粤港澳大湾区典型农村饮用水水源地保护区划定调整研究——以广州市从化农村饮用水水源地保护区划定为例

王 超，何 磊

(广州市环境保护科学研究院，广东 广州 510620)

1 水源地保护区划定国内外研究现状

1.1 水源地保护历程

水源地保护研究始于西方，尤其以德国最早，德国在水源地保护区的建立与保护上已经建立了一系列水源保护条例，积累了大量理论及实践经验，并建立了大量的水源地保护区[1,2]。美国18世纪末期开展了对水源地保护区的研究，形成对保护水源的主体思想和系统的水源地保护体系，着重对排污标准及监管制度完善、污水处理设施建设和水源地评价过程潜在重大隐患的寻找，并在发展过程中不断优化水源地的评估计划。日本于1964年和1970年分别制定了《河川法》和《水质污染防治法》，从保护区经济补偿、水质标准规定、水质检测规范、应急处置措施等方面给予标准指导，这些法律的颁布很大程度上促进了日本饮用水水源的保护[3]。日本逐渐形成以循环用水的核心思想去构建饮用水的持续用水体系。加拿大则结合自身国家水资源时空分布不均匀的特点，制定了更为生态和科学有效的水资源集成调控手段[4]。而新加坡在最近几年里推行的著名四大水喉计划，推动水源保护上升到一个新的高度[5]。

作为比较晚开展水源地保护研究的国家，我国1992年颁布的《饮用水源保护区划分纲要》标志着水源地划分规范文件初见雏形。而《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338-2007)则为水源地保护区的划分提供了具体技术指导和划分依据[6]。经过不断发展，结合现阶段水环境污染问题日益复杂，原国家环保部于2018修订新版《技术规范》，加入了风险防范的理念，以应对现今水环境污染状况，同时在划分的技术方法上也更加细化[7]。

1.2 水源地保护区划分应用现状

在水源地保护区划分上，欧盟国家多采用“经验值法”进行划分。如德国，经过长时间的研究，德国形成了成熟的划分技术，在地表水水源地保护上，主要采取将取水口所在的全部流域划分为保护区的原则，并在保护区范围划定后采取3个等级的分级保护[8]。美国在水源地保护区的划分技术发展上，能结合自身国家本土特点和按照不同水源特点，在短时间内迅速形成科学划分技术，主要为时间迁移计算法、地形边界法和缓冲地带法这几种，对水质有较好的保护效果。如迁移时间计算法，主要指通过计算污染物质从上游某泄露点到取水口位置的迁移时间，因而在保护区划分过程中可以结合实际地形的变化和结合水质数学模型对迁移的时间进行调整，并在这个基础上，采取有效的对策措施对污染泄露进行防范[9]。

我国经过30多年的发展，在水源地保护区划分方法和技术上也形成了较为系统和科学的体系，并结合实践经验不断更新技术规范。目前对于农村地表水源地保护区划分，主要包括3种划分技术方法，分别为类比经验法、应急时间响应法和数值模型计算法[10]，同时每个划分方法都有其适用的依据，在进行饮用水水源地划分过程中需要根据当地水源地水质和污染物物质分布状况和类型进行科学方法的选择。目前我国相关研究人员和学者在饮用水水源地划分研究过程中，结合水源地实际特点和参考相关技术规划，在选择划分方法时，通过耦合多种先进技术手段，提出饮用水水源地保护区的划分的多种思路。如李淑霞采用经验法对观音阁水库水源地保护区范围进行划分，同时采用数值模拟的方式对划分的合理性进行分析和验证[11]。

通过以上对国内外水源地保护区划分思路和技术的总结，表明了目前国内外对于水源地保护区划分思路与技术研究已经较为成熟，但对于具体项目实际应用并不多见。下面主要结合自身工程实践粤港澳大湾区中广州从化典型农村地区实例，提出了有效、科学的农村饮用水水源地保护区划定与调整方案。

2 研究区域基本概况

2.1 自然概况

从化区处广东省中部，广州市区东北面，属广州市县级市，位于珠江三角洲到粤北山区的过渡带，是广州市重要的生态屏障。从化地势自北向南倾斜，东北高西南低，地形呈阶梯状。全市地貌主要可划分为中低山地、中部丘陵地、平原和台地4种类型。从化区境内川流纵横，水资源丰富。从化区地表水资源有流溪河、潖江(二)河和莲麻河三大河系，其中流溪河最大，潖江河次之，莲麻河第三。从化地下水资源丰富，总储量的估算值约4.85亿m3，主要可分为太平场以北流溪河两岸原岩溶区、太平场街口至温泉丘陵山间盆地浅水区和温泉以北花岗岩裂隙水区三大部分。

