面向新時期流域管理的控制單元劃分方法設(shè)計與應(yīng)用

鄧富亮，文宇立，李蘭暉，李中華，馬樂寬，林劍藝

（1.廈門理工學(xué)院計算機與信息工程學(xué)院，福建廈門 361024；2.生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院水生態(tài)環(huán)境規(guī)劃研究所，北京 100012；3.中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所，福建廈門 361021）

引言

控制單元是流域管理的空間基礎(chǔ)單元，也是我國流域水污染防治的空間基礎(chǔ)，在明晰責(zé)任主體、查準(zhǔn)污染成因、科學(xué)有效設(shè)計對策措施等方面具有重要作用[1]。2015 年，國務(wù)院發(fā)布的《水污染防治行動計劃》提出“研究建立流域水生態(tài)環(huán)境功能分區(qū)管理體系”[2]，而控制單元劃分是構(gòu)建該管理體系極為重要的環(huán)節(jié)。目前，中國水環(huán)境總體持續(xù)好轉(zhuǎn)，但部分流域水污染問題依然嚴(yán)重[3,4]，流域水生態(tài)環(huán)境管理與保護的任務(wù)仍然艱巨[5]。因此，針對新時期新要求，科學(xué)設(shè)計控制單元劃分技術(shù)方法，合理劃分控制單元對進一步深化中國流域分區(qū)分級分類管理以及促進流域水環(huán)境精準(zhǔn)、高效管理具有重要意義。

因管理模式和劃分依據(jù)等方面的不同，國家或地區(qū)之間流域管理分區(qū)的劃分技術(shù)方法及管理體系存在差異。基于生態(tài)環(huán)境空間分區(qū)的理念[6,7]，美國利用水文單元圖譜和匯水特征對流域水環(huán)境實施分級分類管理，率先建立了完整的（共6 級）最大日負荷總量（Total Maximum Daily Load，TMDL）管理體系[8]。該體系大致以2.2 萬個第5 級分區(qū)和16 萬個第6 級分區(qū)作為基本控制單元，為美國污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了有效的空間指導(dǎo)[9-11]。歐盟以地形學(xué)和生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)，按照流域或者流域地區(qū)將歐盟劃分為25 個生態(tài)分區(qū)，以支撐流域綜合水管理[12,13]。在中國，生態(tài)環(huán)境部門在“九五”時期引入控制單元理念，用于流域水污染防治[14]。隨后，為適應(yīng)中國的國情和實現(xiàn)水環(huán)境管理目標(biāo)，中國學(xué)者提出了流域管理理論和區(qū)域管理理論相結(jié)合的控制單元劃分方法[15-19]。經(jīng)過20多年的不斷發(fā)展與完善，兼顧自然匯水特征與行政管理需求的控制單元逐步在中國流域水環(huán)境管理工作中得到應(yīng)用和推廣[1,20-22]，到“十三五”時期，中國以1784 個控制單元為核心，建立了覆蓋全國的流域—水生態(tài)控制區(qū)—水環(huán)境控制單元的三級分區(qū)流域空間管控體系[1,14]。然而，在控制單元劃分過程中，存在忽視流域水環(huán)境的完整性與系統(tǒng)性等問題[23]，同時，考慮的流域水污染因素較少，以至于當(dāng)前中國流域管理與新時期生態(tài)環(huán)境保護需求存在明顯差距[1]。

新時期，中國流域管理工作的方向與重心已由以水環(huán)境質(zhì)量為核心的流域水污染防治轉(zhuǎn)向“三水”統(tǒng)籌的流域水生態(tài)環(huán)境保護，需要更加堅持“山水林田湖草沙”是一個生命共同體的理念，進一步強化落實流域系統(tǒng)治理，突出精準(zhǔn)、科學(xué)、依法治污[5]。這就要求控制單元劃分要在流域（區(qū)域）層面突出體現(xiàn)小流域的概念，以小流域內(nèi)具有重要價值的水體為對象，綜合考慮匯水邊界、行政區(qū)劃、污染物排放、水功能區(qū)、水資源、水環(huán)境、經(jīng)濟社會等多方面要素，注重小流域自然匯水特征的完整性，兼顧行政區(qū)域責(zé)任落實主體的明確性，以支撐具有重要價值水體的水生態(tài)環(huán)境保護及水功能開發(fā)利用為目標(biāo)來劃定空間范圍[5]。鑒于此，以往的控制單元劃分方法及劃分結(jié)果，已難以滿足新時期中國流域水環(huán)境管理工作的需求，亟須對控制單元劃分技術(shù)方法進行科學(xué)設(shè)計，并對全國重點流域重新劃分控制單元。

