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环境科学

城乡饮用水水源保护与污染防控技术就绪度评价

作者：贺涛，陈琛，栾震宇

出版社：科学出版社出版时间：2023-03-01

开本： B5 页数： 196

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目录
节选

城乡饮用水水源保护与污染防控技术就绪度评价版权信息

ISBN：9787030751539
条形码：9787030751539 ; 978-7-03-075153-9
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
工业技术
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环境科学

城乡饮用水水源保护与污染防控技术就绪度评价内容简介

技术就绪度评价对于评估科研项目关键技术的成熟程度具有重要意义。本书总结了作者多年来在城乡饮用水水源保护及水源保护区内农村污水处理的各种技术研究与实践，并通过建立技术就绪度评价方法，评价这些技术现实环境的应用性。全书提供了城乡河流型、湖库型、地下水型饮用水水源污染防治、风险评估、生态建设和管理调控技术就绪度评价结果，以及农田面源污染控制、农村生活污水处理技术就绪度评价结果。通过技术就绪度评价，为城乡饮用水水源生态环境保护和农村排水技术的规范化建设提供工具包。

城乡饮用水水源保护与污染防控技术就绪度评价目录

目录
前言
第1章　总论　1
1.1　研究背景与意义　1
1.1.1　城乡饮用水水源　1
1.1.2　水源保护和污染防控技术　2
1.2　目标和内容　7
1.2.1　实施目标　7
1.2.2　主要内容　7
1.3　研究方法与技术路线　8
1.4　本书章节设置　8
第2章　技术就绪度评价　9
2.1　技术就绪度内涵　9
2.1.1　概述　9
2.1.2　定义　10
2.1.3　作用　11
2.1.4　评价方式　12
2.1.5　评价流程　13
2.1.6　评价维度　14
2.1.7　评价类型　16
2.2　国内外研究进展　16
2.2.1　国内进展　16
2.2.2　国外进展　24
2.2.3　小结　30
2.3　技术就绪度评价准则及方法　31
2.3.1　通用标准　31
2.3.2　具体准则　36
2.3.3　评价方法　48
2.4　饮用水水源保护技术就绪度评价　54
2.4.1　评价准则　54
2.4.2　评价方法　58
2.4.3　证明材料　61
第3章　饮用水水源保护与污染防控技术　67
3.1　技术分类及特征　67
3.1.1　技术系统进化　67
3.1.2　水环境保护技术　68
3.1.3　技术分级及特征　69
3.2　治理类技术　70
3.2.1　治理技术要求　71
3.2.2　污染源治理技术　73
3.2.3　地表水源生态保护修复技术　78
3.2.4　地下水源环境修复技术　80
3.2.5　农村生活污水治理技术　82
3.2.6　小结　88
3.3　管理类技术　90
3.3.1　饮用水水源选址与建设技术　90
3.3.2　饮用水水源保护区划定技术　93
3.3.3　饮用水水源生态环境监测技术　95
3.3.4　饮用水水源环境调查评估技术　98
3.3.5　饮用水水源风险防范与应急处置技术　100
3.3.6　饮用水水源空间管控技术　107
3.4　产品装备与平台类技术　109
3.4.1　监测预警平台　109
3.4.2　生态环境综合管理平台　111
3.4.3　一体化污水处理平台　113
3.5　国家先进推广技术　115
第4章　典型治理类技术就绪度评价　118
4.1　入河水系生态浮床强化净化技术就绪度评价　118
4.1.1　技术原理与工艺流程　118
4.1.2　案例介绍与评估流程　119
4.1.3　关键技术单元确定　120
4.1.4　单个CTE等级评估　121
4.1.5　系统SRL等级计算　124
4.2　典型农村生活污水治理技术就绪度评价　125
4.2.1　分散村落生活污水处理技术TRL评价　125
4.2.2　连片村落生活污水处理技术TRL评价　132
4.2.3　评价结果与讨论　136
4.3　农田尾水生态拦截持续净化技术就绪度评价　136
4.3.1　农田排水对水源环境的影响　136
4.3.2　农田面源污染治理技术分析　138
4.3.3　案例应用与TRL评估　139
4.3.4　结果与讨论　145
第5章　典型管理类技术就绪度评价　148
5.1　饮用水水源环境风险识别与评价技术就绪度评价　148
5.1.1　技术原理　148
5.1.2　案例介绍与应用　153
5.1.3　关键技术分析　154
5.1.4　技术TRL等级确定　158
5.2　饮用水水源空间管控技术就绪度评价　159
5.2.1　空间管控技术框架　159
5.2.2　水源保护空间划定技术　163
5.2.3　关键技术TRL分析　164
5.3　饮用水水源水质监控预警技术就绪度评价　165
5.3.1　水源地水质与水生态监控预警关键技术　166
5.3.2　基于饮用水源地受体敏感特征的流域水质安全预警技术　170
5.3.3　饮用水水源环境综合预警指标体系构建技术　172
第6章　结语和新方向　177
6.1　技术阶段管理的重要性　177
6.2　研究结论　178
6.2.1　主要结论　178
6.2.2　技术工具包　180
6.3　研究展望　181
6.3.1　集成技术就绪度评价　181
6.3.2　技术创新就绪水平度量　181
6.3.3　水源保护和污染防控技术规范　182
参考文献　183

