（水文学及水资源专业论文）王屋水库饮用水水源污染风险评价研究.pdf

雾 笺 ：j ：垂 l 毒 囊j 鼎 、峄 妒 u n d e rt h es u p e r v i s i o no f p r o f z h a n gb a o x i a n g m az h e n m i n nr i s k at h e s i ss u b m i t t e dt ot h eu n i v e r s i t yo fj i n a n i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t s f o rt h ed e g r e eo fm a s t e ro fe n g i n e e r i n g u n i v e r s i t yo f j i n a n j i n a n ，s h a n d o n g , nr c h i n a m a y , 2 0 1 1 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：j 兰望噬 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解济南大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借鉴；本人授权济南大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 d 公开口保密(年，解密后应遵守此规定) 论文作者签名：奎童篁导师签名：日期：2 1 1 ：望 目录 i 、料、：；i ：毽8 3 b u 坤 千屋水库饮用水水源污染风险评价研究 3 4 污染源现状调查2 0 第四章地表饮用水水源脆弱性评价研究2 7 4 1 地表饮用水水源脆弱性评价原理2 7 4 1 1 污染物化学特征2 7 4 1 2 污染物泄漏2 7 4 1 3 污染源数量及密集程度2 8 4 1 4 污染物监测历史2 8 4 2 脆弱性评价2 9 4 2 1v 评价结果2 9 4 2 2v c 评价结果2 9 4 2 3v 。评价结果3 0 4 2 4v l 评价结果3 0 4 2 5 脆弱性评价结果及分析3 0 4 3 小结3 1 第五章地表饮用水水源敏感性评价研究3 3 5 1 地表饮用水水源敏感性性评价原理3 3 4 一。5 1 1 河流流量或水库大小3 3 5 1 2 取水设备及其完善性3 4 5 1 3w r a s t i c 指标体系3 5 5 1 4 地表饮用水水源敏感性评价3 5 5 2w r a s t i c 指标体系研究3 6 5 2 1 权重3 6 5 2 2 评分体系3 7 5 2 3w r a s t i c 敏感性指数4 1 5 3 敏感性评价4 2 5 3 1 敏感性评价过程4 2 5 3 2 评价结果分析4 3 5 4 小结4 3 第六章王屋水库饮用水水源污染风险性评价4 5 u 4 5 4 5 4 9 4 5 4 5 5 0 参考文献5 l 致谢5 5 附录5 7 i i i 下犀水库饮用水水源污染风险评价研究 i v 到不可接受的水平的可能性，是地表饮用水水源纳污能力与人类活动造成的污染 负荷之间相互作用的结果。地表饮用水水源脆弱性表征了人类活动造成的污染负 荷；地表饮用水水源敏感性则既表征了地表饮用水水源纳污的能力又表征了人类 活动造成的污染负荷。综合分析地表饮用水水源脆弱性评价和敏感性评价结果， 便得到地表饮用水水源污染风险评价结果。按照这一评价思路，本文以王屋水库 为例，针对我国北方地表饮用水水源利用与保护过程中的问题，进行了地表饮用 水水源污染风险评价研究，主要内容如下： ( 1 ) 全面分析了地表饮用水水源污染风险的概念，总结了目前国内外地表 饮用水污染风险评价及相关领域的研究现状和水平，指出了目前地表饮用水水源 污染风险研究中存在的一些问题。 ( 2 ) 采用类比经验法将王屋水库饮用水水源划分为三级保护区。详细调查 了研究区即王屋水库汇水区内污染源，并将这些污染源按污染源类型、名称、代 码、污染源位置、可能产生的污染物等信息分类存档，为后期工作做好了资料准 备。 ( 3 ) 利用王屋水库饮用水水源保护区划分和污染源调查结果，根据污染源 数量及密集程度进行了王屋水库饮用水水源脆弱性评价，并对脆弱性评价结果进 行了分析。 ( 4 ) 讨论了地表饮用水水源敏感性的概念、影响因素、评价方法。从水库 大小、取水设施及其完善性和w r a s t i c 指标体系三个方面对王屋水库饮用水水 v 千犀水席饮用水水源污染j 虱险评价研冤 源进行了敏感性评价，分析三者评价结果得到了王屋水库饮用水水源敏感性评价 结果，并对敏感性评价结果进行了分析。 ( 5 ) 综合分析王屋水库饮用水水源脆弱性和敏感性评价结果，得到了王屋 水库饮用水水源污染风险评价结果。分析污染风险评价过程，提出了王屋水库饮 用水水源污染风险管理的建议。 