本文面向新時期關(guān)于“三水”統(tǒng)籌和“流域統(tǒng)籌、區(qū)域落實”的總體要求，以國控斷面為節(jié)點，重點銜接水功能區(qū)劃及排污口排查成果，設(shè)計一種新的控制單元劃分方法，并完成重點流域控制單元劃分工作。在此基礎(chǔ)上，進一步提出一種新的流域空間管控體系，并通過示例論證研究成果的可行性與適應(yīng)性。本文研究成果以期為推動流域管理科學(xué)化、精細化、差異化和“三水”統(tǒng)籌提供空間基礎(chǔ)和決策支持。

1 控制單元劃分的基本原則

為應(yīng)對新時期流域系統(tǒng)治理和精準(zhǔn)、科學(xué)、依法治污的流域管理工作需求，新時期控制單元劃分注重流域水環(huán)境的完整性與系統(tǒng)性，遵循以水定陸、厘清責(zé)任、有序銜接和突出重點4 項基本原則。

1.1 以水定陸原則

控制單元劃分的核心目的是保護和提升河流、湖庫生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，維持水體生態(tài)環(huán)境功能。水功能區(qū)是依據(jù)不同水體的主導(dǎo)功能劃定的河段、湖區(qū)等水域范圍，并根據(jù)其主導(dǎo)功能，明確其保護需求。為此，新時期控制單元劃分需要與水功能區(qū)有機整合，并以水功能區(qū)為基礎(chǔ)，根據(jù)河湖水系的自然匯水特征確定陸域匯流范圍，形成斷面的水陸結(jié)合匯水單元。

1.2 厘清責(zé)任原則

厘清各方責(zé)任是實現(xiàn)流域水環(huán)境精細化管理、保障相關(guān)政策落實和執(zhí)行的重要前提。首先，水質(zhì)監(jiān)控是流域管理厘清責(zé)任的關(guān)鍵措施?？刂茊卧膭澐謶?yīng)以水質(zhì)監(jiān)控點（國控斷面）為出口，并把控好河湖跨界、匯水口等重要生態(tài)環(huán)境節(jié)點。其次，為明晰流域水環(huán)境保護的責(zé)任主體，控制單元劃分應(yīng)以鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)劃為最小行政單位，即一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)劃只隸屬于一個控制單元，一個控制單元是由一個或多個具有相似/相近匯水特征或排污去向的鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)劃組成。

1.3 有序銜接原則

控制單元劃分將充分利用好“十三五”水功能區(qū)劃和多級水文單元等相關(guān)空間劃分成果，有效服務(wù)于水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提升和生態(tài)環(huán)境功能維護，保障流域水生態(tài)環(huán)境空間管控順利推進。此外，應(yīng)繼續(xù)堅持“十三五”控制單元劃分中好的經(jīng)驗做法，如有效銜接流域自然匯流特征和水資源三級分區(qū)，充分結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)劃與流域管理，綜合考慮污染源分布、社會經(jīng)濟、土地利用等因素[16]。

1.4 突出重點原則

控制單元劃分涉及上下游、左右岸、干支流等水系水流和水生態(tài)系統(tǒng)特征，污染源分布、排污口分布、土地利用、行政區(qū)劃等人類社會活動影響因素，以及水利工程、社會經(jīng)濟、水功能區(qū)、人文風(fēng)俗、流域管理、行政區(qū)管理等其他要素，是一個復(fù)雜的巨系統(tǒng)，很難得到一個符合所有約束條件的方案。為此，新時期需要充分考慮可操作性，重點考慮匯水特征等流域管理要素以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃、排污口設(shè)置等行政管理要素。

