內(nèi)容提要：

流域水質(zhì)目標管理是實現(xiàn)我國總量控制、質(zhì)量控制和風險防范三位一體的管理模式，是“十八大”提出的生態(tài)文明制度建設的主要支撐手段。水專項監(jiān)控預警主題下屬的“流域水生態(tài)功能分區(qū)與質(zhì)量目標管理技術(shù)”項目，針對我國當前流域水環(huán)境管理制度建設滯后、水污染控制目標管理“一刀切”、水生態(tài)系統(tǒng)保護不足，缺乏“分區(qū)、分類、分級、分期”管理支撐技術(shù)等問題，緊緊圍繞流域水生態(tài)功能分區(qū)、水環(huán)境質(zhì)量基準標準、容量總量控制三大核心技術(shù)研發(fā)，構(gòu)建了我國流域水質(zhì)目標管理技術(shù)體系，在遼河、太湖等重點流域進行應用示范。項目突破了37項關鍵技術(shù)，形成了20項技術(shù)規(guī)范建議稿，完成了我國10個重點流域的水生態(tài)功能一級二級分區(qū)方案，提出了3大類12種特征污染物的水環(huán)境質(zhì)量基準建議值，完成了遼河、太湖等流域的30%控制單元容量總量控制（TMDL）方案，有效支撐了重點流域的污染減排及水環(huán)境質(zhì)量改善，大幅提升了我國流域水環(huán)境管理制度創(chuàng)新的科學技術(shù)水平。

一、背景

自上世紀八十年代起，流域水質(zhì)目標管理陸續(xù)成為發(fā)達國家水環(huán)境管理的主要模式。美國水環(huán)境管理以《清潔水法》和《安全飲用水法》為基石，不斷融入水生態(tài)分區(qū)、水質(zhì)標準、TMDL、排污許可證等管理要素，有力地幫助受損水體逐步恢復。歐盟水環(huán)境管理先后經(jīng)歷了水環(huán)境質(zhì)量標準管理與排放標準管理階段，2000年《水框架指令》的提出標志著歐盟由此進入了以水生態(tài)系統(tǒng)為核心的流域管理階段。日本于1970年確立了環(huán)境優(yōu)先的原則，實行了世界上最嚴格的排放標準，建立了基于水生態(tài)系統(tǒng)保護的污染物容量總量控制制度。美國、歐盟與日本在水環(huán)境管理方面的共同點是實現(xiàn)了從污染物控制向流域水生態(tài)管理的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)水質(zhì)目標是其根本。

我國現(xiàn)行的水環(huán)境管理體系仍然以污染物排放控制為核心，與國際上以水生態(tài)系統(tǒng)為核心的水環(huán)境管理相比，我國的水環(huán)境管理存在差距，難以滿足我國水環(huán)境管理到2050年實現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)健康的長期目標需求。其中，水功能區(qū)劃和水環(huán)境功能區(qū)劃主要是從水體使用功能保護角度出發(fā)，對水生態(tài)區(qū)域差異及其功能保護考慮不足；現(xiàn)行水環(huán)境標準主要參考發(fā)達國家的水質(zhì)基準值來確定，缺乏本土基準值支持，不能反映我國水生態(tài)系統(tǒng)保護的要求，可能導致環(huán)境“欠保護”或“過保護”的風險；近十幾年來實施的總量控制主要以目標總量為主，未充分考慮水環(huán)境容量和水生態(tài)承載力，導致污染物削減與水質(zhì)改善相脫節(jié)。國家提出的主體功能區(qū)戰(zhàn)略缺乏對具體區(qū)域、流域生境、生態(tài)系統(tǒng)及其服務功能的認識，難以具體操作和落實。為了轉(zhuǎn)變我國的水環(huán)境管理思路，創(chuàng)新管理模式，建立我國水環(huán)境管理技術(shù)體系，亟需對水質(zhì)目標管理的核心技術(shù)進行突破和創(chuàng)新，徹底解決如何確定水體生態(tài)功能及水質(zhì)目標，實施容量總量控制制度等技術(shù)難題。為此，水專項“十一五”期間設置了“流域水生態(tài)功能分區(qū)與質(zhì)量目標管理技術(shù)”項目，通過關鍵技術(shù)突破和流域應用示范，初步構(gòu)建了我國的流域水質(zhì)目標管理技術(shù)體系。

