粵港澳大灣區(qū)典型農(nóng)村飲用水水源地保護(hù)區(qū)劃定調(diào)整研究
——以廣州市從化農(nóng)村飲用水水源地保護(hù)區(qū)劃定為例

王 超，何 磊

(廣州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，廣東 廣州 510620)

1 水源地保護(hù)區(qū)劃定國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 水源地保護(hù)歷程

水源地保護(hù)研究始于西方，尤其以德國最早，德國在水源地保護(hù)區(qū)的建立與保護(hù)上已經(jīng)建立了一系列水源保護(hù)條例，積累了大量理論及實踐經(jīng)驗，并建立了大量的水源地保護(hù)區(qū)[1,2]。美國18世紀(jì)末期開展了對水源地保護(hù)區(qū)的研究，形成對保護(hù)水源的主體思想和系統(tǒng)的水源地保護(hù)體系，著重對排污標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)管制度完善、污水處理設(shè)施建設(shè)和水源地評價過程潛在重大隱患的尋找，并在發(fā)展過程中不斷優(yōu)化水源地的評估計劃。日本于1964年和1970年分別制定了《河川法》和《水質(zhì)污染防治法》，從保護(hù)區(qū)經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定、水質(zhì)檢測規(guī)范、應(yīng)急處置措施等方面給予標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)，這些法律的頒布很大程度上促進(jìn)了日本飲用水水源的保護(hù)[3]。日本逐漸形成以循環(huán)用水的核心思想去構(gòu)建飲用水的持續(xù)用水體系。加拿大則結(jié)合自身國家水資源時空分布不均勻的特點(diǎn)，制定了更為生態(tài)和科學(xué)有效的水資源集成調(diào)控手段[4]。而新加坡在最近幾年里推行的著名四大水喉計劃，推動水源保護(hù)上升到一個新的高度[5]。

作為比較晚開展水源地保護(hù)研究的國家，我國1992年頒布的《飲用水源保護(hù)區(qū)劃分綱要》標(biāo)志著水源地劃分規(guī)范文件初見雛形。而《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(HJ/T338-2007)則為水源地保護(hù)區(qū)的劃分提供了具體技術(shù)指導(dǎo)和劃分依據(jù)[6]。經(jīng)過不斷發(fā)展，結(jié)合現(xiàn)階段水環(huán)境污染問題日益復(fù)雜，原國家環(huán)保部于2018修訂新版《技術(shù)規(guī)范》，加入了風(fēng)險防范的理念，以應(yīng)對現(xiàn)今水環(huán)境污染狀況，同時在劃分的技術(shù)方法上也更加細(xì)化[7]。

1.2 水源地保護(hù)區(qū)劃分應(yīng)用現(xiàn)狀

在水源地保護(hù)區(qū)劃分上，歐盟國家多采用“經(jīng)驗值法”進(jìn)行劃分。如德國，經(jīng)過長時間的研究，德國形成了成熟的劃分技術(shù)，在地表水水源地保護(hù)上，主要采取將取水口所在的全部流域劃分為保護(hù)區(qū)的原則，并在保護(hù)區(qū)范圍劃定后采取3個等級的分級保護(hù)[8]。美國在水源地保護(hù)區(qū)的劃分技術(shù)發(fā)展上，能結(jié)合自身國家本土特點(diǎn)和按照不同水源特點(diǎn)，在短時間內(nèi)迅速形成科學(xué)劃分技術(shù)，主要為時間遷移計算法、地形邊界法和緩沖地帶法這幾種，對水質(zhì)有較好的保護(hù)效果。如遷移時間計算法，主要指通過計算污染物質(zhì)從上游某泄露點(diǎn)到取水口位置的遷移時間，因而在保護(hù)區(qū)劃分過程中可以結(jié)合實際地形的變化和結(jié)合水質(zhì)數(shù)學(xué)模型對遷移的時間進(jìn)行調(diào)整，并在這個基礎(chǔ)上，采取有效的對策措施對污染泄露進(jìn)行防范[9]。

