水库型饮用水水源保护区划分方法比较.pdf

水库型饮用水水源保护区划分方法比较 贺 涛 彭晓春 白中炎 梁 晶 环境保护部 华南环境科学研究所 广东 广州 510655 摘要 通过对水库型饮用水水源保护区划分的数值模型法 类比经验法和 GIS 辅助方法进行分析比较 提出适用于不同类型水 库的饮用水源保护区划分适用性方法体系 为科学合理地划分水库型饮用水水源保护区提供依据 关键词 水库型饮用水水源保护区 划分 方法比较 中图分类号 TV213 4 文献标志码 A 文章编号 1005 8141 2009 02 0122 02 Comparison of Division Method for Reservoir Drinking Water Protected Area HE Tao PENG Xiao chun BAI Zhong yan LIANG Jing South China Institute of Environmental Sciences SEPA Guangzhou 510655 China Abstract Through comparison with numerical model method experience method andGIS assisted method for reservoir drinking water protect ed area this paper provided applicable method system of different types which could support scientific and properly division for reservoir drinking water protected area Key words reservoir drinking water protected area division method comparison 收稿日期 2008 12 27 修订日期 2009 01 15 基金项目 环境保护部专项课题 全国饮用水水源地基础环境调 查与评估 项目 第一作者简介 贺涛 1980 男 江西省永新人 博士 主要研究 方向为水资源与水环境 1 引言 水库在具有防洪 灌溉 工农业供水及城市生活用 水等使用功能的同时 又具有天然纳污和水体自净功 能 近年随着我国国民经济的迅猛发展 大量废污水 的排放给水库水域造成了不同程度的污染 其环境容 量和自净能力在不断减少和削弱 因此 划分水库水 源保护区 有利于水库水资源的管理和保护利用 也有 利于水质监测部门加强对水质的长期监测和对污染物 排放的监督 最大限度地发挥水库的使用功能 依据 中 华 人 民 共 和 国 生 活 饮 用 水 标 准 GB5749 85 和国家环保局 饮用水水源保护区划分 技术细则 以及 2007 年颁布的 饮用水水源保护区划 分技术规范 HT T338 2007 以下简称 规范 对湖 泊 水库型饮用水水源保护区划分提供了模型计算方 法和经验方法 在数值计算方法中 规范 只对一级 二级水源保护区的水域范围进行了说明 另一方面 我国南方很多水库一般都位于崇山峻岭之中 可采用 建立数字高程模型并自动生成汇水区盆地和流域范围 的GIS 技术 获取相关自然环境专题信息的遥感技术 并综合利用社会和自然等多种数据源进行保护区范围 定界 1 2 可见 我国水库型饮用水水源保护区划分 方法包括类比经验法 数值模型法和GIS 技术辅助法 本文拟通过分析这 3 种方法的基本思路和工作过程 对这些方法进行了比较 提出适用于不同地区的方法 体系 在上述方法的基础上 尚需通过多方案优选法 得到最终定界 2 划分方法比较 2 1 数值模型法 数值模型法主要为 规范 中提供的方法 在该方 法中 其中一级保护区的水域范围分大中型水库和小 型水库两种 小型水库和单一供水功能的湖泊 水库 正常水位线以下的全部水域为一级保护区 大中型水 库部分水域划为一级保护区时 需采用二维数值模型 方法进行划分 二级保护区的水域范围为二级保护区 边界至一级保护区的径向距离大于所选定的主要污染 物 或水质指标从二级保护区水质标准允许的浓度衰 减到一级保护区水质标准允许的浓度水平所需的距 离 准保护区 亦称三级保护区 为水库控制流域除 一 二级保护区以外的范围 数值模型法完全体现了水库型饮用水水源保护区 划分的原则 即把水库控制流域看作一个统一整体 