水資源保護(hù)的新內(nèi)涵：“量-質(zhì)-域-流-生”協(xié)同保護(hù)和修復(fù)

王 浩，王建華，胡 鵬

(中國水利水電科學(xué)研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100038)

人類保護(hù)水資源的歷史可以上溯到公元前4世紀(jì)，當(dāng)時(shí)波斯地區(qū)居民就有不許向河流撒尿、吐痰，不許在河里洗手等規(guī)定[1]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源保護(hù)的內(nèi)涵也在不斷豐富和拓展。20世紀(jì)80年代出版的《水資源保護(hù)手冊(cè)》，是我國第一部水資源保護(hù)方面的手冊(cè)，該手冊(cè)未給“水資源保護(hù)”下明確的定義，從涉及內(nèi)容來看，主要關(guān)注的是水質(zhì)保護(hù)，包括天然水質(zhì)、水污染、水質(zhì)監(jiān)測評(píng)價(jià)、水質(zhì)模型和水環(huán)境容量、污水處理和再生利用等內(nèi)容，少部分水生生物的內(nèi)容也集中在生物毒性分析和生物學(xué)水質(zhì)評(píng)價(jià)方面[2]。

2000年出版的《中國資源科學(xué)百科全書》，對(duì)“水資源保護(hù)規(guī)劃”的定義是“保護(hù)區(qū)域內(nèi)水資源達(dá)到一定目標(biāo)或水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的事先安排。其目的在于保護(hù)水質(zhì)，合理利用水資源。通過規(guī)劃提出各自措施與途徑，從而使水體質(zhì)量符合要求，水源免于枯竭，充分發(fā)揮水資源的多功能效益”[3]?？梢?，此時(shí)水資源保護(hù)的內(nèi)涵從單純水質(zhì)保護(hù)向水質(zhì)和水量雙重保護(hù)轉(zhuǎn)變。2004年出版的《中國水利百科全書》定義上進(jìn)一步完善，指出“水資源保護(hù)”是“保持水資源可持續(xù)利用狀態(tài)所采取的行政、法律、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等保護(hù)措施”，包含“水資源合理開發(fā)和水質(zhì)保護(hù)”兩個(gè)方面，但從具體展開的內(nèi)容上，仍然主要局限于水質(zhì)保護(hù)方面[1]。此外，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 30943—2014《水資源術(shù)語》雖然是2014年發(fā)布，但其關(guān)于“水資源保護(hù)”的定義主要延續(xù)了《水文基本術(shù)語和符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 50095—1998)》的內(nèi)容，反映的主要仍是“防止水污染與可用水量日益減少”[4]。

直到2013年，水利部制定出臺(tái)的SL 613—2013《水資源保護(hù)規(guī)劃編制規(guī)程》，才對(duì)“水資源保護(hù)”有了更為清晰和全面的定義，指出水資源保護(hù)是“為維護(hù)江河湖庫及地下水體的水質(zhì)、水量、水生態(tài)的功能與資源屬性，防止水源枯竭、水體污染和水生態(tài)系統(tǒng)惡化所采取的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、法律、行政等措施的總和”[5]。該定義有兩方面的突破，一是明確將地下水納入水資源保護(hù)范疇，二是首次將防止水生態(tài)系統(tǒng)惡化納入水資源保護(hù)內(nèi)涵。在具體內(nèi)容上，除了常規(guī)的水質(zhì)保護(hù)和點(diǎn)源面源污染控制外，還專門加入了水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)、地下水資源保護(hù)、飲用水水源地保護(hù)等內(nèi)容。但相比于水質(zhì)保護(hù)，水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)相關(guān)內(nèi)容仍然較為單薄，且大部分內(nèi)容只進(jìn)行了原則性的規(guī)定，缺乏定量化的管控指標(biāo)。

黨的十八大以來，中共中央先后提出“節(jié)水優(yōu)先，空間均衡，系統(tǒng)治理，兩手發(fā)力”的十六字治水方針和山水林田湖草生命共同體思想，全面推行河長制、湖長制，強(qiáng)調(diào)水資源-水環(huán)境-水生態(tài)“三水融合”，長江大保護(hù)[6-7]、黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展[8-9]先后上升為國家戰(zhàn)略，對(duì)于水資源保護(hù)的需求不斷向流域化、系統(tǒng)化、生態(tài)化方向發(fā)展[10]。在此形勢下，有必要站在流域整體視角，秉承“自然-社會(huì)”[11]復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理念，統(tǒng)籌陸域產(chǎn)水區(qū)、地表-地下匯水區(qū)、徑流開發(fā)利用和散失區(qū)，重新審視新時(shí)期水資源保護(hù)的內(nèi)涵。為了實(shí)現(xiàn)全面有效的水資源保護(hù)，首先需要明晰人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)水資源系統(tǒng)的影響和干擾存在于哪些方面。本文所稱水資源系統(tǒng)，主要指水資源及其各種形式的賦存體，如河流、湖泊、地下水等。

