湖库型饮用水水源地保护区划分技术研究

2013-08-15张军锋张建永杨玉霞徐晓琳

华北水利水电大学学报(自然科学版) 2013年2期

张军锋，张建永，杨玉霞，徐晓琳，葛雷

（1．黄河水资源保护科学研究所，河南郑州 450004;2．水利部水利水电规划设计总院，北京 100120）

湖库型水源地是我国城市饮用水的主要水源之一，根据全国4 555个城市集中式饮用水水源地调查［1］：湖库型水源地1 106个，占水源地总个数的24．3%;供水量 72．88 亿 m3，占总供水量的 26．4%．以湖库型水源地为主的有天津、浙江、吉林、安徽、甘肃、云南、贵州、江苏、江西等省（市）．我国大部分的湖库型水源地没有开展水源保护区划分工作，约有4．5%的湖库型水源地呈现营养化．湖库型水源地污染来源主要为大量废污水直接或间接进入湖库，尤其是水源保护区内的排污口尚未得到有效治理．因此，开展湖库型水源保护区划分技术的研究，规范我国饮用水水源保护区划定工作，建立和完善饮用水水源地保护机制，对于湖库型水源地的管理和保护、城市饮用水的安全保障均有重要意义．

1 水源保护区划分现状

1．1 国内、外水源保护区划分现状

国外关于湖库型水源保护区的划分技术研究比较早，许多研究成果已在实践中得到实施．例如，德国经过长期实践，探索出一系列保护饮用水水源地的规范、模型、政策与法规，建立了保护区的划定原则与方法，相续出台了《水库水水源保护区条例》和《湖水水源保护区条例》［2］;法国1964年《水法》提出设立“特别水域管理区”，对该区中的水流状况进行严格管理;英国《污染控制法》还授权水管局为防止所辖水域遭受污染而划定一定的区域，在该区域内有权禁止或限制特定的行为［3］．

国内饮用水水源保护区的划分体系主要有3类：一是将饮用水水源保护区划分为三级体系（一级保护区、二级保护区和准保护区），例如陕西省和四川省等;二是将水源保护区划分为两级体系（一级保护区和二级保护区），例如重庆市和湖北省等;三是将水源保护区不分级，只划分保护区，例如上海市．不同体系水源地保护区划分方法也不一致，这不仅造成饮用水水源保护区划分技术上存在很大的差异，而且也给水源地的管理和保护带来很多问题．

目前，湖库型饮用水源保护区划分方法主要有经验值法和数学模拟法．

1．2 经验值法

经验值法在我国饮用水水源保护区划分中应用较为普遍，当地政府制定饮用水水源保护管理条例，并直接规定饮用水水源保护区的范围．

1．2．1 水库型水源地

1）一级保护区主要有3种划分方法：第1种是以取水口为基点，取水口周围一定距离的水域和陆域．主要适合大型水库或山区水库．第2种是以水库某个设计水位（或等高线）为基线，其附近一定距离的水域和陆域．国内多用正常水位、校核洪水位等作为基线．第3种是将水库库区全部划为保护区，主要应用于小型水库或水功能单一的水库．

2）二级保护区划分方法．水域范围：以取水口为基点，距基点一定距离内（一级保护区以外）的水域．陆域范围：第1种是以取水口为基点，周围一定距离（一级保护区以外）内的区域;第2种是以水库设计水位线为基线，周围一定距离（一级保护区以外）以内的区域．国内多以正常水位、校核洪水位为基线，延伸距离为200～5 000 m;第3种是水库汇流区或分水岭脊线以下（一级保护区以外）的区域．

3）三级保护区（或准保护区）划分方法．水域范围：以取水口为基点，距基点一定距离内（二级保护区以外）的区域．陆域范围：第1种是整个水库汇流区域（二级保护区以外）;第2种是沿二级保护区边界外延一定距离的区域．

1．2．2 湖泊型水源地

1）一级保护区划分方法．水域范围：第1种是将整个湖泊水域划为保护区，如太湖;第2种是以取水口为中心，周围一定距离的水域，如红枫湖、百花湖、桂家湖等．陆域范围：第1种是在一级保护区内不设置陆域保护区，例如红枫湖、百花湖、桂家湖等;第2种是沿湖岸外延一定距离的陆域．入湖河流范围：入湖河流上溯一定距离以及沿岸两侧一定范围的陆域．

2）二级保护区划分方法．水域范围：第1种是取水口周围（一级保护区以外）的水域;第2种是把整个湖泊水体都划为一级保护区，二级保护区只考虑入湖河流等水域，把入湖河流上溯一定距离的水域划为二级保护区．陆域范围：第1种是沿湖岸线以外一定距离的陆域（不包括一级保护区），如太湖和白洋淀等;第2种是取水口周围一定距离（一级保护区以外）的陆域．

3）三级保护区（或准保护区）划分方法．入湖河流（二级保护区以外）的流域和湖泊（除二级保护区以外）的汇流区．

1．3 数学模拟法

数学模拟法是根据研究水源地的水文、地质、污染等条件，对其建立数学模型，利用实验数据，按照不同保护区水质要求确定各级保护区的范围．近年来国内学者陆续开展了湖库型水源保护区的研究，如尚银生等［4］结合水环境特点，利用污染物自净距离法和潜在生态危害指数法确定水库水源保护区范围．周东风等［5］应用 WASP5水质模型对水库水源保护区进行划分．

2 划分体系

饮用水源保护区基本任务就是保护水源和水质，但其范围内的所有地段并非均具有同样的功能，在实际规划中，还应根据不同地段的性质基于水资源的关系，将保护区空间进行功能区的划分．在实践中，饮用水水源保护区范围不能太大，否则会与当地的生产、生活发生众多矛盾，难以实现有效保护．但如果规划太小了，则达不到控制污染、保护水源的目的．借鉴自然资源等有关区划工作经验，结合中国水功能区划，从防止直接污染因素和防止间接污染因素出发，基于保护区的保护对象和任务，构建饮用水水源保护区二级体系：保护区和准保护区．

1）饮用水水源保护区．饮用水水源保护区是国家为保护水源洁净而划定的加以特殊保护、防止污染和破坏的一定区域．饮用水水源保护区可分为地表水源保护区和地下水源保护区．按照不同的水质标准和防护要求，饮用水水源保护区可分为保护区和准保护区．

2）保护区．在饮用水取水点附近划定一定范围的水域和陆域作为水源保护区．保护区范围的界定是防止和抵御对水源供水产生直接和显著不良影响因素的破坏．主要保护饮用水水源和饮用水体两部分．

3）准保护区．在饮用水源保护区外划定一定范围的水域和陆域作为饮用水水源准保护区．准保护区范围的界定是防止和预防对水源供水产生间接和潜在不良影响的各种因素的干扰和破坏．准保护区作为保护区外围地带的缓冲区，在此范围内应对人为活动的方式、活动强度与频度进行控制，对新建或改扩建项目进行限制或禁止，从而保证保护区水源水质的达标．

3 湖库型划分技术

利用经验值法划定水源保护区，制定简单、操作方便，但也因缺乏相应的理论依据，人为因素较大，所划保护区往往需要实践验证才能满足水源地水质保护的要求;利用数学模拟法进行饮用水源保护区划分技术研究，具有较强的科学性，但实地操作较难，且涉及的参数较难得到．针对湖泊、水库不同类型饮用水水源地的特点，结合自然保护区和水功能区划理论，综合考虑水源地的类型及取水规模，影响饮用水水源水质、水量的各种因素等划分饮用水水源保护区．