河北省集中式地表饮用水评价方法研究

孙进书，冯海波（1.河北工业大学经济管理学院，天津300401；.河北省环境科学研究院，河北石家庄050000）

河北省集中式地表饮用水评价方法研究

孙进书1，2，冯海波2
（1.河北工业大学经济管理学院，天津300401；2.河北省环境科学研究院，河北石家庄050000）

根据河北省2011—2014年连续4年集中式饮用水评估状况，构建了集中式饮用水水源评估体系，同时将其运用到河北省集中式地表饮用水水源环境评估管理。适用层次分析法确定评价体系中各指标的权重，模糊评价评定模糊指标，加权综合评价结果反映水源环境保护状况。结果显示河北省集中式饮用水整体良好，接近优秀，2011—2013年水源状况提升，2014年有恶化趋势。

集中式饮用水；水源评估；层次分析法；模糊综合评价

10.13358/j.issn.1008-813x.2016.01.15

饮用水源水质安全是环境保护的重中之重。2015年3月5日，李克强总理指出要实行从水源地到水龙头全过程监管。根据环保部开展的集中式饮用水水源环境状况调查，全国集中式饮用水水源环境状况不容乐观，全国226个环保重点城市水源达标率仅为69.92%[1]。从河北用水取水状况、水质达标状况、保护区管理情况以及水环境监管情况构建集中式地表饮用水水源评价指标体系，为加强水源保护提供参考。

1　水源环境保护综述

美国从1996年通过《安全水法》开始实施水源评价，《安全饮水法》和《清洁水法》是美国水源保护的核心框架[2]；加拿大实行的是联邦、省、地方三级协作方式解决水源保护问题[3]；德国饮用水水源保护区面积达到国土面积的13%，地表水水质54项指标作为一级标准，同时建立民主的公众参与原则[4]；日本通过不同部门间合作进行水源保护，统一领导和协调水环境管理，水资源部负责水源规划、开发、利用，林业厅负责河流上游流域治理[5]；俄罗斯则对湖泊进行分区保护，建立水源管理系统同时征收水资源税[6]。

国内早期对于地表饮用水的评估主要集中在水质评价，采用单因子评价法。1975年北京西郊环境评价率先使用水质质量指数评价法[7]；张翔、夏军等借鉴了英国的水贫穷指数，将监测数据和水行业发展态势应用到地表水的评估[8]。指标的复杂性及评估方法的主观性，使评价结果无法令人信服。因此，建立一套科学的评价方法对于饮用水环境评估具有重要作用。

2　评价指标体系的建立

水源环境保护状况评估是对集中式饮用水水质、取水量和环境管理状况评估制定的决策指标。环境保护状况评估指标体系（SWES）作为评估目标。环境状况评估指标将取水量情况（SS）、水质达标状况（SQ）、保护区管理情况（PMS）以及环境监管情况（EM）四方面作为系统层。

2.1取水量情况（SS）

国内目前没有相关的水量安全或者供水安全评价标准，从相关研究成果来看，通常选用供水保证率（WGR）、水量供需比（RSD）等指标简单表示水量安全状况。

2.2水质达标状况（SQ）

水质安全是饮用水评估体系的核心内容，要保障饮用水安全，水质达标至关重要。《地表水环境质量标准》（GB 3838－2002）规定饮用水需要达到Ⅲ类以上水质。水质评价采用单因子评价法对饮用水源进行108项全指标分析，评估指标范围内任一项指标超过Ⅲ类标准或限值，评估结果为不达标。水质达标状况分为水源达标率（WQR）、水量达标率（WSR）、水体富营养化（EW）以及水质风险（RW）四项指标。地表水质增加富营养（EW）状态评价指标，湖泊（水库）型水源，需补充富营养化状况评价，若TLI≤60，且仅总氮或（和）总磷超标，水质评价结果认定为基本达标。综合考虑水源水质和营养状态评价结果，最终确定水源达标状况。水质风险根据其发生的概率可以分为两种：常规污染带来的水质风险，发生的概率相对较高、风险容易预见；突发性水污染事件，如2013年1月山西天脊化工突发环境污染事故，导致邯郸市岳城水库饮用水源地污染事件，这些是难以预测的。

2.3保护区管理情况（PMS）

主要分为保护区的建设和整治。保护区划定（PD）按《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ/T 338－2007）进行了核定划分，并经省政府批准实施。保护区标志（PS）按照《饮用水水源保护区标志技术要求》（HJ/T 433－2008）设置。一级保护区隔离防护（PF1）将人群干扰较大的水源采用物理隔离，对于受自然灾害影响较大的水源优先采用生物隔离。依据《水污染防治法》一级保护区整治（PG1），禁止在饮用水源一级保护区内新建、改建、扩建与供水设施和保护水源无关的建设项目。二级保护区整治（PG2）禁止在饮用水水源二级保护区内新建、改建、扩建排放污染物的建设项目。准保护区整治（PGQ）涉及地表饮用水水源准保护区内污染源达标排放。

2.4水源环境监管（WES）

包括监测监控能力（WM）、风险管理（RM）和应急管理（EM）。其中监测监控能力包括检测指标的完成率、预警监控完成率以及视频监控的完成率。湖泊型水源地每年完成一次110项全指标分析，对于营养状态指数TLI＞70的湖库型水源地建立水华预警机制；一级保护区穿越区建立视频监控。