我國經(jīng)過30多年的發(fā)展，在水源地保護(hù)區(qū)劃分方法和技術(shù)上也形成了較為系統(tǒng)和科學(xué)的體系，并結(jié)合實踐經(jīng)驗不斷更新技術(shù)規(guī)范。目前對于農(nóng)村地表水源地保護(hù)區(qū)劃分，主要包括3種劃分技術(shù)方法，分別為類比經(jīng)驗法、應(yīng)急時間響應(yīng)法和數(shù)值模型計算法[10]，同時每個劃分方法都有其適用的依據(jù)，在進(jìn)行飲用水水源地劃分過程中需要根據(jù)當(dāng)?shù)厮吹厮|(zhì)和污染物物質(zhì)分布狀況和類型進(jìn)行科學(xué)方法的選擇。目前我國相關(guān)研究人員和學(xué)者在飲用水水源地劃分研究過程中，結(jié)合水源地實際特點(diǎn)和參考相關(guān)技術(shù)規(guī)劃，在選擇劃分方法時，通過耦合多種先進(jìn)技術(shù)手段，提出飲用水水源地保護(hù)區(qū)的劃分的多種思路。如李淑霞采用經(jīng)驗法對觀音閣水庫水源地保護(hù)區(qū)范圍進(jìn)行劃分，同時采用數(shù)值模擬的方式對劃分的合理性進(jìn)行分析和驗證[11]。

通過以上對國內(nèi)外水源地保護(hù)區(qū)劃分思路和技術(shù)的總結(jié)，表明了目前國內(nèi)外對于水源地保護(hù)區(qū)劃分思路與技術(shù)研究已經(jīng)較為成熟，但對于具體項目實際應(yīng)用并不多見。下面主要結(jié)合自身工程實踐粵港澳大灣區(qū)中廣州從化典型農(nóng)村地區(qū)實例，提出了有效、科學(xué)的農(nóng)村飲用水水源地保護(hù)區(qū)劃定與調(diào)整方案。

2 研究區(qū)域基本概況

2.1 自然概況

從化區(qū)處廣東省中部，廣州市區(qū)東北面，屬廣州市縣級市，位于珠江三角洲到粵北山區(qū)的過渡帶，是廣州市重要的生態(tài)屏障。從化地勢自北向南傾斜，東北高西南低，地形呈階梯狀。全市地貌主要可劃分為中低山地、中部丘陵地、平原和臺地4種類型。從化區(qū)境內(nèi)川流縱橫，水資源豐富。從化區(qū)地表水資源有流溪河、潖江(二)河和蓮麻河三大河系，其中流溪河最大，潖江河次之，蓮麻河第三。從化地下水資源豐富，總儲量的估算值約4.85億m3，主要可分為太平場以北流溪河兩岸原巖溶區(qū)、太平場街口至溫泉丘陵山間盆地淺水區(qū)和溫泉以北花崗巖裂隙水區(qū)三大部分。

2.2 水源地基礎(chǔ)狀況

由于從化區(qū)是山丘類型評價區(qū)，地下水資源即河川基流量，各分區(qū)的地表水資源量等于水資源量。從化區(qū)水資源總量豐富，擁有全廣州最大的本地水資源利用總量，占全市的32.85%。全區(qū)本地水資源可利用總量約為9.14億m3，占全市水資源總量的35.4%。其中地表水可利用量約為9.14億m3，地下水可開采量約為2.94億m3，二者間重復(fù)計算量為2.94億m3。目前從化區(qū)劃定的飲用水源保護(hù)區(qū)均以地表水為主，以流溪河為主要供水水源。

