宁安市水源地保护区划分可行性分析

陈春艳，丛日凤

（黑龙江省宁安市环境保护局环境监测站，黑龙江 宁安157400）

1 引言

宁安市总人口44.2万人，其中非农业人口16万人，农业人口28万人。西阁水源（宁安市自来水厂）为宁安市区主要饮用水源，地处牡丹江流域宁安江段，日供水1.2万m3。牡丹江流域在全牡丹江行政区内的控制面积26 211.6km2，干流控制站石头站实测的多年平均流2 350.8mm，其相应的径流量为32.47亿m3，实测的最大年径流量为60.03亿m3，实测的最小年径流量为8.94亿m3，丰、枯比为6.7，多年平均流量为99.5m3／s，牡丹江为大致近南北向，全长725km。

2 划分饮用水源保护区的意义

划分饮用水水源保护区，是为各级政府和有关部门依法加强饮用水水源地管理和保护服务，为相关部门合理开发和利用饮用水水源，保障饮用水环境质量提供依据。水源保护区划分以《中华人民共和国水污染防治法》《饮用水水源保护区污染防治管理规定》为主要依据，按照《饮用水水源保护区划分技术规范（HJ／T338－2007）》对饮用水水源保护区开展划分工作。

（1）确定饮用水水源保护区划分的技术指标，应考虑以下因素。当地地理位置、水文、气象、地质特征、水动力特征、水域污染类型、污染特征、污染源分布、排水区分布、水源地规模、水量需求等。

（2）地表水饮用水源保护区范围，应按照不同水域特点进行水质定量预测，并考虑当地具体条件加以确定。保证在规划设计水文条件和污染负荷下，供应规划水量时，保护区水质满足相应标准。

（3）划分饮用水源保护区范围，应防止水源地附近人类活动对水源的直接污染；应使主要污染物在向取水点输移过程中，衰减到所期望的浓度水平；在正常情况下保证取水水质达到规定要求；一旦出现污染水源突发情况，有采取紧急补救措施的时间和缓冲地带。

3 保护区划分方法

3.1 一级保护区

3.1.1 水域范围

通过计算方法，确定一级保护区水域长度。一般河流型水源地，应用二维水质模型计算得到一级保护区范围，一级保护区水域长度范围内应满足（GB3838－2002）Ⅱ类水质标准的要求。大型、边界条件复杂的水域采用数值解方法，对小型、边界条件简单的水域可采用解析解方法进行模拟计算。

一级保护区上、下游范围不得小于卫生部门规定的饮用水水源卫生防护规定范围。在技术条件有限的情况下，可采用类比经验方法确定一级保护区水域范围，同时开展跟踪监测。若发现划分结果不合理，应及时调整。一般河流水源地，一级保护区水域长度为取水口上游不小于1 000m，下游不小于100m范围的河道水域。一级保护区水域宽度为5年一遇洪水所能淹没区域。通航河道：以河道中泓线为界，保留一定宽度的航道外，规定的航道边界线到取水口范围即为一级保护区范围；非通航河道：整个河道范围。

3.1.2 一级保护区陆域范围

一级保护区陆域范围的确定，以确保一级保护区水域水质为目标。采用以下分析比较确定陆域范围。陆域沿岸长度不小于相应的一级保护区水域长度。陆域沿岸纵深与河岸的水平距离不小于50m，同时，一级保护区陆域沿岸纵深不得小于饮用水水源卫生防护规定的范围。

3.2 二级保护区

3.2.1 水域范围

通过分析计算方法，确定二级保护区水域范围。二级保护区水域范围应用二维水质模型计算得到，二级保护区上游侧边界到一级保护区上游边界的距离应大于污染物从（GB3838－2002）Ⅲ类水质标准浓度水平衰减到（GB3838－2002）Ⅱ类水质标准浓度所需的距离。大型、边界条件复杂的水域采用数值解方法，对小型、边界条件简单的水域可采用解析解方法进行模拟计算。在技术条件有限的情况下，可采用类比经验方法确定二级保护区水域范围，但是应同时开展跟踪验证监测。若发现划分结果不合理，应及时调整。一般河流水源地，二级保护区长度从一级保护区的上游边界向上游（包括汇入的上游支流）延伸不得小于2 000m，下游侧外边界距一级保护区边界不得小于200m。一级保护区水域向外扩展到10年一遇洪水所能淹没的区域，有防洪堤的河段二级保护区水域宽度为防洪堤内的水域。

