大型水庫飲用水水源保護區(qū)劃分
——以老營盤水庫為例

鄔容偉，雷 頡，萬金保，歐陽喜寬，馬金蓮

(1.南昌理工學(xué)院新能源與環(huán)境工程學(xué)院，南昌 330044； 2.南昌大學(xué)資源環(huán)境與化工學(xué)院，南昌 330031；3.江西嘉盛技術(shù)咨詢服務(wù)有限公司，南昌 330029)

水是人類生存的最基本條件，獲取安全的飲用水是人類的基本需求，它不僅影響人類的健康，也是一個國家經(jīng)濟文化各方面可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)[1-3]。為確保飲用水安全，2005 年國務(wù)院辦公廳發(fā)布《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強飲用水安全保障工作的通知》(國辦發(fā) 〔2005〕45號)，2009年，環(huán)境保護部印發(fā)《關(guān)于進一步加強飲用水水源安全保障工作的通知》中要求按照《飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》及《飲用水水源保護區(qū)標(biāo)志技術(shù)要求》對飲用水水源保護區(qū)劃分，2010年，環(huán)境保護部會同國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部和衛(wèi)生部五部門聯(lián)合印發(fā)了《全國城市飲用水水源地環(huán)境保護規(guī)劃(2008-2020年)》。2016年，國務(wù)院“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃(國發(fā)〔2016〕65號)要求各省(區(qū)、市)應(yīng)于2017年底前基本完成鄉(xiāng)鎮(zhèn)及以上集中式飲用水水源保護區(qū)劃定，開展定期監(jiān)測和評估。

1 飲用水基礎(chǔ)信息

老營盤水庫位于江西省泰和縣東南部，贛江支流云亭河中上游的上圯、老營盤兩鄉(xiāng)境內(nèi)，是一座以灌溉為主兼有防洪、發(fā)電、供水等綜合利用效率的大(二)型水庫。水庫壩址以上集水面積為172 km2，總庫容1.071 億m3。泰和縣上圯水廠建立在老營盤水庫大壩發(fā)電廠房尾水渠右側(cè)空地，取水工程直接從老營盤水庫發(fā)電引水鋼管預(yù)留口取水，水廠設(shè)計供水規(guī)模為1.5 萬m3/d，一期水廠處理能力為1.65 萬m3/d，規(guī)劃2020年日供水量為2.5 萬m3/d。老營盤水庫飲用水水源地基本信息見表1所示。

表1 老營盤水庫飲用水水源地基本信息Tab.1 Basic Information of Lao Yingpan Reservoir

2 水量供需平衡分析

2.1 需水量

老營盤水庫主要用于水庫以下斷面用水戶，主要有灌區(qū)農(nóng)田灌溉，居民用水以及下游河道的生態(tài)用水。通過數(shù)據(jù)調(diào)查和計算[4-7]，總需水量如表2。

表2 老營盤水庫庫區(qū)每年需水量 萬m3

2.2 供水量分析

老營盤水庫位于贛江一級支流云亭水上游，壩址坐落在泰和縣上圯鄉(xiāng)上圯村，壩址以上控制流域面積172 km2，根據(jù)當(dāng)?shù)卣峁?958-2016年水文數(shù)據(jù)，并對多年平均流量頻率分析，得到老營盤水庫流量頻率曲線[8-11]如圖1。

圖1 老營盤水庫1958-2016年流量頻率曲線Fig.1 The Frequency Curve of Lao Ying Pan Reservoir's discharge during 1958-2016

由圖1可知，老營盤水庫多年平均流量為4.75 m3/s，偏差系數(shù)Cv=0.31，變差系數(shù)Cs與偏差系數(shù)的比值Cs/Cv=2.0。老營盤水庫壩址年平均流量頻率計算成果見表3。

2.3 供需平衡分析

由表2與表3可知，在枯水年和特枯水年，老營盤水庫的可供水量小于供水工程所需水量，計算特枯水年差值如表4。

表3 老營盤水庫壩址年平均流量頻率計算成果表Tab.3 The calculation results of Annual average discharge Frequency from Lao YingPan Reservoir

表4 特枯年供需差值 萬m3/a

老營盤水庫正常水位為158.0 m，相應(yīng)庫容為0.765 億m3，死水位為141.4 m，死水位庫容0.22 億m3，由此可知，老營盤水庫可調(diào)節(jié)水量為為0.545 億m3，即5 450 萬m3，大于特枯年缺水量，因此在特枯年水庫供水不足可由水庫調(diào)節(jié)水量進行調(diào)節(jié)，能夠滿足供需要求。

3 飲用水水質(zhì)分析

根據(jù)水庫提供檢測報告和《吉安水質(zhì)信息》，老營盤水庫水質(zhì)指標(biāo)除溶解氧、高錳酸鉀指數(shù)、總磷(以P計)、揮發(fā)酚4個指標(biāo)存在波動，其他的監(jiān)測指標(biāo)都穩(wěn)定在《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)I類標(biāo)準(zhǔn)值以內(nèi)，4項監(jiān)測指標(biāo)結(jié)果如圖2～圖5。