依据水源环境保护状况评估指标体系的建立原则，通过现场调研、专家咨询、小组讨论等方式，参考环保部《全国城市集中式饮用水水源环境状况评估技术方案》对饮用水水源环境状况的评估指标，建立了河北省水源环境保护状况评估指标体系（如表1所示）。

3　河北省集中式饮用水模糊综合评价

3.1层次分析确定权重

3.1.1确定权重方法

常用的指标权重确定方法有主观赋权法和客观赋权法。主观赋权法是根据决策者以往的经验、专业知识、偏好以及统计数据等按照各个指标的重要程度进行赋值、比较，通过计算确定最终权重。权重确定的基本步骤为：

（1）计算判断矩阵特征值max：

（2）确定一致性检验结果CI：

（3）RI是平均随机一致性指标，RI值和n之间的联系如表2：

表1　河北省地表饮用水水源环境保护状况评估指标体系

表2　RI数值

（4）计算检验系数CR：

3.1.2一致性检验

选取《河北省地级以下城市集中式饮用水水源环境状况评估报告（2014年度）》相关数据进行权重确定和一致性检验。采用1～9标度法确定各因子间相互关系，利用Excel表进行一致性检验。结果见表2～表8。

表3　准则层相对目标层的判断矩阵A：B1～B4

表4　取水量指标评价判断矩阵B1：C1～C3

表5　水质达标指标评价判断矩阵B2：C4～C7

表6　保护区管理指标评价判断矩阵B3：C8～C13

表7　水源环境监管指标评价判断矩阵B4：C14～C16

表8　各评价指标相对于总目标层的比重

3.2模糊综合评价

3.2.1专家打分

在隶属度为“优秀、良好、合格、一般、差”设计得分，选取10位经验丰富的专家对河北省集中式地表饮用水水源环境保护现状进行打分，按照百分制计算，最终得到评语集。根据专家打分做出的现状评分统计，见表9。

表9　方案指标等级评分

3.2.2综合评价

根据公式BN=KCN，进行一级综合评价，如：

同理可以计算出B2、B3、B4

相应的矩阵

根据公式A=K0B进行二级综合评价：

最终得分为88.28，连续4年的评价结果如图1所示。

图1　2011-2014年综合评价得分及变化趋势

结果显示河北省集中式地表饮用水整体良好，2011以后连续三年转好，但是2014年又出现恶化趋势，需要加强管理。

4　结论

建立完善的水源环境保护评估体系对于饮用水水源的评估、保护、水质改善具有重要意义。将水量、水质、保护区环境管理、环境监管纳入到评估体系中，可以更加准确地评估饮用水状况，同时为饮用水水源环境的持续改善提供指导。

[1]王晨野，邢巧，岳平，等.海南省饮用水水源保护环境绩效评估体系构建研究[J].中国农村水利水电，2015（4）：132-137.

[2]JACOBS H.State of Idaho Division of Environmental Quality Ground water program[J].Idaho source water Assessment plan，2009，41：197-209.

[3]Index of Watershed Indictors:An overview[EB/OL].（2014-02-11）. http：www.epa.gov/iwi/iwi-overview.pdf.

[4]Eu.Surface Water Abstraetion directive[EB/OL].（2014-05-10）. http：//www.environment-agencygov.uk/yourenv/eff/ll90084/water/ Z13872/577394/577773/.

[5]王登举.日本各地关于“水源税”的讨论[J].世界林业研究，2003，16（2）：22.

[6]马双丽，李贵宝，王圣瑞，等.俄罗斯湖泊水环境污染治理与保护管理[J].中国环境管理干部学院学报，2015，25（5）：33-37.

[7]彭文启，张祥伟.现代水环境质量评价理论与方法[M].北京：化学工业出版社，2005.

[8]张翔，夏军.水安全定义及其评价指数的应用[J].资源科学，2014，27（3）：145-148.

（编辑：程俊）

A Study on The Evaluation Method of Centralized Surface Drinking Water Source in Hebei Province

Sun Jinshu1，2，Feng Haibo2
（1.School of Economic and Management,Hebei University of Technology,Tianjin 300401,China；2.Hebei Institute of Environmental and Science,Shijiazhuang Hebei 050000,China）

According to the situation of centralized drinking water assessment in Hebei province for 4 years from 2011 to 2014,the centralized drinking water source assessment system was constructed,and the theory was applied in Hebei province.Analytic hierarchy process determined the weight of each index in the evaluation system,fuzzy evaluation method was used to evaluate fuzzy index,the evaluation value of the weighted comprehensive calculation reflected the current situation of water environment protection.The results showed that the centralized drinking water in Hebei province was overall good and close to excellent,the status of water resources has been enhanced from 2011 to 2013,but it showed deteriorated trend in 2014.

centralized drinking water,water source assessment,fuzzy comprehensive evaluation, analytic hierarchy process

X824

A

1008-813X（2016）01-0053-04

2015-11-04

孙进书（1988-），男，山东枣庄人，河北工业大学经济管理学院工业工程专业在读硕士研究生，研究方向环境规划与管理。