3 飲用水源水源保護(hù)區(qū)污染源及水質(zhì)水文狀況調(diào)查分析

3.1 從化區(qū)水源地周邊土地利用現(xiàn)狀

從化農(nóng)村飲用水源地周邊土地利用現(xiàn)狀主要調(diào)查溫泉鎮(zhèn)桃蓮村和良口鎮(zhèn)溪頭村飲用水源吸水口上游3 km(河流支流源頭)至吸水口下游300 m，離河岸縱深約1 km陸域范圍內(nèi)土地利用情況。根據(jù)從化區(qū)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)，綜合2個水源地土地利用現(xiàn)狀特征，近岸范圍基本是林地、園地、農(nóng)田、耕地等，但離堤岸縱深1 km范圍也存在零星農(nóng)村居民住宅、村鎮(zhèn)用地、建設(shè)用地、道路設(shè)施、水利設(shè)施等。桃蓮村水源地周邊主要污染類型為生活源及農(nóng)業(yè)面源污染，溪頭村水源地周邊主要為林地，幾乎沒有人類活動產(chǎn)生的污染源，且兩個村水源地的取水口上游24 h流程時間內(nèi)無重大風(fēng)險源[12]。

3.2 從化區(qū)水源地周邊及上游污染源調(diào)查

3.2.1 桃蓮村飲用水水源保護(hù)區(qū)污染源情況

根據(jù)現(xiàn)場踏勘及調(diào)查，桃蓮村飲用水水源保護(hù)區(qū)周邊主要為林地，園地，農(nóng)田，耕地，還有零星農(nóng)村居民住宅，以及約10家農(nóng)家樂，沒有工業(yè)企業(yè)。因此主要污染源有居民的農(nóng)村生活污水、農(nóng)家樂的經(jīng)營性餐飲污水以及農(nóng)業(yè)面源污染。農(nóng)家樂經(jīng)過從化區(qū)組織的專項整治后，現(xiàn)已全部實現(xiàn)污水處理達(dá)標(biāo)后回用(用于綠化等)，污水不直接外排。村民的農(nóng)村生活污水經(jīng)自建的三級化糞池等設(shè)施處理后排放。

3.2.2 溪頭村飲用水水源保護(hù)區(qū)污染源情況

根據(jù)現(xiàn)場踏勘及調(diào)查，溪頭村飲用水水源保護(hù)區(qū)周邊及上游主要是林地、園地，以及零星道路、水利設(shè)施，無工業(yè)企業(yè)、村民住宅。因此，現(xiàn)狀幾乎沒有人類活動產(chǎn)生的污染物排放。

3.3 從化區(qū)飲用水源水質(zhì)狀況調(diào)查分析

地表水飲用水水源一級、二級保護(hù)區(qū)的水質(zhì)基本項目限值不得超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求?；诖耍狙芯坑谒|(zhì)監(jiān)測和評價指標(biāo)為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》基本項目和補(bǔ)充項目(總氮和糞大腸菌群不參與評價)2020年7月在從化區(qū)溪頭村吸水口XT01、溪頭村吸水口XT02、溪頭村吸水口XTO3、溪頭村吸水口XT04、溪頭村吸水口XTO5、桃蓮村吸水口TL02多處布置檢測點(diǎn)位，對其地表水的水溫、pH值、DO、CODCr、BOD5、氨氮、總磷、總氮、陰離子表面活性劑、CODMn、氟化物、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、硫化物、揮發(fā)酚、石油類、六價鉻、硒、砷、汞、銅、鋅、鉛、鎘、鐵、錳等項目進(jìn)行了監(jiān)測。

根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，溪頭村水源地5個監(jiān)測點(diǎn)中，吸水口XT02、吸水口XT05水質(zhì)類別為Ⅰ類；吸水口XT01、吸水口XT03、吸水口XT04水質(zhì)類別為Ⅲ類，定類指標(biāo)為汞，見表1。桃蓮村水源地吸水口TL02水質(zhì)類別為Ⅲ類，定類指標(biāo)為汞，見表2。

表1 溪頭村水源水質(zhì)情況

表2 桃蓮村水源水質(zhì)情況

4 飲用水水源保護(hù)區(qū)劃定方案分析

基于對從化區(qū)飲用水污染源調(diào)查、水質(zhì)分析結(jié)果，參考《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(HJ338-2018)確定從化飲用水源地保護(hù)區(qū)范圍劃定的方法并對保護(hù)區(qū)范圍進(jìn)行調(diào)整，對劃定后仍存在于保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的污染源、風(fēng)險源提出強(qiáng)化建議。