关键词：地表饮用水水源；脆弱性；敏感性；污染风险评价 v l 济南大学硕f j 学位论文 曼曼曼曼曼曼毫璺皇曼鼍曼曼皇曼曼曼曼曼曼曼兰曼曼曼曼曼曼皇曼皇曼曼皇曼! 曼曼曼曼曼曼曼i 一一一一一i i i i 。i o i 皇 a b s t r a c t s u r f a c ed r i n k i n gw a t e rs o u r c ei sa l li m p o r t a n tc o m p o n e n to fw a t e rr e s o u r c e s ， w h i c hp l a y sa l li m p o r t a n tp a r ti np r o t e c t i n gr e s i d e n t s ，s o c i o - e c o n o m i cd e v e l o p m e n t ， a n dm a i n t a i n i n gt h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n tb a l a n c e s u r f a c ew a t e rs o u r c eh a sa b e a r i n go nt h ep e o p l e sh e a l t ha n dh u m a ns u r v i v a l h o w e v e r , w a t e re n v i r o n m e n t b e c o m e sm o r ea n dm o r es e r i o u s ，谢t l lt h er a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m y , i n c r e a s i n g o fp e o p l el i v i n gs t a n d a r d ，a n dt h ea c c e l e r a t i o no fu r b a n i z a t i o na n dt h ec o n t a m i n a n t d i s c h a r g ea m o u n ti n c r e a s e s t u d yo ns u r f a c ed r i n k i n gw a t e r s o u r c ec o n t a m i n a t i o nr i s k a s s e s s m e n tw i l lp r o v i d et h ei m p o r t a n tt h e o r e t i c a lb a s i s f o rd r i n k i n gw a t e rs o u r c e c o n s e r v a t i o n s u r f a c ed r i n k i n gw a t e rs o u r c ec o n t a m i n a t i o nr i s kr e f e r st ot h ep o s s i b i l i t yo f c o m i n gu pt o t h eu n a c c e p t a b l el e v e lw h e nt h es u r f a c ew a t e rs o u r c es u f f e r st h e p o l l u t i o n a sa r e s u l to ft h eh u m a na c t i v i t ya n dt h er e s u l to ft h ei n t e r a c t i o no ft h e s u r f a c ew a t e rs o u r c ep o l l u t i o nr e c e i v i n gc a p a c i t ya n d p o l l u t i o nl o a d t h e s u r f a c e w a t e rs o u r c ev u l n e r a b i l i t yr e f l e c t st ot h ep o l l u t i o nl o a db e c a u s eo ft h eh u m a na c t i v i t y ； t h es u r f a c ew a t e rs o u r c es e n s i t i v i t yr e f l e c t st ot h ep o l l u t i o nr e c e i v i n gc a p a c i t ya n dt h e p o l l u t i o nl o a db e c a u s eo f t h eh u m a na c t i v i t y t h es u r f a c ew a t e rs o u r c ec o n t a m i n a t i o n r i s ka s s e s s m e n tr