第三节 水源选择和水源保护
一、水资源概述（一）水资源的概念
水是人类及一切生物赖以生存的必不可少的重要物质，是工农业生产、经济发展和环境改善不可替代的极为宝贵的自然资源。水资源一词虽然出现较早，随着时代进步其内涵也在不断丰富和发展。人们从不同角度的认识和体会，造成对水资源一词理解的不一致和认识的差异。
《大不列颠百科全书》将水资源解释为：“全部自然界任何形态的水，包括气态水、液态水和固态水的总量”，体现了水资源的可利用性。
联合国教科文组织（UNESCO）和世界气象组织（WMO）共同制定的《水资源评价活动———国家评价手册》中，定义水资源为：“可以利用的或有可能被利用的水源，具有足够数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被利用。”这一概念的核心主要包括两个方面，其一是应有足够的数量，其二是强调了水资源的质量。
也有学者认为水资源概念具有广义和狭义之分。广义上的水资源是指能够直接或间接使用的各种水和水中物质，对人类活动具有使用价值和经济价值的水均可称为水资源。狭义上的水资源是指在一定经济技术条件下，人类可以直接利用的淡水。
目前，关于水资源普遍认可的概念可以理解为人类长期生存、生活和生产活动中所需要的具有数量要求和质量前提的水量，包括使用价值和经济价值。
（二）小城镇水资源状况
随着小城镇经济的不断发展，现代化水平不断提高，乡镇企业异军突起，城乡工农业不断发展。同时小城镇区域化是当今小城镇的发展趋势，城镇密集区发展迅速，城镇间的距离越来越小，使得小城镇的水资源问题主要表现在以下几个方面。
1.人口和经济实业集中带来的客观问题
人口和经济实业的集中，一是造成废弃物的排放集中，加剧了小城镇内外地表和地下水体的污染。河流沿岸城镇间的距离越来越小，流了几十、几百里的废污水根本来不及完成自净的过程，就到了下游小城镇供水的取水口。大部分城镇在使用被污染的水资源的同时又制造了新的废污水给更下游的城镇；二是集结导致了需求高度集中，加剧了季节性的水资源短缺。
2.硬化工程集中带来的客观问题
房产和道路等硬化工程的集中导致了城镇在建时期的水土流失和水污染，同时城镇建成区可渗水面积减少，严重影响了地下土壤和地下水与外界的交流和自我净化调节，加上原来储水滞洪作用的河流、湖泊、渠道、库塘等载体被填平后，原有过水面积的减少又反过来加剧了洪涝灾害。
3.缺失负责任的社会主体
目前，我国并没有克服水环境污染这一世界性的通病，也没有建立起对自然生态环境负责任的社会主体。
4.政策法规不健全
现有的环保政策法规受行政区域的限制和行政小城镇现状市政基础设施落后、起点较低、工业企业三废污染较严重、基础资料缺乏，给给排水工程规划带来了较大的困难。
5.水务工程的设计、施工方式有缺陷
主要表现在下水道、污水处理厂等工程建设方式不当；新材料在防洪墙、码头、地下管道等永久性工程中的不当运用。
6.小城镇的缺水问题
随着经济的发展，小城镇缺水问题日益严重。作为连接小城镇和乡村的纽带的小城镇，其水资源状况对社会的发展起着不可忽视的作用，因此对小城镇水资源开发利用的现状及存在的问题的研究已经刻不容缓。
二、水源的分类
（一）水源种类和特点
给水水源主要分为地下水源和地表水源两大类，在特殊地区还有其他特殊形式的水源。其中地下水源包括潜水（无圧地下水）、自流水（承压地下水）、泉水等，地表水源包括江河水、湖水、水库水和海水等。不同类型的水源有不同的特点，未受污染的自然环境下各种水源水质特点如下。
1.地下水水质特点
