水資源保護(hù)與納污總量控制的研究

李曉燕，李曉青

（淄博市太河水庫管理局，山東 淄博 255178）

水資源短缺和水污染嚴(yán)重，已經(jīng)嚴(yán)重干擾部分地區(qū)群眾的正常生活和生產(chǎn)，也成為制約我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素?！度珖h(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)（2017年）》數(shù)據(jù)顯示，我國2017年排放廢、污水總量高達(dá)830億t，這些污水流入水域后，不僅直接降低水質(zhì)，還容易造成水體富營養(yǎng)化，破壞水域原有的生態(tài)系統(tǒng)，治理起來十分困難。2012年2月，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》，其中明確要求：“確立水功能區(qū)限制納污紅線，到2030年主要污染物入河湖總量控制在水功能區(qū)納污能力范圍之內(nèi)，水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率在95%以上[1]。”基于這一政策要求，開展水資源保護(hù)與納污總量控制研究具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。

1 水功能區(qū)的劃分

為了實(shí)現(xiàn)水資源的合理開發(fā)和節(jié)約保護(hù)，水功能區(qū)要結(jié)合水資源的自然現(xiàn)狀進(jìn)行綜合規(guī)劃，按照主導(dǎo)功能劃定范圍并執(zhí)行相應(yīng)水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。通過明確分類標(biāo)準(zhǔn)，對不同的水功能區(qū)分別實(shí)施不同的保護(hù)和管理策略，這樣既可以實(shí)現(xiàn)對水資源的專項(xiàng)保護(hù)，有效降低污染，又能夠提高水資源的利用價(jià)值，達(dá)到一舉兩得的效果。

1.1 水功能區(qū)的劃分原則

科學(xué)分區(qū)，是發(fā)揮水功能區(qū)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的關(guān)鍵。劃分時(shí)，人們應(yīng)遵循以下原則。一是對于工業(yè)用水區(qū)，應(yīng)做好工業(yè)用水區(qū)周邊企業(yè)的分布情況，同時(shí)了解不同企業(yè)的排污標(biāo)準(zhǔn)，將工業(yè)取水口相對密集的區(qū)域劃定為工業(yè)用水區(qū)。二是對于飲用水水源區(qū)，調(diào)查水源地周邊生活取水口的分布情況，同時(shí)了解不同生活取水口對應(yīng)區(qū)域的用水量大小，將用水量較大且分布集中的水域劃定為飲用水水源區(qū)。與工業(yè)用水區(qū)不同的是，飲用水水源區(qū)還要盡量選擇在上游或是偏僻的地區(qū)，以保證水質(zhì)。三是對于農(nóng)業(yè)用水區(qū)，調(diào)查水源地周邊農(nóng)業(yè)取水口的分布情況，將灌溉用水量較大且分布密集的水域，作為農(nóng)業(yè)用水區(qū)。四是對于漁業(yè)用水區(qū)，主要結(jié)合該水域內(nèi)不同魚類的棲息地、產(chǎn)卵地和洄游路線等，確定漁業(yè)用水區(qū)。

1.2 水功能區(qū)的分類

《中國水功能區(qū)劃》將水域大體分為兩類：一級(jí)區(qū)分水域有4個(gè)小類，分別是保護(hù)區(qū)、緩沖區(qū)、開發(fā)利用區(qū)和保留區(qū)；二級(jí)區(qū)分有7個(gè)小類，主要有飲用水源區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)等。下文以一級(jí)區(qū)分水域?yàn)槔?，就各個(gè)水功能區(qū)的分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行概述。

1.2.1 保護(hù)區(qū)

部分水域有重點(diǎn)保護(hù)價(jià)值，如有瀕危物種生活的水域或是大型集中式飲用水源地等。保護(hù)區(qū)與保留區(qū)的相同之處在于盡量減少開發(fā)甚至不開發(fā)，保護(hù)水域原有的生態(tài)系統(tǒng)。區(qū)別在于保留區(qū)是因?yàn)樽陨項(xiàng)l件，不宜進(jìn)行開發(fā)，而保護(hù)區(qū)雖然條件比較適合開發(fā)，但是由于對水質(zhì)有較高要求，禁止開發(fā)。除了上述兩種情形外，調(diào)水工程、調(diào)蓄水庫涉及的輸水線路也會(huì)要求重點(diǎn)保護(hù)。

