饮用水水源地供水安全评估指标体系及应用

霍秋雅，宋佩佩，刘司航

（1.河北省水文工程地质勘查院,河北石家庄050000；2.河北地质大学水资源与环境学院，河北石家庄050000）

供水安全关乎人民群众的切身利益，安全的饮用水源是人民生活的基本保障[1-2]。近年来，随着人民生活质量的不断提高，人民对饮用水供水安全的要求也越来越高[3-5]。供水安全具有多因素性的特征，主要体现在水量、水质和管理等方面，如水量匮乏、水质较差会使水源丧失饮用水功能的属性，管理缺乏会影响水源地的正常运转，从而阻碍社会发展[6-8]。基于供水安全的概念，在参考水源地供水安全研究的基础上，笔者认为，饮用水水源地供水安全的评估指标主要包括水量、水质、管理三个方面。

因此，本次供水安全评估指标体系构建从水量、水质和管理三个方面构建供水安全评估指标体系，并以河北省后孟营水源地为例，对该地区饮用水水源地进行供水安全评估，并对评估结果进行成因分析。

1 供水安全评估指标体系构建

1.1 评估指标选取

本次体系分为目标层、系统层和指标层。各层评估指标及权重见表1。

表1 饮用水水源地供水安全评估指标体系及权重表

1.2 评估方法

本次评估分为各项分类评估及综合评估，评估方法为加权求和法，根据评估分值越高饮用水水源地供水安全评估等级越高的原则制定评价标准，将水源地安全评估结果划分为优秀、良好、合格、基本合格和不合格5个等级。

1.2.1 分类评估

（1）取水量保证状况得分为：

（2）水源达标状况得分为：

（3）环境管理状况得分为：

式中：INDEXi——包括管理状况各项指标层；

Wt——权重值。

1.2.2 综合评估

供水安全综合评估分值为取水量保证状况、水源达标状况和环境管理状况的各项分值加权计算得到，公式如下：

分类评估与综合评估分值结果对照见表2。

表2 评估分值与结果对照表

1.3 评估指标

（1）取水量保证状况。该项通过取水量保证率（WGR）表示，当实际需水量不大于设计取水量时，WGR为100%；否则，WGR为0。

（2）水源达标状况。该项通过水质达标率（WSR）和水源达标率（WQR）进行表示。

①水质达标率。水质达标率WSR计算公式为：

②水源达标率。对于单水源饮用水水源地，达标时，WQR为100%；否则该值为0。

（3）环境管理状况。

①保护区划分。保护区划分状况用保护区划分完成率PD表示。符合规范眼球并获得政府批复时，PD为100%；否则该值为0。

②保护区标志设置。该值通过标志完成率表示，符号为PS。按照规范设置该值为100%，设置但未按规范为60%，未设置该值为0。

③一级保护区隔离防护。该工程完成率（PF1）计算公式为：

④一级保护区整治。该项通过一级保护区整治率PCR1表示，该值为建设项目拆除率BCR1、排污口关闭率DCR1和网箱养殖拆除率CBR1三项指标的算术平均值。计算公式为：

⑤二级保护区整治。该项通过二级保护区整治率PCR2表示，该值为排污口关闭率DCR2、分散式生活污水处理率DDSR2、分散式畜禽养殖废物综合利用率LWUR2和网箱养殖整治率CRR2四项指标的算术平均值。计算公式为：

⑥监控能力。监控能力（WM）为常规（MI）、预警（WE）和视频监控（VS）的加权平均值。计算公式如下：

⑦风险防控。该项通过风险管理指标完成率RMR表示，为风险源名录完成率RDE和危险化学品运输管理制度建立率DCBR两项指标算术平均值。

⑧应急能力。该项通过应急管理指标完成率EME表示。该项为应急预案编制、应急情况演练、应急物资储备、应急设施建设、应急专家库、应急监测情况6项指标的算术平均值。

⑨管理措施。该项通过管理制度完成率MSR表示。该项为水原编号、档案管理、定期巡视、定期评估环境状况、搭建管理平台、信息公开化6项内容的算术平均值。

2 应用评价

2.1 研究区概况

以河北省后孟营水源地为例进行研究。后孟营水源地位于昌黎县马坨店乡后孟营村，见图1，研究区位于滦东平原淡水区域，大气降水是该地区地下水主要补给来源。区内开采井深度约80m，主要开采含水层为第四系第一、二潜水含水组，含水层厚度约30m，岩性主要为砾卵石、砂砾石和中粗砂，渗透性较好。

