王 超，何 磊

(廣州市環(huán)境保護科學研究院，廣東 廣州 510620)

1 水源地保護區(qū)劃定國內外研究現(xiàn)狀

1.1 水源地保護歷程

水源地保護研究始于西方，尤其以德國最早，德國在水源地保護區(qū)的建立與保護上已經(jīng)建立了一系列水源保護條例，積累了大量理論及實踐經(jīng)驗，并建立了大量的水源地保護區(qū)[1,2]。美國18世紀末期開展了對水源地保護區(qū)的研究，形成對保護水源的主體思想和系統(tǒng)的水源地保護體系，著重對排污標準及監(jiān)管制度完善、污水處理設施建設和水源地評價過程潛在重大隱患的尋找，并在發(fā)展過程中不斷優(yōu)化水源地的評估計劃。日本于1964年和1970年分別制定了《河川法》和《水質污染防治法》，從保護區(qū)經(jīng)濟補償、水質標準規(guī)定、水質檢測規(guī)范、應急處置措施等方面給予標準指導，這些法律的頒布很大程度上促進了日本飲用水水源的保護[3]。日本逐漸形成以循環(huán)用水的核心思想去構建飲用水的持續(xù)用水體系。加拿大則結合自身國家水資源時空分布不均勻的特點，制定了更為生態(tài)和科學有效的水資源集成調控手段[4]。而新加坡在最近幾年里推行的著名四大水喉計劃，推動水源保護上升到一個新的高度[5]。

作為比較晚開展水源地保護研究的國家，我國1992年頒布的《飲用水源保護區(qū)劃分綱要》標志著水源地劃分規(guī)范文件初見雛形。而《飲用水水源保護區(qū)劃分技術規(guī)范》(HJ/T338-2007)則為水源地保護區(qū)的劃分提供了具體技術指導和劃分依據(jù)[6]。經(jīng)過不斷發(fā)展，結合現(xiàn)階段水環(huán)境污染問題日益復雜，原國家環(huán)保部于2018修訂新版《技術規(guī)范》，加入了風險防范的理念，以應對現(xiàn)今水環(huán)境污染狀況，同時在劃分的技術方法上也更加細化[7]。

1.2 水源地保護區(qū)劃分應用現(xiàn)狀

在水源地保護區(qū)劃分上，歐盟國家多采用“經(jīng)驗值法”進行劃分。如德國，經(jīng)過長時間的研究，德國形成了成熟的劃分技術，在地表水水源地保護上，主要采取將取水口所在的全部流域劃分為保護區(qū)的原則，并在保護區(qū)范圍劃定后采取3個等級的分級保護[8]。美國在水源地保護區(qū)的劃分技術發(fā)展上，能結合自身國家本土特點和按照不同水源特點，在短時間內迅速形成科學劃分技術，主要為時間遷移計算法、地形邊界法和緩沖地帶法這幾種，對水質有較好的保護效果。如遷移時間計算法，主要指通過計算污染物質從上游某泄露點到取水口位置的遷移時間，因而在保護區(qū)劃分過程中可以結合實際地形的變化和結合水質數(shù)學模型對遷移的時間進行調整，并在這個基礎上，采取有效的對策措施對污染泄露進行防范[9]。

我國經(jīng)過30多年的發(fā)展，在水源地保護區(qū)劃分方法和技術上也形成了較為系統(tǒng)和科學的體系，并結合實踐經(jīng)驗不斷更新技術規(guī)范。目前對于農村地表水源地保護區(qū)劃分，主要包括3種劃分技術方法，分別為類比經(jīng)驗法、應急時間響應法和數(shù)值模型計算法[10]，同時每個劃分方法都有其適用的依據(jù)，在進行飲用水水源地劃分過程中需要根據(jù)當?shù)厮吹厮|和污染物物質分布狀況和類型進行科學方法的選擇。目前我國相關研究人員和學者在飲用水水源地劃分研究過程中，結合水源地實際特點和參考相關技術規(guī)劃，在選擇劃分方法時，通過耦合多種先進技術手段，提出飲用水水源地保護區(qū)的劃分的多種思路。如李淑霞采用經(jīng)驗法對觀音閣水庫水源地保護區(qū)范圍進行劃分，同時采用數(shù)值模擬的方式對劃分的合理性進行分析和驗證[11]。

