喀斯特地区兴西湖水库饮用水水源保护区划分方法研究
Research on Dividing Method for Drinking Water Source Protection Area of Xingxi Reservoir in Karst Region
DOI: 10.12677/jwrr.2024.136075, PDF, HTML, XML,   
作者: 熊巧利, 晏富恒:黔西南州生态环境局兴义分局,贵州 兴义;陈 洁*, 贾国山:黔西南州生态环境区域监测站,贵州 兴义
关键词: 喀斯特区域集中式饮用水水源保护区Karst Region Centralized Drinking Water Water Source Protected Area
摘要: 饮用水安全,关乎人民身体与生命之安危,是生态系统不可或缺的组成部分。稳定可靠的饮用水供应更是经济社会发展的基石。为加强饮用水源环境保护、确保饮用水安全、维护人民群众生命安全和健康,饮用水源保护区的划定是为了保护饮用水的安全和可持续性发展,为水源地的保护、管理和合理开发利用提供了重要的法律依据和技术支持。本文以贵州省黔西南州兴义市兴西湖水库为例,研究喀斯特区域湖库型饮用水源地保护区划分技术方法和保护管理建议措施。
Abstract: Drinking water safety is related to the safety of human’s health and life. It’s also an integral part of the ecosystem. A stable and reliable supply of drinking water is a cornerstone of economic development. In order to strengthen the environmental protection of drinking water sources, ensure the safety of drinking water, and maintain the life and health of the people, the designation of drinking water source protection areas is to guarantee the safety and sustainable development of drinking water, which provides an important legal basis and technical support for the protection, management and appropriate development and utilization of water sources. Taking Xingxi Reservoir in Xingyi City, Guizhou Province as an example, this paper introduces the protection regionalization technology and management suggestions for lake-reservoir drinking water source in Karst region.
文章引用:熊巧利, 晏富恒, 陈洁, 贾国山. 喀斯特地区兴西湖水库饮用水水源保护区划分方法研究[J]. 水资源研究, 2024, 13(6): 668-673. https://doi.org/10.12677/jwrr.2024.136075

1. 引言

饮用水源保护区的划分经历了逐步发展和完善的历程。20世纪70年代至80年代,我国开始意识到饮用水水源保护的重要性,但尚未形成系统的保护区划分制度和规范。1984年《中华人民共和国水污染防治法》的颁布实施为饮用水源保护区的划分提供了法律依据。2008年,《中华人民共和国水污染防治法》修订颁布,明确要求供应饮用水的水源地都要划定保护区,并根据实际情况划分为一级保护区、二级保护区;必要时,可以在保护区外划分准保护区。这一规定进一步推动了饮用水源保护区划分工作的规范化和制度化。2015年,原环境保护部和水利部联合出台《关于加强农村饮用水水源保护工作的指导意见》文件,分类推进水源保护区或保护范围划定,加强水源规范化建设,健全农村饮水工程及水源保护长效机制等,加强农村水源保护工作。2017年,生态环境部持续开展集中式饮用水水源地环境保护专项行动,不断加强对饮用水源保护区的监管和整治,进一步提升饮用水安全保障水平。2018年,环境保护部发布《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338-2018)。对于不同类型(河流型,湖泊、水库型,地下水型)饮用水水源保护区划分基本方法、定界、饮用水水源保护图件制作和饮用水水源保护区划分技术文件编制的技术要求进行规定。但对于特殊地貌(兼具地表形态多样、地下溶洞发育;地表水系不发达、地下水丰富且复杂;土壤贫瘠但生物多样性独特等)特点的喀斯特地区的保护区划分技术方法仍未有特定的技术方法,对于地方管理亟需结合区域实际情况,因地制宜进行水源保护区划分,有效保障饮水安全。

2. 水源地概况

兴西湖水库(原锅底河)位于贵州省黔西南州兴义市,距城区7.5 km,见图1。属珠江流域南盘江水系马别河支流纳灰河。纳灰河发源于兴义市白碗窑镇岔米村小狗场组(104˚45'10''E、25˚08'16''N,高程1650 m),向西北流,经白碗窑镇大水井村色白组至坪东街道坝塘村大山道梁组,坝址以上河长9.5 km,流域面积36.12 km²。出库东南流,至风洞转西南流,到塘房转东南流,经纳吉寨、坝林寨、三道桥南流,经纳六、上纳灰、下纳灰于落水洞伏流5 km于洋坪乡大海子出流0.9 km再落洞。伏流3.5 km,于箐口乡纳桑流出,东流至大渡河,至红椿(105˚00'48''E、24˚55'16''N,高程643 m,距河口5.5 km)汇入马别河右岸。主河长46.5 km (其中,伏流8.5 km),流域面积205 km2。河口流量5.01 m3/s。兴西湖水库多年平均水量2885万m3,于1957年建成,1985年正式取水,设计时为兼有城市防洪、城市生产生活用水、农田灌溉和发电等综合利用价值的水利水电工程。为确保兴西湖水源水量,兴义市人民政府实施了“引马入兴”工程并于2014年底投入使用,该工程设计引水530万t/年。2023年取水量2759.27万t,为兴义市城区市民43万人提供饮用水保障。