大部分地区的地下水由于受形成、埋藏和补给的影响，经过了地层渗滤，具有水质澄清、水质稳定、分布面广的特点。但地下水径流较小，有的矿化度和硬度较高，部分地区可能出现矿化度很高或其他物质如铁、锰、氯化物、硫酸盐、各种重金属或硫化氢的含量较高的情况。尤其是承压水，由于上部隔水层的阻隔，承压水与大气圈及地表水的联系不如潜水密切，其水位、水量、水质等受水文、气象因素变化影响不显著，动态相对稳定。承压水不易受污染，一旦被污染后，则很难处理。
一般情况下，采用地下水具有下列优点。
（1）取水条件及取水构筑物构造简单，便于施工和运行管理。
（2）通常地下水无需澄清处理。当水质不符合要求时，水处理工艺比地表水简单，故处理构筑物投资和运行费用也比较少。
（3）便于靠近用户建立水源，从而降低给水系统（特别是输水管和管网）的投资，节省了输水运行费用，同时也提高给水系统的安全可靠性。
（4）便于分期修建。
（5）便于建立卫生防护区。
但是开发地下水的勘查工作量较大。对于规模较大的地下水取水工程需要较长的时间进行水文地质勘探。
2.地表水水质特点
大部分地区的地表水源流量较大，水量充沛，由于受地面各种因素的影响，通常表现出与地下水相反的特点。具体特点如下。
（1）江河水。江河水易受自然条件的影响，水中悬浮物和胶态杂质含量较多，浊度高于地下水。我国各地区江河水的浊度相差很大，同一条河流由于季节和地理条件的影响，相差也较大。江河水的含盐量和硬度较低。江河水易受工业废水、生活污水和其他各种人为污染，因而水的色、臭、味变化较大，有毒或有害物质易进入水体。其水温不稳定，夏季常不能满足工业冷却用水要求。
（2）湖泊及水库。湖泊及水库水，主要由河水供给，水质与河水类似。但由于湖或水库水流动性小，贮存时间长，经过长期自然沉淀，浊度低。湖水有利于浮游生物的生长，所以湖水含藻类较多，使水产生色、臭、味。湖水也易受到小城镇污水污染。由于湖水不断得到补给有不断蒸发浓缩，故含盐量往往比河水高。
（3）海水。海水含盐量高，所含各种盐类或离子的重量比例基本上一定。海水须经淡化处理才可作为居民生活用水。海水如果不经处理，只可作为工业冷却水或生活杂用。地表水水量充沛，可满足大量用水的需求，因此，工业企业常利用地表水作为给水水源，尤其是我国华东、中南、西南地区，河网发达，以地表水作为给水水源的小城镇、村镇、工业企业更为普遍。随着乡镇企业和农村经济的发展，用水需求量逐年增加，同时由于每年排放的大量生活污水和工业废水，造成许多小城镇水源污染；而农田灌溉以往着重于地表水灌溉系统的建设和管理，地处河道下游和远离河道的地方不得不千方百计开发利用地下水，造成河水灌区土地次生盐碱化和渍涝灾害长期得不到解决，而下游地区因地下水超采，水源难以为继。
3.其他水源
在水资源贫乏的地区，为了更好的利用水资源，还存在一些非常规水源，主要有微咸水、再生水和暴雨洪水。
（1）微咸水。主要埋藏在较深层的含水层中，多分布在沿海地区。微咸水的含氟量只有海水的1/10。其水量充沛，比较稳定；水质因地而异，有一定变化。微咸水可作为农用灌溉、渔业、工业用水等。
（2）再生水。再生水是指经过处理后回用的工业废水和生活污水。城镇污水具有水量大、就近可取、水量受季节影响小、基建投资和处理成本比远距离输水低等优点。小城镇污水经过处理后，可以用在许多方面，如农业灌溉、工业生产、城镇生活杂用、地下水回灌、景观用水等。再生水的利用应充分考虑对人体健康和环境质量的影响，按照一定的水质标准处理和使用。
（3）暴雨洪水。暴雨洪水通常在干旱地区出现，时间集中，不能为农田和小城镇充分利用，且短时间大量积水，危害小城镇安全。暴雨洪水一般被小城镇管道收集后，经河道排入大海，成为弃水。但在严重缺水地区修建一定的水利工程，形成雨水贮留系统，一方面可以减少水淹之害，另一方面可作为小城镇水源。
（二）水源选择的原则