图1 研究区位置图

2.2 评价结果

2.2.1 取水量保证状况

后孟营水源地设计年供水能力1095×104m3，现状实际日供水量为1.4×104m3。2016年全年供水量为496×104m3，2012～2016年年供水量见表3。

从表3可知，后孟营水源地实际年取水量小于设计年供水能力，取水量保证率为100%。

表3 后孟营水源地近5年供水量

2.2.2 水源达标状况

2.2.2.1 水质达标率

根据后孟营水源地2016年水质监测资料，对水源地水质进行评价，评价方法采用单因子法。

经评价，后孟营水源地2016年各月水质评价结果见表4。

从表4可看出，后孟营水源地各个月份水质类别均为Ⅳ类，各个时期水质类别均为V类，其中氨氮和锰为主要超标项，而用于集中式水生活饮用水水源的水质应达到Ⅲ类及以上，即各评价时段水质均不达标。综上，其水质达标率为0。

表4 后孟营水源地2016年全年、汛期、非汛期及各月水质评价结果

2.2.2.2 水源达标率

由水质评价结果可知，后孟营水源地水源不达标，其水源达标率为0。

2.2.3 水源地环境管理状况

2.2.3.1 保护区建设

（1）保护区划分。饮用水水源地需结合实际情况划定水源保护区，目前，后孟营水源地一级保护区半径360m，面积为2.1km2，二级保护区半径2070m，面积为21.7km2，保护区划分见图2。符合规范要求及水源地实际情况，但该保护区划分尚未经过省政府批复，因此后孟营水源地保护区划分完成率评估结果为50%。

图2 后孟营水源地一、二级保护区范围图

（2）保护区标志设置。饮用水水源地保护区需设置界碑等标识，并且需要满足规范要求。

①界标设置。后孟营水源地由多个水井构成，需在水源地一级保护区六边形、二级保护区七边形各个顶点处安设界标，共需设立13块界标。

②交通警示牌。后孟营水源地一级保护区范围内有631县道穿过，二级保护区范围内有L83省道、632县道、110乡道、118乡道等多条道路通过，需在保护区范围内主干道、高速路旁安设道路警示牌。

据现场调查了解，后孟营水源地在10#井设立了简易保护区界标，无其他界标及交通标识牌设立。

结合实际情况，后孟营水源地保护区标志设置评估结果为10%。

（3）一级保护区隔离防护。后孟营水源地一级保护区内有道路通过，一级保护区外、二级保护区范围内有多个村庄，为避免人类活动对水源地的保护造成影响，一级保护区应设置防护设施。

据现场调查了解，后孟营水源地未设立相应的隔离防护工程，因此隔离防护工程完成率为0。

2.2.3.2 保护区整治

（1）一级保护区整治。根据现场调查了解，对比规范，后孟营水源地一级保护区整治现状如下：

①区内距离3#水源井15m左右有面积近2.68hm2的坟地，据了解，该坟地在3#水源井成井之前已经存在，且有人祭拜，在一定程度上会对水源地的安全造成影响；

②保护区内无工业、生活排污口；

③保护区内无养殖、旅游等可能污染水源的活动；有两处沙坑，面积分别为26276m2、28386m2，沙坑内无垃圾、污水等有害物质排放；

④保护区划定前区域内已有90%的农田，主要种植作物为玉米、花生等，其中有28.61hm2蔬菜大棚实行了科学种植。

后孟营一级保护区内无排污口、无养殖，因此该项整治完成率为100%；3#水源井附近的坟地对水源地水源安全有一定的影响，存在一定的安全隐患，因此划定为需要拆除的项目，即建设项目拆除完成率取0，综上，一级保护区整治率为66.8%。

（2）二级保护区整治。根据现场调查了解，后孟营水源地二级保护区整治现状如下：

①点源整治。保护区内无排放污染物的建设施工项目；无工业、生活排污口；区内设立有垃圾收集设施，环卫定期统一进行收集，并在保护区外进行无害化处置，但有时垃圾转运不及时会造成生活垃圾堆放的现象；区内无有毒有害物质中转站及堆放场所。区内无规模化畜禽养殖场。