1. 兴义市兴西湖水库集中式饮用水水源地位置示意图

3. 饮用水水源地水环境质量评价

目前,我国地下水型水源地执行《地下水质量标准》(GB/T 14898-2017),地表水水源地执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)。兴西湖水库属于地表水型水源地,执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)标准。

3.1. 水质评价标准

依据《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338-2018) [1],并参照《贵州省水功能区划》(2015年版)要求,所有水质监测项目均应满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002) III类水质标准要求。

3.2. 水质评价方法

在水库饮用水水源质量评定中,特定项目(80项)与基本项目(24项)、补充项目(5项)共同构成评价指标体系。其中,特定项目可更全面地反映水源可能存在的特定污染情况,通过对其进行评价,能更准确地确定水源质量等级,为水源地的保护和管理提供更详细的依据。评定用单因子评价法,依最高类别项目确定。

3.3. 水质监测结果及分析

1) 水质监测结果

根据黔西南州生态环境局多年对兴西湖水库取水口进行水样采集并进行化验分析,兴西湖水库水质满足质量标准中III类标准,符合水源地划分标准。

2) 富营养化分析

兴西湖水库的营养状态评价采用了综合营养状态指数法(TLI),这是一个常用的评价湖泊和水库富营养化程度的方法。这种方法通过计算多个参数的加权平均值来评估水体的综合营养状态。在中国的评价标准中,综合营养状态指数的计算公式包括以下几个参数:叶绿素a (chl)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)和高锰酸盐指数(CODMn) [2]。中国湖泊(水库)的综合营养状态指数分级如下:0 < TLI(∑) ≤ 30:贫营养;30 < TLI(∑) ≤ 50:中营养;TLI(∑) > 50:富营养;50 < TLI(∑) ≤ 60:轻度富营养;60 < TLI(∑) ≤ 70:中度富营养;TLI(∑) > 70:重度富营养;根据2023年兴西湖水库取水口监测数据,经过计算得出兴西湖水库综合营养状态指数TLI(∑)为:41.81,由此看出兴西湖水库饮用水水源地为中营养。为保护水库的生态系统及水环境质量,相关部门和管理机构需要采取适当的措施来管理和减少营养物质的输入。

经对比兴义市其他水源地水质指标数值,喀斯特区域内湖库型饮用水水源地相较于地下水型水源地,具有总氮、总磷指标值偏高的特点;相较于地表水型水源地,具有总硬度、溶解性总固体指标值偏高的特点。相关部门和管理机构需着重加强农业污染治理、加密监测、水处理工艺优化、建立生态缓冲带等方式监督、保障饮水安全。

4. 饮用水源保护区划分技术方法

因喀斯特区域兼具地表形态多样、地下溶洞发育;地表水系不发达、地下水丰富且复杂的特点,在对饮用水水源地环境状况调查时应扩大调查范围,不仅需调查地表水型调查内容,取水口上游不小于20 km的汇水区域,还应调查收集地下水的补给、径流、排泄以及水源地相关主要污染源分布的区域。还应扩展至完整的水文地质单元及可能与水源地所在水文地质单元存在直接不排关系的区域。兴西湖水库在划定保护区时需参考地下水型饮用水水源保护区划分方法下确定的划定区域,作为保护区的补充区域[3]

4.1. 饮用水水源地分级

依据《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338-2018),湖泊、水库型饮用水源地分为大型、中型和小型3个等级,兴义市兴西湖水库设计取水量为3397万m3,按照分级标准兴西湖水库属于中型水源地。

4.2. 中型水库水源保护区域划分技术要求

兴西湖水库确定为中型水库,可明确其可分为一级保护区和二级保护区。兴西湖水库为黔西南州中心城市水库,为43万人服务,考虑其特殊性,故为其划定准保护区。一级保护区水域范围,一般采用类比经验法确定;满足条件的饮用水水源地,也可采用类比经验法划定二级保护区水域范围,即中型水库一级保护区边界以外水域面积划定为二级保护区。水源地水域准保护区范围,参照二级保护区进行划分。一级保护区陆域范围,可采用类比经验法、缓冲区法或地形边界法来划定[4]。兴西湖水库有“引马入兴”工程,参照“在非完全封闭式输水河(渠)及其支流、高架、架空及周边无汇水的渠道可设二级保护区,其范围参照河流型二级保护区划分方法”。陆域二级保护区需参考其他特殊情形水源地的划分要求。