1 人類活動(dòng)對(duì)水資源系統(tǒng)的干擾

由于水的強(qiáng)極性、弱黏滯性、高熱容和熱傳導(dǎo)性、“冰輕水重”、無色透明但紅外紫外光高吸收能力等特性，使得水成為地球所有生物體的基本組分和新陳代謝介質(zhì)，成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本要素，并為所有水生生物提供生存和棲息空間，同時(shí)水流還是地表環(huán)境塑造、物質(zhì)能量輸移和生物信號(hào)傳遞的基本形式，是人類精神和文化的重要載體。正是由于水資源具有的多維屬性和功能，使得人類出于自身安全保障、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、人居環(huán)境改善等方面的需求，對(duì)水資源進(jìn)行了多種形式的開發(fā)利用和控導(dǎo)，包括地表地下的取水、直接間接的排污、水力發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖、堤防護(hù)坡修建等。這些人類活動(dòng)對(duì)水資源系統(tǒng)造成了復(fù)雜的綜合影響，概括起來，主要包括水資源的消耗、水污染的排放、水空間的擠占、水通道的阻隔4個(gè)方面，并最終造成水生生物多樣性的降低。

1.1 水資源的消耗

2018年，全國水資源總量27 462.5億m3，用水總量6 015.5億m3，占當(dāng)年水資源總量的21.9%。其中，地表水資源供水量4 952.7億m3，地下水資源供水量976.4億m3，其他水源供水量86.4億m3。水資源開發(fā)利用造成的耗水量為3 207.6億m3，總耗水率為53.3%[12]，耗水量僅占全國水資源總量的11.7%，但由于用耗水總量和強(qiáng)度的時(shí)間、空間分布不均，加之部分水利工程的不合理調(diào)度，造成我國河湖生態(tài)流量[13]不達(dá)標(biāo)問題突出，北方平原區(qū)仍然存在大面積地下水超采[14]。

取長系列月均實(shí)測流量、天然流量的95%保證率最低流量和近10 a日均流量的90%保證率最低流量3者中的較大值，并進(jìn)行必要性和可行性修正后作為斷面生態(tài)基流[15]目標(biāo)，對(duì)全國十大水資源一級(jí)區(qū)404個(gè)代表性斷面近10 a生態(tài)基流達(dá)標(biāo)率進(jìn)行了評(píng)價(jià)。按照“優(yōu)良、合格、不達(dá)標(biāo)”的3級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，2018年達(dá)到“優(yōu)良”標(biāo)準(zhǔn)(逐日流量全部達(dá)標(biāo))的參評(píng)斷面比例為41.5%，達(dá)到“合格”標(biāo)準(zhǔn)(月均流量達(dá)標(biāo)、日均不斷流且連續(xù)不達(dá)標(biāo)天數(shù)小于或等于7 d)的斷面比例為62.2%。從分流域情況來看，海河區(qū)、遼河區(qū)、淮河區(qū)達(dá)標(biāo)情況較差，合格率均低于50%；東南諸河區(qū)、珠江區(qū)、長江區(qū)雖然合格率較高，但優(yōu)良率有大幅度下降(圖1)，表明年內(nèi)均存在較多的短時(shí)期生態(tài)基流不達(dá)標(biāo)問題。從全國生態(tài)基流達(dá)標(biāo)率的年際變化情況來看，2009—2018年，全國生態(tài)基流合格率、優(yōu)良率均呈小幅上漲趨勢，其中合格率從2009年的55.1%上升到2018年的62.2%，優(yōu)良率從2009年的30.2%上升到2018年的41.5%(圖2)，表明隨著此階段我國最嚴(yán)格水資源管理制度的實(shí)施和用水總量的逐步控制，對(duì)河流生態(tài)基流保障起到了較明顯的促進(jìn)作用。

圖2 2009—2018年全國生態(tài)基流達(dá)標(biāo)率變化情況

對(duì)全國251個(gè)具有重要生態(tài)保護(hù)目標(biāo)的斷面在魚類集中產(chǎn)卵期(4—7月)敏感生態(tài)需水達(dá)標(biāo)率[16]進(jìn)行評(píng)價(jià)，全國整體達(dá)標(biāo)率為51%，遼河區(qū)、海河區(qū)、淮河區(qū)敏感生態(tài)需水達(dá)標(biāo)率低于40%。對(duì)2006—2016年全國986個(gè)地下水位監(jiān)測井的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，北方12省區(qū)平原區(qū)地下水超采面積為25.8萬km2，占全國平原區(qū)面積的比例為9.71%，超采區(qū)域集中在河北省、山東省、河南省，分別占到了總超采面積的27.7%、24.8%和17.6%。

