隆阳区地处西南边陲，地形起伏大，地貌类型多样，水资源分布不均，人均水资源量较少，属于严重缺水地区。受区域自然条件影响，供水水源类型有水库型、地下水型和河流型，尤以水库型居多。随着隆阳区社会经济的发展，居民生活生产活动带来的水环境恶化、植被退化、水土流失等问题，威胁着饮用水水源安全。饮水安全事关国计民生，保障饮水安全是隆阳区可持续发展的基础保障。

饮用水水源地风险源主要有点源、非点源二类^[1,2]。隆阳区水源地多处于山区河谷、沟箐地带，区域内以农业经济为主，生活污染、农业种植、水产养殖等非点源污染是区内水源地水质恶化的主要诱因。目前，水源地调查评价大多是进行水量和水质两方面的安全评价^[3-5]，对各类风险源尤其是非点源风险源的评价很少。非点源风险源呈零散的面状分布，难以通过传统的污染源调查统计方法进行评价^[6]。随着3S技术的发展，RS和GIS技术在区域空间信息的提取、分析及可视化等方面应用越来越广泛，为水源地调查评价提供可视化技术支撑，并逐步运用于水源地水质、污染源空间分布的调查等^[7-9]。胡娟^[10]基于GIS的空间分析功能实现了汉江、湘江水源地水质的空间可视化分析。殷绪华等^[11]将ArcGIS技术运用到污染物入库量的研究。姚延鹃^[12]等通过对高空分辨率遥感影像的人工解译，识别水源地保护区内的非点源风险源，揭露了全国25个典型湖库型水源地保护区的非点源风险空间分布。本文以隆阳区内12个水库型水源地为研究对象，基于水源地保护区内的土地利用方式，运用ArcGIS获取水源地保护区内非点源风险的空间分布，并通过建立一套科学的评价方法进行非点源风险定量和定性评价，旨在为隆阳区水源地风险管理提供数据支撑。

1 风险评价方法

1.1 非点源风险源提取

结合实地勘测资料和近期Landsat TM遥感影像，基于ENVI软件，采用人机交互作业方法，通过识别影像光谱、纹理、色调等目视解译得出水源地保护区内的土地利用方式。根据水源地现场走访调查，水源地保护区范围内存在的非点源污染主要由居民生活污水、固体废弃物、农田化肥农药施用、矿山开采和水产养殖等引起的。因此，本次构建的非点源风险源体系由农业用地、居民点、开采用地、水产养殖四类组成，其中农业用地、居民点、开采用地属陆域类风险，水产养殖属水域类风险。基于研究区土地利用方式解译成果，提取农业用地、居民点、开采用地、水产养殖四类土地利用信息，即可统计出非点源风险源的位置和面积。

1.2 非点源风险定量评估

采用非点源风险指数（non-point source pollution risks index, NPPRI）^[12]进行水源地非点源风险的定量评估。

式中，NPPRI为非点源风险指数；

w_m为m类非点源风险源的权重；

s_m为m类非点源风险源的风险值；

非点源风险源的权重由层次分析法进行确定，非点源风险源的风险值根据陆域或水域非点源风险源面积占其所在保护区的对应陆域或水域面积的比例进行赋分。

层次分析法^[13]是通过构建判断矩阵，采用专家赋分法确定相互对比的两个因素的相对重要性分值，由此计算出同一层次因子相对上一层因子的相对重要性权重。根据非点源风险源对水源地水质安全的影响程度，结合国内相关研究及水源地相关法律规定，针对本次建立的非点源风险源体系，构建判断矩阵见表1，经计算，矩阵一致性检验参数CR为0.024，小于0.1，具有较好的一致性。通过对判断矩阵（表1）的最大特征根对应的特征向量进行归一化处理得到各非电源风险源的权重见表2。考虑水源地不同级别保护区对水源地保护程度的不同，各级保护区风险源的权重不同，根据一级保护区较二级保护区重要，确定相应权重统计见表2。

表1 非点源风险源判断矩阵

表2 非点源风险源权重

1.3 非点源风险定性评估

为了更直观的反映水源地保护区内非点源风险隐患大小，基于非点源风险源对水源地的影响程度及国内相关风险源评价研究^[14]，采用低、较低、中等、较高、高5个级别对隆阳区水源地保护区内非点源风险进行定性评价。风险的级别越高，水源地遭遇的非点源风险越大。以水源地非点源风险指数为基础进行非点源风险级别划分，计算非点源风险指数的均值（μ）和标准差（σ），按照表3设定范围确定各水源地非点源风险级别^[15]。

表3 非点源风险定性分级

2 风险评价与分析

2.1 水源地概况

以隆阳区12个水库型水源地为研究对象，分析水源地保护区内非点源风险源的空间分布规律，并进行非点源风险评价。水源地基本信息见表4，水源地保护区面积范围由1.81km²至13.22km²不等，涵盖小（1）型、小（2）型和中型水库，具有较好的代表性。