二、取得的主要成果及推廣應用情況

（一）突破流域水生態(tài)功能分區(qū)和水生態(tài)健康評估關鍵技術(shù)，奠定了國家開展重點流域水生態(tài)保護和修復的基礎

我國現(xiàn)行的水功能區(qū)劃目的是界定水體使用功能，水環(huán)境功能區(qū)劃主要關注水體使用功能的環(huán)境保護目標要求，都較少考慮水生態(tài)系統(tǒng)背景、生境類型以及生態(tài)服務功能的區(qū)域差異，難以滿足水生態(tài)功能保護要求，如何構(gòu)建多尺度的水生態(tài)功能分類體系成為流域水生態(tài)保護的基礎問題。根據(jù)國際經(jīng)驗和我國管理制度特點，水生態(tài)功能分區(qū)是依據(jù)水生態(tài)系統(tǒng)完整性保護要求、水生生境類型以及服務功能區(qū)域特征，在不同尺度上劃定具有特定水生態(tài)功能特征的區(qū)域或者水體單元，是識別揭示各地區(qū)水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征、水生生境類型特征和水生態(tài)功能的主要依據(jù)，是開展水體健康評價和確定水生態(tài)紅線的基礎。項目在借鑒國內(nèi)外各類分區(qū)研究成果的基礎上，依據(jù)水生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域差異理論，在河流分類和生態(tài)服務功能評價的基礎上，構(gòu)建了我國流域水生態(tài)功能分區(qū)理論框架和技術(shù)方法。根據(jù)水生態(tài)類型尺度和功能區(qū)域差異，按照“生態(tài)區(qū)-生態(tài)亞區(qū)-河流分類-河段功能分類”的思路，將流域劃分為四級水生態(tài)功能區(qū)。其中，一級和二級分區(qū)主要反映了水生態(tài)系統(tǒng)的區(qū)域差異，根據(jù)氣候、地勢、地貌、植被、土壤及水生生物群落分區(qū)分布格局特征等進行劃分；三級和四級分區(qū)主要反映了水體功能類型的空間差異，根據(jù)生境類型以及功能類型差異進行劃分。該項工作奠定了全國現(xiàn)代水環(huán)境管理制度設計的基礎，大幅提升了流域水環(huán)境管理水平，適應我國生態(tài)文明建設的基本要求。

“十一五”期間，項目開展了遼河、太湖、松花江等10個重點流域水生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查，采集水生生物數(shù)據(jù)10余萬個，構(gòu)建了重點流域水生生物信息數(shù)據(jù)庫。在此基礎上對我國遼河、太湖、松花江等10個重點流域的水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況進行了科學評估。評估結(jié)果表明，海河和黑河流域水生態(tài)健康狀況已退化至“極差”和“差”的水平，而松花江、遼河、淮河、東江、太湖、巢湖和滇池等流域健康狀況也僅為“一般”水平，只有洱海流域能達到“好”的健康等級，說明我國水生態(tài)系統(tǒng)退化嚴重，水生態(tài)健康狀況堪憂，突出表現(xiàn)在本地特有物種數(shù)量顯著減少。

項目提出了“自上而下”和“自下而上”相結(jié)合的水生態(tài)功能分區(qū)及其定量劃分方法，突破了流域水生態(tài)系統(tǒng)健康評價、流域水生態(tài)功能一級二級分區(qū)指標篩選、水生態(tài)功能分區(qū)校驗等水生態(tài)功能一級二級分區(qū)關鍵技術(shù)10項，完成了遼河、太湖、松花江、海河、淮河等10個重點流域的水生態(tài)功能一級二級分區(qū)方案，總結(jié)了各分區(qū)的主要特征、功能定位及功能特征，形成《流域水生態(tài)功能分區(qū)技術(shù)導則（建議稿）》、《河流水生態(tài)調(diào)查技術(shù)規(guī)范（建議稿）》和《河流健康評價技術(shù)規(guī)范（建議稿）》，為環(huán)保部制定《江河生態(tài)安全調(diào)查與評估技術(shù)指南》奠定了基礎，為重點流域水生態(tài)系統(tǒng)修復工作的開展提供了支撐。

（二）突破流域水環(huán)境基準制定關鍵技術(shù)，構(gòu)建了我國流域水環(huán)境質(zhì)量基準技術(shù)體系

水環(huán)境質(zhì)量基準通常是指水環(huán)境中某物質(zhì)對人或其他生物不產(chǎn)生有害影響的安全濃度，主要由水質(zhì)生態(tài)學基準與水質(zhì)人體健康基準兩大類構(gòu)成，是水質(zhì)標準制定的科學基礎。我國現(xiàn)行的水質(zhì)標準雖研究發(fā)展了約30年，但都參照國外發(fā)達國家的水質(zhì)基準或相關標準制定，水質(zhì)標準指標體系尚不完全。水質(zhì)基準研究非常薄弱，沒有基于人體健康和區(qū)域性水生生物安全制定基準，對我國水環(huán)境保護的制度和標準建設明顯欠缺科技支撐。因此，項目在“十一五”階段針對我國流域水質(zhì)基準開展系統(tǒng)性研究，致力于構(gòu)建具有我國特色的流域水環(huán)境質(zhì)量基準方法技術(shù)框架體系，研究提出一批適應我國流域水環(huán)境特征的水質(zhì)基準閾值，為我國轉(zhuǎn)變水環(huán)境管理模式、保護流域水生態(tài)系統(tǒng)健康和修訂水質(zhì)標準制提供了強有力的技術(shù)支持。

