城市饮用水的水源地水质监测与评价分析

□戚卫伟（辽宁省水文水资源勘测局）

0 引言

水环境质量评价工作经过长时间的发展，已经成为当前综合环境质量评价中不可缺少的内容，各种新兴技术在水质监测与评价中的应用，让各项数据更为清晰、直观地展现出来，对我国水源地水质保护工作有着重要的积极作用。文章在对当前饮用水水源地水体质量状况及水质评价标准分析的基础上，探讨当前城市饮用水水源地的污染危害问题，并提出了基于GIS的城市饮用水源地水质监测评价系统的开发和设计。

1 城市饮用水水源地水质基本状况及水质评价标准

1.1 城市饮用水水源地水质状况

就当前发展局势来看，我国面临着较为严峻的饮用水安全问题，从环保部门对城镇集中式饮用水水源地水质的监测与调查报告中发现，饮用水中多项污染物超标的情况占到了总水源的20%。另一方面，近些年来不时发生的大规模饮用水水源地环境事件，例如松花江污染、湘江镉污染、太湖蓝藻爆发以及黄浦江死猪事件等，都给城镇居民饮用水水源地的水质带来了较为严重的安全威胁。

对于我国城市饮用水来说，其主要的水源地类型分为河流、湖泊、水库和地下水四种主要类型，按供水量从大到小的顺序依次排列为：河流——湖泊——地下水。从地域和气候方面分析来看，当前我国南方地区城市的主要饮用水来源于河流、水库以及湖泊。从我国环保部公布的2011年地级以上城市饮用水水源环境调查分析报告中显示，当前有大约35.70亿m3的饮用水水源水质达不到标准要求，占到了城市饮用水供应总量的11.40%。另外，2011年中国水资源公报显示，全国634个地表水集中式饮用水水源地中，水质检测合格率在80%以上的饮用水源地有452个，仅仅占到了水源地评价总数的71.30%；而合格率为100%的饮用水水源地为352个，占总评价数的55.50%；还有31个饮用水水源地的全年水质均不能达到评价标准，占到了总评价数的4.90%。从以上国家相关部门公布的调查数据显示状况来看，加强对水源地的保护、进一步改善饮用水水质已经成为当前关注的热点问题之一。

1.2 水质评价标准

对水源地水质状况的评价是在水质监测资料的基础上，通过数理统计所得出的水质特征数值和水质环境代表值，然后按照相应的水环境质量评价方法和质量分级分类标准对其环境质量进行评价。水质评价是水源地水质等级评定和水功能区划的先决条件和水质预测的基础，其主要依据是《地表水环境质量标准（GB3838-2002）》标准，其中以水质评价满足III类标准值为界限。具体标准如表1所示：

表1 《地表水环境质量标准》部门基本项目标准限值表 单位：mg/l

2 我国城市饮用水水源地污染和危害问题

2.1 水污染造成缺水矛盾加剧

我国是一个淡水资源人均占有量较低的国家，人均占有量仅为世界人均水平的1/4，居世界第88位，并且在我国工业迅速发展以及人民生活水平日益提升的状况下，水资源供需矛盾日益凸显，而当前存在的各种饮用水污染更是加剧了这一矛盾。对于我国辽河流域、海河流域以及淮河流域的大多数地区来说，水污染问题都给城市饮用水安全带来了严重的威胁。

2.2 跨行政区的污染问题严重

在当前造成的频繁性地区水污染事件纠纷中，危害程度最为严重的是跨行政区域的水污染事件。比如以省界为例的山东省德州与河北省吴桥的水污染事件纠纷、福建松溪和浙江庆元的水污染纠纷等，以上水源污染问题不仅对城镇居民的饮用水安全造成了较大的威胁，还在一定程度上影响到了当地的社会安定。

3 基于GIS的城市饮用水水源地水质监测与评价系统

3.1 系统目标及设计原则

3.1.1 系统设计目标

伴随着当前GIS技术的兴起以及相关理论在我国水质监测和评价中的应用，充分利用GIS的空间分析能力、属性数据和空间数据之间有效动态链接特性，能够大力促进水环境科学的信息化发展。另一方面，通过水质评价模型的建立，能够有效的对城市生活饮用水水源地区域的各项水体化学成分进行全面动态监测，并在可视化的信息系统支持下，通过技术支撑和数据依据，制定出相应的饮用水资源保护、开发和利用方案。

3.1.2 系统设计原则

在进行该系统设计的过程中应牢牢把握实用性原则、GIS特性原则和安全性原则。首先对于系统的开发应符合城市饮用水水源地水质监测和评价的具体需要，采用单因子评价、综合指数评价和水库富营养化三种水质评价模型对其进行计算分析；其次应通过GIS与水质模型的相互结合，使评价结果以更为直观的专题图的形式呈现出来。

3.2 功能模块设计

3.2.1 地图服务

该功能模块所提供的地图服务主要包括地图浏览和基础信息查询两个部分，主要可以实现城市饮用水水源地区域地图的缩放、平移以及图层控制，同时可实现其基础地理数据信息的图形及属性间双向查询。

3.2.2 水质监测

该模块主要是针对水质评价监测指标的以日期和监测点为基本单位的表格和图形方式的浏览和查询，其主要是为用户提供多样化的、全方位的水质监测数据查询、实时查询、横向比较查询以及纵向（时间变化）查询，从而更好的了解监测状况和监测数据。

3.2.3 水质评价

水质评价功能模块可划分为水质评价、模拟评价和专题图绘制三个部分，其主要是在根据地表水环境质量标准和质量评价办法的基础上，通过各项水质监测数据而进行的水质分等和定级，从而建立其有效的评价结果表，最后再运用GIS将空间数据、属性数据以及区域地理环境结合在一起，绘制出相应的城市饮用水水源地水质评价结果专题图。

3.2.4 统计分析

统计分析功能模块主要功能内容是对城市饮用水水源地水质评价结果以及各项水质监测指标的统计分析，并绘制出相应的统计图表，较为直观和清晰地反映水源地水质在一定时间段内的发展变化状况，并通过对比分析，计算出各个水质评价等级出现次数的百分比状况，以及以监测指标为统计单位的监测站点指标的最大值、最小值及平均值，并绘制出相应的统计数据表以及复合折线图。

4 结语

通过基于GIS的城市饮用水水源地水质监测和评价系统的建立，能够有效地监测水源地水质状况及变化情况，从而制定出相应的保护及处理措施。而在当前饮用水水源地水质安全问题日益突出的现实环境下，首先应做的是在对其进行监测和评价的基础上制定出相应的饮用水水源保护长远规划，其次应建立起具体的城市饮用水源保护目标责任制度以及定量的考核管理办法，第三应加强相关饮用水水源地保护政策的制定及工业污染的治理力度，并通过水源保护区监督机构的建立对水环境保护区进行划分，最终达到保护城市饮用水水源的目的。

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