②非点源控制。保护区内总人口约为9000人，生活用水定额为65L/（人·d），污水排放系数依据规范及农村实际情况本次取0.75进行计算，计算得二级保护区内生活污水产生量约为16×104m3/a；区内牲畜排泄量约为66590t/a；区内农业种植面积总计1700hm2，尚未实行科学种植。

③流动源管理。保护区内无有毒有害物质的货运场所，无加油站；区内有多条道路通过，因此有危险化学品运输的可能性，但目前尚无危险化学品运输管理制度及相应的视频监控设施；后孟营二级保护区内无排污口，排污口关闭完成率为100%；区内村庄污水未进行任何收集及处理，分散式生活污水处理完成率为0；区内分散式畜禽养殖废物目前尚未进行综合利用，且农村分散养殖所产生废水较少，因此分散式畜禽养殖废物综合利用完成率取50%；区内无网箱养殖，网箱养殖整治完成率为100%。综上，二级保护区整治率为62.5%。

2.2.3.3 监控能力

从常规监测、预警监控、视频监控三个方面对后孟营水源地监控能力进行评估。

（1）常规监测：水源地范围内目前尚未开展全分析监测；未建设自动监测设施；

（2）预警监控：地下水水源地无需进行预警监控建设，本次预警监控完成率按照100%进行评估；

（3）视频监控：后孟营水源地日供水量为1.4×104m3，根据规范无需安装视频监控。

因此，水源地常规监测完成率为80%、预警监控完成率和视频监控VS为100%。

2.2.3.4 风险防控

后孟营水源地二级保护区范围内村庄较多，所产生的生活污水、垃圾及化肥污染物对水源地地下水构成一定威胁。另外，保护区范围内有道路穿过，运输过程中存在一定风险，可能导致水源被污染。

目前，该水源地未建立风险源名录和危险化学品运输管理制度，因此，风险管理指标完成率RMR为0。

2.2.3.5 应急能力

后孟营水源地应急备用水源为城关三水厂，符合备用水源要求，但目前在应急能力和应急设施方面准备不足，应急监测能力较为薄弱。综上，后孟营水源地应急能力评估为30%。

2.2.3.6 管理措施

后孟营水源地由昌黎县水务局统一管理，并在水源地附近设立值班室进行水源地运行维护工作，因此保护区定期巡查完成率为100%；后孟营水源地无水源编码、无水源地档案管理制度、未对环境状况进行定期评估、无信息化管理平台、信息未面向公众公开。综上，后孟营水源地管理措施评估为16.7%。

2.3 评估结果

在对水源地分类评估的基础上，再进行综合评估，并按照表2确定评估结果：

（1）取水量保证状况评估分值为100分，评估结果为优秀；

（2）综合后孟营水源地水量达标率及水源达标率，其水源达标状况SQ评估分值为0分，评估结果为不合格；

（3）结合管理状况中各项指标的权重，管理状况MS评估分值为38.9分，评估结果为不合格；

（4）供水安全综合评估得分SWES由WG、SQ、MS的单项得分加权计算后得到，最终后孟营水源地供水安全综合评估分值为21.7分，评估结果为不合格。

计算结果如表5所示。

表5 后孟营水源地供水安全评估指标结果表

3 问题与成因分析

3.1 水质问题及成因分析

后孟营水源地水质问题突出，各时段水质均不达标，主要污染物质为氨氮、锰，个别月份硝酸盐存在超标现象。从全年水质评价结果来看，锰含量超标3.1倍，氨氮超标2.0倍，其中锰含量超标是水源地环境背景值较高造成的。综合考虑水源地防污性能评价结果，得出农田化肥及农药是造成氨氮等项目超标的主要污染源。

3.2 环境管理问题及成因分析

（1）提高监管力度。缺乏专门机构对水源保护进行管理，建议设立常设机构管理水源地运行防护工作。

（2）治理农村污染仍面临巨大的挑战。尽管政府在治理农村污染方面做了大量的工作，但农村环境污染问题始终没有得到根本的解决，农村生活污水，农药、化肥的使用都会对水源地的保护造成威胁。

（3）宣传力度仍需加强。群众对于水源保护意识较为薄弱，由于受人力、资金条件限制，目前尚未进行有效的环保宣传，使得水源地的保护工作举步维艰。