在水生生物基準推導過程中，為充分考慮生物多樣性和數(shù)據(jù)代表性，美國明確要求應涵蓋至少3門8科的生物分類單元。本項目突破了本土物種篩選技術(shù)，提出了我國的“3門6科”最少生物毒性數(shù)據(jù)要求，初步篩選和培育了10種基準模式生物，為我國生態(tài)毒理受試物種篩選和基準推導奠定了基礎。

項目借鑒國際水質(zhì)基準制定的理論方法，研究提出了適合我國水質(zhì)基準的水效應比（WER）技術(shù)和生物效應比（BER）技術(shù)，為有效借鑒國外水質(zhì)基準以及制定區(qū)域特異性基準標準提供了技術(shù)支撐；根據(jù)水生生物完整性評估，提出了流域水生態(tài)學基準制定技術(shù)方法，填補了我國在生態(tài)學基準領域的研究空缺；提出了基于相平衡和生物效應的沉積物基準制定技術(shù)，優(yōu)化和修正了國外沉積物基準計算參數(shù)和模型，使之更加適合我國流域沉積物基準值的推導。研究突破了我國水質(zhì)基準制定關鍵技術(shù)6項，提出了技術(shù)導則6項。

我國缺乏本土水環(huán)境基準閾值，現(xiàn)行水環(huán)境標準值主要參考發(fā)達國家水環(huán)境基準制定，由于水生生物具有明顯的生態(tài)地域性，借鑒其他國家的水環(huán)境基準來確定我國的水環(huán)境質(zhì)量標準導致科學性不足。針對典型流域水環(huán)境特征污染物，結(jié)合實驗研究與實地驗證，研究提出了我國典型流域水環(huán)境中鎘、鉻、氨氮、硝基苯、毒死蜱等3大類12種特征污染物的水環(huán)境質(zhì)量基準建議值（見表1），對我國相關污染物水質(zhì)標準的修訂提出了有益建議，編制出版了《中國水環(huán)境質(zhì)量基準綠皮書》，為《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）的修訂提供科學依據(jù)。

表1 3大類12種特征污染物水環(huán)境質(zhì)量基準建議值

（三）創(chuàng)新流域容量總量控制關鍵技術(shù)，支撐遼河、太湖及贛江流域的水環(huán)境管理轉(zhuǎn)型和污染減排

流域水生態(tài)承載力是在流域水環(huán)境承載力、流域水資源承載力基礎上發(fā)展而來的流域綜合管理概念，水環(huán)境承載力或水資源承載力主要考慮了水量和水質(zhì)因子，但對生態(tài)因子的考慮較少。項目闡明了流域水生態(tài)承載力內(nèi)涵，在傳統(tǒng)的水資源承載力、水環(huán)境承載力等強調(diào)水量、水質(zhì)約束的基礎上，整合了反映水生生物需求的約束，更好地體現(xiàn)了水量、水質(zhì)、水生態(tài)的“量、質(zhì)、序”的遞進約束；基于“驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)響應”（DPRS）概念模型，建立了流域水生態(tài)承載力評估指標體系與評估方法，構(gòu)建了流域水生態(tài)承載力分區(qū)耦合系統(tǒng)動力學模型，提出了流域水生態(tài)承載力主要變量預測與關鍵指標閾值確定方法，實現(xiàn)了不同控制單元的水生態(tài)承載力優(yōu)化調(diào)控，創(chuàng)新了我國流域水生態(tài)承載力的計算方法。結(jié)合遼寧省國民經(jīng)濟“十二五”發(fā)展規(guī)劃、沈陽經(jīng)濟圈建設以及新城區(qū)建設規(guī)劃等，提出了基于水生態(tài)承載力的遼河流域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整方案，為遼河流域的結(jié)構(gòu)減排提供了支持。