2.2 水源地基础状况

由于从化区是山丘类型评价区，地下水资源即河川基流量，各分区的地表水资源量等于水资源量。从化区水资源总量丰富，拥有全广州最大的本地水资源利用总量，占全市的32.85%。全区本地水资源可利用总量约为9.14亿m3，占全市水资源总量的35.4%。其中地表水可利用量约为9.14亿m3，地下水可开采量约为2.94亿m3，二者间重复计算量为2.94亿m3。目前从化区划定的饮用水源保护区均以地表水为主，以流溪河为主要供水水源。

3 饮用水源水源保护区污染源及水质水文状况调查分析

3.1 从化区水源地周边土地利用现状

从化农村饮用水源地周边土地利用现状主要调查温泉镇桃莲村和良口镇溪头村饮用水源吸水口上游3 km(河流支流源头)至吸水口下游300 m，离河岸纵深约1 km陆域范围内土地利用情况。根据从化区土地利用现状数据和遥感影像数据，综合2个水源地土地利用现状特征，近岸范围基本是林地、园地、农田、耕地等，但离堤岸纵深1 km范围也存在零星农村居民住宅、村镇用地、建设用地、道路设施、水利设施等。桃莲村水源地周边主要污染类型为生活源及农业面源污染，溪头村水源地周边主要为林地，几乎没有人类活动产生的污染源，且两个村水源地的取水口上游24 h流程时间内无重大风险源[12]。

3.2 从化区水源地周边及上游污染源调查

3.2.1 桃莲村饮用水水源保护区污染源情况

根据现场踏勘及调查，桃莲村饮用水水源保护区周边主要为林地，园地，农田，耕地，还有零星农村居民住宅，以及约10家农家乐，没有工业企业。因此主要污染源有居民的农村生活污水、农家乐的经营性餐饮污水以及农业面源污染。农家乐经过从化区组织的专项整治后，现已全部实现污水处理达标后回用(用于绿化等)，污水不直接外排。村民的农村生活污水经自建的三级化粪池等设施处理后排放。

3.2.2 溪头村饮用水水源保护区污染源情况

根据现场踏勘及调查，溪头村饮用水水源保护区周边及上游主要是林地、园地，以及零星道路、水利设施，无工业企业、村民住宅。因此，现状几乎没有人类活动产生的污染物排放。

3.3 从化区饮用水源水质状况调查分析

地表水饮用水水源一级、二级保护区的水质基本项目限值不得超过《地表水环境质量标准》的相关要求。基于此，本研究于水质监测和评价指标为《地表水环境质量标准》基本项目和补充项目(总氮和粪大肠菌群不参与评价)2020年7月在从化区溪头村吸水口XT01、溪头村吸水口XT02、溪头村吸水口XTO3、溪头村吸水口XT04、溪头村吸水口XTO5、桃莲村吸水口TL02多处布置检测点位，对其地表水的水温、pH值、DO、CODCr、BOD5、氨氮、总磷、总氮、阴离子表面活性剂、CODMn、氟化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、硫化物、挥发酚、石油类、六价铬、硒、砷、汞、铜、锌、铅、镉、铁、锰等项目进行了监测。

根据监测结果，溪头村水源地5个监测点中，吸水口XT02、吸水口XT05水质类别为Ⅰ类；吸水口XT01、吸水口XT03、吸水口XT04水质类别为Ⅲ类，定类指标为汞，见表1。桃莲村水源地吸水口TL02水质类别为Ⅲ类，定类指标为汞，见表2。

表1 溪头村水源水质情况

表2 桃莲村水源水质情况

4 饮用水水源保护区划定方案分析

基于对从化区饮用水污染源调查、水质分析结果，参考《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ338-2018)确定从化饮用水源地保护区范围划定的方法并对保护区范围进行调整，对划定后仍存在于保护区范围内的污染源、风险源提出强化建议。

4.1 饮用水源保护区范围划定方法的确定

依据《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ338-2018)，本次从化区农村饮用水水源地保护区划定方法以河流型饮用水水源保护区划分的技术要求进行。

4.1.1 一级保护区划定方法

经过对水源地水质及污染源状况的分析，一级保护区划分采用类比经验法，确定一级保护区水域范围[14]。

陆域范围：采用《技术规范》中的类比经验法，确定一级保护区的陆域范围。

4.1.2 二级保护区划定方法

水域范围：根据《技术规范》可得，满足条件的水源地，可采用类比经验法确定二级保护区水域范围。结合水质变化情况的分析中可以得出，从化区的入库河流水质总体较好，可采用类比经验法确定二级保护区水域范围。

