王光輝，王新偉，劉 輝

（1.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省水資源與水環(huán)境重點實驗室，山東 濟(jì)南 250014；3.中國城市建設(shè)研究院有限公司山東分院，山東 濟(jì)南 250100）

水利流域按照《小流域劃分及編碼規(guī)范（SL653-2013）》流域面積劃分，小流域的面積一般劃定為3~50 km2。流域內(nèi)水環(huán)境一般包括自然水環(huán)境與人工改造水環(huán)境，水環(huán)境的好與壞是反映水資源的可利用程度、防御水害的能力以及社會進(jìn)步的程度，流域水環(huán)境反應(yīng)自然水環(huán)境和社會水環(huán)境。自然水環(huán)境包括降雨所產(chǎn)生的地面徑流、水生態(tài)和水利空間；而社會水環(huán)境因素則是包括水安全和水景觀。水環(huán)境規(guī)劃的目的是保護(hù)和利用自然和社會水環(huán)境要素，即徑流利用、水生態(tài)保護(hù)、水空間利用、水安全控制和水景觀利用。旨在通過保護(hù)、改善和利用各種水資源來滿足人類的生產(chǎn)活動，從而達(dá)到社會可持續(xù)發(fā)展的目的。流域水環(huán)境的規(guī)劃與治理是一個綜合的、多因素、多功能的，是自然生態(tài)與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展相互促進(jìn)的建設(shè)內(nèi)容，在規(guī)劃治理過程中即要保證自然資源的合理利用，又要保持其有可持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)大推動力。社會經(jīng)濟(jì)、自然環(huán)境的多樣性致使流域內(nèi)的水環(huán)境污染與防治措施也很難有一個統(tǒng)一的治理途徑。

在進(jìn)行治理規(guī)劃時，應(yīng)充分調(diào)查研究區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向、產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和規(guī)模等，并預(yù)測和分析區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量與社會經(jīng)濟(jì)和工業(yè)發(fā)展的關(guān)系。重點是預(yù)測水污染負(fù)荷增長與污染控制之間的平衡和水污染趨勢，并詳細(xì)描述預(yù)測措施和成果。規(guī)劃制定符合當(dāng)?shù)貙嶋H情況的預(yù)測模型，設(shè)計出技術(shù)措施與工程措施。要將區(qū)域中的山、水、林、田、草、耕等自然因素一并考慮，計算各水環(huán)境功能區(qū)的水污染排放總量，并預(yù)測發(fā)展趨勢，科學(xué)合理制定治理預(yù)案。

1 社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與水環(huán)境的關(guān)系

1.1 確立水環(huán)境承載力的核心理念

承載力概念自引入生態(tài)學(xué)以來不斷演化發(fā)展，反映了人類社會對自然認(rèn)識的深化。生態(tài)承載力表達(dá)了資源環(huán)境的供給和容納能力與社會經(jīng)濟(jì)活動可持續(xù)強(qiáng)度之間的平衡。覆蓋的技術(shù)意義是在保證現(xiàn)有資源合理開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)發(fā)展的前提下，在特定的流域內(nèi)可持續(xù)的人口承載力、經(jīng)濟(jì)開發(fā)強(qiáng)度和社會總量的容量限值，所以在水環(huán)境區(qū)域規(guī)劃治理過程中，必須確立環(huán)境承載力這個核心理念。

1.2 流域水環(huán)境容量與污染物平衡控制

流域水環(huán)境的主要載體是地表水體，它涵蓋地表各類形式存在的水面積。水體具有納污功能，水體納污能力的大小取決于水體自凈能力，當(dāng)納入的污染物量小于水體自凈騰出的容量時，水體就處于環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)之中，因此引出了水環(huán)境控制污染量—水環(huán)境容量。

流域內(nèi)水環(huán)境容量是指在自然或者人工干預(yù)狀態(tài)下，保證水體使用功能不被破壞而能容納的污染物在規(guī)定的環(huán)境目標(biāo)狀態(tài)下的總和。根據(jù)區(qū)域水環(huán)境容量的有限空間就可以嚴(yán)格測算，在可控的條件下接納一部分污染物，并使這些污染物在水體環(huán)境中得以消除。但在規(guī)劃時應(yīng)設(shè)計好向水體排放污染物的時間、地點及合適的方式，技術(shù)控制方案以及行政管理手段。一是要制訂出經(jīng)濟(jì)有效的污染控制方案，確定環(huán)境凈化與人工處理的比例與標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)確保排入環(huán)境水體的污染物滿足水環(huán)境容量的要求。如果已采取的工程處理措施費(fèi)用達(dá)到經(jīng)濟(jì)所能忍受的極限時，就應(yīng)考慮調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從而調(diào)整產(chǎn)污量；二是要規(guī)范企業(yè)最大排污量，實行排污許可證制度。

平衡一個流域污染物的產(chǎn)生與消解關(guān)系，在規(guī)劃治理過程中的控制依據(jù)一般采用如下平衡關(guān)系式表示：

式中：Wr、WZ、Wc和WZ分別為環(huán)境允許最大污染承載量、污染物環(huán)境自凈消減量、流域內(nèi)總產(chǎn)污量和流域需要人工消減量。在規(guī)劃過程中一定要保證此式的動態(tài)平衡。