水污染物容量總量控制是支撐基于水質(zhì)標準的水環(huán)境管理實施，實現(xiàn)水質(zhì)目標的重要手段。我國現(xiàn)行的污染物目標總量控制以行政區(qū)為單位采用“一刀切”的排放限制管理模式，未建立起污染排放與水質(zhì)目標的對應關系，容量總量控制尚未成為管理手段，沒有形成真正的水質(zhì)目標管理機制。項目在考慮污染物空間差異基礎上有效銜接污染排放與水質(zhì)標準要求，提出了流域-控制區(qū)-控制單元的多級水污染物容量總量控制體系。以流域、控制區(qū)為單元開展水環(huán)境容量計算和分配，實現(xiàn)以水生態(tài)承載力優(yōu)化流域產(chǎn)業(yè)合理布局，協(xié)調(diào)控制單元上下游沖突矛盾問題；以控制單元為基礎落實流域水環(huán)境容量分配方案，建立污染源與水質(zhì)目標的響應關系，確定污染源最大允許排放負荷。在流域-控制區(qū)容量總量計算和分配過程中，針對流域整體協(xié)調(diào)性要求，研究提出基于流域水質(zhì)響應系數(shù)矩陣的多類多目標優(yōu)化計算方法。完成了遼河、太湖、贛江流域的主控污染物COD和氨氮的水環(huán)境容量的計算。在控制單元-污染源總量分配過程中，突破了不同類型地區(qū)非點源污染負荷估算技術(shù)、控制單元水質(zhì)目標核定技術(shù)、允許納污量計算的設計水文條件選擇技術(shù)等關鍵技術(shù)，形成了控制單元水質(zhì)目標管理的成套技術(shù)。項目共提出水環(huán)境容量總量控制創(chuàng)新性技術(shù)14項，完成相關技術(shù)規(guī)范建議稿12項。

應用控制單元水質(zhì)目標管理技術(shù)體系，將遼河流域劃分為48個控制單元、太湖流域劃分為119個控制單元、贛江流域劃分為38個控制單元。分別選取遼河流域15個控制單元、太湖流域31個控制單元、贛江流域13個控制單元，完成了控制單元水環(huán)境模型構(gòu)建、污染物允許排放量計算、污染負荷分配，制定了污染物削減優(yōu)化方案，提出了各控制單元的水環(huán)境管理指導建議，形成了《水質(zhì)目標管理指導手冊》。項目研究成果在示范流域的“十二五”環(huán)境保護規(guī)劃、主要污染物總量控制規(guī)劃和生態(tài)文明建設規(guī)劃編制中發(fā)揮了重要支撐作用。根據(jù)項目提出的污染削減方案，遼河流域“十二五”規(guī)劃減排量為COD 18133.76噸/年、氨氮1400.72噸/年；太湖流域“十二五”規(guī)劃減排量為COD 34047.58噸/年、氨氮3112.14噸/年；贛江流域“十二五”規(guī)劃減排量為COD 16987噸/年、氨氮2553.1噸/年，有效支撐了示范流域“十二五”污染減排和水質(zhì)改善。

三、建議

按照國家生態(tài)文明建設的總體布置，深化水環(huán)境管理體制改革與制度設計，是當前我國經(jīng)濟社會發(fā)展的必然選擇和重要任務。遵循“山水林田湖”作為一個完整生命體，堅持生態(tài)系統(tǒng)健康、服務功能、自然資源資本穩(wěn)定增長的指導思想，全面建立國家流域水質(zhì)目標管理制度，全面實施以環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)健康為核心的水環(huán)境管理新模式。

（一）開展全國流域水生態(tài)功能分區(qū)方案制定。為推進實施流域水質(zhì)目標管理、生態(tài)資產(chǎn)確權(quán)及生態(tài)紅線的劃定奠定基礎。在全國水生態(tài)功能分區(qū)的基礎上，完善流域水生態(tài)系統(tǒng)健康評價方法，實施全國水生態(tài)系統(tǒng)健康評估。建立和健全基于水生態(tài)功能分區(qū)的法律政策體系及其實施機制，積極推進水生態(tài)功能分區(qū)在環(huán)境管理中的應用。

（二）建立國家水環(huán)境基準發(fā)布制度。逐步構(gòu)建在國家層面上發(fā)布基準、由地方參照國家基準建立地方環(huán)境標準的制度。建議盡快建立我國環(huán)境質(zhì)量基準研制平臺，從研究人員、經(jīng)費保障、管理制度以及法律法規(guī)等方面，提供切實保障的長效運行機制。

（三）實施流域控制單元質(zhì)量管理與許可證制度。實施基于水環(huán)境容量總量的排污許可證管理制度，盡快整合水資源管理與水環(huán)境保護的總量控制要求，建立流域統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的容量總量控制方案。加強以水環(huán)境容量為生態(tài)紅線的環(huán)境管理機制，發(fā)揮總量控制在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的倒逼作用。

 

建立流域水質(zhì)目標管理技術(shù)體系，引領我國流域生態(tài)文明建設