2 主要數(shù)據(jù)來源

本文使用的數(shù)據(jù)主要包含河流、湖泊、水庫、行政區(qū)劃、水功能區(qū)、多級水文單元等線、面矢量數(shù)據(jù)以及國控斷面和排污口等點位矢量數(shù)據(jù)。中國河流、湖泊和水庫空間數(shù)據(jù)來源于第一次水利普查成果，包括流域面積50km2以上河流45 203 條，常年水面面積1 km2及以上湖泊2865 個，水庫98 002 座。中國省、市、縣級行政區(qū)邊界來源于全國地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)劃邊界數(shù)據(jù)根據(jù)自然資源部第三次國土調(diào)查成果和民政部2020 年中華人民共和國行政區(qū)劃代碼數(shù)據(jù)，進行校核并拓撲重建。中國水功能區(qū)數(shù)據(jù)來源于水利部《全國重要江河湖泊水功能區(qū)劃（2011—2030）》成果，其中一級水功能區(qū)分為保護區(qū)、保留區(qū)、開發(fā)利用區(qū)和緩沖區(qū)4 類，總計2888個；二級水功能區(qū)由開發(fā)利用區(qū)進一步細化產(chǎn)生，細分為飲用水水源區(qū)、工業(yè)用水區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)、景觀娛樂用水區(qū)、過渡區(qū)、排污控制區(qū)7類，總計2738 個。多級水文單元數(shù)據(jù)來源于作者團隊“十三五”時期完成的6 個等級的水文單元劃分成果[16,24]。中國“十四五”時期國控斷面數(shù)據(jù)來源于生態(tài)環(huán)境部“十四五”國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)設(shè)置方案，共計3646 個斷面，其中河流型斷面3292 個、湖庫型斷面354 個。中國排污口數(shù)據(jù)來源于各地污染源調(diào)查研究成果，主要包括排污口的地理位置、排污量、氨氮、總氮、總磷、化學(xué)需氧量等指標(biāo)數(shù)據(jù)。

3 控制單元劃分方法流程與關(guān)鍵技術(shù)

3.1 方法流程

根據(jù)上述控制單元劃分的基本原則，以流域管理理論和區(qū)域管理理論為基礎(chǔ)，綜合考慮匯水邊界、行政區(qū)劃、污染物排放和水功能區(qū)等多方面要素，注重小流域自然匯水特征的完整性和系統(tǒng)性，并顧及行政區(qū)域責(zé)任落實主體。劃分技術(shù)流程主要包括國控斷面設(shè)置、斷面控制單元劃分和流域控制單元劃分3 個關(guān)鍵步驟，如圖1 所示。

圖1 控制單元劃分技術(shù)流程

首先，國控斷面設(shè)置是指從國家層面選取或設(shè)置采樣斷面，一般能夠真實反映地表水生態(tài)環(huán)境狀況與重要江河湖泊水體功能保障情況，厘清水生態(tài)環(huán)境保護責(zé)任。國控斷面是下一步斷面控制單元劃分的重要節(jié)點，也是后續(xù)實施流域空間管控的重要手段。本文以《“十四五”國家空氣、地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)設(shè)置方案》確定的國控斷面為依據(jù)，進行控制單元劃分。有關(guān)國控斷面設(shè)置的方法流程及關(guān)鍵技術(shù)本文不做贅述。

其次，斷面控制單元劃分是指以國控斷面為節(jié)點，根據(jù)地表水自然匯流特征、污染源分布、排污去向、行政區(qū)劃等多元要素劃定空間范圍的過程。斷面控制單元主要用以識別因污染物排放影響國控斷面水環(huán)境質(zhì)量的行政區(qū)劃主體，分解復(fù)雜的流域水生態(tài)環(huán)境問題，確保具體的流域管理措施和政策能夠有效實施和落實。斷面控制單元是下一步流域控制單元劃分的空間基礎(chǔ)單元。

最后，流域控制單元劃分是指以流域（區(qū)域）層面具有重要價值的水體為對象，在注重流域自然匯水特征的完整性與系統(tǒng)性、兼顧行政區(qū)域責(zé)任落實主體明確性的情況下，支撐重要價值水體水生態(tài)環(huán)境保護及水功能開發(fā)利用劃定空間范圍的過程。流域控制單元更加突出體現(xiàn)流域的概念，是國家層面按流域?qū)嵤┫到y(tǒng)監(jiān)督管理的空間載體。

3.2 斷面控制單元劃分

斷面控制單元是以控制斷面為節(jié)點，充分利用多級水文單元劃分成果[16]，銜接鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃，將流向同一國控斷面的所有水文單元合并形成的空間范圍，是下一步劃分流域控制單元的基礎(chǔ)。下面以滑石電站國控斷面為例，如圖2 所示，介紹斷面控制單元劃分的六個關(guān)鍵技術(shù)步驟。