e s u l tw i l lo b t a i nb yc o m p r e h e n s i v ea n a l y z i n gt h es u r f a c ew a t e r s o u r c ev u l n e r a b i l i t ya n ds e n s i t i v i t y i na c c o r d a n c e 、析t l lt h i se v a l u a t i o ni d e a , u t i l i z a t i o na n dp r o t e c t i o np r o b l e m so fs u r f a c ew a t e rs o u r c ei nn o r t h e r nc h i n a , s t u d y o ns u r f a c ew a t e rs o u r c ec o n t a m i n a t i o nr i s ka s s e s s m e n tw a sc o n d u c t e d ，t a k i n g w a n g w ur e s e r v o i ra sa ne x a m p l e t h em a i nc o n t e n t so f t h es t u d ya r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) ac o m p r e h e n s i v ea n a l y s i so f t h ec o n c e p to ft h es u r f a c ed r i n k i n gw a t e rs o u r c e c o n t a m i n a t i o nr i s ka n ds u m m a r yo ft h er e s e a r c hs t a t u sa n dl e v e la b o u tt h es u r f a c e d r i n k i n gw a t e rs o u r c ec o n t a m i n a t i o nr i s ka n dc o r r e l a t i v es t u d ya th o m ea n da b r o a d w e r ec o n d u c t e d ，a n dt h ee x i s t i n gp r o b l e m si ns t u d i e so nt h es u r f a c ed r i n k i n gw a t e r s o u r c ec o n t a m i n a t i o nr i s ka s s e s s m e n tw e r ea l s op o i n t e do u t ( 2 ) t h ea n a l o g ym e t h o dw a sa p p l i e d t od e l i n e a t ew a n g w ur e s e r v o i ri n t o v i i 千犀水库饮用水水源污染风险评价研究 t h r e e l e v e lp r o t e c t i o na r e a s ad e t a i l e di n v e s t i g a t i o no nt h ec o n t a m i n a t i o ns o u r c e si n t h es t u d ya r e aw h i c hi st h ec a t c h m e n ta r e ao fw a n g w ur e s e r v o i rw a sm a d e t h e c o n t a m i n a t i o ns o u r c e si n f o r m a t i o n ，a l o n g 谢t lc o n t a m i n a n ts o u r c et y p e ，n a m e ，c o d e ， p o s i t i o n ，p o t e n t i a lc o n t a m i n a t i o n ，a n ds oo nw a sa r c h i v e dt op r e p a r ef o rl a t e rp e r i o d w o r k ( 3 ) f r o mt h ed e l i n e a t i o nr e s u l to fw a n g w ur e s e r v o i rp r o t e c t i o na r e a sa n dt h et h e c o n t a m i n a t i o ns o u r c e si n v e s t i g a t i o n , t h es u r f a c ew a t e rs o u r c ev u l n e r a b i l