估技術(shù)規(guī)范》中各個(gè)參數(shù)間的相對(duì)重要性，確定各個(gè)參數(shù)的具體分值（見表6），通過公式（6）定性地評(píng)價(jià)水源地管理的規(guī)范程度。

表6 湖庫型水源地管理指標(biāo)評(píng)分值及評(píng)估方法Tab.6 Scoring value and evaluation method of management index of lake-reservoir-type water source

式中：MS（Management Standard）為管理規(guī)范程度，其數(shù)值在0～100 分之間；PC（Protection Area Construction）為保護(hù)區(qū)建設(shè)水平，其數(shù)值在0～75分之間；PI（Protection Area Improvement）為保護(hù)區(qū)整治水平，其數(shù)值在0～25分之間。

水源地管理等級(jí)劃分以60 分作為規(guī)范與否的分界點(diǎn)，MS≥60，表明水源地管理規(guī)范；MS＜60，表明管理不規(guī)范。

3.5 飲用水水源地安全評(píng)價(jià)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

湖庫型飲用水水源地安全評(píng)價(jià)得分用EWS表示。EWS由水質(zhì)達(dá)標(biāo)狀況、水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)防控情況、水源地管理規(guī)范程度的單項(xiàng)得分加權(quán)計(jì)算后得到。計(jì)算式（7），湖庫型飲用水水源地評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表7，將水源地分為優(yōu)秀、良好、合格、基本合格和不合格5類。

表7 湖庫型飲用水水源地安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Tab.7 Safety evaluation standards for lake-reservoir drinking water source

式中：EWS（Evaluation of Drinking Water Source）為飲用水水源地安全評(píng)價(jià)數(shù)值，其數(shù)值在0～100分之間。

4 案例分析

4.1 研究區(qū)概況

重點(diǎn)研究區(qū)域?yàn)閸從宵S壁莊飲用水水源地保護(hù)區(qū)。研究區(qū)域內(nèi)主要支流為營里河、文都河、郭蘇河、險(xiǎn)隘河、南甸河、冶河等；匯水區(qū)大部分屬石家莊市管轄區(qū)域，涉及平山縣、井陘縣、井陘礦區(qū)、靈壽縣、鹿泉縣。

4.2 研究區(qū)監(jiān)測(cè)指標(biāo)及頻次

水質(zhì)監(jiān)測(cè)委托相關(guān)單位監(jiān)測(cè)了《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中的基本項(xiàng)目和補(bǔ)充項(xiàng)目。采樣方法依據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì)采樣技術(shù)規(guī)程》（SL187-96）在符合地表水采樣斷面的布設(shè)條件，采樣時(shí)間為2019年7月11-13日和10月11-13日，對(duì)26 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位（如圖1所示）進(jìn)行檢測(cè)，每個(gè)點(diǎn)均監(jiān)測(cè)3 次，用3 個(gè)樣本的平均值表征該點(diǎn)各個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的水質(zhì)狀態(tài)。

圖1 研究區(qū)域及點(diǎn)位分布圖Fig.1 Distribution of research area and points

4.3 結(jié)果和分析

圖2 豐水期、平水期每個(gè)斷面點(diǎn)位WQSI數(shù)值Fig.2 WQSI value of each section point in normal or wet water season

WQSI平＜WQSI豐，說明豐水期的水質(zhì)要整體好于平水期的水質(zhì)現(xiàn)狀。該評(píng)價(jià)結(jié)果預(yù)示著相關(guān)單位應(yīng)該著重關(guān)注該水源地的有機(jī)綜合指標(biāo)的管控問題，應(yīng)該從根本上解決有機(jī)綜合指標(biāo)超標(biāo)的問題。與此同時(shí)，該評(píng)價(jià)結(jié)果也給水源地治理提供了一個(gè)新的方向和思路。

（2）水量安全評(píng)價(jià)結(jié)果。經(jīng)查閱水文資料，2019年黃壁莊水庫枯水年來水保證率為90%。自2019年起，由于石家莊市供水結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，黃壁莊水庫幾乎不再向石家莊市供水，向南水北調(diào)石津渠配水0.8 億m3。而黃壁莊水庫設(shè)計(jì)供水量為1 億m3，則P=80%，黃壁莊水庫具有一定的供水能力，WS=40，表明黃壁莊水庫水量較為安全。