通過以上對國內外水源地保護區(qū)劃分思路和技術的總結，表明了目前國內外對于水源地保護區(qū)劃分思路與技術研究已經(jīng)較為成熟，但對于具體項目實際應用并不多見。下面主要結合自身工程實踐粵港澳大灣區(qū)中廣州從化典型農村地區(qū)實例，提出了有效、科學的農村飲用水水源地保護區(qū)劃定與調整方案。

2 研究區(qū)域基本概況

2.1 自然概況

從化區(qū)處廣東省中部，廣州市區(qū)東北面，屬廣州市縣級市，位于珠江三角洲到粵北山區(qū)的過渡帶，是廣州市重要的生態(tài)屏障。從化地勢自北向南傾斜，東北高西南低，地形呈階梯狀。全市地貌主要可劃分為中低山地、中部丘陵地、平原和臺地4種類型。從化區(qū)境內川流縱橫，水資源豐富。從化區(qū)地表水資源有流溪河、潖江(二)河和蓮麻河三大河系，其中流溪河最大，潖江河次之，蓮麻河第三。從化地下水資源豐富，總儲量的估算值約4.85億m3，主要可分為太平場以北流溪河兩岸原巖溶區(qū)、太平場街口至溫泉丘陵山間盆地淺水區(qū)和溫泉以北花崗巖裂隙水區(qū)三大部分。

2.2 水源地基礎狀況

由于從化區(qū)是山丘類型評價區(qū)，地下水資源即河川基流量，各分區(qū)的地表水資源量等于水資源量。從化區(qū)水資源總量豐富，擁有全廣州最大的本地水資源利用總量，占全市的32.85%。全區(qū)本地水資源可利用總量約為9.14億m3，占全市水資源總量的35.4%。其中地表水可利用量約為9.14億m3，地下水可開采量約為2.94億m3，二者間重復計算量為2.94億m3。目前從化區(qū)劃定的飲用水源保護區(qū)均以地表水為主，以流溪河為主要供水水源。

3 飲用水源水源保護區(qū)污染源及水質水文狀況調查分析

3.1 從化區(qū)水源地周邊土地利用現(xiàn)狀

從化農村飲用水源地周邊土地利用現(xiàn)狀主要調查溫泉鎮(zhèn)桃蓮村和良口鎮(zhèn)溪頭村飲用水源吸水口上游3 km(河流支流源頭)至吸水口下游300 m，離河岸縱深約1 km陸域范圍內土地利用情況。根據(jù)從化區(qū)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)，綜合2個水源地土地利用現(xiàn)狀特征，近岸范圍基本是林地、園地、農田、耕地等，但離堤岸縱深1 km范圍也存在零星農村居民住宅、村鎮(zhèn)用地、建設用地、道路設施、水利設施等。桃蓮村水源地周邊主要污染類型為生活源及農業(yè)面源污染，溪頭村水源地周邊主要為林地，幾乎沒有人類活動產(chǎn)生的污染源，且兩個村水源地的取水口上游24 h流程時間內無重大風險源[12]。

3.2 從化區(qū)水源地周邊及上游污染源調查

3.2.1 桃蓮村飲用水水源保護區(qū)污染源情況

根據(jù)現(xiàn)場踏勘及調查，桃蓮村飲用水水源保護區(qū)周邊主要為林地，園地，農田，耕地，還有零星農村居民住宅，以及約10家農家樂，沒有工業(yè)企業(yè)。因此主要污染源有居民的農村生活污水、農家樂的經(jīng)營性餐飲污水以及農業(yè)面源污染。農家樂經(jīng)過從化區(qū)組織的專項整治后，現(xiàn)已全部實現(xiàn)污水處理達標后回用(用于綠化等)，污水不直接外排。村民的農村生活污水經(jīng)自建的三級化糞池等設施處理后排放。

3.2.2 溪頭村飲用水水源保護區(qū)污染源情況

根據(jù)現(xiàn)場踏勘及調查，溪頭村飲用水水源保護區(qū)周邊及上游主要是林地、園地，以及零星道路、水利設施，無工業(yè)企業(yè)、村民住宅。因此，現(xiàn)狀幾乎沒有人類活動產(chǎn)生的污染物排放。

