飲用水安全保障基本前提是從源水到水龍頭全過(guò)程的監(jiān)測(cè)和管理，而源水保護(hù)是水污染控制最安全和最廉價(jià)的控制關(guān)口。針對(duì)我國(guó)飲用水源地環(huán)境問(wèn)題突出、飲用水源地環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理水平難以適應(yīng)實(shí)際管理需求等水源地水質(zhì)安全重大需求，國(guó)家水專項(xiàng)“飲用水安全保障技術(shù)研究與示范”主題專門設(shè)置了“飲用水源地保護(hù)與管理技術(shù)研究與示范”課題，通過(guò)開(kāi)展飲用水源地污染源解析技術(shù)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)和飲用水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)研究，構(gòu)建飲用水源地保護(hù)與管理技術(shù)方法，從而形成飲用水源地環(huán)境管理模式與風(fēng)險(xiǎn)源控制管理技術(shù)體系。課題選擇福建泉州晉江流域河流型水源地、貴陽(yáng)市“兩湖一庫(kù)”湖庫(kù)型水源地和寧夏自治區(qū)吳忠市地下水型水源地為示范區(qū)開(kāi)展了示范研究，形成了以“基于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的飲用水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)體系”和“飲用水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)示范研究成果”為核心的標(biāo)志性技術(shù)成果，實(shí)現(xiàn)了飲用水源地環(huán)境管理的科學(xué)化與規(guī)范化，為提高我國(guó)飲用水源地管理水平提供了技術(shù)支撐。
建立了飲用水源地污染源解析技術(shù)體系
課題針對(duì)“飲用水源地污染來(lái)源復(fù)雜，污染物輸移過(guò)程中物理、化學(xué)和生物影響多樣”的情況，以大氣污染源解析的受體模型為基礎(chǔ)，對(duì)模型進(jìn)行完善、改進(jìn)和耦合，建立了工業(yè)及農(nóng)業(yè)污染源與水源地之間的水質(zhì)響應(yīng)關(guān)系，分別建立了氮磷特征污染物負(fù)荷集成模型、營(yíng)養(yǎng)鹽多同位素和混合多元統(tǒng)計(jì)分析的源解析技術(shù)。克服了單一受體模型的約束條件，形成了飲用水源地氮磷污染源識(shí)別與解析技術(shù)方法。針對(duì)重金屬污染對(duì)水源可能造成的嚴(yán)重影響，根據(jù)重金屬污染物的物理化學(xué)特性，并結(jié)合各受體模型適用條件以及不同類型水源地特性，建立了基于非負(fù)約束因子——化學(xué)質(zhì)量平衡復(fù)合受體模型、主成分聚類——化學(xué)質(zhì)量平衡復(fù)合模型和基于地理統(tǒng)計(jì)學(xué)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重金屬源解析方法。
建立了飲用水源地遭受污染的
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)體系針對(duì)地表水源地所在流域污染源的分布特征，從飲用水源流域尺度考慮，疊加考慮示范區(qū)域內(nèi)的各類風(fēng)險(xiǎn)源，綜合考慮流域范圍內(nèi)的多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)受體，分析整個(gè)流域中的居民生活用水所遭受的風(fēng)險(xiǎn)，課題采用改進(jìn)的SevesoⅢ指令模型，建立了基于改進(jìn)的SevesoⅢ指令模型的水源遭受污染風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)方法。針對(duì)影響湖庫(kù)型水源水體的底泥二次污染釋放風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)用費(fèi)克定律估算了NMF底泥向水體釋放不同形態(tài)汞的通量，建立了內(nèi)源二次污染的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。針對(duì)地下水源，研究建立了基于改進(jìn)DRASTIC模型的地下水型水源地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)，采用利用地下水脆弱性和污染源危害分級(jí)分別代替地下水污染的可能性和后果，對(duì)DRASTIC模型及地下水固有脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行改進(jìn)，增加諸如土地利用狀況、污染源分布、污染源危害分級(jí)、地下水社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值、開(kāi)采狀態(tài)等相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用迭置指數(shù)法進(jìn)行固有脆弱性的計(jì)算，以地理信息系統(tǒng)為平臺(tái)，建立地下水脆弱性圖和污染源危害分級(jí)圖，并疊加特征污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)值模擬的結(jié)果，建立了適用于地下水水源地污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)了水源地的污染風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間和空間層面的評(píng)價(jià)。