i t yw a s a s s e s s e db a s e do nt h en u m b e ra n dp r o x i m i t yo fc o n t a m i n a t i o ns o u r c e s t h e a s s e s s m e n tr e s u l tw a sa n a l y z e d ( 4 ) t h ec o n c e p li n f l u e n c ef a c t o r sa n da s s e s s m e n tm e t h o do ft h es u r f a c ew a t e r s o u r c es e n s i t i v i t yw e r ed i s c u s s e d t h es e n s i t i v i t yo fw a n g w ur e s e r v o i rw a t e rs o u r c e w a sa s s e s s e db a s e do nt h e r e s e r v o i rs i z e ，s u r f a c ew a t e ri n t a k ec o n s t r u c t i o na n d i n t e g r i t y , a n dw r a s t i ci n d e x t h ea s s e s s m e n tr e s u l tw a sa n a l y z e d ( 5 ) t h es u r f a c ew a t e rs o u r c ec o n t a m i n a t i o nr i s ka s s e s s m e n tr e s u l tw a so b t a i n e d b yc o m p r e h e n s i v ea n a l y z i n gt h es u r f a c ew a t e rs o u r c ev u l n e r a b i l i t ya n dv u l n e r a b i l i t y r e s u l t s t h e nt h ep r o c e s so fc o n t a m i n a t i o nr i s ka s s e s s m e n tw a sa n a l y z e d ，a n d s u g g e s t i o n s f o rw a n g w ur e s e r v o i r d r i n k i n g w a t e rs o u r c ec o n t a m i n a t i o nr i s k m a n a g e m e n tw e r ep r o p o s e d k e yw o r d s ：s u r f a c ed r i n k i n gw a t e rs o u r c e ；v u l n e r a b i l i t y ；s e n s i t i v i t y ； c o n t a m i n a t i o nr i s ka s s e s s m e n t 日益严重，特别是饮用水安全受到威胁，水源地的保护和饮用水的健康愈加重要。 随着经济的发展、城镇化进程的加快以及人民生活水平的提高，城市及农村的需 水量都在不断增加。水资源危机已成为继石油危机之后的第二大危机。我国同样 也面临着用水危机，特别是北方城市，由于降水相对较少，水资源短缺己直接影 响到人们的正常生活和工作，影响到当地生产和经济发展。 2 0 0 8 年中国环境状况公报指出，我国2 8 个国控重点湖( 库) 中，满足 i i 类水质的湖( 库) 有4 个，占1 4 3 ；满足i l l 类水质的湖( 库) 有2 个，占 7 1 ；满足i v 类水质的湖( 库) 有6 个，占2 1 4 ；湖( 库) 水质为v 类的有 1 1 个，占3 9 3 。主要污染物指标为总氮和总磷。在监测营养状态的2 6 个湖( 库) 中，重度富营养的1 个，占3 8 ；中度富营养的5 个，占1 9 2 ；轻度富营养的 6 个，占2 3 o 2 1 。表1 1 为我国2 0 0 8 年重点湖( 库) 水质类别表。 表1 12 0 0 8 年我国国控重点湖( 库) 水质类别 t a b l e1 1t h ew a t e rq u a l i t yc a t e g o r yo ft h ek e yl a k e s ( r e s e r v o i r s ) o fo u rc o u n t r yi n2 0 0 8 三湖 大型淡水河 城市内湖 大型水库 总计 比例( ) 2 2 4 1 4 3 1 l 2 7 1 3 1 2 6 2 1 4 其中三湖是指太湖、滇池和巢湖。 目前世界上很多国家已广泛采用基于风险的水污染控制管理模式，它打破传 统的水环境安全管理模式，以保护人体健康和保障生态安全为最终目的【3 1 。