实 质上就是针对一定体积水体的环境容量问题 在最不 利条件下 当二级保护区的水质达到 类水标准时 一 级保护区有足够的自净能力保证取水口的水质达到 类水的标准 当三级保护区即准保护区水质低于 类 水的标准时 二级保护区有足够的自净能力 保证二级 保护区与一级保护区的交界处水质达到 类水标准 因此 如果数值模型法可完全得到运用 其划定的水源 保护区是非常科学的 相比之下 该模型在计算方法 122 研究方法 资源开发与市场 Resource Development 如果各自净距离相差不 大 可取作为入库河流上溯的最终定界距离 通过采 用上述方法对清远市龙潭水库河流上溯距离进行定 界 得到二级保护区到一级保护区边界的距离为 8 2km 一级保护区边界至取水点的距离为 1 3km 与 清远市其它已经划定保护区的入库河流上溯距离相 比 二级保护区的距离相差不大 一级保护区的距离偏 大 同时 在采用数值计算方法时需要考虑到排入水 体的初始源强 初始源强是一个随着时间变化而变化 的量 在不同的社会经济发展水平下 不同时间尺度下 的源强也不一样 因此 需要充分考虑社会经济发展 水平下污染物的排放情况 现在和未来已有污水处理 设施时的源强并不一样 从而反映出数值计算方法在 可变性上存在一定缺陷 举例而言 如果污水处理设 施可有效降低初始源强 那么可能就不需要划定准保 护区 减少对社会经济发展的制约 反之亦然 2 2 类比经验法 类比经验法是我国目前饮用水水源保护区划分的 主要方法 规范 中提出了水库型饮用水水源一级保 护区的范围为取水口半径 300 500m 范围内的水域 中小型水库一级保护区边界外的水域面积设定为二级 保护区 大型水库以一级保护区外径向距离不小于 2000m为二级保护区水域面积 但不超过水面范围 由于类比经验法操作简单 划分容易 因此在实际中广 为适用 相比之下 类比经验法划定的保护区范围比 用数值模型法划定的范围小 如中型水库一级保护区 范围为取水口半径 300m 范围内的水域 如果把水库 近似看成是一个圆形水面 则一级保护区面积约为 0 283km2 这对一个中型水库来说是非常小的面积 而在二级保护区的划定下 与现行很多水库对入库河 流上溯的要求完全不一致 如辽宁省玉石水库二级保 护区为玉石水库库区内 202 70m 等高线至分水岭脊线 之间的迎水坡和流经太平庄河流入库处上溯至李家堡 子 122 51 07 E 40 11 47 N 流经东九池河流入库处 上溯至三道河 122 46 05 E 40 12 43 N 所构成的区域 广东省黄田水库二级保护区为入库河流上溯15 73km 河段的水域 而如果将入库河流也看成是水库一级 保护区边界外的水域范围 对于一些较长的入库河流 则这样的经验划分方法范围又过大 2 3 GIS 技术辅助法 为了使保护区范围的划定具有可操作性同时又遵 循自然环境地形特征 必须获取相关的社会经济数据 和实地调查的自然数据 目前利用遥感与 GIS 技术作 为水资源或流域研究的技术手段已相当普及并体现出 其优越性 3 遥感影像能够快速客观地反映地表信 息 从而得到所需的多种专题信息 GIS 技术能够综 合利用多种数据源 包括地理空间数据和属性数据 建 立分析模型 用以辅助规划 管理 决策等 采用 GIS 技术辅助方法对饮用水源保护区范围划 分原则为 对水库等大面积保护水体 以被保护水体 为中心 将外延第一重山山峰的连线所包括的所有陆 域和水域划分为一级保护区 将基于地形图界定的 全流域边界线所包括的除一级保护区以外的所有陆域 和水域划分为二级保护区 这一原则反映了进入水库 的河流是沿着何种方式进入水库的 因此在这样的原 则下划分的保护区可清楚地探明入库污染物的来源 它 比用数值模型法和类比经验法得到的结果更加直观 下转第 185 页 123 资源开发与市场 Resource Development 二级数值法 GIS 法 小型 经验法 社会经济强变化 大型 数值法 情景分析 中型 数值法 情景分析 小型 一级经验法 二级数值法 情景分析 平原型 社会经济弱变化 大型 数值法 GIS 法 中型 一级经验法 二级数值法 小型 经验法 社会经济强变化 大型 数值法 情景分析 中型 数值法 情景分析 小型 经验法 情景分析 图1 水库型饮用水水源保护区划分适用性方法 参考文献 1 林桂兰 庄翠蓉 孙飒梅 等 水源保护区划界的遥感与 GIS 研究 J