1.2 污染物的排放

根據(jù)2017年第二次全國污染源普查數(shù)據(jù)，全國廢污水排放總量756億t，另外有約1 300億m3的農(nóng)田退水，累計(jì)排放COD 2 144萬t，氨氮96.3萬t，總氮304.1萬t，總磷31.5萬t，重金屬182.5 t[17]。雖然全國約2.7萬億m3的地表徑流量具有較大的自凈能力，但由于污染排放在空間和時(shí)間上的集中性，以及污染物的累積效應(yīng)，我國地表水和地下水環(huán)境不容樂觀，突出表現(xiàn)在全國近10 a河流水質(zhì)逐步好轉(zhuǎn)，但作為水體末端匯集區(qū)的湖泊和地下水水質(zhì)惡化嚴(yán)重。

根據(jù)《中國水資源公報(bào)》數(shù)據(jù)，2009—2018年，全國水質(zhì)評(píng)價(jià)河長從15.4萬km增加到26.2萬km，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)河長占比從58.9%增加到81.6%，劣Ⅴ類水質(zhì)河長比例從19.3%降低到5.5%，河流水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)。但近10 a，湖泊水質(zhì)評(píng)價(jià)個(gè)數(shù)從71個(gè)增加到124個(gè)，評(píng)價(jià)面積從2.5萬km2增加到 3.3萬km2，富營養(yǎng)化數(shù)量比例從64.8%增加到73.5%，2018年Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)湖泊數(shù)量占比僅25%，而劣Ⅴ類水質(zhì)湖泊占比達(dá)到16.1%，湖泊整體水質(zhì)較差。2018年，對(duì)全國8 965個(gè)地下水監(jiān)測井水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，符合Ⅰ～Ⅲ類地下水質(zhì)量的監(jiān)測井2 463個(gè)，占比27.4%；Ⅳ～Ⅴ類的監(jiān)測井6 502個(gè)，占比72.6%(圖3、圖4)。

圖3 2009—2018年全國河流水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果

圖4 2009—2018年全國湖泊富營養(yǎng)化情況

1.3 水空間的擠占

本文所稱水空間，指國土空間中土地利用類型為河流、湖泊、水庫、灘涂、灘地、沼澤的區(qū)域，又稱為水域空間。根據(jù)Landsat-MSS和Landsat8衛(wèi)星遙感解譯數(shù)據(jù)，1980—2018年，全國水域空間面積從36.02萬km2降低到34.41萬km2，降低了4.5%，其中減少的主要是沼澤、灘涂和灘地面積。雖然水域空間總面積減少幅度不大，但天然水域空間的侵占和轉(zhuǎn)移情況突出。將1980年為水域空間且2018年仍然為水域空間的國土空間稱為保留空間，則1980—2018年全國水域空間保留率為79.2%，即超過1/5的天然水域空間轉(zhuǎn)化為其他用途，其中，轉(zhuǎn)化為旱地、草地、水田的面積最多，分別為19 131 km2、18 018 km2和14 250 km2，合計(jì)占水域空間轉(zhuǎn)移總面積的72.4%。十大水資源一級(jí)區(qū)中，水域空間保留率最低的是松花江區(qū)，僅為54.5%，如圖5所示。造成水域空間被侵占的主要原因有城鎮(zhèn)化發(fā)展、糧食耕種面積增加、堤防修建等。

圖5 1980—2018年全國及各水資源一級(jí)區(qū)水域空間保留率

在水域空間總面積小幅降低的同時(shí)，全國水域斑塊數(shù)量從1980年的41.96萬個(gè)減少至2018年的20.15萬個(gè)，減幅達(dá)到52.0%(圖6)。由于水域斑塊個(gè)數(shù)的大幅度衰減，導(dǎo)致1980—2018年全國水域空間斑塊密度從1.21萬個(gè)/km2下降至0.61萬個(gè)/km2，呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢。相關(guān)變化趨勢表明，我國水域空間中水庫等大型斑塊數(shù)量增加，而末梢水系、池塘等小型斑塊數(shù)量大幅減少，這對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定產(chǎn)生重要影響。