3.2.2 二级保护区陆域范围

二级保护区陆域范围的确定，以确保水源保护区水域水质为目标，采用以下分析比较确定：二级保护区陆域沿岸长度不小于二级保护区水域河长；纵深范围不小于1 000m，具体可依据自然地理环境特征和环境管理需要确定。对于流域面积小于100km2小型流域二级保护区可以是整个集水范围。当水源水质受面源影响严重时，二级保护区沿岸纵深范围，主要依据自然地理、环境特征和环境管理需要，通过分析地形、植被、土形利用、地面径流的集水汇流特性、集水范围等确定。当水源水质受点源影响严重时，应将污染源集中区域划入保护区管理范围，以利于对这些污染源有效控制。

3.3 准保护区

根据流域范围、污染源分布及对饮用水源水质影响程度，需要设置准保护区时，可参照二级保护区的划分方法确定准保护区的范围。

4 计算模型

计算模型采用《饮用水水源保护区划分技术规范》附录B.3有边界水域连续点源的稳态排放模型：

x为预测点离排放点的距离m；y为预测点离排放口的横向距离（不是离岸距离）m；c为预测点（x，y）处污染物浓度mg／L；M为单位时间的污染物排放量g／s；h为河流平均水深m；Dy为河流横向混合（弥散）系数，m3／s；ux为河流纵向平均流速 m／s；B为河流平均宽度m；K为河流中污染物降解速率L／d；n为计算反射次数；π为圆周率。

4.1 计算参数

根据牡丹江丰、平、枯3个水期流量不同，枯水期流量最小，污染物不易扩散衰减，流量等计算参数选择枯水期的水文数据。计算二级保护区长度时，污染强度是把二级保护区上游边界来水作为虚拟点源，采用Ⅲ类水质标准浓度与流量的乘积作为污染强度值；当水质达到Ⅱ类水体时确定二级保护区边界（注：因二维模型确定的断面水质分布不均匀，计算出该断面中浓度最大点作为该断面水质预测值），具体参数如下。

（1）污染强度 M（g／s）。取二级保护区上游边界来水作为虚拟点源，Ⅲ类水质标准浓度与流量的乘积作为污染强度，牡丹江流量为25.2m3／s。河宽取平均值100m，水深1.2m，流速取0.31m／s。

（2）横向混合系数Dy。参考国家水环境容量二维模型规定，横向混合系数选取0.05～0.20之间（流速大于0.5时，取0.2；流速小于 0.1时，取0.05），根据牡丹江流速实际情况取0.1。

（3）反射次数n。由于采用虚拟点源，反射次数取n＝0、±1、±2、±3、±4。

（4）横向距离Y。n＝0时取河流中心点，即50m（河宽100m）；n＞0时取最大值，即100m；n＜0取最小值，即1m。

（5）距离x。以一级保护区上游边界为零点。

根据环境规划院在《全国地表水环境容量核定技术复核要点》（2004年）中的水质降解系数参考值见表1，结合牡丹江水质现状，确定牡丹江COD降解系数为0.18d－1。将各参数代入上述模型计算（表1）。

表1 水质降解系数参考

4.2 二级保护区边界计算结果及分析

水域中没有污染物排放，当来水水质由Ⅲ类水体经过衰减达到Ⅱ类水体，COD所需距离为15km。因此，选择COD由Ⅲ类水体经过衰减达到Ⅱ水体所需距离15km为二级保护区水域长度。

5 保护区划分结论

宁安市在牡丹江有2个水源地，分别为西阁水源地和铁路水源地，两水源地距离为1.7km，考虑到两水源地距离较近，故统一划分2个水源地保护区范围。

5.1 一级保护区

5.1.1 水域范围

一级保护区水域长度上边界为西阁水源地取水口沿牡丹江上溯1.0km处，下边界为铁路水源地取水口下延100m。一级保护区水域宽度为牡丹江及其支流蛤蟆河5年一遇洪所能淹没的区域。一级保护区水域范围起点为铁路水源地取水口下延100m（东经129°27′11.4612″北纬44°20′2.159″），终点为西阁水源地取水口上游1km（东经129°25′8.338″北纬44°19′48.288″）一级保护区水域面积0.65km2。