3.3 從化區(qū)飲用水源水質狀況調查分析

地表水飲用水水源一級、二級保護區(qū)的水質基本項目限值不得超過《地表水環(huán)境質量標準》的相關要求?；诖?，本研究于水質監(jiān)測和評價指標為《地表水環(huán)境質量標準》基本項目和補充項目(總氮和糞大腸菌群不參與評價)2020年7月在從化區(qū)溪頭村吸水口XT01、溪頭村吸水口XT02、溪頭村吸水口XTO3、溪頭村吸水口XT04、溪頭村吸水口XTO5、桃蓮村吸水口TL02多處布置檢測點位，對其地表水的水溫、pH值、DO、CODCr、BOD5、氨氮、總磷、總氮、陰離子表面活性劑、CODMn、氟化物、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、硫化物、揮發(fā)酚、石油類、六價鉻、硒、砷、汞、銅、鋅、鉛、鎘、鐵、錳等項目進行了監(jiān)測。

根據(jù)監(jiān)測結果，溪頭村水源地5個監(jiān)測點中，吸水口XT02、吸水口XT05水質類別為Ⅰ類；吸水口XT01、吸水口XT03、吸水口XT04水質類別為Ⅲ類，定類指標為汞，見表1。桃蓮村水源地吸水口TL02水質類別為Ⅲ類，定類指標為汞，見表2。

表1 溪頭村水源水質情況

表2 桃蓮村水源水質情況

4 飲用水水源保護區(qū)劃定方案分析

基于對從化區(qū)飲用水污染源調查、水質分析結果，參考《飲用水水源保護區(qū)劃分技術規(guī)范》(HJ338-2018)確定從化飲用水源地保護區(qū)范圍劃定的方法并對保護區(qū)范圍進行調整，對劃定后仍存在于保護區(qū)范圍內的污染源、風險源提出強化建議。

4.1 飲用水源保護區(qū)范圍劃定方法的確定

依據(jù)《飲用水水源保護區(qū)劃分技術規(guī)范》(HJ338-2018)，本次從化區(qū)農村飲用水水源地保護區(qū)劃定方法以河流型飲用水水源保護區(qū)劃分的技術要求進行。

4.1.1 一級保護區(qū)劃定方法

經(jīng)過對水源地水質及污染源狀況的分析，一級保護區(qū)劃分采用類比經(jīng)驗法，確定一級保護區(qū)水域范圍[14]。

陸域范圍：采用《技術規(guī)范》中的類比經(jīng)驗法，確定一級保護區(qū)的陸域范圍。

4.1.2 二級保護區(qū)劃定方法

水域范圍：根據(jù)《技術規(guī)范》可得，滿足條件的水源地，可采用類比經(jīng)驗法確定二級保護區(qū)水域范圍。結合水質變化情況的分析中可以得出，從化區(qū)的入庫河流水質總體較好，可采用類比經(jīng)驗法確定二級保護區(qū)水域范圍。

陸域范圍：采用《技術規(guī)范》中的類比經(jīng)驗法，結合二級保護區(qū)水域范圍確定二級保護區(qū)的陸域范圍[15]。

4.2 保護區(qū)調整劃定思路

本次劃定新增劃定從化區(qū)溪頭村飲用水源保護區(qū)、桃蓮村飲用水源保護區(qū)。新增劃定從化區(qū)溪頭村飲用水源保護區(qū)、桃蓮村飲用水源保護區(qū)，均按照河流型保護區(qū)劃定原則劃定了一級保護區(qū)、二級保護區(qū)。

一級保護區(qū)水域范圍：長度為取水口上游不小于1000 m，下游不小于100 m范圍內的河道水域。由于本次水源所處河流均為非通航河道，因此一級保護區(qū)水域寬度均為整個河道范圍。

一級保護區(qū)陸域范圍：陸域沿岸長度不小于相應的一級保護區(qū)水域長度。陸域沿岸縱深與一級保護區(qū)水域邊界的距離一般不小于50 m，但不超過流域分水嶺范圍。

二級保護區(qū)水域范圍：長度從一級保護區(qū)的上游邊界向上游(包括匯入的上游支流)延伸不小于2000 m，或至支流源頭，下游側的外邊界距一級保護區(qū)邊界不小于200 m。由于本次水源所處河流均為非通航河道，因此二級保護區(qū)水域寬度均為整個河道范圍。