圖6 1980—2018年全國水域空間面積、斑塊數(shù)量和密度變化趨勢

1.4 水通道的阻隔

水流蘊(yùn)含著巨大的動(dòng)能，既是水的通道，也是水生生物的遷徙通道，還是泥沙、營養(yǎng)鹽等物質(zhì)的輸移渠道，同時(shí)，水流流速、水溫的節(jié)律性變化，是魚類洄游產(chǎn)卵等生命活動(dòng)的重要信號(hào)[18]。暢通的水流通道是地表物質(zhì)流、能量流、生物流、信息流的基本載體。人類為了開發(fā)利用水資源及其動(dòng)能等屬性，不可避免需要建設(shè)大壩、閘門等攔水建筑物，造成水流通道的阻隔和河流生境的破碎化。根據(jù)第一次全國水利普查數(shù)據(jù)，1960年，全國共有水庫大壩、引水式水電站、節(jié)制閘、橡膠壩等攔河建筑物約3.4萬座，而到2018年，攔河建筑物數(shù)量上升到約22萬座。按照阻隔系數(shù)法，綜合考慮所有攔河建筑物類型、規(guī)模對(duì)水流連通性的影響，對(duì)全國及各大流域河流水系整體連通性進(jìn)行評(píng)價(jià)[19]，結(jié)果如圖7所示。全國六級(jí)以上河流的整體連通性指數(shù)為每100 km 1.87個(gè)，處于“劣”(大于每100 km 1.2個(gè))的狀態(tài)。十大水資源一級(jí)區(qū)中，東南諸河區(qū)、珠江區(qū)、長江區(qū)、淮河區(qū)連通性最差，均大于每100 km 3個(gè)；西北諸河區(qū)是唯一為“優(yōu)”(不大于每100 km 0.3個(gè))的水資源一級(jí)區(qū)，松花江、西南諸河區(qū)處于“良”(每100 km 0.3～0.5個(gè))的狀態(tài)。

圖7 全國及各水資源一級(jí)區(qū)現(xiàn)狀整體連通性指數(shù)

若僅對(duì)流域面積1萬km2以上的主要河流進(jìn)行評(píng)價(jià)，并僅考慮大中型水利水電工程的影響，同時(shí)補(bǔ)充2012—2018年建成的大中型工程，在規(guī)模、類型基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮工程建設(shè)位置對(duì)河流連通性的不同影響程度，全國及各水資源一級(jí)區(qū)1960—2018年的主要河流連通性指數(shù)變化規(guī)律如圖8所示。全國主要河流現(xiàn)狀連通性處于“差”(每100 km 0.8～1.2個(gè))的狀態(tài)，東南諸河區(qū)、珠江區(qū)、長江區(qū)處于“劣”的狀態(tài)，松花江區(qū)主要河流連通性最好，是唯一為“優(yōu)”的水資源一級(jí)區(qū)。

圖8 1960—2018年全國及各水資源一級(jí)區(qū)主要河流連通性指數(shù)變化

圖10 流域水資源保護(hù)體系框架與主要評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.5 水生生物受威脅狀況

受上述4方面人類活動(dòng)干擾及其他因素的影響，我國淡水魚類瀕危程度日益加劇?！吨袊锒鄻有约t色名錄—脊椎動(dòng)物卷》對(duì)我國1 443種內(nèi)陸魚類的受威脅情況進(jìn)行了說明[20]，考慮到流域特有魚類對(duì)反映流域水生生物受威脅狀況的代表性更好，因此梳理了全國各流域特有魚類的受威脅比例，結(jié)果如圖9所示。十大水資源一級(jí)區(qū)中，流域特有魚類受威脅比例最高的是淮河區(qū)，占比達(dá)50%；其次是黃河區(qū)，特有魚類受威脅比例為36.8%；海河區(qū)、長江區(qū)和西北諸河區(qū)特有魚類受威脅比例接近，都在30%左右。流域特有魚類受威脅比例最低的4個(gè)區(qū)分別是東南諸河區(qū)、松花江區(qū)、西南諸河區(qū)和遼河區(qū)，比例分別為14.3%、14.8%、16.1%和17.9%。

圖9 我國不同流域特有魚類受威脅比例

2 流域水資源保護(hù)內(nèi)涵與重點(diǎn)工作

2.1 流域水資源保護(hù)體系框架

人類活動(dòng)對(duì)水資源系統(tǒng)的干擾主要體現(xiàn)在量(水資源的消耗)、質(zhì)(水污染的排放)、域(水域空間的侵占)、流(水流連通性的破壞)4個(gè)方面，并進(jìn)而造成水生生物多樣性的衰退。傳統(tǒng)水資源保護(hù)工作集中在水質(zhì)保護(hù)和水源涵養(yǎng)方面。新時(shí)期隨著水利工作改革發(fā)展，有必要站在流域視角，秉承系統(tǒng)治理理念，并進(jìn)一步重視水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的整體恢復(fù)，從人類活動(dòng)對(duì)水資源系統(tǒng)的多維干擾出發(fā)，重新定義水資源保護(hù)內(nèi)涵。相較于傳統(tǒng)水資源保護(hù)，新時(shí)期水資源保護(hù)的最大特征是強(qiáng)調(diào)流域整體的系統(tǒng)治理，因此可稱之為“流域水資源保護(hù)”(圖10)。所謂流域水資源保護(hù)，就是采取一系列保護(hù)和修復(fù)措施，使人類活動(dòng)對(duì)流域水資源系統(tǒng)的干擾維持在水資源系統(tǒng)可承載范圍之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，水資源可再生性、水環(huán)境質(zhì)量、水生態(tài)系統(tǒng)健康是檢驗(yàn)水資源保護(hù)成效的3個(gè)方面表征，其內(nèi)涵體系框架與主要評(píng)價(jià)指標(biāo)如圖10所示。需要說明的是，本文所稱“流域水資源保護(hù)”并不代表相關(guān)內(nèi)涵只適用于流域?qū)用娴乃Y源保護(hù)工作，而是強(qiáng)調(diào)須站在流域整體視角進(jìn)行水資源保護(hù)，其內(nèi)涵、重點(diǎn)工作和評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)區(qū)域?qū)用嫠Y源保護(hù)工作同樣適用。