地表 饮用水水源作为一种关系人类身体健康的水资源，对其进行污染风险性评价具有 3 2 3 4 2 叽39 l 1 3 5 一i o 3 m 5 m 勰 下屋水库饮用水水源污染风险评价研究 重要的要义。根据对地表饮用水水源固有脆弱性和人类活动造成的污染负荷的研 究，进行地表饮用水水源污染风险性评价，并采取严格合理的风险管理措施，是 保护地表饮用水水源的一个重要手段。 王屋水库位于黄水河中上游，山东省龙口市石良镇和七甲镇境内，控制流域 面积3 2 0 k m 2 ，总库容1 2 1 亿m 3 ，兴利库容7 2 5 0 万m 3 ，是集城市供水、防洪、 灌溉、养鱼等多功能予一体的大( 二) 型水库，也是龙口市最大的城市生活用水 水源地。近几年，随着社会经济的发展，龙口、栖霞、招远境内的一些企业将污 水排入黄水河上游，对王屋水库水质产生了一定的影响。王屋水库作为龙口市唯 一的城市饮用水水源地，保护水库水质安全责任重大。 通过对王屋水库饮用水水源污染源的深入调查和水源保护区划分，进行王屋 水库饮用水水源脆弱性评价和敏感性评价研究，在此基础上评价王屋水库饮用水 水源污染风险性，并提出风险管理的有效措施，将为研究区土地利用及王屋水库 饮用水水源保护提供有力的理论依据，有助于决策者制定切实有效的地表饮用水 保护规划和措施。 1 2 地表饮用水水源污染风险性的定义 风险反映了遭受损失、损伤和毁坏的可能性【4 】，或是发生人们不希望出现的 后果的可能性【5 1 。人类的一切活动都存在风险，不同的活动带来不同性质的风险， 比如灾害风险、环境风险等【6 1 。国内学者也给出了完善和成熟的风险定义：风险 是由不幸事件发生的可能性及其发生后将要造成的损害所组成的概念，它由风险 度( 不幸事件发生的可能性) 和风险后果( 不幸事件所造成的损害) 两者的乘积来 表示f 7 - 8 1 。 水资源污染风险性是在水资源脆弱性研究不断深化的基础上发展起来的，是 水资源脆弱性概念的延伸。目前国内外关于水资源脆弱性已经取得了一定研究成 果，但关于水资源污染风险性的研究却较少，针对地表饮用水水源污染风险性的 研究更少。 地下水污染风险是指含水层中的地下水由于其上的人类活动而遭受污染到 不可接受的水平的可能性1 9 1 ，是含水层固有脆弱性与人类活动造成的污染负荷两 者之间相互作用的结剽10 1 。相对于地下水污染风险性的概念，地表饮用水水源 2 济南人学硕 学位论文 污染风险性是指地表饮用水水源由于水源汇水区内人类活动而遭受污染到不可 接受的水平的可能性。地表饮用水水源污染风险性是地表饮用水水源固有脆弱性 与人类活动造成的污染负荷之间相互作用的结果。因此，在地表饮用水水源污染 风险评价中不仅要考虑地表饮用水水源纳污的能力，也要考虑研究区不同人类活 动所产生的污染负荷。 地表饮用水水源作为一种关系人类身体健康的水资源，对其进行污染风险性 评价具有十分重要的意义。由饮用水水源保护区划分、污染源调查等得到的地表 饮用水水源脆弱性表征了人类活动造成的污染负荷；由水源区各项特征综合评价 得到的地表饮用水水源敏感性评价则反映了地表饮用水水源纳污的能力。将地表 饮用水水源敏感性评价和脆弱性评价结合起来，便构成了完整的地表饮用水水源 污染风险评价框架体系。 1 3 国内外研究进展 1 3 1 国外研究进展 目前国外关于地表饮用水水源污染风险评价的研究很少，相关的研究大多集 中在饮用水水源保护区划分、水资源脆弱性评价、风险评价等方面。 早在1 8 世纪末期，欧美等工业发达国家就开始对饮用水水源地保护区划分 进行研究，到2 0 世纪末期其研究方法已相对比较成熟，并颁布了许多与水源地 保护区划分工作相关的法规，如影响广泛的美国w h p p ( w e l lh e a dp r o t e c t i o n p r o g r a m ) 计划【l 。另外德国在饮用水水源地保护区划分方面积累了大量实践经 验【1 2 。1 4 】，具有国际领先水平，其经验规范广泛地被很多国家吸收采用。 在水资源脆弱性研究领域，早在2 0 世纪6 0 年代法国学者a l b i n e t 和m a r g e t 就提出了地下水脆弱性概念i l5 1 。1 9 8 7 年美国环保局的a l l e r 等提出了由地下水埋 深、净补给量、含水层介质等7 个指标组成的d r a s t i c 分级标准，用于评价地 下水脆弱性 1 6 - 1 7 。后来学者们又不断对d r a s t i c 标准进行了丰富和完善。c v i t a 于1 9 9 0 年提出了基于地下水埋深、入渗量、包气带功能、土壤、含水层的水文 地质特征、含水层的导水系数、地面平均坡度等指标的s i n t a c s 评价模型【l 引。 经过不断发展与完善的d r a s t i c 分级标准己广泛地被欧美等国采纳用于地下水 脆弱性评价【1 9 - 2 0 】。相对完善和成熟的地下水资源脆弱性的概念是由美国环保局和 下屋水库饮用水水源污染风险评价研究 国际水文地质协会于2 0 0 0 年提出的：地下水系统对人类和( 或) 自然的有效敏 感性，并且将其分为固有( 天然) 脆弱性和特殊( 综合) 脆弱性【2 1 之3 1 。