1.2.2 緩沖區(qū)

在不同的用水區(qū)域，對水質(zhì)的要求也會(huì)有所差別。緩沖區(qū)就是位于水質(zhì)要求較高的水功能區(qū)和水質(zhì)要求較低的水功能區(qū)之間的水域。根據(jù)緩沖區(qū)功能的不同，其又可細(xì)分為省際緩沖區(qū)和功能緩沖區(qū)。省際緩沖區(qū)是指那些跨省的河流或湖泊，由于不同省份用水需求和水質(zhì)要求很大差別，緩沖區(qū)的存在可以起到過渡、平衡的作用；功能緩沖區(qū)則分布在不同水功能區(qū)之間，如農(nóng)業(yè)用水區(qū)和漁業(yè)用水區(qū)。

1.2.3 開發(fā)利用區(qū)

一些靠近生活區(qū)、工業(yè)區(qū)的水域，由于具備各種開發(fā)利用的便利條件，并且沒有特殊的保護(hù)要求，可以作為開發(fā)利用區(qū)。例如，一些工業(yè)企業(yè)密集的園區(qū)對水資源的需求量較大，因此可以將附近的河流、湖泊劃為開發(fā)利用區(qū)；還有就是城鎮(zhèn)區(qū)、旅游娛樂區(qū)等，不僅需水量較大，而且對水質(zhì)有一定要求，在進(jìn)行開發(fā)利用時(shí)要兼顧水資源的保護(hù)。

1.2.4 保留區(qū)

水功能區(qū)中保留區(qū)的劃分條件主要有兩種情況：其一是由于地理?xiàng)l件等因素的硬性限制，其不適合進(jìn)行開發(fā)，或是開發(fā)成本過高，因此作為保留區(qū)。例如，一些山區(qū)河流雖然水能豐富，理論上可以修建水電站，但是交通不便，修建水電站的材料、設(shè)備很難運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。由于條件限制，其暫時(shí)作為保留區(qū)。其二是出于可持續(xù)利用考慮，將一些水域暫時(shí)保護(hù)起來，今后再根據(jù)需要決定是否開發(fā)，一般將國界河流的出入段作為保留區(qū)。

1.3 水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)

在根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)劃分出水功能區(qū)后，人們還要結(jié)合各個(gè)分區(qū)的特點(diǎn)，明確水質(zhì)控制目標(biāo)，為下一步水域管理和污染治理等工作的開展提供必要的參考。各功能區(qū)的目標(biāo)為：保護(hù)區(qū)、緩沖區(qū)維持現(xiàn)階段的水質(zhì)情況即可，但是需要注意季節(jié)變化對水質(zhì)的影響。例如，在夏季多雨時(shí)節(jié)，河水的流動(dòng)性較強(qiáng)，納污總量也會(huì)出現(xiàn)一定幅度的提升，水質(zhì)管理的要求可以適當(dāng)放寬；而在枯水期，則需要重點(diǎn)做好水質(zhì)保護(hù)，提高水質(zhì)保護(hù)的目標(biāo)。另外，緩沖區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)也要協(xié)調(diào)不同省、自治區(qū)的管理要求，達(dá)到平衡。開發(fā)利用區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)要考慮多種因素，包括目前水質(zhì)情況、排污情況和規(guī)劃要求等。

一般在實(shí)際工作中，人們將水功能區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀與功能區(qū)主導(dǎo)功能水質(zhì)類別指標(biāo)進(jìn)行比較后，按下述情況進(jìn)行處理。當(dāng)現(xiàn)狀水質(zhì)未滿足功能區(qū)水質(zhì)類別要求時(shí)，在綜合考慮上述因素后，擬定水質(zhì)目標(biāo)值，該目標(biāo)值可在不同規(guī)劃水平年實(shí)現(xiàn)；當(dāng)現(xiàn)狀水質(zhì)滿足水功能區(qū)水質(zhì)類別要求時(shí)，按照水體污染負(fù)荷不增加的原則，擬定規(guī)劃水質(zhì)目標(biāo)值[2]。

