南昌市红角洲水厂水源地保护区划分

任宗仲，陈艳艳，曹俊秀

(南昌市环境科学研究院有限公司，南昌 330038)

·水环境·

南昌市红角洲水厂水源地保护区划分

任宗仲，陈艳艳，曹俊秀

(南昌市环境科学研究院有限公司，南昌 330038)

在经济高速发展的同时，制定科学合理的饮用水水源保护区划分范围，是防治饮用水水源污染，使保护区管理有法可依，保障人民群众饮用水安全和身体健康的重要环节。南昌市红角洲水厂保护区划分以《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338-2007)等有关技术原则为指导，制定2套保护区划定方案，并将不同划分方案进行科学比选，为实施饮用水水源保护区环境保护工程和管理提供科学依据。

水源地；保护区划分；水质模型

饮用水安全关系广大人民群众的健康、生命安全和社会的和谐稳定，随着我市工业化、城镇化进程速度快速推进和经济社会快速发展、水资源开发利用程度不断加大，水源水质面临一系列环境问题，确定饮用水水源保护区、保护水环境已经刻不容缓。因此，为保护红角洲水厂水质，防止水资源污染，确保饮用水安全，需科学合理地划定红角洲水厂饮用水源保护区，进一步加强饮用水水源保护的管理工作。[1～3]

1 保护区划分方案概述

结合国家和江西省对饮用水源地划分的相关要求，本文针对红角洲水厂水源地保护区范围划分共设计2套方案。其中，方案1是根据《江西省生活饮用水水源污染防治办法》[4]中相关要求，通过遥感卫星图测算确定；方案2是在参考国家和我省相关饮用水水源保护区划分要求等基础上，结合南昌红角洲水厂周边及上游自然地理、环境特征和环境管理要求，采用二维水质模型和类比经验等方法综合确定。

1.1 依据技术规范划分确定

根据《江西省生活饮用水水源污染防治办法》中有关河流型水源地一级保护区划分要求，一级保护区范围为自取水点起算，上游1 000m至下游100m的水域和取水点一侧的滩地以及迎水面堤脚向背水面延伸100m的陆域。二级保护区范围为自一级保护区上界起上溯3 000m的水域和取水点一侧的滩地以及迎水面堤脚向背水面延伸100m的陆域。

1.2 水质模型划分确定

1.2.1 一级保护区划分

根据南昌市环境监测站对红角洲水厂水源地赣江段现状水质监测，除大肠菌群指标不能达到II类外，其他指标均达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ类标准要求，水源地取水口及其上游2.4km内，均能满足饮用水水源地水质目标要求。因此无需采用二维水质模型预测最大影响范围，可采用类比经验方法，并结合《饮用水水源保护区划分技术规范》、《生活饮用水集中式供水单位卫生规范》和《江西省生活饮用水水源污染防治办法》等相关技术规范综合确定一级保护区。

1.2.2 二级保护区划分

水源地二级保护区水域范围采用二维水质模型计算确定。根据《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338-2007)中二级保护区水域范围要求，二级保护区水域范围应用二维水质模型计算得到，二级保护区上游侧边界到一级保护区上游边界的距离应大于污染物从GB 3838-2002 Ⅲ类水质标准浓度水平衰减到GB 3838-2002 Ⅱ类水质标准浓度所需的距离。本次划分采用二维稳态衰减模式(解析解)[5]方法进行模拟计算。

二维水质模型计算需赣江南昌段河流相应水文参数、综合降解系数、横向混合系数和上游河段来水污染物排放强度等相关基础数据。本文综合降解系数采用两点法计算取得。经预算得出，红角洲水厂上游CODcr污染物由Ⅲ类水质标准20mg/L衰减到Ⅱ类水质标准15mg/L以下，所需要的降解距离至少为4 580m。氨氮污染物由Ⅲ类水质标准1mg/L衰减到Ⅱ类水质标准0.5mg/L以下，所需要的降解距离至少为4 890m。

