许楠 王磊 孙锦锦

摘 要：我国水源污染问题日益严重，已经开始影响到城市饮用水的水质安全。基于这一现实，分析探讨了水源保护区的生态恢复问题，提出了建立生态水源保护区的概念和内涵。生态水源保护区是具有湿地处理系统、林木缓冲系统和清新空气保护系统三维一体化的、可以实现水源保护和水量保证的、符合可持续发展要求的水源保护区。

关键词：水源保护区；水质；生态恢复；

在全国城市饮用水水源地安全保障规划相关成果基础上，提出了城市饮用水水源地安全的概念和内涵。利用层次分析方法构建了城市饮用水水源地安全评价指标体系，从水质、水量、风险及应急能力等方面提出具体评价指标，确定了各指标的含义和计算方法。

一、生态水源保护区的概念

生态水源保护区是不仅具有一定的湿地系统、林木系统，还应有近地面空气净化系统，而且可以充分发挥水体的自净作用的水源保护区。这样的水源保护区可以说是水、陆、空三维立体式的空间，是实现水源安全保护的有力措施。具体来说，可以将其定义为具有湿地处理系统、林木缓冲系统和近地面空气净化系统保护系统三维一体化的、可以实现水源保护和水量保证的、符合可持续发展要求的水源保护区。

二、风险评价

风险评价是指对人类的经济社会活动所引发的对人体健康、经济社会、生态系统等可能造成的损失进行评估，并据此进行管理和决策的过程。在对水源地的安全评价研究中，引入风险评价不仅能够将潜在的污染因素对饮用水水源的危害程度定量化，还能将水源地的社会属性有机地融入评价指标体系。社会、经济、生态环境均对水源地安全风险评价产生影响，不同的因子在风险评价中产生不同的影响，如取用水对象、水源地环境条件、排污状况、引水距离、人口、工业产值、万元产值排污系数、单位耕地农药施用量等。在美国科罗拉多州地表饮用水水源风险评价方法中，评价分为四个步骤：划分水源地区域、调查污染物来源、水源对污染物的敏感性分析以及报告结果。

三、生态水源保护区的内涵

建立生态水源保护区，对水源保护区进行生态恢复，就要认真考虑其内涵。生态水源保护区的内涵应包括良好的森林生态系统、完善的湿地系统和可靠的空气净化系统。

1.森林生态系统。要保护好水源，就必须大力建设水源涵养、防护林区，营造良好的森林生态系统。具体措施可以包括植树造林，最大限度地扩大水源地保护区内的绿地面积。森林生态系统是一个综合体，大气降水在流经这个系统时需要经过多个环节，简单地说就像水分流经多层吸附体一样，每一个过程对水质都有相应的净化作用。所以，凡是从林内流出的地表径流都是泥沙含量很少的清水，枯枝落叶层深厚的土壤，有利于雨水向土层中渗透，增加地下水贮量，进而增加地下水对河川的补给量，因此，良好的森林生态系统能有效地防止水源的物理、化学和生物污染。水分通过森林生态系统时，化学成分也将发生变化。

2.湿地生态系统。湿地生态系统就是利用土壤与植物之间的一种综合作用，并使水参与其中，从而使植物与水土都得到本质上的改变和提高。湿地是一个完整的生态系统，其所有因素之间都是相互联系、互为因果的。在完善的湿地生态系统中，存在着一种共生机制。这种共生机制，就是一种水土与生物两种复杂系统之间的相互作用，并且在此作用的过程中，各自都得到整体改进，即植物得到了生长和成熟，水土也由最开始的被污染得到了恢复和再生。