水源选择的任务是保证提供良好而足够的各种用水。小城镇水源的选择对小城镇的规划和建设有决定性的影响，也直接影响小城镇给水系统的布置，应进行认真深入的调查、踏勘，结合有关自然条件、水资源勘测、水质监测、水污染控制规划、小城镇近远期发展规划等进行分析研究。在选择水源时，应符合以下原则：
（1）水质良好。水质是水源选择时需要考虑的重要因素之一，小城镇供水系统应按生活饮用水的要求选择水源。水源水质应符合《地面水环境质量标准》（GB3838—2002）中一类水质标准以及《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020—93）的要求；采用地下水源时，水源水质应符合《地下水质量标准》（GB/T14848-93）中一类水质的要求；采用海水时，水源水质应符合《海水水质标准》（GB3097—1997）中第一类海水水质的要求。若条件所限，需要利用超标准的水源时，应采用相应的净化工艺进行处理，处理后的水质应符合现行的《生活饮用水水质标准》（CJ3020—93）的要求，并取得当地卫生部门及主管部门的批准。
（2）水量充足。水源的水量关系到供水系统的运行可靠性，是水源选择的另一个重要因素。小城镇选择地下水作为给水源时，不得超量开采，选择地表水作为给水水源时，其枯水流量的保证率不得低于90%。采用地表水源时，须先考虑天然河道和湖泊中取水的可能性，其次是可采用挡河筑坝蓄水库水，而后考虑需调节径流的河流。当水源的枯水流量不能满足上述要求时，应采取多水源调节或调蓄等措施。地下水径流量有限，一般不适用于水量很大的情况。
（3）便于防护。选用地表水源位置时，水源地应位于水体功能区划规定的取水地段或水质符合相应标准的河段，饮水水源地应设选在小城镇和工业区的上游。在选用地下水源时，水源地应设在不易受污染的富水地段。
（4）整体布局合理，多点供水。为了保证整个供水系统供水均衡，应分析用户的分布、地形地貌等因素，尽可能采用多水源多点供水。地形较好的小城镇，可选择一个或几个水源，集中供水，便于统一管理，并尽量采用重力输配水系统。如果地形复杂，布局分散，宜采取分区供水、或分区供水与集中供水相结合的形式。
采用多水源供水保证了整个系统的运行可靠性；均匀分布的多点供水可使管网压力分布均匀，泵站扬程及管网水压降低，从而降低能耗，减少爆管和管网漏水，使管网运行稳定。
（5）技术上可行，经济上合理。水源选择时，要全面考虑取水、输水、净水构筑物的建设、运行管理。给水取水构筑物应设在河岸及河床稳定的地段，并避开易于发生滑坡、泥石流、塌陷等不良地质区及洪水淹没和低洼内涝地区。一般应对多个水源方案进行技术经济分析比较，选择技术上可行，经济上合理，运行管理方便，供水安全可靠的水源。
（6）合理配置水资源。首先要了解当地各水域功能的划分，不同的水域担负着不同的功能，如航运、灌溉、水产养殖、排污等。对不同功能的水域，有关部门的整治目标不同。对具有多种功能的水体，要充分考虑到各部门间争水、水质污染等因素的影响，配合经济计划部门制定水资源开发利用规划，全面考虑统筹安排，正确处理与给水工程有关部门，如农业、水力发电、水产等方面的关系。特别是在对于水资源比较贫乏的地区，合理利用水资源，对于所在地区的全面发展具有决定性的意义。
（三）水源规划的思路
（1）优先利用地表水，多水源联合供水。小城镇有多个水源时，也可根据不同情况设立几个水源，应尽量去用具有良好水质的水源。首先考虑地下水，然后是泉水、河水或湖水。采取地下水水源还可以实行分区供水、分期实施。但地下水过量抽用，易导致地面沉陷，必须进行技术经济综合评定。
在一个地区，两个或两种以上水源的开采和利用有时是相辅相成的。水源最合理的开采和利用方式是地面水源和地下水源的协同发展。这对于用水量大、工业用水量占较大比例或水资源贫乏地区尤需重视，比如工业用水采取地表水源，饮用水采用地下水源。地下水源和地表水源相结合、集中和分散相结合的多水源供水及分质供水不仅能够发挥各类水源的优点，而且对于降低给水系统投资、提高给水系统工作可靠性有重大作用。
