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加强“源头”保护 保证水源安全

时间:2013-01-30 10:46

来源:中国建设报

作者:付青 苏一兵

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饮用水安全保障基本前提是从源水到水龙头全过程的监测和管理,而源水保护是水污染控制最安全和最廉价的控制关口。针对我国饮用水源地环境问题突出、饮用水源地环境风险管理水平难以适应实际管理需求等水源地水质安全重大需求,国家水专项“饮用水安全保障技术研究与示范”主题专门设置了“饮用水源地保护与管理技术研究与示范”课题,通过开展饮用水源地污染源解析技术、风险评价技术和饮用水源保护区划分技术研究,构建饮用水源地保护与管理技术方法,从而形成饮用水源地环境管理模式与风险源控制管理技术体系。课题选择福建泉州晋江流域河流型水源地、贵阳市“两湖一库”湖库型水源地和宁夏自治区吴忠市地下水型水源地为示范区开展了示范研究,形成了以“基于环境风险的饮用水源保护区划分技术体系”和“饮用水源保护区划分技术示范研究成果”为核心的标志性技术成果,实现了饮用水源地环境管理的科学化与规范化,为提高我国饮用水源地管理水平提供了技术支撑。 

建立了饮用水源地污染源解析技术体系 

课题针对“饮用水源地污染来源复杂,污染物输移过程中物理、化学和生物影响多样”的情况,以大气污染源解析的受体模型为基础,对模型进行完善、改进和耦合,建立了工业及农业污染源与水源地之间的水质响应关系,分别建立了氮磷特征污染物负荷集成模型、营养盐多同位素和混合多元统计分析的源解析技术。克服了单一受体模型的约束条件,形成了饮用水源地氮磷污染源识别与解析技术方法。针对重金属污染对水源可能造成的严重影响,根据重金属污染物的物理化学特性,并结合各受体模型适用条件以及不同类型水源地特性,建立了基于非负约束因子——化学质量平衡复合受体模型、主成分聚类——化学质量平衡复合模型和基于地理统计学的人工神经网络的重金属源解析方法。 

建立了饮用水源地遭受污染的 

风险评价技术体系针对地表水源地所在流域污染源的分布特征,从饮用水源流域尺度考虑,叠加考虑示范区域内的各类风险源,综合考虑流域范围内的多个风险受体,分析整个流域中的居民生活用水所遭受的风险,课题采用改进的SevesoⅢ指令模型,建立了基于改进的SevesoⅢ指令模型的水源遭受污染风险的评价方法。针对影响湖库型水源水体的底泥二次污染释放风险,运用费克定律估算了NMF底泥向水体释放不同形态汞的通量,建立了内源二次污染的风险评价方法。针对地下水源,研究建立了基于改进DRASTIC模型的地下水型水源地风险评价技术,采用利用地下水脆弱性和污染源危害分级分别代替地下水污染的可能性和后果,对DRASTIC模型及地下水固有脆弱性评价指标体系进行改进,增加诸如土地利用状况、污染源分布、污染源危害分级、地下水社会经济价值、开采状态等相关评价指标,采用迭置指数法进行固有脆弱性的计算,以地理信息系统为平台,建立地下水脆弱性图和污染源危害分级图,并叠加特征污染物迁移转化数值模拟的结果,建立了适用于地下水水源地污染风险评价技术方法,实现了水源地的污染风险时间和空间层面的评价。 

建立了饮用水源保护区划分技术方法体系 

课题针对目前保护区划分技术对风险考虑不足、方法的针对性、操作性不强等问题,以水源地源解析技术为基础,采用经验类比、迁移时间和水质模拟等方法,结合水源地遭受污染风险的评价技术,构建了基于环境风险及应急响应的保护区划分技术方法。建立了基于环境风险控制的地表水源地保护区划分技术方法,采用经验类比法,以卫生防护距离为依据确定一级保护区范围;采用水质模型对应急响应时间内风险污染物的迁移过程进行模拟,建立了迁移时间法(TOT)和水质模型相结合的二级保护区水域划分方法,基于水源地区域风险的高低,确定二级保护区陆域的划分方法;对于准保护区,以满足总量控制为目标,参照二级保护区划分方法,确定准保护区范围。同时,针对水质模型中模型参数的随机性,建立了基于Bayesian MCMC参数反演未确知水质模型,从而构建了地表水水源保护区划分的技术体系,实现了环境风险因子和应急响应时间在保护区划分体系中的有机融合。建立了基于HEARLAW模型的地下水型水源地保护区划分方法。针对地下水源地类型复杂、划分方法适用条件差异较大的特点,构建了地下水源保护区划分方法的筛选技术体系。按开采方式、含水层类型、供水规模、埋藏条件、赋存地点五大类一级属性进行细化、根据水源地水文地质条件复杂性、开采规模、含水层介质类型、信息完善程度、赋存地点、精度需求和开采分布密度等7项指标进行分析,建立了基于HEARLAW模型的地下水型水源地保护区划分方法筛选方法,并提出任意固定半径法、计算固定半径法、圆柱法、分析法、解析模型法、数值模型法的应用条件。 

构建基于环境风险的饮用水源保护区划分技术体系 

研究构建的“基于环境风险的饮用水源保护区划分技术体系”在晋江流域河流型、“两湖一库”湖库型和金积地下水型饮用水源地示范区实现了技术验证和应用并取得了良好的结果。示范应用成果明晰了不同行业污染物排放成分谱,识别了水源地周边的高风险区域、划分了保护区水域、陆域的范围,为示范区的环境保护管理和产业空间布局和结构升级调整提供了基础,对于提升示范城市水源地的管理水平、确保饮用水源水质安全具有重要作用。 

研究成果已转化为技术指南、软件等技术文件。其中,《饮用水水源保护区划分技术规范(修订稿草案)》和《饮用水源地风险评价技术规范》已分别纳入环保部2013年标准修订制定计划;“饮用水源地保护区划分技术”的3项核心软件技术已获得软件登记。 

 

编辑:罗宇

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