本实验主要用污水处理厂二级出水（TP：1-5mg/l、TN：20-50mg/l、NH3-N：10-30mg/l）代替不稳定自然降水作为预处理水经重力流方式经表面流进入人工湿地后流入水源地，初步达到水源地水资源保护效果。人工湿地实验装置长1.0米、宽度0.7米、深度1.5米，底部铺放钢网，防止填料泄露，該厌氧区域相当于处理系统稳定塘。为避免土壤系统表面断流现象，以陶粒滤料代替传统土壤、砂石作为基质。上层陶粒直径7-8毫米，厚度0.8米，上层陶粒直径2.5-3.5毫米，厚度0.4米，平均孔隙率为45.36%植物采用同水系芦苇。为避免温度干预，从5月至7月，设计流量320l/d，表面负荷513 m3/（m2·h），停留时间72小时。本人工湿地实验能较好处理低浓度地面径流污水，其出水基本达到中水回用标准，并脱氮除磷效果较明显，其中控制水力停留时间及进水浓度为设计中重要参数。其中TP的去除率与停留时间呈正相关关系，TN的去除率与停留时间呈线性关系，NH3-N很难进一步转化为N2O或者N2，去氮效果呈微上扬后平缓趋势。

3.空气净化系统。在水源保护区仅有良好的水质是不够的，还需要可靠的空气净化系统进行保护。可靠的空气净化系统不仅本身含有较少的污染物质，而且还可以起到空气净化和对污染物的过滤作用。

四、建立生态水源保护区的具体措施

建立生态水源保护区，就是采用生态方法（或模拟生态方法）对水源水质进行生态修复和保护。具体来说，就是利用培育的植物、动物或培养、接种的微生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化的技术。

1.生物膜法处理技术。生物膜法是指用天然材料（如卵石）、合成材料（如纤维）为载体，在其表面形成一种特殊的生物膜。生物膜表面积大，可为微生物提供较大的附着表面，有利于加强对污染物的降解作用。生物膜法具有较高的处理效率，其有机负荷较高，接触停留时间短，减少占地面积，节省投资，主要工艺方法有生物廊道、生物滤池、生物接触氧化池等。生物膜法对于受有机物及氨氮轻度污染的水体有明显的效果。

2.人工湿地处理技术。人工湿地的原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重共同作用来实现对水质的净化。这种湿地系统是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中，由土壤和填料（如卵石等）混合组成填料床，污染水可以在床体的填料缝隙中曲折地流动，或在床体表面流动。在床体的表面种植具有处理性能好、成活率高的水生植物（如芦苇等），形成一个独特的动植物生态环境，对污染水进行处理。人工湿地的显著特点之一是对有机污染物有较强的降解能力。由于这种处理系统的出水质量好，适合于处理饮用水源，或结合景观设计，种植观赏植物改善风景区的水质状况。

3.土地处理技术。土地处理技术是一种古老但行之有效的水处理技术，它是以土地为处理设施，利用土壤—植物系统的吸附、过滤及净化作用和自我调控功能，达到某种程度对水的净化的目的。国外的实践经验表明，土地处理系统对于有机化合物尤其是有机氯和氨氮等有较好的去除效果。德国、法国、荷兰等均有成功的经验。总结上面介绍的三种方法，我们认为，目前国际保护城市河流（或湖泊）水质的主要做法是尽量还河流以天然状态，除去以前人工在河岸或河底铺设的任何硬质材料，软化河床，并在两岸广植野生植物，使河水中的水生生物和岸边的动植物形成天然的生态系统，达到自然平衡。城市饮用水水源的保护最终目标是恢复地表水的天然生态功能，使取水口附近的水源保护区成为一个天然的澄清池。

水质保护就是水质不被进一步污染，是水源保护区的最基本的功能，也是建立生态水源保护区的最低要求；水质净化就是对受到轻微污染的水质具有一定的净化处理功能，如通过湿地或森林缓冲系统等；水质的安全保障要求从大系统管理的角度来考虑问题，如空气保护系统、流域综合治理等。要有关部门认真坚持和完善生态水源保护区的基本内涵，就可以有效地保障水源保护区的水质，实现水源保护区的可持续发展，进而为城市供水提供安全、可靠的水源水质保障。

参考文献

[1]彭文强.饮用水水源地评价方法研究.2016.

[2]朱晓红，浅谈饮用水水源地的水资源安全与人工湿地生态构建分析.2017.

（作者单位：西安浐灞生态区管理委员会）