水源地二级保护区陆域范围划分主要通过采用最新的资源3号卫星遥感影像数据[6-7]，分析得出与一级和二级保护区水域等长的陆域范围内集水面积，并结合国家及江西省有关饮用水源二级保护区陆域范围划定要求等综合确定。

2 红角洲水厂水源地保护区划分

2.1 水源地概况

随着南昌国际体育中心、高铁南昌西客站、华南城(华中国际物流城)、南昌地铁一、二号线，科技创新中心的规划开工建设，九龙湖片区必将成为南昌打造带动中三角发展的核心增长极的一个新引擎，将与红谷滩中心区、红角洲、凤凰洲、生米镇构成五大片区，是南昌红谷滩新区的重要组成部分。目前，承担红谷滩片区的水厂主要有双港水厂、牛行水厂和红角洲水厂(图1)，现有供水能力40万m3/d。其中双港水厂和牛行水厂主要承担红谷滩中心区、红角洲和凤凰洲片区供水任务(供水能力20万m3/d)；红角洲水厂主要承担九龙湖和生米镇片区供水任务(设计供水能力20万m3/d)。

图1 南昌市红角洲水源地Fig.1 Hongjiaozhou drinking water source in NanChang

南昌市红角洲水厂设计供水能力为20万m3/d，分两期建设，一期供水能力10万m3/d，已于2013年底建成投产，取水口处经度为115°48′47.06″，纬度为28°36′25.36″。2013年7月，南昌市环境监测站对红角洲水厂水源地进行了现状水质监测。在红角洲水厂取水口上游100m处布设了1个监测点，并对上述监测点开展了一次全指标监测分析，监测项目数为109项。根据上述监测点的全指标监测分析结果得知，监测点的109项水质指标均达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类标准要求。

2.2 方案1划分结果

根据《江西省生活饮用水水源污染防治办法》[5]中相关要求，通过相关水域卫星遥感影像图[6-7]测算，方案1划定的保护区总面积为6.83km2。其中，一级保护区总面积为2.15km2；二级保护区总面积为4.67km2，具体划分结果见图2。

图2 方案1划分结果Fig.2 Scheme 1 of protection zone delineation

2.3 方案2划分结果

国家技术规范和我省相关管理办法所要求的水域范围基本一致。不同之处主要体现在我省生活饮用水水源污染防治办法未对通航河道予以考虑预留船舶通航宽度。同时，目前水源地取水口上游1 000m，下游100m范围的河道水域内没有支流汇入，因此，确定方案2的水源地一级保护区范围为：水域取水口上游1 000m，下游100m范围的河道水域，宽度为7月洪水期取水口侧堤脚起至赣江航道中心线为界；陆域沿岸长度为相应的一级保护区水域长度，宽度为红角洲水厂取水口一侧的滩地以及迎水面堤脚向背水面延伸至九龙湖防护大堤内侧的范围。

根据各污染物二维水质预测模型计算结果，氨氮污染物由Ⅲ类水质标准衰减到Ⅱ类水质标准所需降解距离最长，为4 890m。因此，为确保南昌红角洲水厂拟建取水口取水安全，本次二级保护区所需要的降解距离至少为4 890m。通过现场调查，一级保护区上游4 890m和其下游200m范围的赣江河道均有大堤防护。根据《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338-2007)中“二级保护区长度从一级保护区的上游边界向上游(包括汇入的上游支流)延伸不得小于2 000m，下游侧外边界距一级保护区边界不得小于200m”的基本要求，同时，结合二级保护区陆域范围内村庄居民分布和二级保护区的公路桥梁等地形、地标、地物特点，从便于环境管理角度，综合分析，确定方案2的水源地二级保护区水域范围为：赣江主河道自一级保护区上游边界向上游4 900m，下游自一级保护区下游边界起下溯200m，宽度为整个河宽，以及一级保护区水域向取水口相对一侧扩展至整个河道范围。