2 水功能區(qū)納污總量控制

2.1 納污能力的內(nèi)涵

水體具有自凈能力，借助于水中微生物、浮游藻類等，可以分解一定量的污染物，達(dá)到凈化水體的目的。納污能力的本質(zhì)與水體自凈相同，區(qū)別在于納污控制是采用人工手段，包括確定排污口的數(shù)量和位置、選擇排污方式等，在確保水資源符合使用要求的基礎(chǔ)上，盡可能提高水體的納污總量。影響水體納污總量的因素較多，如水的遷移作用、同化作用，以及不同污染物在水體內(nèi)混合后發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)等。因此，在進(jìn)行納污總量控制時(shí)，人們必須綜合考慮多種因素。以往水資源保護(hù)工作中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)納污總量計(jì)算不精確或是控制工作不到位，導(dǎo)致污染物總量嚴(yán)重超過納污總量的情況，引發(fā)水污染問題。因此，在計(jì)算水體納污總量時(shí)，人們必須借助于技術(shù)手段，引進(jìn)數(shù)學(xué)模型，這樣可以提高計(jì)算結(jié)果的精確度，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

2.2 納污總量的計(jì)算

水體納污能力核算需要分別從污染物入河量和水體納污能力兩方面考慮，原則上以污染物入河量不超過納污能力上限為宜。但是由于水體使用功能的不同，加上自然條件的變化，要想提高納污能力核算結(jié)果的參考價(jià)值，還要做好精確計(jì)算。

2.2.1 設(shè)計(jì)流量

對于江河，一般采用最近10年最枯月平均流量（水量）或90%保證率最枯月平均流量（水量）作為設(shè)計(jì)流量（水量）。集中式飲用水水源地，采用95%保證率最枯月平均流量（水量）作為其設(shè)計(jì)流量（水量）。對于北方地區(qū)部分河流，宜根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整設(shè)計(jì)保證率，也可選取平偏枯典型年的枯水期流量作為設(shè)計(jì)流量。例如，選取75%保證率的枯水期平均流量作為設(shè)計(jì)流量。對于季節(jié)性河流或枯季水量很小的河道，可根據(jù)流域?qū)嶋H情況確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。有冰封期的河流，也可根據(jù)流域?qū)嶋H情況確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[3]。

2.2.2 確定初始濃度值

從各個(gè)水域的排污口進(jìn)行水體采樣，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析，主要確定污染物的初始濃度以及污染物中重要的危害成分。同時(shí)，結(jié)合該水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)，制定水功能區(qū)納污能力標(biāo)準(zhǔn)，方便后期納污總量控制工作的開展。

2.2.3 污染物綜合衰減系數(shù)

污染物在排放或進(jìn)入水體后，都會(huì)發(fā)生不同程度的擴(kuò)散，污染影響程度也會(huì)逐漸衰減。例如，污水排放中會(huì)向下滲透，還會(huì)受到生物降解的作用。經(jīng)過一系列衰減后，實(shí)際進(jìn)入水體的污染總量已經(jīng)大幅度削減。在不同的自然環(huán)境下，污染物的綜合衰減系數(shù)也有很大差異。人們需要通過綜合計(jì)算，確定衰減系數(shù)，為下一步納污總量控制提供數(shù)據(jù)支持。

2.2.4 建立納污能力計(jì)算模型

水功能區(qū)納污能力數(shù)學(xué)模型按污染物在水體中的空間分布假定分為零維、一維、二維和三維水質(zhì)模型。在實(shí)際工作中，人們應(yīng)根據(jù)需要和可能選擇合適的模型。一是要視計(jì)算對象的需要和所掌握資料的多少，二是盡可能采用簡單模型解決問題。小型湖泊和水庫可視為功能區(qū)內(nèi)污染物均勻混合，可采用零維水質(zhì)模型計(jì)算納污能力。寬深比不大的中小河流，污染物質(zhì)在較短的河段內(nèi)，基本能在斷面內(nèi)均勻混合，可采用一維水質(zhì)模型計(jì)算納污能力。對于大型寬闊水域及大型湖泊、水庫，宜采用二維水質(zhì)模型或污染帶模型計(jì)算納污能力。不論采用哪種水質(zhì)模型，對所采用的模型都要進(jìn)行檢驗(yàn)。

3 基于水資源保護(hù)的納污總量控制措施

3.1 健全排污統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測體系

現(xiàn)階段，要逐步建立全市甚至全省統(tǒng)一的減排統(tǒng)計(jì)工作，引進(jìn)信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測，特別是對于工廠密集的園區(qū)，應(yīng)當(dāng)實(shí)行專項(xiàng)、重點(diǎn)監(jiān)控，保護(hù)區(qū)域水資源。建立排污黑名單，將超標(biāo)排放污水的企業(yè)列入黑名單，一方面可以為后期的監(jiān)控提供參考，另一方面也可以起到威懾作用。另外，人們要做好排污統(tǒng)計(jì)和監(jiān)測分析，明確污水的主要危害成分，這也有助于提高污水治理成效。