圖2 滑石電站斷面匯水特征示意

步驟一：在“十三五”時期多級水文單元劃分成果的基礎(chǔ)上，以“十四五”時期設(shè)置的國控斷面為節(jié)點，對國控斷面、水體及多級水文單元的空間包含和水系匯流關(guān)系進行分析，確定匯流至各國控斷面的所有水文單元，即斷面對應(yīng)的水文單元。匯流至滑石電站國控斷面的水體及多級水文單元，包括1 個5 級水文單元和18 個6 級水文單元。

步驟二：基于地方水文數(shù)據(jù)、水利設(shè)施、匯流特征、地表特征等諸多因素，通過管理經(jīng)驗、實地驗證、專家判斷等方式，定性論證前述步驟劃分結(jié)果的準(zhǔn)確性。在優(yōu)先考慮斷面對應(yīng)的水文單元范圍內(nèi)水系完整性的前提下，結(jié)合地方管理經(jīng)驗和專家意見，調(diào)整和修改不合理的斷面與水文單元對應(yīng)關(guān)系。

步驟三：通過空間分析技術(shù)，分別建立排污口與斷面和鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃的空間關(guān)聯(lián)關(guān)系。主要是通過斷面對應(yīng)的水文單元合并區(qū)域，明確排污口排向的斷面和排污口隸屬的鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃。原則上，一個排污口只能排向一個斷面，同時也只能隸屬于一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)劃。圖3a 為與滑石電站斷面空間關(guān)聯(lián)的排污口，圖3b 為與所有排污口空間關(guān)聯(lián)的大有、天馬等14 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)劃。

步驟四：基于排污口與水體水質(zhì)的輸入響應(yīng)關(guān)系，建立鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃與斷面的污染對應(yīng)關(guān)系。以步驟三成果為基礎(chǔ)，進一步通過排污口溯源分析和排污去向分析，明確相關(guān)鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃與國控斷面的污染對應(yīng)關(guān)系。原則上，一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃只能對應(yīng)一個斷面，而一個斷面可以管控多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)劃。如圖3c 所示，建立上述14 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)劃與滑石電站斷面的污染對應(yīng)關(guān)系。

步驟五：合并污染對應(yīng)關(guān)系屬于同一個斷面的所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)劃，形成斷面控制單元。如圖3d 所示，通過空間合并分析技術(shù)，將上述14 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)劃的區(qū)域范圍進行合并，形成滑石電站斷面的斷面控制單元。

圖3 斷面控制單元劃分技術(shù)流程示意

步驟六：對劃分的斷面控制單元進行合理性評價分析。從斷面控制單元劃分流程可以看出，鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政單位是最小組成單位，也是具體落實流域管理責(zé)任最基層的行政主體。因此科學(xué)、合理地判定一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政單位與某一斷面的對應(yīng)關(guān)系至關(guān)重要。除考慮排污口污染來源和排污去向外，合理性評價還需綜合考慮人工設(shè)施、斷面特征、水功能區(qū)特征和污染物轉(zhuǎn)運等諸多因素，厘清一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政單位區(qū)域范圍內(nèi)現(xiàn)階段污染源排放與水體水質(zhì)的輸入響應(yīng)關(guān)系，最終明確其所屬斷面控制單元。對于涉及斷面控制單元劃分不合理的鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政單位，結(jié)合國家和地方管理需要與實際情況進行調(diào)整，直至形成最合理的斷面控制單元劃分方案。

3.3 流域控制單元劃分

以往斷面控制單元是體現(xiàn)自然匯水特征與行政管理需求，以控制斷面為節(jié)點，統(tǒng)籌流域、行政區(qū)域、控制斷面、污染源等諸多要素而劃定的空間管理單元。作為實施流域水污染防治的空間基礎(chǔ)單元，其劃分的目的是為實現(xiàn)水環(huán)境精細化管理提供技術(shù)支撐[1,22,25]。然而，斷面控制單元的功能定位已無法很好地適應(yīng)新時期流域管理的要求[14]，因此，在以往斷面控制單元研究成果的基礎(chǔ)上，本文提出流域控制單元的概念。