2.2 流域水資源保護(hù)重點(diǎn)工作

2.2.1水量層面

水量層面的水資源保護(hù)主要體現(xiàn)在加強(qiáng)水源涵養(yǎng)、河湖生態(tài)流量保障、地下水采補(bǔ)平衡等方面。水源涵養(yǎng)措施主要包括治理水土流失、保護(hù)自然植被、開展林草種植、減少源區(qū)人為活動(dòng)等，一般集中在江河源頭區(qū)和主要產(chǎn)水區(qū)。開展水源涵養(yǎng)的目的不是為了增加總徑流量，而是為了增加源區(qū)林草植被和土壤層的水資源調(diào)蓄能力，坦化徑流的極值過程，使源區(qū)起到“天然水庫”的作用，從而增加枯水期基流量，降低汛期洪峰流量和流域水資源開發(fā)利用難度。研究表明，植被覆蓋度每增加1%，區(qū)域洪峰流量可被削減5%～10%，枯水期流量可增加1%以上[21]。

河湖生態(tài)流量是指為了維系河流、湖泊等水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，需要保留在河湖內(nèi)符合水質(zhì)要求的流量(水量、水位)及其過程。歐美國家將生態(tài)流量過程分為極端低流量(extreme low flows)、基礎(chǔ)流量(base flows)、脈沖流量(high flow pulses)、小洪水(small floods)、大洪水(large floods)等。鑒于目前我國生態(tài)流量的保障還面臨較大的體制機(jī)制與社會(huì)經(jīng)濟(jì)制約，現(xiàn)階段主要考慮生態(tài)基流、敏感生態(tài)需水、汛期造床洪水3種組分。其中汛期造床洪水也可以看作是一種特殊形式的敏感生態(tài)需水，對(duì)于黃河等多沙河流尤為重要，其他流域可暫不作為重點(diǎn)。加強(qiáng)河湖生態(tài)流量保障的主要措施包括：全面開展河湖生態(tài)流量目標(biāo)制定與分級(jí)考核；完善水利工程生態(tài)流量泄放設(shè)施，建立生態(tài)調(diào)度機(jī)制；實(shí)行流域與區(qū)域相結(jié)合的用水總量控制，加強(qiáng)江河水量分配和分季節(jié)用水總量控制；開展重點(diǎn)河湖濕地的生態(tài)補(bǔ)水，建立長效機(jī)制；開展生態(tài)流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警與調(diào)控保障。

在地下水方面，重點(diǎn)是開展超采區(qū)的綜合治理，逐步實(shí)現(xiàn)地下水采補(bǔ)平衡和水位恢復(fù)；同時(shí)加強(qiáng)對(duì)地下水水量-水位的雙控管理，維持地下水在合理水位，在干旱區(qū)支撐地帶性植被生長，在濱海區(qū)域控制海水入侵，在灌區(qū)維護(hù)人工綠洲，同時(shí)避免土壤次生鹽堿化。

2.2.2水質(zhì)層面

水質(zhì)保護(hù)是傳統(tǒng)水資源保護(hù)的核心內(nèi)容，重點(diǎn)是將入河污染總量控制在水體納污能力范圍之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)既定水質(zhì)目標(biāo)，對(duì)人體健康和生態(tài)系統(tǒng)不造成威脅。在傳統(tǒng)水質(zhì)保護(hù)工作之外，流域水資源保護(hù)強(qiáng)調(diào)幾個(gè)方面的轉(zhuǎn)變。

一是從納污總量控制向“清水入河”轉(zhuǎn)變。河湖水體本身具有一定的納污能力，但若嚴(yán)格按照納污能力來進(jìn)行入河污染控制，由于面源污染等不可控因素的影響，往往水質(zhì)并不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。從流域水資源保護(hù)角度，應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)污染物的源頭減排和過程阻斷，最大程度避免污染物的入河。主要措施包括工業(yè)園區(qū)“零排放”技術(shù)推廣、廢污水再生利用、種植業(yè)化肥農(nóng)藥減施和節(jié)水減排、畜禽養(yǎng)殖廢棄物綜合利用、入河前的濕地和緩沖帶凈化等。通過流域內(nèi)各區(qū)域各子流域的“守土有責(zé)”和污染物“就地消納和處理”，實(shí)現(xiàn)“清水入河”。