3.2 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)能源結(jié)構(gòu)

納污總量控制工作的開展，既需要從水體方面采取措施，例如，增加流量，提高污水稀釋能力，降低污染影響，同時(shí)又要從污染源方面進(jìn)行控制。人們可以通過優(yōu)化產(chǎn)業(yè)能源結(jié)構(gòu)，減少污水中有害物質(zhì)的含量。例如，工業(yè)排放廢水中含有較多的重金屬離子，這些重金屬離子不容易被分解，通過食物鏈的富集作用，會(huì)在生物體內(nèi)富集。人們可以通過優(yōu)化產(chǎn)業(yè)能源結(jié)構(gòu)，控制重金屬等有毒污染物的排放量。這樣一來，雖然污水排放量沒有減少，但是污水對水體造成的破壞影響顯著減輕，有助于實(shí)現(xiàn)納污總量控制的目的。

3.3 多措并舉，推進(jìn)重點(diǎn)領(lǐng)域污染減排

3.3.1 工業(yè)污染排放控制

工業(yè)排放污染物對水體生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞，通過加強(qiáng)工業(yè)污染排放控制，人們可以提高水體納污能力。首先，要進(jìn)一步提高污水排放標(biāo)準(zhǔn)，建立統(tǒng)一的監(jiān)管體系，特別是對于工業(yè)用水區(qū)，要定期進(jìn)行各個(gè)污水排放口的采樣分析，如果發(fā)現(xiàn)排放污水超標(biāo)，追究相關(guān)企業(yè)的責(zé)任。此外，要通過技術(shù)研發(fā)，提高工業(yè)污水處理和回用能力，只有污水達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后才允許排放。降低污水中污染成分，有助于間接提高水體納污控制能力。

3.3.2 生活源污染排放控制

根據(jù)《全國環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)（2017年）》數(shù)據(jù)，2017年產(chǎn)生的830億t污水中，有500億t為城鎮(zhèn)生活污水。因此，在水體納污總量控制中，生活污染控制尤其重要。人們可以從以下幾方面減少入河污水總量。一是實(shí)施城鎮(zhèn)污水廠改造工程，推廣生活污水回收處理技術(shù)，加大污水管網(wǎng)覆蓋面積，最大限度杜絕生活污水隨意排放進(jìn)入河流。二是加強(qiáng)對生活垃圾的回收處理，進(jìn)一步推廣垃圾分類，特別是農(nóng)村地區(qū)的垃圾管理體系，要繼續(xù)完善。通過采取上述措施，生活污水入河總量會(huì)逐漸減少，從而間接提高水體納污控制能力。

3.3.3 農(nóng)業(yè)污染排放控制

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)會(huì)大量使用農(nóng)藥、化肥。富余的營養(yǎng)成分隨著地下水匯集到周邊河流中，造成河流、湖泊的富營養(yǎng)化。在進(jìn)行納污總量控制時(shí)，人們要從源頭上控制農(nóng)業(yè)污染的排放。一是要推廣綠色高效的農(nóng)藥，代替?zhèn)鹘y(tǒng)高毒性、高殘留農(nóng)藥，減少農(nóng)藥入河量。二是要推廣水肥一體化技術(shù)，這樣既可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，又可以滿足納污總量控制的要求。三是進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物的集中回收處理，避免農(nóng)藥瓶、農(nóng)藥袋等進(jìn)入河流。

4 結(jié)語

水域水功能區(qū)劃、納污能力核算和污染物入河控制量核定是水功能區(qū)管理工作的基礎(chǔ)，合理、規(guī)范地開展水功能區(qū)劃、納污能力核算和污染物入河控制量核定工作均應(yīng)有其相應(yīng)的基本原則和技術(shù)要求。水功能區(qū)劃是最基礎(chǔ)性的工作，人們應(yīng)充分考慮水體的自然狀況和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展情況及趨勢，合理劃分水功能區(qū)，并確定其使用功能及水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對水資源的合理保護(hù)與科學(xué)利用。