飲用水安全保障基本前提是從源水到水龍頭全過程的監(jiān)測和管理，而源水保護是水污染控制最安全和最廉價的控制關口。針對我國飲用水源地環(huán)境問題突出、飲用水源地環(huán)境風險管理水平難以適應實際管理需求等水源地水質安全重大需求，國家水專項“飲用水安全保障技術研究與示范”主題專門設置了“飲用水源地保護與管理技術研究與示范”課題，通過開展飲用水源地污染源解析技術、風險評價技術和飲用水源保護區(qū)劃分技術研究，構建飲用水源地保護與管理技術方法，從而形成飲用水源地環(huán)境管理模式與風險源控制管理技術體系。課題選擇福建泉州晉江流域河流型水源地、貴陽市“兩湖一庫”湖庫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)開展了示范研究，形成了以“基于環(huán)境風險的飲用水源保護區(qū)劃分技術體系”和“飲用水源保護區(qū)劃分技術示范研究成果”為核心的標志性技術成果，實現(xiàn)了飲用水源地環(huán)境管理的科學化與規(guī)范化，為提高我國飲用水源地管理水平提供了技術支撐。
建立了飲用水源地污染源解析技術體系
課題針對“飲用水源地污染來源復雜，污染物輸移過程中物理、化學和生物影響多樣”的情況，以大氣污染源解析的受體模型為基礎，對模型進行完善、改進和耦合，建立了工業(yè)及農業(yè)污染源與水源地之間的水質響應關系，分別建立了氮磷特征污染物負荷集成模型、營養(yǎng)鹽多同位素和混合多元統(tǒng)計分析的源解析技術。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別與解析技術方法。針對重金屬污染對水源可能造成的嚴重影響，根據(jù)重金屬污染物的物理化學特性，并結合各受體模型適用條件以及不同類型水源地特性，建立了基于非負約束因子——化學質量平衡復合受體模型、主成分聚類——化學質量平衡復合模型和基于地理統(tǒng)計學的人工神經網絡的重金屬源解析方法。
建立了飲用水源地遭受污染的
風險評價技術體系針對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)域內的各類風險源，綜合考慮流域范圍內的多個風險受體，分析整個流域中的居民生活用水所遭受的風險，課題采用改進的SevesoⅢ指令模型，建立了基于改進的SevesoⅢ指令模型的水源遭受污染風險的評價方法。針對影響湖庫型水源水體的底泥二次污染釋放風險，運用費克定律估算了NMF底泥向水體釋放不同形態(tài)汞的通量，建立了內源二次污染的風險評價方法。針對地下水源，研究建立了基于改進DRASTIC模型的地下水型水源地風險評價技術，采用利用地下水脆弱性和污染源危害分級分別代替地下水污染的可能性和后果，對DRASTIC模型及地下水固有脆弱性評價指標體系進行改進，增加諸如土地利用狀況、污染源分布、污染源危害分級、地下水社會經濟價值、開采狀態(tài)等相關評價指標，采用迭置指數(shù)法進行固有脆弱性的計算，以地理信息系統(tǒng)為平臺，建立地下水脆弱性圖和污染源危害分級圖，并疊加特征污染物遷移轉化數(shù)值模擬的結果，建立了適用于地下水水源地污染風險評價技術方法，實現(xiàn)了水源地的污染風險時間和空間層面的評價。
建立了飲用水源保護區(qū)劃分技術方法體系
課題針對目前保護區(qū)劃分技術對風險考慮不足、方法的針對性、操作性不強等問題，以水源地源解析技術為基礎，采用經驗類比、遷移時間和水質模擬等方法，結合水源地遭受污染風險的評價技術，構建了基于環(huán)境風險及應急響應的保護區(qū)劃分技術方法。建立了基于環(huán)境風險控制的地表水源地保護區(qū)劃分技術方法，采用經驗類比法，以衛(wèi)生防護距離為依據(jù)確定一級保護區(qū)范圍；采用水質模型對應急響應時間內風險污染物的遷移過程進行模擬，建立了遷移時間法（TOT）和水質模型相結合的二級保護區(qū)水域劃分方法，基于水源地區(qū)域風險的高低，確定二級保護區(qū)陸域的劃分方法；對于準保護區(qū)，以滿足總量控制為目標，參照二級保護區(qū)劃分方法，確定準保護區(qū)范圍。同時，針對水質模型中模型參數(shù)的隨機性，建立了基于Bayesian MCMC參數(shù)反演未確知水質模型，從而構建了地表水水源保護區(qū)劃分的技術體系，實現(xiàn)了環(huán)境風險因子和應急響應時間在保護區(qū)劃分體系中的有機融合。建立了基于HEARLAW模型的地下水型水源地保護區(qū)劃分方法。針對地下水源地類型復雜、劃分方法適用條件差異較大的特點，構建了地下水源保護區(qū)劃分方法的篩選技術體系。按開采方式、含水層類型、供水規(guī)模、埋藏條件、賦存地點五大類一級屬性進行細化、根據(jù)水源地水文地質條件復雜性、開采規(guī)模、含水層介質類型、信息完善程度、賦存地點、精度需求和開采分布密度等7項指標進行分析，建立了基于HEARLAW模型的地下水型水源地保護區(qū)劃分方法篩選方法，并提出任意固定半徑法、計算固定半徑法、圓柱法、分析法、解析模型法、數(shù)值模型法的應用條件。
構建基于環(huán)境風險的飲用水源保護區(qū)劃分技術體系
研究構建的“基于環(huán)境風險的飲用水源保護區(qū)劃分技術體系”在晉江流域河流型、“兩湖一庫”湖庫型和金積地下水型飲用水源地示范區(qū)實現(xiàn)了技術驗證和應用并取得了良好的結果。示范應用成果明晰了不同行業(yè)污染物排放成分譜，識別了水源地周邊的高風險區(qū)域、劃分了保護區(qū)水域、陸域的范圍，為示范區(qū)的環(huán)境保護管理和產業(yè)空間布局和結構升級調整提供了基礎，對于提升示范城市水源地的管理水平、確保飲用水源水質安全具有重要作用。
研究成果已轉化為技術指南、軟件等技術文件。其中，《飲用水水源保護區(qū)劃分技術規(guī)范（修訂稿草案）》和《飲用水源地風險評價技術規(guī)范》已分別納入環(huán)保部2013年標準修訂制定計劃；“飲用水源地保護區(qū)劃分技術”的3項核心軟件技術已獲得軟件登記。
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