（2）合理开采地下水。由于地表水没有得到充分的利用，所以水资源主要依靠开采地下水，而地下水开采利用不合理，造成了地下水严重超采，地下水位持续下降，严重者可引起地面沉陷。为保持开采量与补给量平衡，可进行人工回灌，即以地表水补充地下水，以丰水年补充缺水年，以用水少的冬季补充用水多的夏季等。在小城镇建设规划范围内，也可确定一个合理的地下水开采警戒水位，由水务行政管理部门严加管理，如果低于此水位必须另开新水源。
（3）实现小城镇集中供水。在加快小城镇建设的同时，应首先实现社会化集中供水。现状中很多小城镇还是分散打井供水，结果却是井越打越多，越打越深，水量却越来越小，造成地下水枯竭。因此，在水资源配置上，必须改革旧的城镇水资源管理体制，切实按照国务院赋予水行政主管部门规定城镇供水的要求去做，实行城镇水资源统一管理，切实解决缺水、浪费、污染三者并存的问题，实现水资源开发、保护、利用、经营、管理一体化。
（4）坚持把节约用水放在首位，努力建设节水型城镇。在加快小城镇建设中，一定要大力调整产业结构，发展节水型工业和服务业，特别是出于地下水漏斗区的城镇不得新建耗水量大的项目；二是要积极推广节水技术，强化国家节水技术政策和技术标准的执行力度；三是要切实加强用水管理，有限保证城镇居民生活用水，对非生活用水继续实行计划和定额管理，超计划、超定额加价收费，并逐步扩大这项制度的实施范围，严格执行取水许可证制度。
总之，在加快小城镇建设中对水资源的优化配置要做到开源节流、保护和管理并举；小城镇建设和工农业生产布局要充分考虑水资源的承载能力，从而实现水资源供需平衡。
三、取水工程设施
取水工程是给水工程系统的重要组成部分。取水构筑物的作用是从选定的水源（包括地表水和地下水）取到所需的水量。在小城镇规划中，要根据水源条件确定取水构筑物的位置、取水量，并考虑取水构筑物可能采用的形式等。
（一）地表水取水构筑物
地表水源一般水量较充沛，分布较为广泛。因此，很多城镇生活用水及企业常常利用地表水作为给水水源。地表水取水构筑物位置的选择对取水的水质、水量、取水的安全可靠性、投资、施工、运行管理及河流的综合利用都有影响。所以，在选择地表水取水构筑物位置时，应考虑以下基本要求。
1.设在水质较好地点
为避免污染，取水构筑物宜位于城镇和工业企业上游的清洁河段，在污水排放口的上游100～150m以上；取水构筑物应避开河流中的回流区和死水区，以减少进水中的泥沙和漂浮物；在沿海地区应考虑到咸潮的影响，尽量避免吸入咸水；污水灌溉农田，农作物施加杀虫剂等都可能污染水源，也应予以注意。
2.具有稳定河床和河岸，靠近主流，有足够的水深
在弯曲河段上，取水构筑物位置宜设在河流的凹岸；如果在凸岸的起点，主流尚未偏离时，或在凸岸的起点或终点；主流虽已偏离，但离岸不远有不淤积的深槽时，仍可设置取水构筑物。在顺直河段上，取水构筑物位置宜设在河床稳定、深槽主流近岸处，通常也就是河流较窄，流速较大，水较深的地点，在取水构筑物处的水深一般要求不小于
2.5～3.0m。
3.具有良好的地质、地形及施工条件
取水构筑物应设在地质构造稳定，承载力高的地基上；取水构筑物不宜设在有宽广河漫滩的地方，以免进水管过长；选择取水构筑物位置时，要尽量考虑到施工条件，除要求交通运输方便，有足够的施工场地外，还要尽量减少土石方量和水下工程量，以节省投资，缩短工期。
4.靠近主要用水地区
取水构筑物位置选择应与工业布局和小城镇规划相适应，全面考虑整个给水系统的合理布置。在保证取水安全的前提下，取水构筑物应尽可能靠近主要用水地区，以缩短输水管线的长度，减少输水管的投资和输水电费。此外，输水管的敷设应尽量减少穿过天然或人工障碍物。