4.1 飲用水源保護(hù)區(qū)范圍劃定方法的確定

依據(jù)《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(HJ338-2018)，本次從化區(qū)農(nóng)村飲用水水源地保護(hù)區(qū)劃定方法以河流型飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分的技術(shù)要求進(jìn)行。

4.1.1 一級保護(hù)區(qū)劃定方法

經(jīng)過對水源地水質(zhì)及污染源狀況的分析，一級保護(hù)區(qū)劃分采用類比經(jīng)驗法，確定一級保護(hù)區(qū)水域范圍[14]。

陸域范圍：采用《技術(shù)規(guī)范》中的類比經(jīng)驗法，確定一級保護(hù)區(qū)的陸域范圍。

4.1.2 二級保護(hù)區(qū)劃定方法

水域范圍：根據(jù)《技術(shù)規(guī)范》可得，滿足條件的水源地，可采用類比經(jīng)驗法確定二級保護(hù)區(qū)水域范圍。結(jié)合水質(zhì)變化情況的分析中可以得出，從化區(qū)的入庫河流水質(zhì)總體較好，可采用類比經(jīng)驗法確定二級保護(hù)區(qū)水域范圍。

陸域范圍：采用《技術(shù)規(guī)范》中的類比經(jīng)驗法，結(jié)合二級保護(hù)區(qū)水域范圍確定二級保護(hù)區(qū)的陸域范圍[15]。

4.2 保護(hù)區(qū)調(diào)整劃定思路

本次劃定新增劃定從化區(qū)溪頭村飲用水源保護(hù)區(qū)、桃蓮村飲用水源保護(hù)區(qū)。新增劃定從化區(qū)溪頭村飲用水源保護(hù)區(qū)、桃蓮村飲用水源保護(hù)區(qū)，均按照河流型保護(hù)區(qū)劃定原則劃定了一級保護(hù)區(qū)、二級保護(hù)區(qū)。

一級保護(hù)區(qū)水域范圍：長度為取水口上游不小于1000 m，下游不小于100 m范圍內(nèi)的河道水域。由于本次水源所處河流均為非通航河道，因此一級保護(hù)區(qū)水域?qū)挾染鶠檎麄€河道范圍。

一級保護(hù)區(qū)陸域范圍：陸域沿岸長度不小于相應(yīng)的一級保護(hù)區(qū)水域長度。陸域沿岸縱深與一級保護(hù)區(qū)水域邊界的距離一般不小于50 m，但不超過流域分水嶺范圍。

二級保護(hù)區(qū)水域范圍：長度從一級保護(hù)區(qū)的上游邊界向上游(包括匯入的上游支流)延伸不小于2000 m，或至支流源頭，下游側(cè)的外邊界距一級保護(hù)區(qū)邊界不小于200 m。由于本次水源所處河流均為非通航河道，因此二級保護(hù)區(qū)水域?qū)挾染鶠檎麄€河道范圍。

二級保護(hù)區(qū)陸域范圍：陸域沿岸長度不小于二級保護(hù)區(qū)水域長度。二級保護(hù)區(qū)陸域沿岸縱深范圍一般不小于1000 m，但根據(jù)高程圖，二級保護(hù)區(qū)陸域范圍不超過流域分水嶺范圍。其中溪頭村、桃蓮村水源地數(shù)字高程圖如圖1、2所示。

圖1 溪頭村水源地數(shù)字高程

圖2 桃蓮村水源地數(shù)字高程

4.3 保護(hù)區(qū)范圍的確定

綜合考慮社會經(jīng)濟(jì)條件，地形地貌、植被覆蓋、土地利用、地面徑流的集水匯流特性、流域分水嶺、水環(huán)境質(zhì)量等地理環(huán)境因素，為加強(qiáng)農(nóng)村水源水質(zhì)安全保護(hù)[16]，根據(jù)國家現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范和實際情況，劃定溪頭村和桃蓮村飲用水源一級和二級保護(hù)區(qū)見圖3～4所示。溪頭村飲用水源保護(hù)區(qū)一級保護(hù)區(qū)0.4 km2，二級保護(hù)區(qū)3.91 km2；桃蓮村飲用水源保護(hù)區(qū)一級保護(hù)區(qū)0.06 km2，二級保護(hù)區(qū)0.86 km2。