二是從化學(xué)指標(biāo)為主向水溫、DO、水質(zhì)指示物種等理化生指標(biāo)并重轉(zhuǎn)變。以往對(duì)河湖水質(zhì)的保護(hù)集中在COD、氨氮等化學(xué)指標(biāo)上，水溫、DO等與水生生物棲息繁衍密切相關(guān)的指標(biāo)雖然納入了GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，但未作為考核評(píng)價(jià)的重點(diǎn)。水溫在魚類繁殖過程中具有重要的信號(hào)指示、產(chǎn)卵刺激和積溫發(fā)育功能，水利工程導(dǎo)致的下泄水溫滯后、冷卻用水造成的溫排水熱污染均會(huì)導(dǎo)致魚類正常繁殖過程被打亂，影響魚類繁殖和越冬成功率[22]，需要采取措施減緩其影響。DO濃度與水生生物的生存密切相關(guān)，其受污染程度、水體流動(dòng)性等多方面因素的影響，是水體質(zhì)量和生態(tài)友好性的重要表征指標(biāo)，需要加強(qiáng)監(jiān)測評(píng)價(jià)和控制。而利用水質(zhì)敏感性指示物種對(duì)水體質(zhì)量進(jìn)行快速檢測，也成為近年來水質(zhì)監(jiān)測評(píng)價(jià)的發(fā)展方向。

三是從水質(zhì)提升向宜居水環(huán)境打造轉(zhuǎn)變。水質(zhì)保護(hù)的終極目的是不影響水體綜合功能的發(fā)揮，傳統(tǒng)水質(zhì)保護(hù)重視各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的達(dá)標(biāo)，而在新時(shí)期生態(tài)文明和“幸福河湖”建設(shè)[23]背景下，增強(qiáng)城鄉(xiāng)居民對(duì)河湖水體的滿意度和親近率，通過良好水環(huán)境為公眾提供更多優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品成為水資源保護(hù)新的內(nèi)涵。蘇州市在中心城區(qū)水體達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，開展“清水工程”建設(shè)，著力提升城區(qū)和主要景觀水體的透明度，以“群眾滿意度”作為水環(huán)境核心評(píng)價(jià)指標(biāo)，是城市宜居水環(huán)境建設(shè)的典范。對(duì)于農(nóng)村地區(qū)，宜結(jié)合鄉(xiāng)村振興等工作，大力推進(jìn)農(nóng)村水系綜合整治和水美鄉(xiāng)村建設(shè)。

2.2.3水域?qū)用?/p>

水域?qū)用姹Ｗo(hù)重點(diǎn)是維持水域空間的數(shù)量、結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定。在數(shù)量方面，要科學(xué)劃定水域空間保護(hù)邊界，制定分區(qū)水域空間總面積目標(biāo)指標(biāo)。以水域空間保護(hù)邊界為依據(jù)，對(duì)未經(jīng)批準(zhǔn)圍墾湖泊河道、非法侵占水域?yàn)┑?、亂扔亂堆垃圾、棄置堆放物體等違規(guī)行為進(jìn)行稽查、整治和清退，恢復(fù)被侵占水域，并綜合利用衛(wèi)星遙感、地面監(jiān)測巡查等手段，建立動(dòng)態(tài)監(jiān)管體系，確保水域空間面積不減少。

在結(jié)構(gòu)和功能方面，要加強(qiáng)對(duì)流域/區(qū)域水域空間組成進(jìn)行調(diào)查評(píng)價(jià)和控制管理，包括天然-人工比例、永久性-季節(jié)性比例、河-湖-庫-沼-灘結(jié)構(gòu)、大-中-小斑塊比例、納入保護(hù)地體系空間占比等，以維持水域生境的多樣性，同時(shí)對(duì)水域空間的最大斑塊指數(shù)、景觀連接度等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)和管控，確保水域行洪蓄洪、水源供給、凈化水體、生物棲息、物質(zhì)能量通道、文化娛樂等綜合功能的發(fā)揮。此外，要通過設(shè)立禁采區(qū)、禁航區(qū)和禁航時(shí)段、限制通航強(qiáng)度等手段，降低采砂、航運(yùn)等水域單一功能對(duì)其他功能，特別是水生生物生境功能的影響。

