平原人工自流灌区饮用水水源保护区划分——成都市自来水七厂水源地为例

许冠东，佟洪金，任春坪，廖瑞雪

(四川省环境保护科学研究院，成都 610041)

1 前言

水是人类的生命之源，没有安全的饮用水就没有健康的生命。目前，我国城乡居民饮水安全状况不容乐观，饮用水水源污染已经成为一个较突出的社会问题。依据《中华人民共和国水污染防治法》［1］第二十条“省级以上人民政府依法划定生活饮用水地表水源保护区”和《中华人民共和国水污染防治法实施细则》相关规定，设立饮用水水源保护区，是保护饮用水源地免受人类活动影响、保证水质安全的重要措施。

2 河流型饮用水源保护区划分方法

依据《中华人民共和国水污染防治法》和《饮用水水源保护区划分技术规范》［2］，一级保护区划分结合管理需求考虑，多采用经验值法;准保护区划分方法主要参照二级保护区划分方法;二级保护区划分方法种类较多，需结合当地环境状况及管理需求进行综合考虑确定，因此作者重点探讨二级保护区划分方法。

2.1 二级保护区长度划分方法

二级保护区长度划分主要采用风险缓冲带计算法、水质模型模拟计算法、经验值法。

2.1.1 风险缓冲带计算法。划定的水源保护区范围，应保证一旦出现污染水源的突发情况，有采取紧急补救措施的时间和缓冲地带。

2.1.2 水质模型模拟计算法。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GB 3838-2002Ⅲ类水质标准浓度水平衰减到GB3838-2002Ⅱ类水质标准浓度所需的距离。

2.1.3 经验值法。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2000米，下游侧外边界距一级保护区边界不得小于200米。

2.2 二级保护区水域宽度划分方法

二级保护区水域宽度划分主要采用经验值法，即:一级保护区水域向外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的水域宽度为防洪堤内的水域。

2.3 二级保护区陆域宽度划分方法

二级保护区陆域宽度划分主要采用经验值法、环境问题分析法。

2.3.1 经验值法。二级保护区沿岸纵深范围不小于1000米，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100平方公里的小型流域，二级保护区可以是整个集水范围。

2.3.2 环境问题分析法。当面污染源为主要水质影响因素时，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的需要，通过分析地形、植被、土地利用、地面径流的集水汇流特性、集水域范围等确定。

3 实例分析

成都市自来水七厂取水口分别位于徐堰河、柏条河，水源地位于成都平原都江堰灌区内，属于灌区内引水河道。徐堰河、柏条河采取重力自流引水，流量可通过都江堰水利工程的闸坝进行人工控制，河道已基本实现渠化，常年水质较好。由于成都市自来水七厂为成都市骨干水厂，其水源地保护显得尤为重要，且成都平原都江堰灌区水网交错，河网引水、退水受人工控制明显，属于典型的平原人工自留灌区饮用水源地。因此，本文选取成都市自来水七厂饮用水水源地进行研究。

3.1 水源地概况

成都市自来水七厂设计取水能力为100万t/日，正常情况下仅在徐堰河上取水，取水口位于郫县唐昌镇星罗村徐堰河左岸方家院子段。柏条河取水站仅在徐堰河岁修期及紧急情况下启用，取水口位于柏条河郫县唐昌镇火花村。徐堰河是都江堰内江干渠走马河上的分干渠，在走马河9.2km处分水，由西北向东南流经都江堰市、郫县，于石堤堰与柏条河汇合。徐堰河全长 36.55km，流域面积156km2，系人工控制河道，平均河宽为50m，多年平均流量为41.5m3/s，平均水深为4m，每年断流30～60天进行岁修。柏条河起于都江堰市蒲柏闸，东偏南流经都江堰市、郫县至石堤堰，河长44.8km，流域面积258km2，上游河宽约30～40m左右，系人工控制河道，多年平均流量37.4m3/s，平均水深为3.5m。徐堰河、柏条河取水口上游流域内无重大点源污染或风险源，水源地主要受到流域内面源污染影响。

3.2 水源地水质状况

根据2014年6～7月水七厂徐堰河、柏条河取水口断面的监测分析结果， 《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)表1中的21项指标均为Ⅱ类，表2中的5项指标均满足标准限值要求，表3中的80项特定指标均未检出，断面水质优良。根据水七厂徐堰河、柏条河取水口下游约12km处水六厂徐堰河、柏条河取水口断面2008～2013年历年水质演变趋势分析，历年年均值水质评价均达到Ⅱ类，2008年以来的80项特定指标保持稳定达标，水质总体优良。

4 水源地保护区划分

4.1 保护区划分原则

徐堰河、柏条河位于成都平原都江堰灌区，都江堰灌区经过两千年来的发展与保护，现状水质较好。作为典型的平原灌区，水源地流域内水系复杂，地表自然分水岭不明显，且灌区内因便利的农耕条件产生的居民聚集效应，使得在保护区划定后的后续管理中地方经济发展与饮用水源保护的矛盾显得尤为突出。

因此，保护区划分中应坚持以下原则:

(1)保护区划分应以水质保护为核心，在现状水质及环境状况较好的前提下重点考虑风险防范。

(2)针对水源地流域内面源污染为主要污染源，保护区宽度划分应在流域水系水网调查的基础上对水源地水质响应区域进行覆盖。

(3)综合考虑地方经济发展与饮用水源保护的协调性，在确保饮用水水源水质不受污染的前提下，划定的水源保护区范围应尽可能小。

4.2 保护区划分方法［3］

4.2.1 一级保护区划分［4］

徐堰河、柏条河水质较好，常年以Ⅱ类水质为主，为防止水源地附近人类活动对水源的直接污染［5］，按照《饮用水水源保护区划分技术规范》和《生活饮用水集中式供水单位卫生规范》［6］推荐的经验值法划定一级保护区，划定范围为徐堰河和柏条河取水口下游100m至其上游1000m处、两岸河堤之间的全部水域及沿岸纵深100m的陆域范围。

