許楠 王磊 孫錦錦

摘 要：我國水源污染問題日益嚴重，已經(jīng)開始影響到城市飲用水的水質安全?；谶@一現(xiàn)實，分析探討了水源保護區(qū)的生態(tài)恢復問題，提出了建立生態(tài)水源保護區(qū)的概念和內涵。生態(tài)水源保護區(qū)是具有濕地處理系統(tǒng)、林木緩沖系統(tǒng)和清新空氣保護系統(tǒng)三維一體化的、可以實現(xiàn)水源保護和水量保證的、符合可持續(xù)發(fā)展要求的水源保護區(qū)。

關鍵詞：水源保護區(qū)；水質；生態(tài)恢復；

在全國城市飲用水水源地安全保障規(guī)劃相關成果基礎上，提出了城市飲用水水源地安全的概念和內涵。利用層次分析方法構建了城市飲用水水源地安全評價指標體系，從水質、水量、風險及應急能力等方面提出具體評價指標，確定了各指標的含義和計算方法。

一、生態(tài)水源保護區(qū)的概念

生態(tài)水源保護區(qū)是不僅具有一定的濕地系統(tǒng)、林木系統(tǒng)，還應有近地面空氣凈化系統(tǒng)，而且可以充分發(fā)揮水體的自凈作用的水源保護區(qū)。這樣的水源保護區(qū)可以說是水、陸、空三維立體式的空間，是實現(xiàn)水源安全保護的有力措施。具體來說，可以將其定義為具有濕地處理系統(tǒng)、林木緩沖系統(tǒng)和近地面空氣凈化系統(tǒng)保護系統(tǒng)三維一體化的、可以實現(xiàn)水源保護和水量保證的、符合可持續(xù)發(fā)展要求的水源保護區(qū)。

二、風險評價

風險評價是指對人類的經(jīng)濟社會活動所引發(fā)的對人體健康、經(jīng)濟社會、生態(tài)系統(tǒng)等可能造成的損失進行評估，并據(jù)此進行管理和決策的過程。在對水源地的安全評價研究中，引入風險評價不僅能夠將潛在的污染因素對飲用水水源的危害程度定量化，還能將水源地的社會屬性有機地融入評價指標體系。社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境均對水源地安全風險評價產(chǎn)生影響，不同的因子在風險評價中產(chǎn)生不同的影響，如取用水對象、水源地環(huán)境條件、排污狀況、引水距離、人口、工業(yè)產(chǎn)值、萬元產(chǎn)值排污系數(shù)、單位耕地農(nóng)藥施用量等。在美國科羅拉多州地表飲用水水源風險評價方法中，評價分為四個步驟：劃分水源地區(qū)域、調查污染物來源、水源對污染物的敏感性分析以及報告結果。

三、生態(tài)水源保護區(qū)的內涵

建立生態(tài)水源保護區(qū)，對水源保護區(qū)進行生態(tài)恢復，就要認真考慮其內涵。生態(tài)水源保護區(qū)的內涵應包括良好的森林生態(tài)系統(tǒng)、完善的濕地系統(tǒng)和可靠的空氣凈化系統(tǒng)。

1.森林生態(tài)系統(tǒng)。要保護好水源，就必須大力建設水源涵養(yǎng)、防護林區(qū)，營造良好的森林生態(tài)系統(tǒng)。具體措施可以包括植樹造林，最大限度地擴大水源地保護區(qū)內的綠地面積。森林生態(tài)系統(tǒng)是一個綜合體，大氣降水在流經(jīng)這個系統(tǒng)時需要經(jīng)過多個環(huán)節(jié)，簡單地說就像水分流經(jīng)多層吸附體一樣，每一個過程對水質都有相應的凈化作用。所以，凡是從林內流出的地表徑流都是泥沙含量很少的清水，枯枝落葉層深厚的土壤，有利于雨水向土層中滲透，增加地下水貯量，進而增加地下水對河川的補給量，因此，良好的森林生態(tài)系統(tǒng)能有效地防止水源的物理、化學和生物污染。水分通過森林生態(tài)系統(tǒng)時，化學成分也將發(fā)生變化。

2.濕地生態(tài)系統(tǒng)。濕地生態(tài)系統(tǒng)就是利用土壤與植物之間的一種綜合作用，并使水參與其中，從而使植物與水土都得到本質上的改變和提高。濕地是一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，其所有因素之間都是相互聯(lián)系、互為因果的。在完善的濕地生態(tài)系統(tǒng)中，存在著一種共生機制。這種共生機制，就是一種水土與生物兩種復雜系統(tǒng)之間的相互作用，并且在此作用的過程中，各自都得到整體改進，即植物得到了生長和成熟，水土也由最開始的被污染得到了恢復和再生。