建立了飲用水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)方法體系
課題針對(duì)目前保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)考慮不足、方法的針對(duì)性、操作性不強(qiáng)等問(wèn)題，以水源地源解析技術(shù)為基礎(chǔ)，采用經(jīng)驗(yàn)類比、遷移時(shí)間和水質(zhì)模擬等方法，結(jié)合水源地遭受污染風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)技術(shù)，構(gòu)建了基于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)急響應(yīng)的保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)方法。建立了基于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制的地表水源地保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)方法，采用經(jīng)驗(yàn)類比法，以衛(wèi)生防護(hù)距離為依據(jù)確定一級(jí)保護(hù)區(qū)范圍；采用水質(zhì)模型對(duì)應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)污染物的遷移過(guò)程進(jìn)行模擬，建立了遷移時(shí)間法（TOT）和水質(zhì)模型相結(jié)合的二級(jí)保護(hù)區(qū)水域劃分方法，基于水源地區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)的高低，確定二級(jí)保護(hù)區(qū)陸域的劃分方法；對(duì)于準(zhǔn)保護(hù)區(qū)，以滿足總量控制為目標(biāo)，參照二級(jí)保護(hù)區(qū)劃分方法，確定準(zhǔn)保護(hù)區(qū)范圍。同時(shí)，針對(duì)水質(zhì)模型中模型參數(shù)的隨機(jī)性，建立了基于Bayesian MCMC參數(shù)反演未確知水質(zhì)模型，從而構(gòu)建了地表水水源保護(hù)區(qū)劃分的技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因子和應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間在保護(hù)區(qū)劃分體系中的有機(jī)融合。建立了基于HEARLAW模型的地下水型水源地保護(hù)區(qū)劃分方法。針對(duì)地下水源地類型復(fù)雜、劃分方法適用條件差異較大的特點(diǎn)，構(gòu)建了地下水源保護(hù)區(qū)劃分方法的篩選技術(shù)體系。按開(kāi)采方式、含水層類型、供水規(guī)模、埋藏條件、賦存地點(diǎn)五大類一級(jí)屬性進(jìn)行細(xì)化、根據(jù)水源地水文地質(zhì)條件復(fù)雜性、開(kāi)采規(guī)模、含水層介質(zhì)類型、信息完善程度、賦存地點(diǎn)、精度需求和開(kāi)采分布密度等7項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析，建立了基于HEARLAW模型的地下水型水源地保護(hù)區(qū)劃分方法篩選方法，并提出任意固定半徑法、計(jì)算固定半徑法、圓柱法、分析法、解析模型法、數(shù)值模型法的應(yīng)用條件。
構(gòu)建基于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的飲用水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)體系
研究構(gòu)建的“基于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的飲用水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)體系”在晉江流域河流型、“兩湖一庫(kù)”湖庫(kù)型和金積地下水型飲用水源地示范區(qū)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)驗(yàn)證和應(yīng)用并取得了良好的結(jié)果。示范應(yīng)用成果明晰了不同行業(yè)污染物排放成分譜，識(shí)別了水源地周邊的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域、劃分了保護(hù)區(qū)水域、陸域的范圍，為示范區(qū)的環(huán)境保護(hù)管理和產(chǎn)業(yè)空間布局和結(jié)構(gòu)升級(jí)調(diào)整提供了基礎(chǔ)，對(duì)于提升示范城市水源地的管理水平、確保飲用水源水質(zhì)安全具有重要作用。
研究成果已轉(zhuǎn)化為技術(shù)指南、軟件等技術(shù)文件。其中，《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范（修訂稿草案）》和《飲用水源地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》已分別納入環(huán)保部2013年標(biāo)準(zhǔn)修訂制定計(jì)劃；“飲用水源地保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)”的3項(xiàng)核心軟件技術(shù)已獲得軟件登記。
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