二級保護區(qū)陸域范圍：陸域沿岸長度不小于二級保護區(qū)水域長度。二級保護區(qū)陸域沿岸縱深范圍一般不小于1000 m，但根據(jù)高程圖，二級保護區(qū)陸域范圍不超過流域分水嶺范圍。其中溪頭村、桃蓮村水源地數(shù)字高程圖如圖1、2所示。

圖1 溪頭村水源地數(shù)字高程

圖2 桃蓮村水源地數(shù)字高程

4.3 保護區(qū)范圍的確定

綜合考慮社會經(jīng)濟條件，地形地貌、植被覆蓋、土地利用、地面徑流的集水匯流特性、流域分水嶺、水環(huán)境質量等地理環(huán)境因素，為加強農村水源水質安全保護[16]，根據(jù)國家現(xiàn)行技術規(guī)范和實際情況，劃定溪頭村和桃蓮村飲用水源一級和二級保護區(qū)見圖3～4所示。溪頭村飲用水源保護區(qū)一級保護區(qū)0.4 km2，二級保護區(qū)3.91 km2；桃蓮村飲用水源保護區(qū)一級保護區(qū)0.06 km2，二級保護區(qū)0.86 km2。

圖3 溪頭村飲用水源保護劃分

圖4 桃蓮村飲用水源保護劃分

4.4 強化水源地水質安全保護措施

為了強化水源地水質安全保護，除了劃定水源保護區(qū)外，還需要從制度保障、保護區(qū)規(guī)范化建設、污染源監(jiān)督與政治、風險防范與應急機制等方面采取措施[17]。 ①進一步明確水源地環(huán)境管理機制，逐步形成環(huán)保部門統(tǒng)一監(jiān)管，水務、市政等相關部門分工合作的環(huán)境管理機制，全面提升水源保護環(huán)境管理工作水平。②健全水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡體系。在溪頭村、桃蓮村飲用水源地布設水質監(jiān)測點位，并開展常規(guī)監(jiān)測，及時、準確掌握可靠的水質數(shù)據(jù)。③在飲用水水源保護區(qū)邊界設置隔離防護設施，主要包括設置界碑、界樁、警示牌、圍網(wǎng)等標志及物理隔離防護設施等，防止人類活動對飲用水源保護區(qū)水質造成影響[18]。④加強飲用水水源保護區(qū)污染源監(jiān)督與整治。在一級保護區(qū)，禁止新建、改建、擴建與供水設施和保護水源無關的建設項目；已建成的與供水設施和保護水源無關的建設項目，責令拆除或者關閉。在二級保護區(qū)，禁止新建、改建、擴建排放污染物的建設項目；已建成的排放污染物的建設項目，責令拆除或者關閉。⑤完善區(qū)域水環(huán)境安全保障應急機制。針對區(qū)域特點，科學編制飲用水水源地應急預案和預警機制，并定期組織應急演練，為處理重大突發(fā)污染事件提供管理及技術儲備，加強飲用水源污染突發(fā)性事件的應急處理能力[19]。

5 結語

大灣區(qū)水資源充沛、水質優(yōu)良，但隨著經(jīng)濟快速增長，目前面臨水資源時空分布不均、水質性缺水問題日益凸顯、局部地區(qū)水資源供需矛盾突出、人均占有本地水資源量偏低和飲用水水源安全保障能力不足等問題。已成為粵港澳大灣區(qū)打造國際一流灣區(qū)和世界級城市群的重大資源環(huán)境瓶頸制約之一。為保障珠三角以及港澳供水安全，本文系統(tǒng)梳理和剖析國內外地下水水源地劃分范圍和當前主流的地下水水源地劃分方法，識別了每個方法的使用局限性。其次重點結合粵港澳大灣區(qū)中廣州部分典型農村地區(qū)實例，以水質保障、科學規(guī)劃、精準管理和充分銜接為指導原則，采用類比經(jīng)驗法對飲用水水源一、二級水域、陸域保護區(qū)行了劃分調整[20]，對水源地保護區(qū)范圍進行調整后，水源地水質安全保障更為有效，廣州水區(qū)域范圍得以可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)了水質保障和區(qū)域發(fā)展的“雙贏”。