（3）水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果。對(duì)于黃壁莊水庫而言，污染物主要來自冶河與南甸河，當(dāng)水庫水位為實(shí)測(cè)最低水位，來流污染物濃度最高，西風(fēng)方向，且風(fēng)速為實(shí)測(cè)最高值的極端不利情況下，在南甸河和礦區(qū)石油泄漏，發(fā)生突發(fā)污染事故。采用河流湖庫二維水質(zhì)水動(dòng)力模型模擬的方式，得出結(jié)果為：①當(dāng)南甸河發(fā)生污染突發(fā)事件時(shí)，在水庫低水位西風(fēng)不利情況下，污染團(tuán)在河道內(nèi)運(yùn)移時(shí)間為13 h，進(jìn)入庫區(qū)后運(yùn)移至取水口的時(shí)間約為96 h，共約4.5 d。②當(dāng)?shù)V區(qū)發(fā)生污染突發(fā)事件時(shí)，在水庫低水位西風(fēng)不利情況下，污染團(tuán)在河道內(nèi)運(yùn)移時(shí)間為56 h，進(jìn)入庫區(qū)后運(yùn)移至取水口的時(shí)間約為90 h，共約6 d。突發(fā)污染事故對(duì)水源地影響結(jié)果見表8。

表8 突發(fā)污染事故對(duì)水源地的影響結(jié)果Tab.8 Impact results of sudden pollution accidents on water sources

通過模型模擬結(jié)果得，石油類濃度為0.02 mg/L，不超標(biāo)，污染團(tuán)到達(dá)取水口的時(shí)間遠(yuǎn)大于6 h，則ST=100，說明南甸河和冶河對(duì)黃壁莊水庫有著極低風(fēng)險(xiǎn)。

（4）水源地管理規(guī)范評(píng)價(jià)結(jié)果。崗南黃壁莊飲用水水源地已劃分保護(hù)區(qū)范圍，保護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)置了標(biāo)志牌，一級(jí)保護(hù)區(qū)有明確的隔離區(qū)域。一級(jí)、二級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)無工業(yè)企業(yè)，整治較好，準(zhǔn)保護(hù)區(qū)內(nèi)有工業(yè)企業(yè)，準(zhǔn)保護(hù)暫未整治完成。評(píng)分具體結(jié)果見表9。

表9 湖庫型水源地管理指標(biāo)評(píng)分值Tab.9 Scoring value of management index of lake-reservoir-type water source

最終得到MS=76，表明崗南黃壁莊飲用水水源地在管理措施和水源地準(zhǔn)保護(hù)區(qū)整治內(nèi)有不合理處，但整個(gè)水源地管理水平較為規(guī)范。

（5）水源地安全評(píng)價(jià)結(jié)果。

式（8）至（10）表明水源地豐水期和平水期安全評(píng)價(jià)結(jié)果值。崗南黃壁莊飲用水水源地水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)極低，風(fēng)險(xiǎn)基本可控，水源地管理規(guī)范，且豐水期和平水期內(nèi)水質(zhì)較好，且飲用水水源地安全評(píng)價(jià)得分在60 和70 間，所以整個(gè)水源地安全基本合格。

5 結(jié) 論

（1）近20年來，國家投入大量人力物力財(cái)力保護(hù)和治理飲用水水源地，使得我國大部分地區(qū)水量已基本滿足供水需求，在新形勢(shì)下，湖庫型飲用水水源地安全的概念可考慮了水量安全，應(yīng)更加關(guān)注水質(zhì)安全。以湖庫型飲用水水源地為研究對(duì)象，從飲用水水源地的水量、水質(zhì)、水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)和管理4方面，提出了湖庫型飲用水水源地安全新的概念。湖庫型飲用水水源地安全指的是水量安全、水質(zhì)達(dá)標(biāo)、水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)可控和水源地管理規(guī)范。

（2）基于新的湖庫型飲用水水源地安全概念，構(gòu)建了湖庫型飲用水水源地安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，該體系包含枯水年來水量保證率、工程供水能力、微生物指標(biāo)、感官狀況及一般化學(xué)指標(biāo)、有機(jī)物綜合指標(biāo)、毒理學(xué)指標(biāo)、污染團(tuán)到達(dá)取水口時(shí)間、取水口處最大超標(biāo)倍數(shù)、保護(hù)區(qū)建設(shè)和保護(hù)區(qū)整治10 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并給出了湖庫型飲用水水源地評(píng)價(jià)方法。

（3）評(píng)價(jià)方法為湖庫型飲用水水源地安全評(píng)價(jià)提供新方法，是識(shí)別水源地安全問題的一種工具，有助于更好地保護(hù)湖庫型飲用水水源地，保障城鎮(zhèn)居民飲水安全。

（4）以崗南黃壁莊飲用水水源地為例，結(jié)果表明：崗南黃壁莊飲用水水源地水質(zhì)總體較好，但有機(jī)綜合指標(biāo)超標(biāo)，水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)可控且水源地管理較為規(guī)范，綜合評(píng)價(jià)崗南黃壁莊飲用水水源地安全狀態(tài)基本合格。

（5）通過案例分析，表明湖庫型飲用水水源地安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系具有一定的實(shí)踐性，并能有針對(duì)性地發(fā)現(xiàn)飲用水水源地的問題，能為水源地保護(hù)提供一種新的思路。