流域控制單元是指以流域（區(qū)域）層面具有重要價值的水體為對象，在注重流域自然匯水特征的完整性與系統(tǒng)性和兼顧行政區(qū)域責(zé)任落實主體明確性的情況下，支撐水生態(tài)環(huán)境保護及水功能開發(fā)利用的空間范圍。流域控制單元更加突出體現(xiàn)流域整體性、系統(tǒng)性的理念，是國家層面按流域?qū)嵤┍O(jiān)督管理的空間載體。下面以桑干河流域為例，系統(tǒng)地介紹流域控制單元劃分關(guān)鍵技術(shù)的四個步驟。

步驟一：將位于同一水體的斷面控制單元進行合并，得到一個水體（一條/段河流或一個湖庫）對應(yīng)的由行政區(qū)劃組成的獨立空間地理單元。如圖4a 和圖4b 所示，都位于桑干河干流的6 個斷面控制單元被合并為一個空間地理單元，都位于支流壺流河的2 個斷面控制單元被合并為一個空間地理單元，分別位于支流——源子河和渾河的斷面控制單元各自形成獨立的空間地理單元。

步驟二：為便于各級政府和部門落實流域管理責(zé)任，用省級行政區(qū)劃邊界對上述空間地理單元進行空間裁剪分析，得到不跨省級行政區(qū)劃范圍的空間地理單元，如圖4c 所示，以山西省與河北省省界為界，將跨界的桑干河和壺流河相關(guān)空間地理單元各自進行拆分。

步驟三：從流域完整性與系統(tǒng)性考慮，對上述空間地理單元進行空間合并分析，主要是將未設(shè)置國控斷面、孤立或規(guī)模較?。ɑ蜻^于破碎化）的空間地理單元合并至相鄰的較大的空間地理單元，形成流域控制單元。如圖4d 所示，以省界為界拆分后位于壺流河的兩個獨立空間地理單元被合并，形成壺流河流域控制單元。在此過程中，桑干河流域最終被劃分為上下游兩個獨立的流域控制單元，分為桑干河（山西）流域控制單元（上游）和桑干河（河北）流域控制單元（下游）。另外，位于源子河和渾河的空間地理單元因規(guī)模較小，過于破碎，被合并至桑干河（山西）流域控制單元。最終，桑干河流域被劃分為桑干河（山西）、桑干河（河北）和壺流河（山西—河北）3 個流域控制單元。

圖4 流域控制單元劃分技術(shù)流程示意

步驟四：建立流域控制單元與中國十大流域（水資源一級分區(qū)）的空間關(guān)系，明確流域控制單元所屬水資源一級分區(qū)。根據(jù)第一次水利普查成果，以流域控制單元內(nèi)等級最低水體所屬的水資源一級分區(qū)，按照中國十大流域?qū)α饔蚩刂茊卧M行分類。例如，桑干河流域控制單元內(nèi)包含桑干河、源子河和渾河等主要河流，其中桑干河為永定河上游干流，河流等級最低，其所屬水資源一級分區(qū)為海河區(qū)，為此，桑干河流域控制單元歸屬于海河流域。

4 全國流域管理的控制單元劃分成果

基于國控斷面設(shè)置方案，將全國重點流域劃分為3442 個斷面控制單元（表1）。從劃分結(jié)果來看，最小的單元面積為6.85 km2，最大的單元面積為311 749.57 km2，單元平均面積為2759.79 km2；部分?jǐn)嗝婵刂茊卧? 個及以上的國控斷面，這主要是因為一方面部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)置了2 個及以上的國控斷面，另一方面為避免空間劃分結(jié)果破碎化，部分單元合并了相鄰孤立、較小斷面控制單元。在斷面控制單元劃分成果的基礎(chǔ)上，進一步將重點流域劃分為822 個流域控制單元，重點管控2227 個/段水體。

表1 分流域控制單元劃分成果信息統(tǒng)計表 單位：個

從劃分成果空間分布情況來看，國控斷面、斷面控制單元及流域控制單元的數(shù)量以長江流域最多，其次為珠江流域。黃河流域因下游較長河段為地上懸河，上游區(qū)域多為社會經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，流域內(nèi)國控斷面及控制單元數(shù)量相對較少。