随着g i s 技术的发展与普及，近几年来国外在地下水脆弱性评价方面出现了许多新方法， 如基于g i s 技术的地下水运移评价模型【2 4 。2 5 1 。 在2 0 世纪3 0 年在国外就出现了初级的风险评价【2 6 】。迄今为止，国外风险 评价研究主要经历了三个阶段。 ( 1 ) 风险评价萌芽阶段：2 0 世纪3 0 年代到6 0 年代，美国出现了一些简单 的定性的或定量的健康风险评价【2 7 1 。 ( 2 ) 风险评价快速发展阶段：2 0 世纪7 0 年代到8 0 年代，风险评价研究 迅速发展，评价体系基本形成。美国制定并颁布了一系列的风险评价指南、指导 手册和技术性文件。 ( 3 ) 风险评价不断完善和发展阶段：2 0 世纪9 0 年代以后，风险评价继续 发展，风险评价技术不断完善，风险评价内容不断扩大2 8 1 。比如在相关研究发 展的基础上，美国对8 0 年代出台的一些评价指南、指导手册、技术性文件进行 了修正和补充，同时也出台了一些新的指南、手册和文件 2 9 彤】。其他一些欧美 国家也在9 0 年代中期开始对风险评价进行研究 h i 。 2 0 世纪9 0 年代以来，地下水污染脆弱性评价在实践中不断发展，评价内容 从单方面的本质脆弱性评价发展到特殊脆弱性和本质脆弱性两方面。有些学者将 这种包含特殊脆弱性和本质脆弱性两方面的脆弱性评价称为地下水污染风险评 价1 1 0 1 。最早的地下水污染风险评价有以色列学者m a r t i nl c o l l i n 掣3 5 1 、英国学者 s e c u n d a s 等【3 6 】进行的关于地下水污染风险评价的理论研究和实践探讨。这些学 者建立了地下水污染风险评价的初步理论和方法。世界银行于2 0 0 2 年出版的 “地下水质量保护 用户指南较为全面和完善地介绍了地下水污染风险性评价 的理论和方法【3 7 】。 1 3 2 国内研究进展 目前我国关于地表饮用水水源污染风险评价方面的研究较少，相关研究大多 集中在饮用水水源保护区划分、水资源脆弱性评价等方面。 饮用水水源保护区划分的目的是为了保障饮用水水源安全，是水资源保护的 4 济南大学顶 一学位论文 部分【3 引。在饮用水水源保护区划分方面，国内饮用水水源保护区划分起步较 晚，且相当长一段时期内没有形成具有指导性的标准和方法，导致保护区划分不 合理、不科学，保护措施难以落实例。我国从1 9 8 4 年开始立法建立生活饮用水 水源保护区，在2 0 0 7 年之前，国内饮用水水源保护的具体法规有两个，一个是 水源卫生防护地带，另一个是水源保护区。1 9 8 9 年国家环保局等部门联合颁布 了饮用水水源保护区污染防治管理规定对饮用水水源保护区的划定划分做了 原则性规定1 4 0 l 。2 0 0 7 年原国家环境保护总局发布实施了饮用水水源保护区划 分技术规范1 3 9 1 ，对“饮用水水源保护区”进行了定义：国家为防止饮用水水 源地污染、保证水源地环境质量而划定，并要求加以特殊保护的一定面积的水域 和陆域【4 1 1 。饮用水水源保护区划分技术规范的颁布使我国水源保护区的划 分工作进入了新的发展阶段，且对地表饮用水源保护区水质提出了明确的要求。 目前，国内地表水水源保护区的划分主要是衍生于地下水水源保护区的划分方 法。总体上有三种划分方法，即数值模拟法、类比经验法和g i s 技术辅助法1 4 2 1 。 国内水资源脆弱性研究起步于2 0 世纪9 0 年代，但主要研究对象集中在北方 地下水资源脆弱性研究方面【4 3 掣】，国内少量地表水资源脆弱性的研究成果大多停 留在对某个区域或者流域地表水资源脆弱性的定性分析上【4 7 1 。邹君等【2 1 2 2 l 结合 南方地表水资源系统的特点，提出了地表水资源脆弱性的概念，分析了其脆弱性 的内涵以及影响地表水资源脆弱性的因素，认为地表水资源脆弱性包括水质和水 量两个方面，从脆弱性构成因素上来看两者都可以分解为自然脆弱性、人为脆弱 性和承载脆弱性。 我国在2 0 世纪8 0 年代开始了对事故风险的重视和研究工作1 4 3 l ，起步较晚， 研究方法多采用国外成熟的研究方法，至今没有形成一套成熟和完善的、适合中 国国情的风险评价理论体系【4 9 l 。风险评价在我国处于发展阶段，在方法和技术 上还不成熟对此，基于国外的风险评价研究和实践经验，我国学者殷浩文、付 在毅、肖风劲、卢宏伟、马德毅等对探讨了国内进行风险评价的理论方法，并总 结了一定的实践经验 4 8 1 。 在地表饮用水水源污染风险评价方面，对地表水污染风险的理解尚未达成共 识，理论尚不成熟，仅有的一些研究主要集中于水质方面，对水量的研究较少。 我国学者王丽萍等建立了基于环境风险、健康风险和水生生态风险的模糊一随机 5 下尾水库饮用水水源污染风险评价研究 的水污染风险评价方法，通过随机模拟和模糊逻辑技术，耦合两种类型的不确定 性，对地表饮用水水源的富营养化进行评价1 3 引。