图3 方案2划分结果Fig.3 Scheme 2 of protection zone delineation

同时，通过现场踏勘调研及根据最新的资源3号卫星遥感影像数据分析，赣江生米九龙湖防洪大堤工程上游端起沪昆高速赣江铁路桥，下止九龙湖雅瑶村，全长4.72km。因此，红角洲水厂取水口上游赣江沿岸3.96km均有防洪大堤防护，形成人工隔离屏障，期间无电排站。此外，随着红谷滩九龙湖片区的开发，赣江上游九龙湖防洪大堤以上也建立了赣江防护大堤，其防护大堤长度已延伸至二级保护区上游边界。取水口对岸二级保护区长度范围内也均建有沿江南大道防护大堤。因此，为确保水源保护区水域水质达标，从有利于对上述这些污染源的有效控制出发，确定方案2的水源地二级保护区陆域范围为：陆域长度与二级保护区相应水域等长，宽度至赣江两岸防洪大堤堤脚内的所有陆域范围，具体划分结果见图3。

3 方案比选

水源地保护区划分方案比选主要从社会经济、污染控制和环境风险等三个方面进行比较，分析两套划分方案各自具备的优点和缺点，并从中筛选出建议划分方案，作为推荐的南昌市红角洲水厂饮用水水源地划分方案。

3.1 方案1优缺点

(1)考虑九龙湖大堤和上游赣江防护大堤的物理隔离作用，原有取水口上游斗门小河集水范围内的生米镇、雅瑶村及山背李家等村镇生活污染被截留，不再进入保护区内，从而避免了生活及农业面源污染对下游红角洲水厂的取水安全影响。

(2)该划分范围未考虑赣江的通航功能和九龙湖防洪堤工程的人工隔离作用，所划分的一级保护区水域未给船舶通航设置相应通道范围，且一级保护区陆域内现已征用的土地，未来将拟开发作为房地产及相关商业地产项目设施将全部被定性为违章建筑，严重制约和影响红谷滩红角洲及九龙湖片区的城市开发建设。

(3)相比方案2，由于二级保护区降解距离不够，如上游存在污染排放，则二级保护区水域水质难以稳定达到GB 3838-2002 Ⅲ类水质标准要求。同时，根据污染源调查发现，方案1保护区上游取水口对岸铁路桥下附近有无名砂石码头，由于未将该范围纳入监管，该范围产生的污染物可能流入赣江，将可能影响红角洲水厂取水安全。

3.2 方案2优缺点

(1)考虑九龙湖防洪大堤的人工隔离作用，一级保护区存在少量违章建筑，房屋拆迁安置工作量小。由于给赣江预留了通航河道，保护区划定不影响船舶正常通航要求，不会对地方社会经济的发展带来新的制约。

(2)九龙湖大堤和上游赣江防护大堤的物理隔离作用，原有取水口上游斗门小河集水范围内的生米镇、雅瑶村及山背李家等村镇生活污染被截留，不再进入保护区内，避免了生活及农业面源污染对下游红角洲水厂的取水安全影响。同时，相比方案1，方案2二级保护区降解距离满足主要污染物CODcr和氨氮由Ⅲ类水质标准衰减到Ⅱ类水质标准所需距离要求，且将取水口对岸铁路桥下附近无名砂石码头纳入保护区内，有利于地方环保部门对上述区域实施有效的环境监管、整治和污染控制，做到污染源不遗漏。

(3)相比方案1，该方案降解距离满足要求，有利于取水口水质的改善；且将取水口对岸铁路桥下附近无名砂石码头纳入保护区内，减小因其码头的外排污水给下游红角洲水厂取水水质带来的环境影响。

3.3 综合比较

从划分方案优缺点项目所占数量上比较，方案1优点项目1项，缺点项目2项；方案2优点项目3项，缺点项目无。

从分项比较来看，在社会经济方面，方案2由于其一级保护区陆域范围内存在少量违章建筑,拆迁安置工程量不太大，同时考虑了赣江河道通航功能，划分方案预留了足够的通航通道，相比方案1，避免了因保护区的划定制约地方社会经济的发展，及可能因搬迁居民房屋的拆迁安置补偿措施不当导致的民众纠纷和社会不稳定因素，因此方案2胜出。