2.2.4水流層面

水流連通性的保護(hù)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是加強(qiáng)已有阻隔的功能連通和恢復(fù)，二是對(duì)未來規(guī)劃建設(shè)和運(yùn)行的管控。在已有阻隔的功能連通方面，重點(diǎn)是加強(qiáng)河湖水系連通和水利工程過魚設(shè)施的建設(shè)。要著力恢復(fù)河湖天然水力聯(lián)系，通過水系連通、灌江納苗、生態(tài)調(diào)度等形式，恢復(fù)河湖健康有序的生物流、物質(zhì)流、信息流。對(duì)未開展過魚設(shè)施建設(shè)的大中型工程，要因地制宜，選擇適宜的形式進(jìn)行改造和補(bǔ)建。對(duì)已建的大中型水利工程過魚設(shè)施，要配套建設(shè)誘導(dǎo)設(shè)施或攔截設(shè)施，創(chuàng)造誘魚適宜水流條件，滿足魚類行為習(xí)性和生理機(jī)能的基本需求，同時(shí)減輕水輪機(jī)或水泵等機(jī)械對(duì)魚類卷吸的影響，提升過魚效力[24]。對(duì)量大面廣的小型閘壩，要推廣開展仿自然通道過魚設(shè)施的建設(shè)，對(duì)有重大生態(tài)影響或經(jīng)濟(jì)效益低下的小型水電站，在科學(xué)論證的情況下予以拆除[25]。

在新增阻隔管控方面，一方面要突破河流尺度縱向連通性評(píng)價(jià)存在的不足，開展流域?qū)用嫠颠B通性的整體評(píng)價(jià)，并基于魚類資源分布和棲息洄游路線的調(diào)查，編制流域水系連通性保護(hù)整體規(guī)劃，確定重點(diǎn)保護(hù)河段和支流；另一方面，對(duì)新建攔河建筑物要因地制宜規(guī)劃建設(shè)過魚設(shè)施[26-27]，對(duì)大江大河干流上確需建設(shè)的水利工程，要做好生態(tài)影響評(píng)價(jià)[28-29]，科學(xué)論證支流替代生境，并對(duì)相應(yīng)支流進(jìn)行保護(hù)修復(fù)，確保替代成效。

2.2.5水生生物層面

量、質(zhì)、域、流4個(gè)方面構(gòu)成了水生生物的生境，而決定水生生物多樣性或受威脅程度的因素，還有過度捕撈、物種進(jìn)化等，這些因素在目前體制下已超過了水資源保護(hù)的內(nèi)涵和范圍。因此，從流域水資源保護(hù)的角度，水生生物層面重點(diǎn)是做好兩方面工作：一是加強(qiáng)重點(diǎn)保護(hù)物種的生態(tài)習(xí)性調(diào)查，包括魚類“三場(產(chǎn)卵場、育肥場和越冬場)一通道”分布、不同生命階段適宜水文水質(zhì)條件等，建立并完善相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，不斷擴(kuò)大數(shù)據(jù)覆蓋范圍，以便更有針對(duì)性地為水生生物提供適宜生境，協(xié)調(diào)水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的矛盾。另一方面，要以生物完整性評(píng)價(jià)[30]為主導(dǎo)，大力加強(qiáng)水生態(tài)監(jiān)測，并優(yōu)先在我國大江大河及主要支流、重點(diǎn)湖泊建立水生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。通過系統(tǒng)的水生態(tài)監(jiān)測評(píng)價(jià)，評(píng)估各項(xiàng)水資源保護(hù)措施的生態(tài)響應(yīng)，及時(shí)調(diào)整保護(hù)策略和控制指標(biāo)，促進(jìn)水生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定。

3 流域水資源保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

針對(duì)流域水資源保護(hù)的內(nèi)涵和重點(diǎn)工作，在現(xiàn)有技術(shù)體系基礎(chǔ)上，未來還須重點(diǎn)發(fā)展多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

3.1 生態(tài)流量保障成效評(píng)估與適應(yīng)性調(diào)整技術(shù)

目前關(guān)于生態(tài)流量目標(biāo)的科學(xué)制定與調(diào)控保障已有大量的研究成果和技術(shù)方法，水利部也已發(fā)布了兩批共186個(gè)斷面的生態(tài)流量目標(biāo)。而對(duì)于既定流量目標(biāo)調(diào)控保障后的生態(tài)響應(yīng)和成效，目前還缺乏系統(tǒng)的監(jiān)測評(píng)估，需要大力推進(jìn)，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)原有生態(tài)基流、敏感生態(tài)需水目標(biāo)的適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，形成生態(tài)流量目標(biāo)的滾動(dòng)修正技術(shù)方法，促進(jìn)生態(tài)流量目標(biāo)和管理體系的不斷完善。

3.2 流域山水林田湖草系統(tǒng)治理技術(shù)

流域生命共同體是一個(gè)人與自然的復(fù)合系統(tǒng)，因此系統(tǒng)治理具有雙重目標(biāo)要求，一是維護(hù)流域生態(tài)系統(tǒng)健康，包括陸域和水域兩大空間的生態(tài)系統(tǒng)，保障生態(tài)安全，維護(hù)生態(tài)功能；二是支撐區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展，通過生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)與生態(tài)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，不斷滿足人民日益增長的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境和優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品的需求。以往針對(duì)生命共同體單要素的治理研究多，如何充分發(fā)揮水在生命共同體中的紐帶作用，實(shí)現(xiàn)多要素系統(tǒng)治理和“自然-社會(huì)”雙重目標(biāo)尚需要深入研究。