陆域范围：采用《技术规范》中的类比经验法，结合二级保护区水域范围确定二级保护区的陆域范围[15]。

4.2 保护区调整划定思路

本次划定新增划定从化区溪头村饮用水源保护区、桃莲村饮用水源保护区。新增划定从化区溪头村饮用水源保护区、桃莲村饮用水源保护区，均按照河流型保护区划定原则划定了一级保护区、二级保护区。

一级保护区水域范围：长度为取水口上游不小于1000 m，下游不小于100 m范围内的河道水域。由于本次水源所处河流均为非通航河道，因此一级保护区水域宽度均为整个河道范围。

一级保护区陆域范围：陆域沿岸长度不小于相应的一级保护区水域长度。陆域沿岸纵深与一级保护区水域边界的距离一般不小于50 m，但不超过流域分水岭范围。

二级保护区水域范围：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)延伸不小于2000 m，或至支流源头，下游侧的外边界距一级保护区边界不小于200 m。由于本次水源所处河流均为非通航河道，因此二级保护区水域宽度均为整个河道范围。

二级保护区陆域范围：陆域沿岸长度不小于二级保护区水域长度。二级保护区陆域沿岸纵深范围一般不小于1000 m，但根据高程图，二级保护区陆域范围不超过流域分水岭范围。其中溪头村、桃莲村水源地数字高程图如图1、2所示。

图1 溪头村水源地数字高程

图2 桃莲村水源地数字高程

4.3 保护区范围的确定

综合考虑社会经济条件，地形地貌、植被覆盖、土地利用、地面径流的集水汇流特性、流域分水岭、水环境质量等地理环境因素，为加强农村水源水质安全保护[16]，根据国家现行技术规范和实际情况，划定溪头村和桃莲村饮用水源一级和二级保护区见图3～4所示。溪头村饮用水源保护区一级保护区0.4 km2，二级保护区3.91 km2；桃莲村饮用水源保护区一级保护区0.06 km2，二级保护区0.86 km2。

图3 溪头村饮用水源保护划分

图4 桃莲村饮用水源保护划分

4.4 强化水源地水质安全保护措施

为了强化水源地水质安全保护，除了划定水源保护区外，还需要从制度保障、保护区规范化建设、污染源监督与政治、风险防范与应急机制等方面采取措施[17]。 ①进一步明确水源地环境管理机制，逐步形成环保部门统一监管，水务、市政等相关部门分工合作的环境管理机制，全面提升水源保护环境管理工作水平。②健全水环境监测网络体系。在溪头村、桃莲村饮用水源地布设水质监测点位，并开展常规监测，及时、准确掌握可靠的水质数据。③在饮用水水源保护区边界设置隔离防护设施，主要包括设置界碑、界桩、警示牌、围网等标志及物理隔离防护设施等，防止人类活动对饮用水源保护区水质造成影响[18]。④加强饮用水水源保护区污染源监督与整治。在一级保护区，禁止新建、改建、扩建与供水设施和保护水源无关的建设项目；已建成的与供水设施和保护水源无关的建设项目，责令拆除或者关闭。在二级保护区，禁止新建、改建、扩建排放污染物的建设项目；已建成的排放污染物的建设项目，责令拆除或者关闭。⑤完善区域水环境安全保障应急机制。针对区域特点，科学编制饮用水水源地应急预案和预警机制，并定期组织应急演练，为处理重大突发污染事件提供管理及技术储备，加强饮用水源污染突发性事件的应急处理能力[19]。

5 结语

大湾区水资源充沛、水质优良，但随着经济快速增长，目前面临水资源时空分布不均、水质性缺水问题日益凸显、局部地区水资源供需矛盾突出、人均占有本地水资源量偏低和饮用水水源安全保障能力不足等问题。已成为粤港澳大湾区打造国际一流湾区和世界级城市群的重大资源环境瓶颈制约之一。为保障珠三角以及港澳供水安全，本文系统梳理和剖析国内外地下水水源地划分范围和当前主流的地下水水源地划分方法，识别了每个方法的使用局限性。其次重点结合粤港澳大湾区中广州部分典型农村地区实例，以水质保障、科学规划、精准管理和充分衔接为指导原则，采用类比经验法对饮用水水源一、二级水域、陆域保护区行了划分调整[20]，对水源地保护区范围进行调整后，水源地水质安全保障更为有效，广州水区域范围得以可持续发展，实现了水质保障和区域发展的“双赢”。