鹰潭市中心城区饮用水源地环境现状及保护对策研究

许 琴 王 伟 查东平

(江西省环境保护科学研究院，江西 南昌 330006)

1 鹰潭市中心城区饮用水源地现状

1.1 供水服务现状

鹰潭市中心城区江南水厂取水口(信江)饮用水源地为河流型水源地，取水口位于信江鹰潭城区段下游，中心经度117°1′50.2″，纬度28°14′51.7″。江南水厂于1992年正式启用，至2013年服务年限为21年，服务人口约20万人，设计日取水量为10万吨，2013年全年取水总量为1964万吨。

1.2 水质现状

按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)评价，2013年度鹰潭市中心城区饮用水源地水质达到标准限值的Ⅲ类水质质量标准，饮用水源地水质无超标情况，达标水量1964万吨。但是如果参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ类水质评价标准，2013年度鹰潭市中心城区饮用水水质只有5月份达标，其他月份均只达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ水质，主要超标因子有粪大肠菌群、总磷、总氮、溶解氧、COD和汞。

1.3 水源地环境现状

鹰潭市现有的饮用水源地取水口(江南水厂)在信江径流上，毗邻鹰潭市中心城区，面临城市生活污水等带来的风险，而且水源地二级保护区内有交通要道信江大桥横穿信江径流，取水口上游4000米处的准保护区还有鹰东大桥，这给现有的饮用水水源地带来了极大的环境风险，饮用水源地的环境安全受到威胁。

鹰潭市中心城区饮用水源地保护区内目前无点源排污口，无规模化畜禽养殖和河道网箱养鱼。二级保护区范围内有一处新建的信江大桥，横跨信江，桥上无污水收集系统，此外保护区周边还存在少量分散式生活污水进入信江。

但是在鹰潭市中心城区饮用水源地准保护区上游是贵溪工业园区，园区内的主要工业企业有江西铜业股份有限公司贵溪冶炼厂、海利贵溪化工农药有限公司、贵溪化肥有限责任公司、贵溪千盛化工有限责任公司、贵溪发电有限公司、江西省贵溪火力发电厂、贵溪三元冶炼化工有限公司和江西麒麟化工有限公司贵溪冶炼厂等8家企业，这些企业排放的污水中大多含有各种对人体有毒有害的重金属，比如：铜、铅、锌、镍、钴、锡、锑、汞等。

2 存在问题

2.1 毗邻中心城区不利于饮用水源地保护

现有的饮用水水源地江南水厂位于鹰潭市中心城区，这给饮用水环境安全带来了一定的风险，难以避免城市生活污水和城市工业污水通过地下水等途径污染饮用水水质，随着城市的不断扩张和发展，此处作为饮用水源地的区位合理性，值得我们慎重考虑和评估。

2.2 现有水源地的水质问题

根据近三年鹰潭市中心城区江南水厂饮用水源地监测数据。我们发现鹰潭市江南水厂取水口一级保护区水质最近三年都未能全部达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的Ⅱ类标准，一级保护区的水质只能达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的Ⅲ类标准，饮用水水质有待提高。

2.3 无备用水源地，上游存在风险企业的问题

鹰潭市中心城区无应急备用水源地，因此存在极大风险。一旦发生污染事故，无应急备用的水源地进行缓解和调度，将直接影响饮用水的水质，影响鹰潭市老百姓的生产生活。

3 对策措施

3.1 重新调整划分饮用水源地

为了避免鹰潭市现有饮用水源地保护区上游因交通穿越带来的风险，建议把中心城区饮用水源地取水口调整到现有江南水厂取水口上游5000米处，按照《江西省生活饮用水水源污染防治办法》对河流型饮用水源地的划分要求，根据鹰潭市环境监测站2012年在童家河入口处红卫坝监测断面的监测数据显示，调整后的饮用水源地水质优良。因此无需采用二维水质模型预测最大影响范围，可采用类比经验方法，结合国家和我省相关法律法规综合确定。

取水口：童家河汇入口上游500米，经度为117o03＇39.75＂，北纬28o16＇41.60＂。

一级保护区范围：

水域：取水口上游1000m，下游100m范围的河道水域，宽度为整个河宽；陆域：以《饮用水水源地保护区划分技术规范》(HJ/T338-2007)中对一级保护区陆域范围要求为依据，以确保一级保护区水域水质为目标，结合国家和我省相关法律法规对一级保护区陆域划定要求，综合确定水源地一级保护区陆域范围。