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城乡饮用水水源保护与污染防控技术就绪度评价节选

第1章总论 1.1 研究背景与意义 1.1.1 城乡饮用水水源一般地，饮用水水源（地）是指提供居民生活及公共服务用水（如政府机关、企事业单位、医院、学校、餐饮业、旅游业等用水）取水工程的水源地域，包括河流型、湖库型和地下水型。按照服务区域，可以分为城市、乡镇和农村饮用水水源地。按照分布方式，可以分为集中式饮用水水源和分散式饮用水水源。集中式饮用水水源是指由输水管网送到用户的和具有一定供水规模（供水人口一般大于1000人）的水源①。分散式饮用水水源是指供水小于一定规模（供水人口一般在1000人以下）的现用、备用和规划饮用水水源地，根据供水方式可分为联村、联片、单村、联户或单户等形式。按使用阶段，饮用水水源可划分为在用、备用或规划的饮用水水源。加强饮用水水源保护，保障饮用水安全对于维护人民群众生命安全和健康具有重要作用。需要特别说明的是水源地（headwaters）对应的是“地”的概念，与饮用水水源对应的是“水源”（source of water），前者是相对点的概念，后者是一个相对范围的概念，在集中式饮用水水源中表述较为常见。饮用水水源有水源保护区，保护区是一个范围的概念，所以一般表述为“饮用水水源保护区”，而不表述为“饮用水水源地保护区”，在涉及区域范围时称谓为“水源”。另一方面，过去我们不区分“饮用水源”和“饮用水水源”，甚至很多条例中都使用的是“饮用水源”，如《广东省饮用水源水质保护条例》（现已废止），随着《中华人民共和国水污染防治法》修订后，现在的表述为“饮用水水源”，包含两个“水”字，如《浙江省饮用水水源保护条例》（2012年1月1日起施行）、《河南省南水北调饮用水水源保护条例》（2022年1月8日通过）。本书侧重于阐述饮用水水源的保护与污染防控，因此需要从一个范围来予以说明和分析，如不特别指出，采用的均为“饮用水水源”的表述方式。对于一个饮用水水源而言，其基本情况包括：饮用水水源名称、水源类型、设计供水量、实际供水量、服务人口、服务年限、饮用水水源保护区及其划定情况、饮用水水源水质状况、饮用水水源保护区管理状况（如标志设置、排污口取缔、违法建筑物清拆、违法行为及其处罚情况）、饮用水水源保护区污染源状况、风险源及应急预案等。《中华人民共和国水污染防治法》规定了饮用水水源环境保护的具体要求，是我国进行饮用水水源环境保护的基本准则。第五十六条：国家建立饮用水水源保护区制度。饮用水水源保护区分为一级保护区和二级保护区；必要时，可以在饮用水水源保护区外围划定一定的区域作为准保护区。第五十七条：在饮用水水源保护区内，禁止设置排污口。第五十八条：禁止在饮用水水源一级保护区内新建、改建、扩建与供水设施和保护水源无关的建设项目；已建成的与供水设施和保护水源无关的建设项目，由县级以上人民政府责令拆除或者关闭。禁止在饮用水水源一级保护区内从事网箱养殖、旅游、游泳、垂钓或者其他可能污染饮用水水体的活动。第五十九条：禁止在饮用水水源二级保护区内新建、改建、扩建排放污染物的建设项目；已建成的排放污染物的建设项目，由县级以上人民政府责令拆除或者关闭。?在饮用水水源二级保护区内从事网箱养殖、旅游等活动的，应当按照规定采取措施，防止污染饮用水水体。第六十条：禁止在饮用水水源准保护区内新建、扩建对水体污染严重的建设项目；改建建设项目，不得增加排污量。这些条文均表明了我国对于饮用水水源环境保护的严格要求，在现有许多建设项目中饮用水水源均是不可忽略的环境敏感点，城乡饮用水水源保护与污染防控技术的成熟与否直接关系到水源保护的成效。由于饮用水水源对于人类活动的重要性及其自身的生态环境敏感性，我国在饮用水水源环境保护技术方面出台了一系列的法律法规和政策标准。例如《饮用水水源保护区标志技术要求》（HJ/T 433—2008）、《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ 338—2018）、《集中式饮用水水源环境保护技术指南（试行）》、《分散式饮用水水源地供水水质安全保障技术指南》、《分散式饮用水水源地环境保护指南》等一系列国家法律法规和标准规范均做出了严格要求。