表4 水源地基本信息表

2.2 水源地非点源风险空间分布规律

基于遥感影像解译的土地利用数据，运用ArcGIS提取12个水源地非点源风险源的位置和面积，统计得出研究区内非点源风险源信息见表5，非点源风险源分布特点如下：

水源地保护区内均有非点源风险源分布，主要有农业用地、居民点、开采用地和水产养殖4类，水源地非点源风险源总面积为22.9km²，占水源地保护区总面积的26.8%。按非点源风险源类型统计，以农业用地面积占比最大，占非点源风险源总面积的90.0%，其次是居民点、开采用地、水产养殖，分别占9.1%、0.9%、0.003%。按水源地统计，除第5水源地外，其余11个水源地保护区内均有农业用地和居民点的分布，仅第3水源地保护区内有开采用地，仅第12水源地保护区内有水产养殖。按保护区级别统计，除第5水源地一级保护区内无非点源风险源分布外，其余水源地的一级、二级保护区内均有非点源风险源的分布；一级、二级保护区内非点源风险源总面积分别为2.4、20.6km²，分别占一级保护区和二级保护区总面积的16.3%、28.9%。

表5 水源地非点源风险源信息统计表

2.3 水源地非点源风险评价结果

2.3.1 定量评价结果

统计12个水源地保护区内各类非点源风险源面积占所在保护区的陆域或水域非点源风险源面积的比例，由公式（1）计算非点源风险指数，成果见表6。绘制非点源风险指数及各级保护区内非点源风险源分布情况图，见图1。

由表6可知，12个水源地中非点源风险指数最小的是第5号水源地，为0.35，最大的是第4号水源地，为9.60。由图1可知，各水源地中均以农业用地面积居首，说明12个水源地中以农业非点源风险隐患较大。由于第5号水源地仅二级保护区内分布有小面积的农业用地，周边环境保护良好，非点源风险指数小；而第4号水源地一级、二级保护区内均有较大面积的农业用地和居民点，非点源风险指数大。

表6 水源地非点源风险值及定量评价结果

图1 水源地保护区非点源风险源统计与评价

为进一步分析各类因子对非点源风险指数的影响，选取非点源风险指数、一级保护区内非点源风险源面积比例、二级保护区内非点源风险源面积比例、保护区内非点源风险源面积比例、非点源风险源面积、保护区面积数据系列绘制散点图，建立非点源风险指数与各因子的相关关系见图2。

由图2可知，非点源风险指数与各非点源风险源因子的相关系数均在0.76以上，相关关系较好，与水源地保护区面积相关系数仅为0.04，没有相关性，说明水源地遭遇非点源风险隐患的大小与保护区面积大小无关，但与非点源风险的面积及其在各级保护区内占比有关，尤与一级保护区内非点源风险的面积比例相关关系最好。另一方面，由于水源地保护区面积是非点源风险源绝对面积的基数，保护区面积越大，非点源风险的基数越大，治理难度越大。因此进行水源地风险管理时，既要着重一级保护区内风险源的保护与管理，还要考虑整个水源地保护区的污染治理与保护。

a)非点源风险指数与非点源风险源因子相关关系图

b)非点源风险指数与保护区面积相关关系图

图2 水源地保护区非点源风险指数与各因子相关关系图

2.3.2 定性评价结果

12个水源地非点源风险指数的均值为3.30，标准差为2.30，按照表3风险等级的设定范围，确定非点源风险值范围见表7。12个水源地非点源风险定性等级分类结果见图3。由图2与表7可知，12个水源地中，1个水源地（第4水源地）风险定性等级为高，占8.3%；1个水源地（第2水源地）风险定性等级为较高，占8.3%；6个水源地（第3、7、8、10、11、12水源地）风险定性等级为高，占50%；3个水源地（第1、6、9水源地）风险定性等级为较低，占25%；1个水源地（第5水源地）风险定性等级为低，占8.3%。第2、4水源地因一级、二级保护区内均分布有大面积的农业用地和居民点，评价等级分别为较高风险、高风险。风险定性等级较高以上的占16.7%，说明本研究中水源地遭遇非点源风险隐患总体不大。

表7 水源地非点源风险定性等级结果

图3 水源地非点源风险定性等级统计结果

3 结论

（1）本次选取了隆阳区12个水库型水源地，基于遥感影像资料和ENVI软件提取保护区内非点源风险源信息，发现非点源风险源类别中：农业用地分布于12个水源地保护区内，居民点分布于11个水源地保护区内，而开采用地、水产养殖仅分布个别水源地保护区中。说明本研究中水源地保护区内非点源风险主要来自农业面源和居民生活污染，可根据非点源风险的分布位置和面积制定配套的污染治理措施。

（2）根据水源地非点源风险评价结果得出：本研究中的水源地遭遇非点源风险隐患总体不大，但12个水源地保护区内非点源风险现状不同。其中第2、4水源地分别处于较高风险、高风险状态，应优先对其进行保护与管理。

（3）基于不同时期遥感影像即可识别不同时期的非点源风险源信息，以此进行非点源风险源的监测，可为水源地的非点源风险评价提供数据支撑。本文通过对水源地非点源风险的定量与定性评价，直观的反映了保护区内风险状况，明确风险治理类别、位置和数量，并确立了风险管理优先次序，便于制定有效的污染防治措施，对保证区域饮用水水源供水安全具有重要意义。