根据现场调查，沿水流方向，取水口位于信江水流方向左岸，取水口侧陆域第一山脊线范围内由低向高依次分布有河岸滩涂、道路、农田和居民房屋；取水口对岸陆域第一山脊线范围内由低向高依次分布有河堤、道路、农田和居民房屋。通过咨询当地居民，已知的最高洪水位从未淹及两岸护堤。可见，两岸的道路形成了天然的堤坝，有效阻挡了洪水的进一步侵入。

一级保护区范围划分结果：

水域长度：自取水点算起，上游1000m至下游100m范围；水域宽度：整个河宽；陆域长度和水域等长，陆域宽度自取水口两侧的滩地以及迎水面堤脚向背水面延伸两侧道路边界范围。

二级保护区水域范围：

根据《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338-2007)中二级保护区水域范围要求，二级保护区水域范围采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所需的距离应大于污染物从《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅲ类水质标准浓度水平衰减到Ⅱ类水质标准浓度的距离。信江鹰潭段为边界条件较简单的水域，可采用解析解方法进行模拟计算。

(1)计算参数选取

二维水质模型计算需提供信江鹰潭段相应的水文参数、综合降解系数、横向混合系数和上游河段来水污染物排放强度等相关基础数据。

根据鹰潭市梅江水文站提供的信江水文资料，信江枯水期流量为13.887m3/s；信江平均流速u=0.2m/s；信江鹰潭段平均河宽B=120m；河深H=0.6m；坡降比例I=0.145‰。由上述数据可以计算得出横向混合系数Dy，并且结合CODcr的Ⅲ类水质标准浓度为20mg/l，可以计算得出上游河段来水污染物排放强度。

综合降解系数采用两点法计算取得。参考2012年信江河段国控和省控断面中CODcr和氨氮等主要污染物浓度监测数据，其中，CODcr选取2012年11月的江南水厂控制断面和双凤村监测断面的CODcr污染物监测数据进行计算。双凤村控制断面接纳了鹰潭市中心城区大部分工业废水和生活污水，主要反映了鹰潭市中心城区工农业生产及生活对信江所造成的污染情况；双凤村削减断面位于江南水厂断面下游4.5km处，该断面水质监测数据可以说明信江对上游污染物的削减情况。

(2)主要计算公式

①CODcr综合降解系数K

结合信江水文参数和水源地现状监测结果，已知：信江流速u为0.2m/s，江南水厂断面CODcr浓度CA为12mg/l，双凤村断面CODcr浓度CB为7.73mg/l，两断面间距离为4.5km，则根据以下公式可以计算得到综合降解系数K=1.69 1/d。

U：河流流速(m/s)

Δx：A点和B点间河流长度(m)

CA：A点污染物浓度值(mg/l)

CB：B点污染物浓度值(mg/l)

②横向扩散系数Dy

已知信江河深H、河宽B、坡降I等数据，则根据以下公式可以计算得出横向混色系数Dy=0.024m2/s。

H：河深(m)

B：河宽(m)

I：坡降比例

g：重力加速度取9.8m/s2

③预测浓度值C(x，y)

根据《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338-2007)中相关要求，预测浓度计算采用二维稳定排放解析解模式。

根据枯水期信江流量和CODcr的Ⅲ类水质标准浓度，计算得出M为277.74g/s，结合其他计算参数，根据以下公式可以得出纵向x，横向y处的污染物浓度值，由此可推算出CODcr污染物从《地表水环境质量标准》GB 3838-2002 Ⅲ类衰减到Ⅱ类水质标准浓度所需的距离。

M：上游河段污染物排放强度(g/s)

h：河深(m)

ux：河流流速(m/s)

n：反射次数(当n>4以后，计算结果趋于稳定，计算时取n=4)

通过计算得出信江纵向和横向浓度分布，具体见表1和图1。

由表1可知，CODcr污染物由《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准到Ⅱ类水质标准15mg/l以下，所需要的降解距离至少为2950m。