5.注意人工构筑物或天然障碍物
取水构筑物应避开桥前水流滞缓段和桥后冲刷、落淤段；取水构筑物与丁坝同岸时，应设在丁坝上游，与坝前浅滩起点相距一定距离处，也可设在丁坝的对岸；拦河坝上游流速减缓，泥沙易于淤积，闸坝泄洪或排沙时，下游产生冲刷泥沙增多，取水构筑物宜设在其影响范围以外的地段。
6.避免冰凌的影响
在北方地区的河流上设置取水构筑物时，应避免冰凌的影响，取水构筑物应设在水内冰较少和不受流冰冲击的地点，而不宜设在易于产生水内冰的急流、冰穴、冰洞及支流出口的下游，尽量避免将取水构筑物设在流冰易于堆积的浅滩、沙洲、回流区和桥孔的上游附近；在水内冰较多的河段，取水构筑物不宜设在冰水混杂地段，而宜设在冰水分层地段，以便从冰层下取水。
7.应与河流的综合利用相适应
选择取水构筑物位置时，应结合河流的综合利用，如航运、灌溉、排洪、水力发电等，全面考虑，统筹安排。在通航河流上设置取水构筑物时，应不影响航船通行，必要时应按照航道部门的要求设置航标；应注意了解河流上下游近远期内拟建的各种水工构筑物和整治规划对取水构筑物可能产生的影响。
8.取水构筑物的设计最高水位应按100年一遇频率确定
城镇供水水源的设计最小（枯水）流量的保证率，一般采用90%～97%。设计枯水位
的保证率，一般采用90%～99%。
地表水取水构筑物有多种形式，按水源可分为：河流、湖泊、水库、海水取水构筑物。取水构筑物可分为固定式和活动式。其中，固定式可用于不同取水量，全国各地都有使用，其又可分为岸边式、河床式、斗槽式，其中前两者应用较普遍，后者使用较少；活动式，适用于中、小取水量，用在建造固定式有困难时，多在长江中、上游和南方地区；流量和水位变幅较大，取水深度不够的山区河流采用低坝式和底栏栅式。选择取水构筑物时，在保证取水安全可靠的前提下，应根据取水量和水质要求，结合河床地形、水流情况、施工条件等，通过一定的技术经济比较确定。
（二）地下水取水构筑物
地下水取水构筑物的位置选择与水文地质条件、用水需求、规划期限、小城镇布局都有关系。在选择时应考虑以下情况：
（1）取水点要求水量充沛、水质良好，应设于补给条件好、渗透性强、卫生环境良好的地段。
（2）取水点有良好的水文、工程地质、卫生防护条件，以便于开发、施工和管理。（3）取水点的布置与给水系统的总体布局相统一，力求降低取、输水电耗和取水井及
输水管的造价。
（4）取水点应设在城镇和工矿企业的地下径流上游，取水井尽可能垂直于地下水流向布置。
（5）尽可能靠近主要的用水地区。由于地下水类型、埋藏深度、含水层性质不同，开采和取集地下水的方法和取水构筑物型式也不相同。主要有管井、大口井、辐射井、渗渠及复合井、引泉构筑物等，其中管井和大口井最为常见。地下水取水构筑物的型式及适用
范围见表313。
表3 13
地下水取水构筑物的型式及适用范围
四、水源保护
小城镇的供水水源一旦受到污染和破坏，对城镇生活和经济的影响巨大，且很难再短期内恢复。所以在开发利用水源时，应做到利用与保护结合，小城镇规划中必须明确保护措施。
为了更好的保护水环境，应根据不同水质的使用功能，划分水体功能区，从而实施不同的水污染控制标准和保护目标。根据《地面水环境质量标准》（GB3838—2002），将地表水水域功能分为五类。
Ⅰ类，主要适用于源头水、国家自然保护区；
Ⅱ类，主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场等；
Ⅲ类，主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；