吴刚等以大伙房流域下游浑河 抚顺段为对象，运用模糊矩阵评价其在1 9 9 6 - - 2 0 0 4 年问的水质状况，以期为抚 顺水环境风险管理提供一定的科学依据【5 0 1 。冯思静等根据模糊数学方法，建立 了水污染风险模糊综合评价数学模型，针对阜新市闹德海集中式饮用水水源地辽 河支流柳河段上游2 0 0 1 - - 2 0 0 5 年水质状况进行水污染风险评价，旨在定量分析 评价阜新地区集中饮用水源地水环境质量现状和存在的问题1 5 。 1 3 3 存在的主要问题 目前国内外关于地表水资源污染风险评价的研究很少，关于地表饮用水水源 污染风险评价的研究更少。国内对地表水资源污染风险性概念尚未达成统一认 识，仅有的一些地表饮用水水源污染风险评价主要是利用模糊数学方法模拟水质 变化情况，对于水量的研究较少。基于地表水资源脆弱性评价的污染风险评价理 论还不成熟，评价方法还不完善。 1 4 主要研究内容及思路 本文在对地表饮用水水源保护区划分和污染源调查的基础上，评价地表饮用 水水源脆弱性和敏感性，综合两者评价结果得到整体上的地表饮用水水源污染风 险性评价结果。由研究区以往污染物研究资料、现场调查等得到的地表饮用水水 源脆弱性表征了人类活动造成的污染负荷；由水源区各项特征综合评价得到的地 表饮用水水源敏感性既反映了地表饮用水水源纳污能力以又反映了人类活动造 成的污染影响。 主要研究内容如下： ( 1 ) 利用类比经验法，进行王屋水库饮用水水源保护区划分。 ( 2 ) 研究相关历史资料，现场调查研究区内潜在污染源，并在饮用水水源 保护区划分的结果上进行王屋水库饮用水水源脆弱性评价。 ( 3 ) 根据王屋水库库容大小、取水设备及其完善性及w r a s t i c 指标体系进 行王屋水库饮用水水源敏感性评价。 ( 4 ) 综合脆弱性及敏感性评价结果，进行王屋水库饮用水水源污染风险评 6 在本论文的地表饮用水水源污染风险评价过程中，主要使用了m a p g i s6 7 软件。 m a p g i s 软件是中国地质大学( 武汉) 下属的武汉中地信息工程有限公司研 开发的、通用的工具型地理信息系统软件，是在地图编辑出版系统m a p c a d 基 础上发展起来的。m a p g i s 软件不仅可以制作出具有高精度的地形图、地质图， 而且它同时能对图形数据与各种专业数据进行一体化管理和空间分析查询1 5 2 。 m a p g i s 地理信息系统适用于地质、地理、矿产、测绘、水利、石油、煤炭、交 通、铁道、规划、城建及土地管理等专业。m a p g i s6 7 的各模块结构见图1 2 。 7 t 尾水库饮用水水源污染风险评价研究 囝形处理覆块 数字测图 输入编辑 输出 文伴转换 囝象处理犊嵌 升级 图像分析 电子沙盘 j高程库管理 库葛酒擞 属性库管理 空间段据 数据库管理 地图库管理 屋性敦据 实用量务徽 影像库管理 报表编辑 图形剪裁 空问分析强块 、 集成网络分析 空间分析 地图浏览 d 瑚分析 投影变换 网络编辑误差校正 网络分析 图1 2m r p g i s 各模块结构图 f 嗨1 2m o d u l es t r u c t u r eo fm a p g i s 8 图2 1 研究区地理位置 f i g 2 1g e o g r a p h i c a lp o s i t i o no f t h er e s e a r c ha r e a 2 1 2 水文气象 研究区属暖温带半湿润季风型大陆性气候，季节变化明显。多年平均气温是 1 2 2 。c ，1 9 7 2 年7 月5 日气温达到3 8 3 。c ，为有记载的极端最高气温；1 9 7 7 年1 9 t 尾水库饮用水水源污染风险评价研冗 月3 0 日气温达到零下2 1 3 ，为有记载的极端最低气温。 研究区降水量在年内分配不均，年际变化也较大。研究区多年平均降水量为 5 8 5 5 m m ，降水量年内分配不均，大部分降水集中在6 - 9 月份。研究区多年月平 均降水量如图2 2 所示。降水量年际变化大，1 9 6 4 年全市平均降水量1 0 4 6 2 m m ， 1 9 8 9 年仅为3 2 9 4 m m ，极差达到7 1 6 8 m m 。 图2 2 研究区多年月平均降水量 f i g 2 2m o n t h l ya v e r a g ep r e c i p i t a t i o no f t h er e s e a r c ha r e a 2 1 3 地形地貌 研究区主要为低山丘陵区，由太古界胶东群花岗片麻岩，元古界蓬莱群灰岩、 千枚岩、片岩，中生界白垩系安山凝灰角砾岩，中生界燕山期花岗岩及上第三系 砂砾岩组成。地面标高在8 0 m 以上，坡度为2 0 。3 0 。【5 2 1 。 2 2 研究区社会经济概况 2 2 1 人口状况 研究区主要包括龙口市石良镇、七甲镇，招远市阜山镇，栖霞市苏家店镇。 截止2 0 0 8 年，研究区总人口1 6 9 9 万人，其中，城镇人口1 3 1 万人，农村人口 1 5 6 8 万人，占总人口的9 2 2 9 。