與“九五”至“十三五”時期相比，本文控制單元劃分成果主要有以下三個方面的優(yōu)化：①將以前以國控斷面為節(jié)點劃分的控制單元定義為斷面控制單元，首次提出了流域控制單元的概念。斷面控制單元主要為支持水污染防治階段流域管理的需求，而流域控制單元則主要為支持“三水”統(tǒng)籌階段流域管理的需求。②在劃分過程中，首次將水功能區(qū)作為國控斷面設(shè)置的重要考慮因素，與斷面控制單元劃分進行融合。同時，將最新的第二次全國污染源普查成果數(shù)據(jù)和各地入河排污口調(diào)查數(shù)據(jù)作為重要參考依據(jù)，使劃分的斷面控制單元范圍更加科學(xué)合理。③在控制單元劃分過程中，對劃分方法體系和空間管控體系進行統(tǒng)籌考慮，初步構(gòu)建了新時期流域空間管控體系，進一步明確了流域管理中各層級空間要素的作用。

5 成果分析及新時期流域空間管控體系構(gòu)建

5.1 控制單元特點及作用分析

本文以釜溪河流域控制單元為例，分析控制單元的特點及作用。釜溪河為長江流域沱江下游右岸的支流，上游分為東源威遠河和西源旭水河，其中威遠河較長，一般以威遠河為上游干流。釜溪河流域面積3175.37 km2，干流河長約為190 km，主要支流包括旭水河、長灘河、鎮(zhèn)溪河等21 條，布設(shè)了宋渡大橋、碳研所、廖家堰、葫蘆口水庫和葉家灘5 個國控斷面，如圖5a 所示。

圖5 釜溪河流域控制單元示例

（1）明確了流域水環(huán)境管理責(zé)任主體。流域控制單元空間范圍內(nèi)涉及的各級政府均為流域控制單元水環(huán)境管理的責(zé)任主體。國家層面可根據(jù)流域空間劃分成果，逐級細化落實流域控制單元責(zé)任。如圖5b 所示，在省級層面，釜溪河流域控制單元位于四川省境內(nèi)，為此其省級流域水環(huán)境管理責(zé)任主體應(yīng)為四川??；在市級及以下層面，單元涉及內(nèi)江市和自貢市2個市級行政區(qū)劃單位，威遠縣、沿灘區(qū)等8 個縣級行政區(qū)劃，朝陽鎮(zhèn)、凌家鎮(zhèn)等68 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政區(qū)劃，上述市、縣（區(qū)）、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）等政府均應(yīng)列為釜溪河流域控制單元水環(huán)境管理責(zé)任主體。其中，宋渡大橋、碳研所、葉家灘3 個斷面責(zé)任主體為自貢市，廖家堰和葫蘆口水庫2 個斷面責(zé)任主體為內(nèi)江市。具體到各級流域問題需要在各級行政區(qū)域?qū)用娼鉀Q時，按照行政區(qū)劃分級體系，可以明確地將具體的目標(biāo)、任務(wù)、項目、責(zé)任等落實到市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)各級地方行政主體。釜溪河流域控制單元責(zé)任主體劃分如表2 所示。

表2 釜溪河流域控制單元責(zé)任主體

（2）初步對水功能區(qū)與控制單元進行了整合。在新時期，為落實好、承接好國家機構(gòu)職能的調(diào)整，需要對水功能區(qū)與控制單元進行整合，打通岸上和水里，實現(xiàn)水陸統(tǒng)籌[25]。本文根據(jù)相關(guān)工作基礎(chǔ)和時序進度要求，對此進行了初步探索。在國控斷面設(shè)置時，對水功能區(qū)監(jiān)測斷面和水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測斷面進行了優(yōu)化整合，兼顧考慮斷面設(shè)置的經(jīng)濟可行性和達標(biāo)性。如圖5c 所示，釜溪河流域包含了5 個一級水功能區(qū)和6 個二級水功能區(qū)，優(yōu)化整合了釜溪河流域水功能區(qū)水質(zhì)代表斷面。針對一級水功能區(qū)，葉家灘斷面主要控制旭水河上游雙溪水庫飲用水保護區(qū)和自貢保留區(qū)，葫蘆口水庫斷面主要控制釜溪河長葫水庫飲用水保護區(qū)，廖家堰斷面主要控制釜溪河威遠、自貢保留區(qū)，宋渡大橋主要控制釜溪河自貢保留區(qū)。針對二級水功能區(qū)，碳研所斷面主要控制旭水河自貢貢井區(qū)景觀和工業(yè)用水區(qū)、自貢重灘堰飲用水源區(qū)、釜溪河自貢雙塘排污控制區(qū)、自貢自流井區(qū)景觀和工業(yè)用水區(qū)以及自貢麻柳灣景觀和工業(yè)用水區(qū)；而宋渡大橋斷面主要控制釜溪河自貢唐家壩過渡區(qū)。