由于很多水源地位于农村，相应地很多地方也出台了各种农村污水处理的技术指南，一些新研发的技术也逐步应用到水源保护的具体实践之中。 1.1.2 水源保护和污染防控技术按照我国对城乡饮用水水源管理的管理部门分类，饮用水水源保护与污染防控技术包括很多方面，比如生态环境部门的保护区划分和整治技术，林业部门的水源涵养林营造技术，水利部门的污染治理技术，住房和城乡建设部门的城市污水处理技术，应急管理部门的预警与应急技术等。这些不同的技术，从不同的层面对城乡饮用水水源进行保护，力求获得*大的保障。毫无疑问，这些技术既有成熟的，也有不成熟的，在实际应用中针对水源保护的不同问题需要采取合适的技术类型。 1.饮用水水源地选址和建设技术在现有水源水质、污染源等环境状况调查的基础上，按照是否水量充足、水质良好、取水便捷、潜在风险低等条件，判断现有水源是否可以继续使用。在现有水源供水量或供水水质不满足需求的情况下，可选择新的饮用水水源。新水源的选择需对现场进行环境状况调查，同时进行水源水质检测。饮用水水源可以分为地表水源、地下水源和其他等类型，地表水源主要包括河流、湖库（坑、塘）、山涧水、集水池等类型，地下水源主要包括井水、泉水等类型。在地表水与地下水都极度匮乏的特殊情况下，可考虑收集降水作为水源。水源地选址和建设技术对于水源的资源禀赋条件要求较高，如果满足了相应要求，则可以作为饮用水水源加以选择，因此这类技术着重于选址的原则，而对技术本身的选择空间较小，在本书中不做阐述。 2.饮用水水源保护区划定与调整技术饮用水水源保护区应根据水源所处的地理位置、地形地貌、水文地质条件、供水量、开采方式和污染源分布，结合当地标志性或永久性建筑，按照《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ 338—2018）或地方条例、标准规定进行划定。地方条例、标准规定不得低于国家相关规定要求。现行的《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ 338—2018）是中华人民共和国生态环境部颁发的部颁标准，是在《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ/T 338—2007）基础上的修订，该标准规定了地表饮用水水源保护区、地下水饮用水水源保护区划分的基本方法和饮用水水源保护区划分技术文件的编制要求。饮用水水源保护区划定技术较多，地表水水源保护区水域的划分有类比经验法、应急响应时间法、数值模型计算法3种，陆域的划分有类比经验法、地形边界法、缓冲区法3种。地下水水源保护区划分有经验值法、经验公式法和数值模型计算法3种。这些技术方法由于其技术就绪度的不同在实际中应用范围也有所不同。 3.饮用水水源保护区标志设置技术各级人民政府应当在饮用水水源保护区的边界设立明确的地理界标和明显的警示标志。过去由于没有明确规定，不同的部门对于保护区的标志各地也有差异，也存在不同形式的宣传牌。法律规定了饮用水水源保护区标志设置的职能归口后，饮用水水源保护标志应参照《饮用水水源保护区标志技术要求》（HJ/T 433—2008）的规定执行，标志应明显可见（图1.1）。标志可以分为界标、警示牌和宣传牌。警示牌位置及内容应符合《道路交通标志和标线》（GB 5768—2009）和《内河助航标志》（GB 5863—1993）的相关规定。宣传牌的设置应符合《公共信息导向系统设置原则与要求》（GB/T 15566）和《道路交通标志和标线》（GB 5768—2009）的相关规定。饮用水水源保护区标志设置技术得到统一规范后，该项技术的就绪度不断提高，一些地方甚至在现有（HJ/T 433—2008）的基础上加以改进，如深圳市出台了地方标准《饮用水水源保护区标志设置技术指引》（DB4403/T 136—2021），做到对每一个界标、警示牌和宣传牌的精确尺寸设计。