在污染控制方面，方案1的二级保护区陆域为纵深100m范围，未考虑九龙湖防洪大堤的保护作用，因此，划分方案存在一定的缺陷。方案2的陆域范围是在依托九龙湖防洪大堤和赣江防护大堤工程的人工隔离作用基础上。因此，方案2胜出。

在环境风险方面，由于方案1相比方案2未考虑铁路桥附近无名砂石码头，所排污水对下游红角洲水厂取水口的水质安全影响，因此，方案1存在一定的风险隐患。

因此，综合分析比较，建议推荐方案2为红角洲水厂水源地划分方案。

4 保护区主要环境问题

根据方案2所划定保护区方案，红角洲水厂水源地保护区主要环境问题是一级保护区内存在砂石码头、造船厂，二级保护区内存在港口码头、混凝土搅拌站等，以及保护区上游存在桥梁跨越等问题，详见图1和下表。

表 红角洲水厂饮用水源地主要污染源Tab. Major pollution sources of Hongjiaozhou drinking water source

5 保护区整治措施和建议

根据保护区所存在问题，建议保护区管理部门从开展保护区及上游港口码头等环境综合整治，建立保护区及上游桥面废水收集与处理设施，加强水源地保护区内日常监督和管理，加强水源地保护区水质监测和预警监控，开展水源地规范化建设，开展应急备用水源地划分和环境保护规划等六方面工作着手，加强水源地保护工作。

6 结 语

通过对划分结果的对比和分析可以看出，依据技术规范划分红角洲水源保护区的方法简便易行，但是划分结果无法适应保护区社会经济、污染控制等方面的实际情况，不利于保护。

水质模型法对河流水文条件的划分相对客观、详尽，适用于水源地研究，对于红角洲地表水源地保护区的划分，水源保护区划分结果比较适应实际情况，但是该法应用过程较复杂，所需条件多，工作量大，同时对于复杂水文地质条件的水源地，划分时也可能产生一定的误差。

水质模型法可以弥补技术规范划分对水文地质条件不够准确的缺陷，而技术规范划分结果又可以对区域水文地质条件做出一定的控制参考，以避免水质模型调参时出现脱离实际偏差太大的后果。在保护区具体划分中，根据水源地上下游实际情况，采用切实可行的保护区划分方案，对开展饮用水水源地保护区划分和管理工作具有十分重要的意义。

[1] 王小雷. 集中式饮用水水源地污染防治对策研究[J]. 黑龙江环境通报,2012,36(4) :52-54.

[2] 陈雪珍. 福建省饮用水水源地环境现状及保护对策研究[J]. 环境科学与管理,2012, 37(4) : 98-102.

[3] 陈绛云. 泉州市饮用水水源地环境状况及保护对策研究[J]. 环境与可持续发展,2016,(3):198-200.

[4] 江西省人民政府. 江西省生活饮用水水源污染防治办法[S].2006.

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[6] 刘 军,张永生,王冬红. 基于RPC模型的高分辨率卫星影像精确定位[J].测绘学报,2006,(1) : 30-34.

[7] 邓书斌. ENVI遥感图像处理方法[M]. 北京: 科学出版社, 2010.

Delineation of Hongjiaozhou Water Source Protection Zone in NanChang

REN Zong-zhong, CHEN Yan-yan, CAO Jun-xiu

(NanchangAcademyofEnvironmentalScience,Nanchang330038,China)

With the rapid development of economy, making scientific and reasonable delineation of drinking water source protection zone is important for the prevention and treatment of drinking water source pollution, ensure the protection zone management has regulation to follow, and ensure the safety of drinking water and public health. In this paper, taking Hongjiaozhou drinking water source as an example, guided by the “Technical Guideline for Delineating Source Water Protection Zones” ( HJ /T338-2007) two protection area delineation schemes are set up. Also scientific comparison and selection of these two different programs are carried out, in order to provide a scientific basis for the implementation of project and management of drinking water source protection areas.

Drinking water source; protection area division; water quality model

2016-10-20

任宗仲(1986-)，男，江西南昌人， 2010年毕业于南昌大学环境工程专业,硕士研究生，工程师，从事水源地环境评估、水环境科学等研究。

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1001-3644(2017)01-0053-05