（3）厘清了污染源—排污口—斷面水質(zhì)的響應(yīng)關(guān)系?？刂茊卧獎澐值囊粋€主要目的是推進流域網(wǎng)格化、精細化管理，為此，需要建設(shè)基于控制單元的水環(huán)境空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫[3]。本文控制單元劃分時充分考慮了污染源和排污口等數(shù)據(jù)。如圖5d 所示，釜溪河流域控制單元內(nèi)分布著278 個入河排污口，每一個入河排污口都包含受納水體、入河方式、地理坐標(biāo)、排污規(guī)模、排污類型、排污單位和所在地區(qū)區(qū)劃代碼等信息，通過這些信息，針對各級河流，都可以方便快捷地厘清污染源—排污口—斷面水質(zhì)的響應(yīng)關(guān)系。在日常監(jiān)管中，當(dāng)流域水體水質(zhì)出現(xiàn)問題時，結(jié)合排污口實時排污監(jiān)測數(shù)據(jù)和企業(yè)實時排污監(jiān)測數(shù)據(jù)，能夠快速地溯源水體污染來源、污染時間、排污單位、責(zé)任主體等，大幅提升流域水污染防治的時效性和準(zhǔn)確性。

5.2 新時期流域空間管控體系構(gòu)建

隨著中國地表水環(huán)境質(zhì)量顯著改善及群眾對水生態(tài)環(huán)境需求的不斷提高，新時期中國流域水環(huán)境管理工作將步入水環(huán)境、水資源、水生態(tài)的“三水”統(tǒng)籌推進階段。鑒于此，根據(jù)以上對控制單元的特點及作用分析，本文構(gòu)建了如圖6 所示的新時期流域空間管控體系，該體系包含流域—流域控制單元—斷面控制單元—控制斷面—水功能區(qū)5 個層級逐步細化的流域管理空間要素，以下分析該體系將如何有效促進各項流域管理措施落地。

圖6 新時期流域空間管控體系示意

水環(huán)境和水資源兩類指標(biāo)分別由生態(tài)環(huán)境部門和水利部門負責(zé)，已有較好的監(jiān)管基礎(chǔ)和較強的監(jiān)測等基礎(chǔ)能力，應(yīng)考慮進一步深化細化，在更加精細的空間層面開展工作。流域控制單元應(yīng)統(tǒng)領(lǐng)其范圍內(nèi)各個斷面控制單元、控制斷面的目標(biāo)設(shè)定，將流域控制單元作為一個系統(tǒng)，單元內(nèi)水體終點斷面作為系統(tǒng)出口，由此逐級向上游推導(dǎo)干支流、上下游、左右岸的水環(huán)境、水資源目標(biāo)要求，將大幅提高目標(biāo)指標(biāo)設(shè)置的科學(xué)性，避免出現(xiàn)上游水質(zhì)目標(biāo)低于下游的情況。根據(jù)上述流域水生態(tài)環(huán)境保護的新格局和新思路，斷面控制單元是以控制斷面為節(jié)點、落實水環(huán)境質(zhì)量和水資源等目標(biāo)的基礎(chǔ)空間載體。其中，水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)應(yīng)以水功能區(qū)的主導(dǎo)功能為導(dǎo)向，同時兼顧水質(zhì)反退化的要求，針對各控制斷面逐一確定；水資源目標(biāo)以生態(tài)流量為核心，優(yōu)先可參照水利部門常用的7Q10 法①7Q10 法是常用的一種計算生態(tài)流量的水文學(xué)方法，它是美國考慮水質(zhì)因素確定河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水的方法，即采用90%保證率最枯連續(xù)7 天的平均流量作為河流最小流量設(shè)計值。、濕周法等方法，針對各控制斷面逐一確定最低保障目標(biāo)（生態(tài)基流）。通過上下游控制斷面水環(huán)境和水資源狀況的分析，能夠快速查清存在水環(huán)境和水資源問題的斷面控制單元，結(jié)合污染源和用水戶清單，能夠更科學(xué)地提出應(yīng)對措施，明確責(zé)任主體，更高效地改善水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