表1 信江CODcr污染物由Ⅲ类水质衰减到Ⅱ类水质标准污染物浓度分布

图1 CODcr污染物浓度降解趋势示意图

②NH4_N综合降解系数K

参考2012年信江河段国控和省控断面中氨氮浓度监测数据，选取2012年9月份信江双凤桥至余江界牌断面监测数据，该断面位于鹰潭主城区下游，属于削减断面，断面间距离为7.55km。由此可以看出，上述选取断面均为信江市省控和国控断面，上述两断面均接纳了信江沿岸大部分工业废水和生活污水，能够反映该区域工农业生产及生活对信江所造成的污染情况，断面水质数据可以说明信江对上游污染物的削减情况。结合信江水文参数和水源地现状监测结果，已知：信江流速u为0.2 m/s，江南水厂断面NH4_N浓度CA为0.229mg/l，双凤村断面NH4_N浓度CB为0.071mg/l，两断面间距离为7.55km，则根据公式以下可以计算得到综合降解系数K=2.68 1/d。

u：河流流速(m/s)

目前已有一些教育软件公司尝试开发相应的基于智能手机的课堂互动系统，如清华大学的雨课堂平台、师星学堂以及基于手机端的教学互动反馈系统EZStudy系统等。这些互动系统一般都是以校园网为基础，在普通多媒体教室中，由学生智能手机与教室原有的计算机、投影仪或大屏电视、相应的软件资源共同组成，具备传统教室的基本特征和教学功能，同时可实现教学资源的数字化和教学活动的网络化。其中，软件资源包括课堂教学互动系统、网络教学系统、手机端移动APP以及数字化学习资源[2]。

Δx：A点和B点间河流长度(m)

CA：A点污染物浓度值(mg/l)

CB：B点污染物浓度值(mg/l)

②横向扩散系数Dy

已知信江河深H、河宽B、坡降I等数据，则根据下列公式可以计算得出横向混色系数Dy=0.024 m2/s。

H：河深(m)

B：河宽(m)

I：坡降比例

g：重力加速度取9.8m/s2

③预测浓度值C(x，y)

根据《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338-2007)中相关要求，预测浓度计算采用二维稳定排放解析解模式。

根据枯水期信江流量和NH4_N的Ⅲ类水质标准浓度，计算得出M为13.88g/s，结合其他计算参数，根据下面公式可以得出纵向x，横向y处的污染物浓度值，由此可推算出NH4_N污染物从《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅲ类Ⅱ类水质标准浓度所需的距离。

C(x，y)=

M：上游河段污染物排放强度(g/s)

h：河深(m)

ux：河流流速(m/s)

n：反射次数(当n>4以后，计算结果趋于稳定，因此计算时取n=4)

通过计算得出信江纵向和横向浓度分布，NH4_N污染物由Ⅲ类水质标准1.0 mg/l衰减到Ⅱ类水质标准0.5 mg/l以下，所需要的降解距离至少为4470m。

综上所述，调整后的鹰潭市中心城区二级保护区水域长度应该是沿一级保护区边界向上游延伸4470米；支流塔桥河自汇入口上溯2000米；宽度：信江及塔桥河整个河宽。

二级保护区陆域范围：

水源地二级保护区陆域范围划分主要通过采用最新的资源3号卫星遥感影像数据，分析得出与一级保护区和二级保护区水域等长的陆域范围内集水面积，并结合国家及江西省有关饮用水源地二级保护区陆域范围划定要求等综合确定。

长度：和水域等长；宽度：取水口两侧的滩地延伸至两侧道路边界范围。

3.2 选择备用水源地

(1)选择应急备用水源地的基本要求

a.水量要求

作为应急备用水源地，必须要在短时间内能够形成一定规模的供水，才能满足应急期供水的要求。因此除了要评价应急备用水源地的常规水量，还需要结合应急要求的特殊性，对水源地的应急水量进行分析。在应急开采的情况下，地表水水源地的应急水量体现为湖、库的兴利库容量；而地下水水源地则体现为可以动用的地下水储存资源量。鹰潭市应急备用水源所需水量至少应满足鹰潭市城市总体规划近期的总供水量，适当考虑城市规划发展后期的用水量要求。

b.水质要求

鹰潭市的特点是降水充沛，水资源补给、更新能力强。但是区内缺少大型的汇水条件和蓄存空间，市区范围内缺乏大型水库，有一定汇水条件和蓄存空间的中、大型水库离市区都有一定的距离，这是鹰潭市寻求应急备用水源地必须要面对的一个现实情况，同时寻求的应急备用水源地的水质需符合《地表水环境质量标准》(GB3838)Ⅱ-Ⅲ类标准要求。

c.风险防范能力要求

应急备用水源地的选择既要考虑自然突变可能造成的影响，还要尽量避开风险源、工业园区、石油化工厂、垃圾填埋厂、危险品仓库及运输线路、尾矿库等风险源，防止风险源对饮用水源造成的影响。