3.3 水域空間結(jié)構(gòu)與功能優(yōu)化調(diào)控技術(shù)

隨著遙感、AI技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于水域空間數(shù)量層面的動(dòng)態(tài)監(jiān)控技術(shù)已趨于成熟，而水域空間管控閾值及其結(jié)構(gòu)與功能的聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)還有很大發(fā)展空間。水域空間管控的重要閾值包括不同區(qū)域和類型河流灘地/主槽寬度比、不同區(qū)域城市建成區(qū)水域空間比例、無堤防河段藍(lán)線劃定范圍、農(nóng)墾開發(fā)區(qū)濕地/農(nóng)田控制比例等。水域空間結(jié)構(gòu)和功能聯(lián)合優(yōu)化的重點(diǎn)在根據(jù)水域空間的重點(diǎn)功能，對(duì)其結(jié)構(gòu)組成、景觀連接度等性質(zhì)的適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出水域空間保護(hù)修復(fù)的指導(dǎo)意見和方案，促進(jìn)水域空間綜合功能的發(fā)揮。

3.4 水系整體連通性評(píng)價(jià)與恢復(fù)技術(shù)

目前對(duì)河流縱向連通性的評(píng)價(jià)和調(diào)控研究主要以單條河流作為基本的評(píng)價(jià)單元，以具體工程的過魚設(shè)施建設(shè)為重點(diǎn)恢復(fù)手段，而對(duì)河流連通性最為敏感的洄游魚類，其棲息范圍往往不局限于某一條具體河流，而是在整個(gè)流域水系內(nèi)遷徙，因此，對(duì)河流連通性的評(píng)價(jià)和調(diào)控宜以水系為單元進(jìn)行，一方面，需要研發(fā)水系整體連通性評(píng)價(jià)方法，對(duì)攔河建筑物造成的水系連通性降低程度進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)；另一方面，要在高效過魚設(shè)施建設(shè)運(yùn)行技術(shù)基礎(chǔ)上，研發(fā)流域干支流聯(lián)合調(diào)控、支流替代生境等水系整體連通性保護(hù)恢復(fù)技術(shù)。

3.5 水生態(tài)高效傳感設(shè)備與監(jiān)測評(píng)價(jià)技術(shù)

針對(duì)目前水生態(tài)監(jiān)測評(píng)價(jià)采樣難、周期長、效率低的問題，研發(fā)以仿真魚、水下機(jī)器人和人工智能為核心技術(shù)的水下綜合感知技術(shù)與設(shè)備，研發(fā)水生態(tài)“一桿通”高效采樣監(jiān)測設(shè)備，研究水質(zhì)生物檢測、eDNA等新型監(jiān)測評(píng)價(jià)技術(shù)，并不斷完善相應(yīng)的物種和基因數(shù)據(jù)庫，建立基于衛(wèi)星遙感、雷達(dá)、移動(dòng)設(shè)備的流域水資源、水環(huán)境、水生態(tài)“三水”智能感知技術(shù)體系，綜合現(xiàn)有河湖健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，提出適應(yīng)我國不同區(qū)域水生態(tài)特征的高效評(píng)價(jià)技術(shù)。

4 結(jié) 語

分析人類活動(dòng)對(duì)水資源系統(tǒng)在水量消耗、水污染排放、水空間擠占、水通道阻隔方面的影響，提出了以“量-質(zhì)-域-流-生”系統(tǒng)保護(hù)修復(fù)為核心的流域水資源保護(hù)新概念與內(nèi)涵，并對(duì)其重點(diǎn)工作和主要表征指標(biāo)進(jìn)行了闡述，梳理了尚需重點(diǎn)研究的若干關(guān)鍵技術(shù)。流域水資源保護(hù)秉承流域整體視角、系統(tǒng)治理思想和生態(tài)改善目標(biāo)，是傳統(tǒng)水資源保護(hù)工作的升級(jí)，可為水利事業(yè)改革發(fā)展注入新的活力，并將大力支撐生態(tài)文明、美麗中國建設(shè)等國家重大戰(zhàn)略。但是相關(guān)研究和實(shí)踐工作依然任重道遠(yuǎn)，需要不同領(lǐng)域不同專業(yè)人員共同努力推進(jìn)。

致謝：本文中人類活動(dòng)對(duì)水資源系統(tǒng)干擾部分的定量評(píng)價(jià)結(jié)果，屬于水利重大科技問題“保障水環(huán)境和水生態(tài)安全戰(zhàn)略研究”項(xiàng)目成果，由項(xiàng)目組成員共同完成，在此表示感謝。受篇幅限制，相關(guān)詳細(xì)評(píng)價(jià)過程未予以說明，如有需要，可與文章作者聯(lián)系。