圖2 老營盤水庫庫容及TP變化趨勢Fig.2 The capacity and TP change trend

圖3 老營盤水庫庫容及高錳酸鉀指數(shù)變化趨勢Fig.2 The capacity and CODMn change trend

圖4 老營盤水庫庫容及揮發(fā)酚變化趨勢Fig.4 The capacity and volatile phenol change trend

圖5 老營盤水庫庫容及溶解氧變化趨勢Fig.5 The capacity and DO change trend

在2014-2016年中，3年老營盤水庫第一季度的溶解氧可達到I類標(biāo)準(zhǔn)，一般在第三季度溶解氧為II類標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)溶解氧與庫容變化趨勢的對比分析，水庫中的溶解氧與庫容沒有正比關(guān)系，存在一定的季節(jié)性關(guān)系[12]。由圖3可知，在2014-2016年12次例行監(jiān)測過程中，高錳酸鉀指數(shù)基本能達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，但在2016年4月18日監(jiān)測中，高錳酸鉀指數(shù)超出Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，為Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。對于老營盤水庫中TP含量，水庫中TP指標(biāo)除2014年7月16日監(jiān)測結(jié)果顯示，TP指標(biāo)在《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)，剩余監(jiān)測結(jié)果顯示都為II類標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足飲用水要求[13-17]。根據(jù)其變化趨勢與水庫庫容變化趨勢比較，與水庫庫容變化趨勢沒有明顯的影響。而對于水體中的揮發(fā)酚含量，其基本能滿足溶度低于0.002 mg/L，但在2017年1月6日的監(jiān)測結(jié)果中其略超出II類標(biāo)準(zhǔn)的限值0.002 mg/L，為0.002 1 mg/L，同時在此時水庫的151.13 m，水庫庫容為4 972 萬m3，受到一定的水庫庫容影響。

4 飲用水保護區(qū)劃分

根據(jù)《飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(HJ338-2018)對大型水庫飲用水保護區(qū)劃分技術(shù)要求，結(jié)合老營盤水庫的環(huán)境特征、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和防護要求，確定老營盤水庫飲用水保護區(qū)劃分范圍[18,19]如表5。

本次劃定的飲用水水源保護區(qū)總面積49.3 km2，其中一級保護區(qū)總面積為1.8 km2，水域面積為0.3 km2，陸域面積為1.5 km2；二級保護區(qū)總面積為10.2 km2，水域面積為1.6 km2，陸域面積為8.6 km2；準(zhǔn)保護區(qū)總面積為37.3 km2，水域面積為2.3 km2，陸域面積為35.0 km2。

5 水質(zhì)可達標(biāo)性及污染防治措施

5.1 污染源分析

老營盤水庫庫區(qū)內(nèi)主要污染源為面源污染，主要為農(nóng)田和居民，在大莊村段存在香豬養(yǎng)殖。污染源規(guī)模及污染物質(zhì)產(chǎn)生量如表6。

5.2 水庫環(huán)境容量及水質(zhì)可達標(biāo)性分析

對于老營盤水庫，其主要污染物質(zhì)為有機物、氨氮、TN以及TP，因此，只做COD、氨氮、TN、TP的環(huán)境容量計算。根據(jù)南昌華標(biāo)監(jiān)測技術(shù)有限公司于2017年8月在老營盤水庫取水口、二級保護區(qū)及入庫口水質(zhì)分析，老營盤水庫水環(huán)境容量[20-23]如表7。

由表7可知，目前對COD、氨氮、總氮、總磷尚具有比較大的環(huán)境容量剩余，由于計算未考慮流域范圍內(nèi)植被新陳代謝、枯枝敗葉等總氮、總磷的釋放對水體的貢獻，因此總氮、總磷剩余環(huán)境容量存在一定偏差。

5.3 防治措施[24,25]

老營盤水庫目前水環(huán)境容量還存在剩余，但依據(jù)國家飲用水水源地保護區(qū)相關(guān)規(guī)定，為確保飲用水水質(zhì)安全，對老營盤水庫保護區(qū)內(nèi)污染源提出以下措施：①建議泰和縣人民政府加強大莊段香豬場搬遷工作；②加強保護區(qū)內(nèi)山林養(yǎng)護，嚴(yán)禁種植經(jīng)濟林；③建議對石田村和北坑村建立小型污水處理站，減少庫區(qū)內(nèi)居民對水質(zhì)影響；④因老營盤水庫距居民點較近，建議泰和縣政府加強對水源地保護宣傳力度，嚴(yán)禁附近居民進入水庫內(nèi)游泳、垂釣等影響水質(zhì)的活動。

6 結(jié) 語

老營盤水庫為大型水庫，從水庫水質(zhì)水量分析，老營盤水庫適宜作為飲用水水源。根據(jù)水庫庫區(qū)內(nèi)的污染源情況及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，結(jié)合水庫地形地貌劃分水庫保護區(qū)，一級保護區(qū)面積為1.8 km2，二級保護區(qū)面積10.2 km2，準(zhǔn)保護區(qū)面積分別為37.3 km2。庫區(qū)保護區(qū)內(nèi)污染源主要為面源污染，水庫保護區(qū)內(nèi)環(huán)境容量能滿足現(xiàn)有庫區(qū)內(nèi)污染需求，但確保水庫水質(zhì)水量，及依據(jù)飲用水保護相關(guān)法律法規(guī)，建議當(dāng)?shù)卣畬⒋笄f段香豬場搬遷，加強庫區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)污染控制。

表5 老營盤水庫飲用水保護區(qū)劃分范圍Tab.5 The range of drinking Water Protection area of Lao YingPan Reservoir

表6 老營盤水庫保護區(qū)內(nèi)年產(chǎn)污染物統(tǒng)計 Tab.6 Statistics of Annual Pollutant production in Lao Yingpan Reservoir protection zone

表7 老營盤水庫水環(huán)境容量 t/a

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