城市饮用水水源地安全评价(I)--评价指标和方法

水利学报SHUILI XUEBAO 2010年7月第41卷第7期文章编号：0559-9350（2010）07-0778-08城市饮用水水源地安全评价（Ⅰ）：评价指标和方法朱党生1，张建永1，程红光2，耿雷华3（1.水利部水利水电规划设计总院，北京100120；2.北京师范大学环境学院，北京100875；3.南京水利科学研究院，江苏南京210029）摘要：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。

针对城市饮用水水质安全、水量安全、风险及应急能力状况及城市饮用水源总体状况，给出了定性和定量相结合的评价方法，可为城市饮用水水源地安全评价工作提供重要依据。

关键词：城市；饮用水水源地；安全评价；指标；评价方法中图分类号：TV148文献标识码：A收稿日期：2009-09-02基金项目：全国城市饮用水水源地安全保障规划（水利部重大专项）作者简介：朱党生（1965-），男，江苏泗阳人，教授级高级工程师，博士，主要从事水资源保护和管理研究。

E-mail ：shuiku@ 1研究背景水是人类生存和经济社会发展的基本需求。

经济社会发展、人口增长和城市化进程加快，对饮用水安全保障提出了更高的要求。

当前，我国城市饮用水水源安全形势仍十分严峻［1］，主要问题有：①城市供水短缺加剧，随着城镇化率及城镇居民用水量的不断提高，以及局部地区的连续干旱，城市供水短缺给城镇居民生活造成了困难，也影响了城市的整体发展；②水污染严重，目前全国城市水域大部分受到污染，有机污染凸现，水性疾病种类增多，发病率明显升高，严重威胁人民的生命健康；③饮用水突发污染事故增多，应急能力低下，水源地监控体系不健全。

城市饮用水安全受到社会高度关注，而城市饮用水水源地安全更是饮用水安全的重中之重［2］。

对城市饮用水水源地安全状况进行全面合理的评价，是制定城市饮用水安全保障对策措施的依据，也是相关规划措施布局的重要基础。

国外对于饮用水水源地评价的研究主要集中在水质评价以及水源的适宜性评价方面［3］，不同国家采取的评价指标和方法具有不同特点。

如欧盟制定的地表水体取水导则，根据水体满足公众饮用的处理水平及取水的适宜度将水体分为3种类别：①经过简单物理处理和消毒就能满足饮用要求的水体；②需常规处理、消毒以满足饮用要求的水体；③需要强化处理才能满足饮用要求的水体［4］。

美国国家环保局（USEPA ）选取了饮用水源状况及其生态脆弱性方面的15个指标，用定性分级的方法对水源地进行总体评价［5］。

新西兰的饮用水源监测和分级框架草案，通过确定水体水质等级和风险等级，评价饮用水源的适宜性，并说明每种等级对应水体所需的处理水平［6］。

我国目前的水源地水质评价工作主要依据有关水质标准，采用单因子法进行评价，也有部分研究采用综合指标评价方法［7］，但总体上侧重水质指标评价［8］，且仅针对具体水源地，对水源水量、风险和应急能力以及城市饮用水源总体安全状况的评价比较薄弱，无法对城市饮用水安全状况进行全面评价。

城市饮用水水源地安全涉及因素复杂，这些因素彼此间相互作用而构成一个系统。

在水源地评价中如仅仅关注这一系统的单一侧面，则在水源地规划和管理中将会弱化其它方面的需求。

因此，有必要重新审视饮用水水源地安全的内涵，并以此为基础开展水源地安全评价。

2概念和内涵饮用水是指满足人体正常生理需求的饮水和炊事、洗浴等日常生活需要的用水，其安全性主要表现为水质满足人体健康要求，即不含病毒、病原菌、病原原生动物及其他对人体有害的污染物，并尽可能保持一定浓度的人体健康所需的矿物质和微量元素。

从饮用水概念来看，水质是饮用水安全的重要特征，然而满足人体正常生理需要必须有一定的水量保证，因此，水量也是饮用水安全概念中的重要部分。

此外，安全这一概念也包含了风险的含义，主要表现为是否具有抵御风险的应急能力。

整体上，饮用水安全正是由水量安全、水质安全和应急能力三方面构成，从我国饮用水目前所面临问题来看，也主要表现为这三个方面不同程度地产生了问题。

城市饮用水水源地是指提供城市居民生活用水及公共服务用水（如政府机关、企事业单位、医院、学校、餐饮业和旅游业等用水）的集中式供水水源及周边满足水源保护要求的一定范围的陆域和水域，主要有地下水、水库、湖泊和河道等水源地类型。

城市饮用水水源地作为一个整体，通常与农村分散式水源地相对应。

城市饮用水水源地供水对象是城市，涉及人口众多，具有高度的敏感性，在满足水质合格、水量有保障要求的同时，要具备相应的抗风险能力。

从这个角度上看，结合饮用水安全的内涵，城市饮用水水源地安全的定义应为：水量保证率和水质合格率满足规定的指标，且具备应急和备用供水能力。

3安全评价指标体系目前，我国每个城市一般均有多个或数十个饮用水水源地进行供水，部分城市开展了多水源联合调度保障城市供水。

根据城市饮用水水源地安全的内涵，以城市为对象，以饮用水水源地为基本单元，从水质、水量、风险及应急能力等方面对城市饮用水水源地安全状况进行综合评价。

按照实用性、代表性、全面性和可评价性等原则，在专家调查的基础上，利用层次分析法（AHP），对具有代表性，能反映水源地水量、水质、风险及应急能力的指标进行筛选。

按以下3个步骤，构建城市饮用水水源地安全评价指标体系。

（1）划分指标体系层次。

将饮用水水源地安全评价指标体系分为3个层次，即目标层、准则层和指标层。

目标层主要用于识别城市饮用水水源地水质、水量、风险及应急能力方面存在的主要问题，综合反映城市饮用水水源地安全状况；准则层进一步刻画饮用水安全的水平和内部协调性，反映水量是否满足水源设计水量和城市供用水要求、水质是否符合饮用水源和城市供水水质要求，水源地风险及应急能力水平是否能够满足饮用水供水安全要求等；指标层则为反映城市饮用水源地水质、水量、风险及应急能力安全的具体指标。