4.2.2 二级保护区划分

(1)二级保护区长度划分

按照水质模型模拟计算法，二级保护区长度计算结果大于100km，保护区长度过大，不具备可操作性;采用经验值法，保护区长度仅为2000m，在上游突发污染事故的情况下，无法对取水口提供有效的缓冲保护。

由于徐堰河、柏条河现状水质水质均能稳定达到Ⅱ类水质要求，满足《饮用水水源保护区划分技术规范》中有关二级保护区的水质要求，因此二级保护区长度按照风险缓冲带计算法进行确定。另根据《突发环境事件信息报告办法》［7］，“对初步认定为重大 (II级)或者特别重大 (I级)突发环境事件的，事件发生地设区的市级或者县级人民政府环境保护主管部门应当在两小时内向本级人民政府和省级人民政府环境保护主管部门报告，同时上报环境保护部。”因此，二级保护区长度依据水源地河道流量常态状况条件下2小时缓冲带［8］长度确定。徐堰河、柏条河多年平均流量分别为41.5m3/s、37.4m3/s，其对应的平均流速为:徐堰河0.65m/s、柏条河0.74m/s。在不考虑污染团降解的情况下，2小时污染团流程徐堰河、柏条河分别为4.7km、5.3km。

(2)二级保护区宽度划分

二级保护区水域宽度根据《饮用水水源保护区划分技术规范》中经验值法确定为徐堰河、柏条河河堤内水域。

二级保护区陆域宽度按照经验值法的1000m确定，划定范围过大，后续保护区保护管理与地方发展与规划存在较大冲突，因此该方案不具备可操作性。

按照环境问题分析法，考虑对流域内面源污染进行控制、在徐堰河、柏条河集水范围的调查基础之上对保护区宽度进行确定。由于徐堰河、柏条河地处成都平原地区，按自然分水岭确定的保护区范围过大。因此，结合水源地河流所在的都江堰灌区渠系灌排分工明确、输水灌渠独立引水的特点，并将平原区域国道公路的人工分水岭特点纳入考虑，将水源地流域边界的灌渠及国道公路确定为二级保护区陆域边界，见下图。

图 徐堰河流域水系结构Fig.River basin structure of Xu Yan River

4.2.3 准保护区划分

根据《饮用水水源保护区划分技术规范》，准保护划分方法参考二级保护区划分方法确定。

(1)准保护区长度划分

参考二级保护区长度划分方法，准保护区水源地风险缓冲带长度按河道设计输水能力条件确定。徐堰河、柏条河是人工河道，其设计流量分别为70m3/s、120m3/s，其对应的河段平均流速为:徐堰河0.79m/s、柏条河1.21m/s。在不考虑污染团降解的情况下，2小时污染团流程徐堰河、柏条河分别为5.7km、8.6km。

(2)准保护区宽度划分

准保护区水域宽度参考二级保护区划分方法确定为徐堰河、柏条河河堤内水域。

参考二级保护区长度划分方法，准保护区陆域宽度按水源地流域边界的灌渠确定。

5 结论

5.1 在饮用水源取水口水质稳定达标、一级保护区划定结果足以防止人类活动对水源产生直接污染的前提下，二级保护区长度划分采用风险缓冲带计算法既满足了紧急状态下水源地拥有采取紧急补救措施的时间和缓冲地带的要求，又能遵守在水质得到保护的前提下，水源保护区应尽可能小的原则。

5.2 二级保护区陆域宽度划分中通过环境问题分析法，针对平原地区人工分水岭不明显的特点，采用灌区渠系流域集水范围调查，最终得出以渠系和国道公路为边界的平原河网人工分水岭。相对于平原地区二级保护区陆域宽度划分中常用的经验值法，环境问题分析法既能对取水口上游汇水流域进行全覆盖保护，又避免了因保护区划定范围过大而与地方经济发展产生冲突。

5.3 由于平原灌区地带饮用水源二级、准保护区长度划分将风险应急需求作为划分依据。因此，结合灌区渠系分水具有人为可控性的特点，建议合理利用流域沿线分水、节制闸门对污染团的阻滞、分流下泄作用，科学合理制定风险应急预案。

［1］ 中华人民共和国第六届全国人民代表大会常务委员会第五次会议.中华人民共和国水污染防治法［Z］.北京:法律出版社，1984.

［2］ HJ/T 388-2007，饮用水水源保护区划分技术规范［S］.

［3］ 朱雪松.饮用水水源地保护区划分原则及方法分析［J］.黑龙江科技信息，2011，(26):65.

［4］ 易 雯，付 青，郑丙辉，陈小文，吕小明，李 彤，刘 军.非潮汐河流型饮用水水源保护区经验值划分法及实例应用［J］.水资源保护，2011，(4):62-66.

［5］ 李建新.德国饮用水水源保护区的建立与保护［J］.地理科学进展，1998，17(4):88-97.

［6］ 中华人民共和国卫生部.生活饮用水集中式供水单位卫生规范［Z］.2001.

［7］ 中华人民共和国环境保护部.突发环境事件信息报告办法［Z］.2011.

［8］ 李宝赟，王 平.兰州市红古区饮用水水源保护区规划研究［J］.知识经济，2012，(7):80-81.