湖泊型饮用水水源保护区划分
——以黑龙江省鸡西市、七台河市供水工程为例

杨 微，袁景明

(松辽水利委员会水利工程建设管理站，吉林 长春 130012)

饮用水安全不仅关系着人民群众的身体健康，而且与国家经济文化等方面可持续发展有着密切的关系。为保证饮用水安全，满足人民群众对饮用水的要求，确保人民群众身体健康和当地可持续发展，水源安全作为饮水安全的前提和基础就显得格外重要。本文采用类比经验法对黑龙江省鸡西市、七台河市供水工程饮用水水源地保护区进行划分，以便更有效的保护饮用水水源，保证当地人民群众的饮用水安全和经济持续发展。

1 水源地基本概况

黑龙江省鸡西市、七台河市均位于黑龙江省东部，其供水工程饮用水水源为兴凯湖。距离兴凯湖的距离分别是35 km和130 km。兴凯湖是一座集防洪蓄水排涝、灌溉及旅游等多功能的天然水体。兴凯湖集水面积38 618 km2，正常湖面面积4010 km2，其中中国侧面积1080 km2。兴凯湖总蓄水量约为175×108m3[1-2]。兴凯湖来水主要包括两个方面：其一是小兴凯湖和东北泡子来水，包括穆棱河干流湖北闸断面以上天然来水和湖北闸—“小湖泡”区间径流。其二是兴凯湖自身来水，主要包括兴凯湖入湖河道汇流和湖面降水。

2 饮用水水质分析

根据鸡西市环保局对鸡西市、七台河市供水工程取水口的监测数据，该水源地水质指标除化学需氧量、总磷和总氮3项指标超过标准值以外，其他水质评价指标均低于《地表水环境质量标准》(GB 3828—2002)中的Ⅱ类标准值[3]。2017年3项超标水质监测结果如图1～图3所示。

图1 取水口化学需氧量变化趋势

图2 取水口总磷变化趋势

图3 取水口总氮变化趋势

根据图1～图3可以看出，该水源地化学需氧量和总磷一直处于超标准值的情况，而总氮在6月份前低于标准值，但在6月份以后超过标准值。三项指标超标的主要原因是兴凯湖岸边旅游商户生活污水排放和兴凯湖周围大面积的农田退水污染。

湖泊的营养状态指数评价方法采用综合营养指数法(THI)评价。采用0～100的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级，可分为五级：贫营养、中营养、轻度富营养、中度富营养和重度富营养[4]。水体营养化程度与水污染指数定性评价的对应关系如表1所示。

表1 湖泊营养状态分级表

根据2017年1—8月对鸡西、七台河饮水工程取水口的监测数据，利用单个营养状态指数计算公式得到湖泊综合营养指数。

单个营养状态指数计算式(1)～式(5)如下：

THI(chl)=10×(2.5+1.086lnchl)

(1)

THI(TP)=10×(9.436+1.624lnTP)

(2)

THI(TN)=10×(5.453+1.694lnTN)

(3)

THI(SD)=10×(5.118-1.94lnSD)

(4)

THI(CODMn)=10×(0.109+2.661lnCODMn)

(5)

本水源地湖泊综合营养指数计算公式(6)如下：

THI(Σ)=ΣWj·THI(j)

(6)

式中：THI(Σ)为综合营养状态指数；THI(j)为第j种参数的营养状态指数，计算结果见表2。

表2 水源地湖泊综合营养指数计算结果

根据公式最终计算得到，本水源地湖泊综合营养指数为19.53。营养程度为贫营养。满足《集中式饮用水水源地规范化建设环境保护技术要求》(HL 773—2015)中湖泊、水库型水源THI值不大于60的要求[5]。

3 饮用水保护区划分

根据《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ 338—2018)中对饮用水保护区划分技术要求外，又结合当地的地理位置、水文气象、地质构造、水动力学特征、水污染类型、污染源分布及其特征、排水区分布和水量需求等因素对黑龙江省鸡西市、七台河市供水工程饮用水水源保护区进行划分[6]。根据水源地实际情况，此次划分只划分了一级保护区和二级保护区，暂不设准保护区。本次划定的饮用水水源保护区总面积为42.543 km2，其中一级保护区总面积为2.745 km2，二级保护区总面积为39.798 km2。具体划分结果如表3所示。

表3 黑龙江省鸡西市、七台河市供水工程饮用水保护区划分结果 km2

4 饮用水水源地污染情况及防治措施

4.1 工业企业等主要排放口污染

由于兴凯湖位于黑龙江兴凯湖国家级自然保护区内，境内无工业企业排放口。

4.2 居民生活污染

居民生活污染主要来自兴凯湖岸边旅游商户的直接生活污染以及当壁镇、莲花三组、临湖村、沿湖村及长林子一组等21个居民区的间接生活污染。

参照《全国第一次污染源普查生活源产排污系数手册》，通过初步计算得到兴凯湖岸边居民生活点和岸边旅游商户生活污染物COD、氨氮、总氮、总磷产生量分别约为1.58 t/a、0.19 t/a、0.28 t/a、和0.02 t/a以及生活垃圾产生量约为16.80 t/a。

4.3 农业种植污染

饮用水源调查区域内主要农业中直污染集中在兴凯湖北侧沿岸，兴凯湖是周边农田退水承泄区。包括兴凯湖农场、856农场、857农场等共计耕种面积约6 km2。参照《全国第一次污染源普查 农业污染源，肥料流失参数手册》[7]，计算可得，调查区域每年总氮流失量为0.162 t/a、总磷的流失量为0.054 t/a。

通过水源地保护区划分结果，黑龙江省鸡西市、七台河市供水工程饮用水水源地陆域一级保护区有旅游商户产生的生活污染源。二级保护区内有农业生产施用的农药和化肥以及个村镇的生活污染，是水源地的主要污染来源。

针对以上问题，建议一级保护区内的旅游商户搬迁，对原址进行平整土地和植树绿化；二级保护区对区内居民生活污染源采取垃圾分类处理方式，送至保护区外进行卫生填埋或堆肥处理；对农业面源污染采取耕地测土配方、精准施肥。

5 结论与展望

黑龙江省鸡西市、七台河市供水工程水源地为兴凯湖，为湖泊型水源地。兴凯湖在水量、水质方面满足饮用水水源的要求。根据兴凯湖的水质情况以及污染现状对饮用水水源地保护区进行划分，一级保护区总面积为2.745 km2，二级保护区总面积为39.798 km2。根据实际情况，对保护区内出现的居民生活污染源和农业面源污染提出了污染防治措施。

本文采用的保护区划分方法是类比经验法。虽然类比经验法在我国饮用水水源保护区划分中具有操作简单的优点，但存在受人为因素影响较大、缺乏理论依据等缺点，对保护区划分结果存在影响。近些年，GIS辅助技术、应急响应法和数值模拟法等划分方法逐渐发展成熟。各种保护区划分方法存在各自的优缺点，应该根据水源地的特点因地制宜，灵活的采用一种或多种划分方法，并对划分的结果进行分析和比较，形成一个科学合理的划分结果。