4.3. 保护区水域范围划分方法

兴西湖水库地处喀斯特地貌,地形复杂,水源、水量丰富等特点,不同级别采用不同方法。以水库水面库区作为水域一级保护区。采用地形边界法,以库区周边山脊线为界,连接水库相应河流两边山体形成封闭区域作为陆域一级保护区。无水域二级保护区。为保护“引马入兴”工程水质,将“引马入兴”引水水渠的流域范围调整为二级保护区,并以入库河流(纳灰河)上游3 km的流域范围调整为二级保护区范围[5]。将流域内其余区域调整为准保护区。

4.4. 划定结果

1) 一级保护区

兴西湖水库为中型水库,供水范围属于中心城区。因此,以水库水面库区作为水域一级保护区。陆域一级保护区采用地形边界法,以分水岭为界。因此,陆域一级保护区东北侧、南侧以分水岭为界,西南侧达拉坡山顶至对河门山顶以山脊线为界,然后跨纳灰河至簸箕田山顶,以山脊线为界至石岩脚山顶,西北侧以库区与马鞍山、烂滩之间的山脊为界。

2) 二级保护区

兴西湖水库水域二级保护区水库库区的全部水域已作为水域一级保护区,因此,无水域二级保护区。兴西湖水库陆域二级保护区,北侧以山脊线为界,其中跨过汕昆高速及G324国道,西北侧的207号点至东208号点由于修建围墙及雨水沟将该区域水源排至水库流域范围以外,因此该区域以围墙为界,东侧以一级保护区边界为界,南侧以分水岭为界,西侧以梁道山顶至纳姑箐接612县道,并沿612县道为界。

3) 准保护区

准保护区为水库流域范围,二级保护区、一级保护区以外的范围,按山脊线定界。保护区定界应充分利用具有永久性的明显标志,如分水线、行政区界线、公路、铁路、桥梁、大型建筑物、水库大坝、水工建筑物、河流岔口、航道、输电线等标识,结合水源地地形、地标、地物特点、原有保护标示牌的位置,初步确定各级保护区的地理界线,绘制现场定界图,再以现场定界图为依据进行现场勘查定界,确定各级保护区主要拐点的经纬度坐标,修改完善并最终确定保护区边界图和拐点坐标表。

各级保护区划定结果如图2所示。兴西湖水库库区位于兴义市坪东、乌沙、白碗窑一办两镇部分行政区域。

2. 兴义市兴西湖水库集中式饮用水水源地保护区卫星图

兴义市兴西湖水库集中式饮用水水源保护区划分为一级保护区、二级保护区和准保护区,其中一、二级保护区面积分别为6.917 km2、13.820 km2,准保护区面积为11.605 km2,保护区总面积32.342 km2。保护区划定后,县级以上地方人民政府应按照《集中式饮用水水源地规范化建设环境保护技术要求》、《集中式饮用水水源环境保护指南》等国家规范中要求。完善饮用水水源保护区的界碑、界桩、警示牌、围网等环境保护设施,明确地域界限并予以公告同时在一级保护区周边人类活动频繁的区域设置隔离防护设施。在日常监管中还需对兴西湖水库水源地环境风险源的分析,划分区内主要风险源为流动风险源。

5. 结语

划分集中式饮用水水源保护区仅是保护水源第一步[5]。不同类型的水源地,其划分标准和方法均不一样,喀斯特区域水源地类型往往是多种类型掺杂在一起,尤其是地下水系发育较完善,其含水层的特性和水流方向较难确定。其次,贵州黔西南州局部地形起伏大,水流速度变化大,采用数值模型法难以精确保护区边界。在划分保护区时,需考虑当地经济发展需求,避免过度限制经济活动,但又要确保水源的安全,这一平衡的把握往往具有挑战性。本文以兴西湖水库为例,多种方式相结合共同确定保护区边界,对喀斯特区域划分水库型饮用水水源保护区具有一定的参考意义。

NOTES

作者简介:熊巧利(1993-),女,硕士,主要研究方向为生态影响,Email: 2993597709@qq.com

*通讯作者Email: 1099085117@qq.com

参考文献

[1] 环境保护部. 饮用水水源保护区划分技术规范: HJ 338-2018 [S]. 北京: 中国环境出版集团, 2018.
[2] 王丹宇. 尼尔基水库富营养化现状及评价研究[D]: [硕士学位论文]. 长春: 吉林农业大学, 2016.
[3] 昌盛, 付青. 《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ 338-2018)解读[J]. 环境保护, 2018, 46(13): 18-22.
[4] 王民, 綦海萌. 国内大中型水库饮用水水源保护区划分方法分析[J]. 水利规划与设计, 2018(3): 47-50.
[5] 张可可, 刘金珍, 王中敏, 等. 引江补汉工程取水口饮用水水源保护区划分研究[J]. 长江科学院院报, 2024, 41(10): 56-62.