圖3 溪頭村飲用水源保護(hù)劃分

圖4 桃蓮村飲用水源保護(hù)劃分

4.4 強(qiáng)化水源地水質(zhì)安全保護(hù)措施

為了強(qiáng)化水源地水質(zhì)安全保護(hù)，除了劃定水源保護(hù)區(qū)外，還需要從制度保障、保護(hù)區(qū)規(guī)范化建設(shè)、污染源監(jiān)督與政治、風(fēng)險防范與應(yīng)急機(jī)制等方面采取措施[17]。 ①進(jìn)一步明確水源地環(huán)境管理機(jī)制，逐步形成環(huán)保部門統(tǒng)一監(jiān)管，水務(wù)、市政等相關(guān)部門分工合作的環(huán)境管理機(jī)制，全面提升水源保護(hù)環(huán)境管理工作水平。②健全水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系。在溪頭村、桃蓮村飲用水源地布設(shè)水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)位，并開展常規(guī)監(jiān)測，及時、準(zhǔn)確掌握可靠的水質(zhì)數(shù)據(jù)。③在飲用水水源保護(hù)區(qū)邊界設(shè)置隔離防護(hù)設(shè)施，主要包括設(shè)置界碑、界樁、警示牌、圍網(wǎng)等標(biāo)志及物理隔離防護(hù)設(shè)施等，防止人類活動對飲用水源保護(hù)區(qū)水質(zhì)造成影響[18]。④加強(qiáng)飲用水水源保護(hù)區(qū)污染源監(jiān)督與整治。在一級保護(hù)區(qū)，禁止新建、改建、擴(kuò)建與供水設(shè)施和保護(hù)水源無關(guān)的建設(shè)項目；已建成的與供水設(shè)施和保護(hù)水源無關(guān)的建設(shè)項目，責(zé)令拆除或者關(guān)閉。在二級保護(hù)區(qū)，禁止新建、改建、擴(kuò)建排放污染物的建設(shè)項目；已建成的排放污染物的建設(shè)項目，責(zé)令拆除或者關(guān)閉。⑤完善區(qū)域水環(huán)境安全保障應(yīng)急機(jī)制。針對區(qū)域特點(diǎn)，科學(xué)編制飲用水水源地應(yīng)急預(yù)案和預(yù)警機(jī)制，并定期組織應(yīng)急演練，為處理重大突發(fā)污染事件提供管理及技術(shù)儲備，加強(qiáng)飲用水源污染突發(fā)性事件的應(yīng)急處理能力[19]。

5 結(jié)語

大灣區(qū)水資源充沛、水質(zhì)優(yōu)良，但隨著經(jīng)濟(jì)快速增長，目前面臨水資源時空分布不均、水質(zhì)性缺水問題日益凸顯、局部地區(qū)水資源供需矛盾突出、人均占有本地水資源量偏低和飲用水水源安全保障能力不足等問題。已成為粵港澳大灣區(qū)打造國際一流灣區(qū)和世界級城市群的重大資源環(huán)境瓶頸制約之一。為保障珠三角以及港澳供水安全，本文系統(tǒng)梳理和剖析國內(nèi)外地下水水源地劃分范圍和當(dāng)前主流的地下水水源地劃分方法，識別了每個方法的使用局限性。其次重點(diǎn)結(jié)合粵港澳大灣區(qū)中廣州部分典型農(nóng)村地區(qū)實例，以水質(zhì)保障、科學(xué)規(guī)劃、精準(zhǔn)管理和充分銜接為指導(dǎo)原則，采用類比經(jīng)驗法對飲用水水源一、二級水域、陸域保護(hù)區(qū)行了劃分調(diào)整[20]，對水源地保護(hù)區(qū)范圍進(jìn)行調(diào)整后，水源地水質(zhì)安全保障更為有效，廣州水區(qū)域范圍得以可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)了水質(zhì)保障和區(qū)域發(fā)展的“雙贏”。