从城镇化率来看，研究区总城镇化率为7 7 1 ， 城镇化水平较低。研究区2 0 0 8 年具体人口状况见表2 1 。 表2 1 研究区2 0 0 8 年人口状况统计表 t a b l e2 1t h ep o p u l a t i o ns t a t u ss t a t i s t i c a lt a b l eo ft h er e s e a r c ha r e ai n2 0 0 8 l o 总计 1 5 6 81 3 11 6 9 97 7 1 2 。2 2 经济状况 研究区交通发达，公路纵横交错。研究区自然资源丰富，境内蕴藏着丰富的 黄金资源，主要分布在阜山镇、七甲镇、苏家店镇北部，这里黄金储量丰富， 品位高、宜开采，自古就是重要的黄金产地。2 0 0 7 年1 1 月2 8 日，阜山镇被黄 金协会授予“中国黄金第一镇 称号，授予该镇九曲蒋家村“中国黄金第一村 称号。 研究区国民经济发展较快，综合实力较强，形成了以黄金采选、机械制造与 加工、化工、建筑、海产品加工等行业为主体的多元化工业体系。农业发展方面， 研究区以低山丘陵为主，光照充分，适宜苹果、梨、桃等多种水果生长。研究区 盛产优系红富士苹果、梨、葡萄等。同时，威龙葡萄庄园、恒合生态农业、王屋 山生态林场、田园生态农业等一批高效生态农业项目形成规模，有效带动了山区 农业产业结构的优化升级，农业经济的整体素质和效益显著提高。 2 0 0 8 年，研究区地区生产总值( g d p ) 4 2 3 9 亿元，其中第一产业增加值7 0 4 亿元、第二产业增加值2 0 7 5 亿元、第三产业增加值1 4 6 亿元。人均g d p 为2 4 9 5 0 元。从产业构成来看，三种产业所占比例分别为1 6 6 1 、4 8 9 5 和3 4 4 4 。可 以看出，第二产业所占比重最大，第一产业所占比重最小。研究区2 0 0 8 年各乡 镇地区生产总值详见表2 2 所示。 表2 2 研究区2 0 0 8 年各乡镇生产总值 t a b l e2 2t h eg d po fe v e r yt o w no ft h er e s e a r c ha r e ai n2 0 0 8 1 = 屋水库饮用水水源污染风险评价研究 2 3 王屋水库概况 王屋水库位于山东省龙口市黄水河中上游，龙口市石良镇和七甲镇境内，北 纬3 7 0 3 2 3 4 1 1 ”，东经1 2 0 0 3 9 0 8 7 3 ”，是集城市供水、防洪、灌溉、养鱼等多功 能于一体的大( - - ) 型水库，也是龙口市最大的工业用水水源地、唯一的城市饮 用水水水源地。水库兴建于1 9 5 8 年，由于建库时施工技术等原因，坝体和溢洪 道等工程存在有严重隐患，危及防洪安全1 9 9 2 年被列为全国第二批险库。山东 省计委于1 9 9 7 年1 月批复工程正式立项对王屋水库进行除险加固。2 0 0 1 年7 月， 该工程通过了由山东省水利厅组织的竣工验收，工程被定为优良等级。 王屋水库控制流域面积3 2 4 k m 2 ，总库容1 4 9 亿m 3 ，由于淤积，现在总库容 为1 2 1 亿m 3 ，兴利库容7 2 5 0 万m 3 ，死水位6 0 4 m ，兴利水位7 3 5 m ，设计水位 7 4 2 5 m ，校核水位7 9 m 。王屋水库大坝为粘土宽心墙沙壳坝，最大坝高为2 8 3 m ， 坝顶高程为7 9 8 m ，。 王屋水库现有两处放水洞，西放水洞为饮用水取水口，由廊道衬钢筋砼管连 接而成，长约8 0 5 m ，洞径1 5 m ，进v i 底高程6 2 2 m ，设计流量6 5 m 3 s ，闸门 为平面钢闸门，配有15 t 卷扬启闭机。东放水洞位于溢洪道内，为无衬砌无压隧 洞，洞长3 0 5 m ，洞径2 m ，进口底高程6 0 2 m ，设计流量2m 3 s ，闸门系平面钢 闸门，配有2 0 t 卷扬启闭机。 王屋水库1 9 8 7 年一2 0 0 7 年多年平均来水量为3 0 3 3 万m 3 ，多年平均降水量 为5 9 5 5 m m ，详见图2 3 、2 4 。 1 2 图2 _ 3 王屋水库19 8 7 年2 0 0 7 年逐年来水量 f i g 2 3i n f l o wt ow a n g w ur e s e r v o i ry e a rb yy e a rf r o m19 8 7t o2 0 0 7 图2 4 王屋水库1 9 8 7 年2 0 0 7 年逐年降水量 f i g 2 4p r e c i p i t a t i o ni nw a n g w ur e s e r v o i ry e a rb yy e a rf r o m19 8 7t o2 0 0 7 王屋水库设计供水能力为5 8 0 0 万m 3 ，实际供水能力为5 8 0 0 万m 3 ，2 0 0 8 年 实际供水量为2 3 6 9 万m 3 ，其中用于农业灌溉2 4 万m 3 、工业生产7 0 9 万m 3 、城 镇生活9 9 4 万m 3 、生态环境6 4 2 万m 3