對于水生態(tài)指標(biāo)來講，一方面，水生態(tài)指標(biāo)，諸如河湖生態(tài)緩沖帶長度、濕地面積、水源涵養(yǎng)區(qū)面積、生物完整性指數(shù)等指標(biāo)，通常是為了保護修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)，適用于相對較大尺度的空間，以完整的河流、湖庫為對象開展實施；另一方面，國家和地方自然資源（林草局）、住建（城市區(qū)域）、水利等多個部門均開展了很多有益的實踐，但是工作較為分散，職權(quán)并不明晰，缺乏統(tǒng)一的監(jiān)測、統(tǒng)計等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，工作基礎(chǔ)相對薄弱。針對上述兩個特點，新時期，水生態(tài)相關(guān)工作宜在較大的空間尺度上穩(wěn)步有序推進，具體工作目標(biāo)可選取部分有需求、有條件的流域控制單元具體落實，統(tǒng)籌系統(tǒng)設(shè)置河湖生態(tài)緩沖帶比例、濕地面積比例、水源涵養(yǎng)區(qū)比例及水生態(tài)系統(tǒng)完整性指數(shù)等指標(biāo)及目標(biāo)要求。

在此基礎(chǔ)上，可選擇有條件的斷面控制單元，研究建立污染排放—水質(zhì)—水資源之間的耦合關(guān)系以及水生態(tài)系統(tǒng)—水質(zhì)—水資源之間的耦合關(guān)系，推動建立“三水”系統(tǒng)耦合的目標(biāo)指標(biāo)體系。其中，基于污染排放—水質(zhì)—水資源的耦合關(guān)系的目標(biāo)體系，可考慮開展設(shè)置浮動的污染物濃度目標(biāo)試點工作，不再以斷面水質(zhì)類別作為考核依據(jù)，采用相關(guān)模型的測算結(jié)果為依據(jù)，設(shè)置不同流量（水量）情況下的污染物濃度值作為目標(biāo)。這一目標(biāo)體系的建立，將進一步提升流域水環(huán)境質(zhì)量管理的精準(zhǔn)性和科學(xué)性?；谒鷳B(tài)系統(tǒng)—水質(zhì)—水資源的耦合關(guān)系的目標(biāo)體系，重點針對有特殊水生物種保護需求流域控制單元內(nèi)的斷面控制單元，根據(jù)生物及其相關(guān)食物鏈物種保護的水質(zhì)、水量需求，設(shè)置斷面的水環(huán)境、水資源目標(biāo)。

綜上，新時期流域空間管控體系的建立，構(gòu)建了點面結(jié)合（控制斷面、斷面控制單元）控質(zhì)量（水環(huán)境質(zhì)量），線面結(jié)合（水功能區(qū)、斷面控制單元）保流量，以面（流域控制單元）維護生態(tài)系統(tǒng)的新的流域水生態(tài)環(huán)境保護格局和思路。

6 結(jié)論

自“九五”以來，實施以控制單元為基礎(chǔ)的流域水環(huán)境分區(qū)管理被證明是我國流域管理的最佳管理實踐之一。在新時期，國家層面對控制單元的功能定位提出了要突出小流域內(nèi)有重要價值水體的需求，本文在融合多年來控制單元豐富研究成果的基礎(chǔ)上，設(shè)計提出了新時期流域管理的控制單元劃分的基本原則、方法流程和關(guān)鍵技術(shù)，依據(jù)“十四五”國控斷面設(shè)置方案，本文將全國重點流域劃分為3442 個斷面控制單元和822 個流域控制單元。與以往劃分結(jié)果相比，本結(jié)果更加注重流域水環(huán)境的完整性與系統(tǒng)性?；趧澐殖晒?，本文進一步構(gòu)建了新時期流域空間管控體系，該體系包含了流域—流域控制單元—斷面控制單元—控制斷面—水功能區(qū)5 個層級逐步細化的流域管理空間要素。通過對控制單元的特點與作用進行分析，說明本文控制單元劃分成果可以科學(xué)、合理地反映流域水環(huán)境情況，針對新時期流域管理突出了有重要價值水體的要求，厘清了各層級區(qū)域落實責(zé)任主體。同時，通過分析也可以看出，新的流域空間管控體系能夠有效促進各項流域水環(huán)境管理措施落地。本文研究成果將有助于水環(huán)境問題診斷、容量總量分配、排污許可管理、污染源—水質(zhì)響應(yīng)分析等水環(huán)境管理更加科學(xué)化、精細化、差異化，并為“三水”統(tǒng)籌提供決策支持。