Ⅳ类，主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类，主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
针对不同功能分类的水域，执行不同的污水综合排放标准的分级。
我国有关法规对给水水源的卫生防护提出了具体要求，在小城镇的市政工程规划中应予执行。
1.地表水源的卫生防护
在饮用水地表水源取水口附近，划定一定的水域和陆域作为饮用水水源一级保护区。其水质标准不低于《地面水环境质量标准》（GB3838—2002）的二类标准。在一级保护区外划定的水域和陆域为二级保护区，其水质不低于二类标准。根据需要在二级保护区外划定的水域和陆域为准保护区。各级保护区的卫生防护规定如下：
（1）取水点周围半径100m的水域内，严禁捕捞、停靠船只、游泳和从事可能污染水源的任何活动，并由供水单位设置明显的范围标志和严禁事项的告示牌。
（2）取水点上游1000m至下游100m的水域，不得排入工业废水和生活污水，其沿岸防护范围内不得堆放废渣，不得设立有害化学物品仓库、堆栈或装卸垃圾、粪便和有毒物品的码头，不得使用工业废水或生活污水灌溉及施用持久性或剧毒的农药，不得从事放牧等有可能污染该段水域水质的活动。
供生活饮用的水库和湖泊，应根据不同情况的需要，将取水点周围部分水域或整个水域及其沿岸划为卫生防护地带，并按上述要求执行。
受潮汐影响的河流取水点上下游及其沿岸防护范围，由供水单位会同卫生防疫站、环境卫生监测站根据具体情况研究确定。
（3）以河流为给水水源的集中式给水，由供水单位会同卫生、环境保护等部门，根据实际需要，可把取水点上游1000m以外的一定范围河段划为水源保护区，严格控制上游污染物排放量。
排放污水时应符合《工业企业设计卫生标准》（GBZ1—2010）和《地面水环境质量标准》（GB3838—2002）的有关要求，以保证取水点的水质符合饮用水水源水质要求。
（4）水厂生产区的范围应明确划定并设立明显标志，在生产区外围不小于10m范围内不得设置生活居住区和修建禽畜饲养场、渗水厕所、渗水坑，不得堆放垃圾、粪便、废渣或铺设污水渠道，应保持良好的卫生状况和绿化。
单独设立的泵站、沉淀池和清水池的外围不小于10m的区域内，其卫生要求与水厂生产区相同。
2.地下水源的卫生防护
地下水源的卫生防护范围与取水构筑物的形式及其影响半径或影响区域有密切关系。根据《饮用水保护区污染防治管理规定》，饮用水地下水源水源保护区分为三级。一
级保护区位于开采井的周围30m范围内，作用是保证给水有一定滞后时间，以防止病原菌以外的其他污染。准保护区位于二级保护区外的主要补给区，以保护水源地的补给水量和水质。各级保护区的卫生防护规定如下：
（1）取水构筑物的防护范围，应根据水文地质条件、取水构筑物的形式和附近地区的卫生状况进行确定，其防护措施与地面水的水厂生产区要求相同。
（2）在单井或井群的影响半径范围内，不得使用工业废水或生活污水灌溉和施用持久性货剧毒的农药，不得修建渗水厕所、渗水坑、堆放废渣或铺设污水渠道，并不得从事破坏深层土层的活动。如取水层在水井影响半径内不露出地面或取水层与地面水没有互相补充关系时，可根据具体情况设置较小的防护范围。
（3）在水厂生产区的范围内，应按地面水水厂生产区的要求执行。
（4）集中式给水水源卫生防护地带的范围和具体规定，由供水单位提出，并与卫生、环境保护、公安等部门商议后，报当地人民政府批准公布，书面通知有关单位遵守执行，并在防护地带设置固定的告示牌。
（5）分散式给水水源的卫生防护地带，以地面水为水源时参照地面水和地下水规定；以地下水为水源时，水井周围30m的范围内，不得设置渗水厕所、渗水坑、粪坑、垃圾堆和废渣堆等污染源，并建立卫生检查制度。