本實驗主要用污水處理廠二級出水（TP：1-5mg/l、TN：20-50mg/l、NH3-N：10-30mg/l）代替不穩(wěn)定自然降水作為預處理水經(jīng)重力流方式經(jīng)表面流進入人工濕地后流入水源地，初步達到水源地水資源保護效果。人工濕地實驗裝置長1.0米、寬度0.7米、深度1.5米，底部鋪放鋼網(wǎng)，防止填料泄露，該厭氧區(qū)域相當于處理系統(tǒng)穩(wěn)定塘。為避免土壤系統(tǒng)表面斷流現(xiàn)象，以陶粒濾料代替?zhèn)鹘y(tǒng)土壤、砂石作為基質。上層陶粒直徑7-8毫米，厚度0.8米，上層陶粒直徑2.5-3.5毫米，厚度0.4米，平均孔隙率為45.36%植物采用同水系蘆葦。為避免溫度干預，從5月至7月，設計流量320l/d，表面負荷513 m3/（m2·h），停留時間72小時。本人工濕地實驗能較好處理低濃度地面徑流污水，其出水基本達到中水回用標準，并脫氮除磷效果較明顯，其中控制水力停留時間及進水濃度為設計中重要參數(shù)。其中TP的去除率與停留時間呈正相關關系，TN的去除率與停留時間呈線性關系，NH3-N很難進一步轉化為N2O或者N2，去氮效果呈微上揚后平緩趨勢。

3.空氣凈化系統(tǒng)。在水源保護區(qū)僅有良好的水質是不夠的，還需要可靠的空氣凈化系統(tǒng)進行保護。可靠的空氣凈化系統(tǒng)不僅本身含有較少的污染物質，而且還可以起到空氣凈化和對污染物的過濾作用。

四、建立生態(tài)水源保護區(qū)的具體措施

建立生態(tài)水源保護區(qū)，就是采用生態(tài)方法（或模擬生態(tài)方法）對水源水質進行生態(tài)修復和保護。具體來說，就是利用培育的植物、動物或培養(yǎng)、接種的微生物的生命活動，對水中污染物進行轉移、轉化及降解作用，從而使水體得到凈化的技術。

1.生物膜法處理技術。生物膜法是指用天然材料（如卵石）、合成材料（如纖維）為載體，在其表面形成一種特殊的生物膜。生物膜表面積大，可為微生物提供較大的附著表面，有利于加強對污染物的降解作用。生物膜法具有較高的處理效率，其有機負荷較高，接觸停留時間短，減少占地面積，節(jié)省投資，主要工藝方法有生物廊道、生物濾池、生物接觸氧化池等。生物膜法對于受有機物及氨氮輕度污染的水體有明顯的效果。

2.人工濕地處理技術。人工濕地的原理是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學和生物的三重共同作用來實現(xiàn)對水質的凈化。這種濕地系統(tǒng)是在一定長寬比及底面有坡度的洼地中，由土壤和填料（如卵石等）混合組成填料床，污染水可以在床體的填料縫隙中曲折地流動，或在床體表面流動。在床體的表面種植具有處理性能好、成活率高的水生植物（如蘆葦?shù)龋?，形成一個獨特的動植物生態(tài)環(huán)境，對污染水進行處理。人工濕地的顯著特點之一是對有機污染物有較強的降解能力。由于這種處理系統(tǒng)的出水質量好，適合于處理飲用水源，或結合景觀設計，種植觀賞植物改善風景區(qū)的水質狀況。

3.土地處理技術。土地處理技術是一種古老但行之有效的水處理技術，它是以土地為處理設施，利用土壤—植物系統(tǒng)的吸附、過濾及凈化作用和自我調控功能，達到某種程度對水的凈化的目的。國外的實踐經(jīng)驗表明，土地處理系統(tǒng)對于有機化合物尤其是有機氯和氨氮等有較好的去除效果。德國、法國、荷蘭等均有成功的經(jīng)驗?？偨Y上面介紹的三種方法，我們認為，目前國際保護城市河流（或湖泊）水質的主要做法是盡量還河流以天然狀態(tài)，除去以前人工在河岸或河底鋪設的任何硬質材料，軟化河床，并在兩岸廣植野生植物，使河水中的水生生物和岸邊的動植物形成天然的生態(tài)系統(tǒng)，達到自然平衡。城市飲用水水源的保護最終目標是恢復地表水的天然生態(tài)功能，使取水口附近的水源保護區(qū)成為一個天然的澄清池。

水質保護就是水質不被進一步污染，是水源保護區(qū)的最基本的功能，也是建立生態(tài)水源保護區(qū)的最低要求；水質凈化就是對受到輕微污染的水質具有一定的凈化處理功能，如通過濕地或森林緩沖系統(tǒng)等；水質的安全保障要求從大系統(tǒng)管理的角度來考慮問題，如空氣保護系統(tǒng)、流域綜合治理等。要有關部門認真堅持和完善生態(tài)水源保護區(qū)的基本內涵，就可以有效地保障水源保護區(qū)的水質，實現(xiàn)水源保護區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，進而為城市供水提供安全、可靠的水源水質保障。

參考文獻

[1]彭文強.飲用水水源地評價方法研究.2016.

[2]朱曉紅，淺談飲用水水源地的水資源安全與人工濕地生態(tài)構建分析.2017.

（作者單位：西安浐灞生態(tài)區(qū)管理委員會）