(2)鹰潭市区域内可供选择的应急备用水源地比选

a.基本概况

通过实地调研和资料分析，我们得知在鹰潭市区域范围内能够同时满足以上作为应急备用水源地的3个基本要求，或者通过建设发展，可以达到基本建设条件的备用水源地有白露河、五湖水库和洪湖水库。

白露河：白露河又名白公河，是信江一级支流，流域多年平均降水量为1924.5 mm，平均多年产水量2.668亿m3，日平均73万m3。水力资源理论蕴藏量为0.34万kw，已建有五湖中型水库及上房等小型水库。白露河流域无工业污染源，农业面源污染比较小，森林覆盖率高，水质好。

五湖水库：五湖水库位于白露河支流，集水面积35.84 km2，最大水面积4.7 km2，最大库容2640万m3，有效库容量为2100万m3。是一座以灌溉为主兼顾发电、养殖的中型年调节水库。水库设计灌溉面积为1733 hm2，最大实灌面积1400 hm2。五湖水库周边无工业污染源，但是库区存在水产养殖污染，库区周边有农村生活污染和畜禽养殖污染。

洪湖水库：洪湖水库位于信江支流白塔河，集水面积为7.34 km2，多年平均径流量为0.102亿m3，是一座以灌溉为主，兼顾发电、水产养殖的中型月调节水库。水库总库容为0.138亿m3，设计装机容量为250 kW，实际装机容量为400 kW，设计灌溉面积为1130 hm2。洪湖水库周边无风险源，水库周边存在农业面源污染和畜禽养殖污染。

(2)应急备用水源地水资源评价

a.水量比较

五湖水库控灌面积2.78万亩，经水量平衡分析，五湖水库灌溉保证率为90%的典型年(1978年)来水量2901万m3，在满足控灌区的灌溉要求后，还有余水210万m3，通过白塔新渠引水补充调节，能增加供水量7000万m3，能确保满足控灌区和10万m3/d水厂的用水要求。平均每天可取水20万m3，能完全满足水量要求。

白露河沿线农业面污染小，水质好，水量能满足近期城区用水需求，但是它需要穿过320国道取水，这样流域面积会大大缩小，同时还要重新建设水库才能满足供水的要求。

洪湖水库水面积相对五湖水库小，多年平均径流量为0.102亿m3，水量较小，白塔新渠处于洪湖水库与五湖水库的中间位置，洪湖水库也可通过白塔新渠引泸溪河水。

因此从水量上来比较，五湖水库最优，白露河次之，洪湖水库最少。

b.水质比较

白露河流域林地多，植被好，生活污染和农业污染小，无工业污染，水质好。

洪湖水库目前没有水产养殖，但是周边有养猪场，养猪企业产生的废水排入湖中。洪湖水库面积小相对容易管理，农业面源不易进入。

五湖水库属于余江水产场。有大量的水产养殖，养殖污染多，目前不适合作饮用水源。

因此从水质上比较，白露河最优，洪湖水库次之，五湖水库最差。

c.多方案比选

经过以上比较分析可知，五湖水库水量最大，白露河水质最优，但是从长远考虑，白露河的水量难以通过人为措施来增加，而五湖水库的水质可以通过对库区周边的农村和渔业养殖采取污染治理措施减少污染物的排放，从而提高五湖水库的水质。所以综合水量、水质以及风险防范因素考虑，选择五湖水库作为鹰潭市应急备用水源地是比较合理的选择。

4 结论

总之，随着鹰潭市城区的不断扩张发展，目前的鹰潭市中心城区江南水厂取水口水源地的水质风险和环境管理风险都在不断提高，重新调整划分新的饮用水源地和选择一个应急备用水源地迫在眉睫，当这些确定之后，许许多多有关饮用水源地的污染治理、规范化建设和管理制度的制度等问题都需要及时解决，只有这样，才能保障饮用水源地的水质安全，才能让应急备用水源地在应急的时候及时发挥效用，在发生饮用水环境污染事故时把损失和影响降到最低，保障鹰潭市老百姓的饮水安全。