保护区标志设置技术的选择也有赖于技术规范，在本书中不做阐述。 4. 饮用水水源环境状况调查和评估技术饮用水水源环境状况调查和评估是开展城乡饮用水水源保护工作的基础，充分掌握饮用水水源环境状况是十分必要的。由于饮用水水源环境状况涉及很多方面，因而其调查评估技术也在不断发展中。一般说来，包括：①水源地基础状况调查（基础信息、运行状况、地下水水源井的分布情况、水源服务区域调查、服务水厂调查、应对突发环境事件的应急响应能力调查、管理状况调查）；②社会经济及土地利用概况调查（保护区/集水区行政区划分、人口、分布、产业结构及布局、土地利用格局、水源涵养林、护岸林和自然湿地面积及维护情况、不同土地利用类型面积）；③相关规划、区划情况调查；④自然地理特征调查（自然特征、水文特征）；⑤水源地水质调查；⑥污染源调查（点源、非点源、固体废物堆放/填埋场、流动源、距离地下水源较近的污染源影响调查）；⑦环境管理状况调查。采用的调查技术方法包括资料收集、现场调查、现状监测、长期动态资料分析、卫星遥感图像解译等。而对水源环境状况评估则有更多方法，《集中式饮用水水源地环境保护状况评估技术规范》（HJ 774—2015）通过建立指标体系从取水量保证状况、水源达标状况和管理状况三个系统进行评估。应该说这类调查评估技术的成熟度不一，在实践中根据实际需求使用。 5.饮用水水源水生态环境监测技术饮用水水源水质监测主要依据《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T 91—2002）实施，包括河流型、湖库型和地下水型水源常规和应急监测断面的布设、取样和分析测试等内容。现阶段地表水水质监测中的项目按照地表水环境质量标准（GB 3838—2002）的要求，包括基本项目24项、补充项目5项和特定项目80项，全分析共计109项。随着环境监测范围的扩大，水生态监测开始发展，“十四五”期间水生态调查和评估工作得到了迅速推进。例如2012年原环境保护部污染防治司印发了《湖泊生态安全调查与评估技术指南》，2021年广东省生态环境厅印发了《广东省江河湖库水生态环境调查与评价技术指引》（试行）。水生态环境调查监测内容中除了水质之外，还包括了生境、水生生物类别，其中生境调查与4.调查评估技术类似，水生生物则需要对藻类、浮游动物、底栖无脊椎动物、鱼类、大型水生植物等开展监测评估。 6.饮用水水源环境风险防范与应急技术自松花江水污染事故发生之后，以保护饮用水水源为目标的环境风险防范和应急技术得到了长足发展。主要包括风险防范、预警监控、应急响应三大方面，涉及环境风险隐患排查技术、突发生态环境事件调查评估技术、环境综合预警与监控技术、环境事件应急处置技术、生态系统恢复与评估技术、企业生态环境违法行为判定技术、智慧化应急技术开发等。环境风险排查一般以水源集水区为范围，重点是水源保护区，但对于河流型或大型湖库型水源地来说排查范围较大。预警系统建设包括监测预警、生物毒性预警、环境监管预警、跨界预警和综合预警等。饮用水水源突发污染应急处理技术包括对可吸附有机物的污染处理技术、对金属非金属污染物类的化学沉淀技术、对可氧化污染物的化学氧化技术、对微生物污染的强化消毒技术、对藻类及藻毒素污染的处理技术等。饮用水水源环境风险防范与应急技术种类繁多，在“国家水体污染控制与治理”科技重大专项中研究也多，存在不同的技术就绪度水平。 7.饮用水水源保护区污染防治技术饮用水水源保护区污染防治技术是各类技术中门类*为齐全、类型*为多样化、研究和实践*为充分的技术类型（李仰斌等，2016），其中部分技术可以作为水源环境风险防范与应急技术应用。按照污染防治的对象一般可以分为建设项目和活动整治技术、农村生活污水处理技术、农业面源污染防治技术、固体废弃物污染防治技术、藻类水华控制技术、地表水生态修复技术、地下水环境修复技术七大类，每类又可以细分为其他单项技术，集成技术或组合为成套技术等。由于很多水源地位于农村且水源水

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