5.1.2 陆域范围

一级保护区陆域长度与水域等长。陆域宽度为牡丹江沿岸纵深与河岸的水平距离100m之间的陆域范围。一级保护区陆域面积0.56km2。

5.2 二级保护区

5.2.1 水域范围

二级保护区的划分根据二维水质模型计算，当来水水质由Ⅲ类水体经过衰减达到Ⅱ类水体，COD所需距离为15km。二级保护区水域长度在水源地上下分为两部分：依据计算结果，上游部分应在牡丹江一级保护区上边界上溯15.0km处划定二级保护区边界，故二级保护区上游部分为牡丹江一级保护区上边界至上游15km范围内的河道水域。下游部分为一级保护区下边界下延200m。对于二级保护区水域范围内的牡丹江北岸支流三林河则充分利用永久性明显标志标示保护区界线，将河上一座大桥作为二级保护区上边界。二级保护区水域宽度为二级保护区水域范围内牡丹江及其支流三林河水域范围内10年一遇洪水所淹没的区域。

二级保护区上游部分水域起点为西阁水源地取水口上溯1.0km（东经129°25′8.338″，北纬44°19′48.288″），终点为西阁水源地取口上游16km牡丹江断面（东经129°19′5.023″，北纬44°14′25.679″）、三林河大桥 （东经 129°21′48.377″，北纬 44°19′11.427″）；下游部分起点为铁路水源地取水口下延100m（东经129°27′11.461″，北纬44°20′2.159″），终点为铁路水源地取水口下延300m，（东经129°27′15.645″，北纬44°20′2.999″）。二级保护区水域面积3.825km2。

5.2.2 陆域范围

二级保护区陆域长度与水域长度等长。依《规范》“二级保护区沿岸纵深范围不小于1 000m，具体可依据自然地理、环境特征和环境管理需要确定”。因此，二级保护区陆域宽度为牡丹江沿岸纵深与河岸的水平距离1000m范围以内区域。二级保护区总面积35.93km2。

5.3 准保护区

由于牡丹江水质良好，且在二级保护区上游无排污口和污染源，经当地政府同意，不设准保护区。

6 水源保护区监督与管理措施

6.1 水源地保护区监督措施

为监督水源地水质情况，保证水源地用水安全，按照国家环保总局关于《城市集中式饮用水源地水质监测、评价与公布方案》文件规定，在一级保护区上游边界和二级保护区上游边界设置两个监测断面，每月对水质进行监测，特殊情况时进行加密监测，监测项目为《地表水环境质量标准》（GB3838－2002）中的基本项目和集中式生活饮用水地表水源地的补充项目，每月至少监测一次。

6.2 水源保护区管理措施

依据《中华人民共和国水污染防治法》《饮用水水源保护区污染防治管理规定》，依法行进监管。明确水源地保护区地理界线，保护引用水源，加强饮用水水源地保护区的监督管理，在保护区边界设置明显的界标。其内容主要有设围栏、立界碑、警示牌、界桩。

6.3 水源保护区污染治理措施

鉴于铁路水源地取水量小，同时在一、二级保护区范围内分布大面积居民区，拆迁难度太大这一实际情况，建议关闭铁路水源地。将一级保护区内的居民区进行搬迁，并异地安置，农田退耕还林，同时进行水源涵养林带建设。

二级保护区内污染主要来自各居民区。每个家庭建卫生厕所，粪便定期收集运至保护区外处理；对于家庭式渗水坑及污水坑，清除垃圾后进行回填；逐步实现生活污水集中收集，铺设纳污管网，统一纳入污水处理厂处理；各个居民区内垃圾统一收集运至填埋厂处理，实现垃圾无害化；对现有养殖户的牲畜圈进行卫生防护，推广生态发酵床养殖技术，实现污水零排放；扩大牡丹江沿岸绿色防护林，恢复河道生态系统。