（2）筛选评价指标。

评价指标的筛选一般采用专家判断法，即将评价指标设计为问卷调查表，选择相关领域具有丰富知识或实际经验的专家进行判断和选择。

通过征求50多位行业专家的意见，对城市饮用水安全状况的有关指标进行了筛选。

将城市饮用水水源地安全看作为一个模糊概念，从而把城市饮用水水源地安全评价指标体系｛X｝视为一个模糊集合，每个指标视为一个元素，对每个指标进行隶属度分析。

假设在第i个评价指标X i上，专家选择总次数为M i，即总共有M i位专家认为X i是饮用水安全的重要评价指标，那么该评价指标的隶属度为：r i =Mi n式中：r i为第i个评价指标X i的隶属度；M i为第i个评价指标X i的专家选择总次数；n为有效调查问卷总数。

如果r i值很大，表明该指标在很大程度上属于模糊集合，即X i评价指标在评价体系中很重要，有必要保留它作为一个正式评价指标；反之，该评价指标则可予以删除。

（1）（3）确定评价指标体系。

一般通过指标相关性分析来确定评价指标体系。

通过各评价指标间的相关分析，去掉一些相关系数较大的评价指标，消除评价指标所反映的信息重复对评价结果的影响。

对应准则层，经综合分析后确定相应的评价指标，其中水质安全状况包括一般污染状况、非一般污染状况和营养化状况3个指标；水量安全状况包括工程供水能力、枯水年来水变化状况和地下水超采状况3个指标；风险及应急能力包括水源地风险、应急能力2个指标。

城市饮用水水源地安全评价指标体系见表1。

图1水源地安全评价与安全保障措施布局对应关系表1城市饮用水水源地安全评价指标体系目标层城市饮用水水源地安全状况准则层水质安全状况水量安全状况风险及应急能力指标层一般污染状况非一般污染状况营养化状况工程供水能力枯水年来水变化状况地下水超采状况水源地风险应急能力城市饮用水安全评价的目的是摸清城市及各饮用水水源地安全存在的主要问题，识别需重点开展安全保障工作的城市及水源地，以便针对性提出水源地保护、污染治理和水源地新建、改扩建等对策措施。

对指标体系中目标层进行评价时，可基于准则层的评价结果，开展全面系统的分析，明确水源地安全存在的主要问题及主要环节。

对目标层的评价也可基于层次分析法，通过赋权的方法在准则层的基础上给出一个综合评价值，但综合评价容易掩盖或者淡化饮用水水源地安全存在的局部问题。

因此，在评价时应注重对准则层和指标层单个评价指标的分析，对相互关联的指标也可进行综合分析，但不宜对所有指标通过赋权开展综合评价。

水源地安全评价与安全保障措施布局的对应关系见图1。

图1反映了安全评价与保障措施之间的关系，即评价结果如何指导安全保障工作。

在实践中，通过对指标层具体指标的计算结果，获得准则层评价，进而确定是否需要采取措施。

水源地水质和水量安全方面的问题，通过工程措施可进行治理的，应针对具体水源地提出具体的工程措施，并分城市、水源地两方面开展工程建设和管理。

如果其安全程度较差，工程措施等已经不能发挥效用时，需考虑新建水源或通过城市（区域）进行水源调配以改善饮用水安全状况；如水源地风险较高，应急能力偏低，则要加强应急能力建设，主要包括加强水源地综合管理、提高监测能力、制定应急预案和建设备用水源等。

4安全评价方法4.1水源地水质安全评价针对饮用水功能特征，依据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）、《地下水质量标准》（GB/T14848-93）以及《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006），对水源地分一般污染状况、非一般污染状况和营养化状况进行评价［10］。

一般污染物主要指水体中存在的经过简单或者常规的物理、化学处理、消毒处理可以满足饮用要求的污染物。

为了全面、准确地反映出水源地水质状况，将那些对人体健康危害明显和存在长期危害，且目前饮用水处理工艺难以去除的氟化物、挥发酚、硝酸盐、重金属、石油类等污染项目列为“非一般污染项目”进行评价。

富营养化湖库中的藻类繁殖致使水体水质腥臭，其分泌的毒素已被证明是一种强促癌剂，我国南方多以地表水为水源，藻类繁殖造成饮用水水质急剧恶化，北方地区近年来也已出现藻类污染，因此对于湖库型水源地，其营养化状况将直接影响水源供水安全。

根据相应水质标准中的评价级别，将具体水质评价指标换算为1、2、3、4、5级水质指数，分别对应优、良、中、差、劣等5类水质状况。

城市饮用水水源地水质安全评价采用综合评价和单因子评价相结合的方法：对非一般污染项目，以最差单项因子的水质指数确定水源地的水质指数；对一般污染物（COD 、氨氮为必评项目），采用最差5项指数进行算术平均确定评价指数；对于湖泊和水库型水源地，补充进行营养化状况评价，同样划分为5级。

（1）一般污染物项目指数。