1.3 流域污染控制的宏觀管理

我國實施水污染防治措施是區(qū)域水污染總量控制，實現(xiàn)總量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是總量初次分配，總量是指流域內(nèi)所有產(chǎn)污過程的總和，包括面源、點源及不確定源。目前，我國排污總量指標(biāo)以排污許可證的方式向排污者進(jìn)行初次分配。為了精準(zhǔn)掌握、科學(xué)合理地確定水污染物總量的初次分配方案，需要多部門、多學(xué)科共同確定流域工業(yè)污染治理宏觀管理措施，在保證總量控制目標(biāo)下，兼顧地方經(jīng)濟(jì)社會效益和管理成本。

目前，在我國水流域水環(huán)境治理規(guī)劃中，大多是以控制單元為基礎(chǔ)，結(jié)合當(dāng)前主要水污染物總量分配原則，提出一套綜合考慮點源面源產(chǎn)出和人為消減、環(huán)境消解的關(guān)系，通過總體環(huán)境生態(tài)評價，形成包括山、水、林、田、湖、草、耕等的生態(tài)系統(tǒng)。排污管理指標(biāo)再結(jié)合不同的行業(yè)特點和社會經(jīng)濟(jì)權(quán)重來確定。在確定流域生態(tài)安全目標(biāo)前提下，進(jìn)一步調(diào)整地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，合理計算出區(qū)域生態(tài)環(huán)境控制參數(shù)值，就可以建立污染負(fù)荷分配構(gòu)成模型。目前大多借用以美國TMDL 模型為基本依據(jù)，其方法為：

式中：總允許污染負(fù)荷TMDL可分解為允許的現(xiàn)存和未來點源的污染負(fù)荷（WLA）、允許的現(xiàn)存和未來非點源的污染負(fù)荷（LA）和安全臨界值（MOS）；MOS 主要指關(guān)于污染物質(zhì)與受納水體水質(zhì)之間關(guān)系的不確定數(shù)量。

“MOS”值在一定的時段內(nèi)會保持一定的恒定量，但在不同的社會經(jīng)濟(jì)變動、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、自然環(huán)境改等因素影響下會有很大的變化。在規(guī)劃過程中，如何長時期保證此項在安全范圍內(nèi)需要做很大的工作。目前，可以根據(jù)流域內(nèi)已發(fā)生的數(shù)據(jù)，以及產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、水文氣象規(guī)律、預(yù)留一定比例的可分配負(fù)荷不參與負(fù)荷分配，作為不可預(yù)見負(fù)荷或者條件改變，如計算污染物控制水平等，作為安全臨界值。

2 流域內(nèi)水體功能及水質(zhì)控制

2.1 流域水系特點分析

目前人們規(guī)劃治理的水環(huán)境多指地表水系。小流域地表水體在水生態(tài)系統(tǒng)中的自然表現(xiàn)就是濕地，水體環(huán)境功能是以濕地所表現(xiàn)的功能而被規(guī)劃、保護(hù)、利用的。規(guī)劃過程要根據(jù)污染物的排入與水體環(huán)境自凈消減平衡及水質(zhì)目標(biāo)綜合分析，摸清當(dāng)?shù)厮w特征、污染物特征，要確保達(dá)到水功能區(qū)的水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)條件下要求的污染負(fù)荷量。在特定的條件下，水體水環(huán)境容量的大小與水系流速、岸邊生態(tài)、植物多樣性、河道工程、自動充氧能力等有關(guān)。區(qū)域水環(huán)境規(guī)劃、利用要摸清水系特征。一般的有如下幾個方面：流域降雨特性、徑流量及對徑流量的控制能力；區(qū)域水量平衡，包括降雨、蒸發(fā)等；河道的水動能特性，包括彎曲系數(shù)、生態(tài)水位線、駁岸狀態(tài)等；水體生態(tài)環(huán)境，包括生物多樣性；水域面積系數(shù)，包括淺灘與水泡面積比例等；排、灌設(shè)置狀況等水域特征都對水環(huán)境承載能力有很大的影響。

2.2 流域水量平衡與水環(huán)境需水量管理規(guī)劃

水環(huán)境治理主要的是要保證水量平衡與污染物平衡，或者稱水量安全與水質(zhì)安全。如此，流域水環(huán)境生態(tài)才能健康發(fā)展。流域的基本生態(tài)水量與生態(tài)水環(huán)境容量（W），一般采用下式計算：

式中：CS和C0分別表示水體控制水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和進(jìn)入水體污染物濃度；V 表示環(huán)境水體量；K為水體消減系數(shù)；ΔT 為計算時段；q 為水體流量。

從公式（3）來看，前后兩項是流域進(jìn)出平衡計算項，而中間則是流域污染物消減過程，式中3個參數(shù)中“K”是消減系數(shù)，是與水體綜合良性生態(tài)有關(guān)的參數(shù)；“V”也就是流域內(nèi)保留的水體量，可以看出數(shù)值越大，環(huán)境水體對于污染物的消減量就越大。為此，在流域規(guī)劃與治理時，除了提高水體的生態(tài)環(huán)境消解系數(shù)外，要盡量保持流域內(nèi)應(yīng)有的生態(tài)水量。生態(tài)水量一般的是指直接參與生態(tài)治理的水系水體，不包括以特殊需要而設(shè)置的水體。譬如以飲用水為目的的水庫、季節(jié)性引水灌溉溝、渠等。

《山東省水資源條例》指出：“縣級以上人民政府水行政主管部門和有關(guān)部門在編制水資源規(guī)劃和開發(fā)利用水資源、維護(hù)河流合理水量和湖泊、水庫、地下水合理水位、保障基本生態(tài)用水需求等方面，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)水生態(tài)保護(hù)，充分考慮生態(tài)用水”。同時，還要求“充分考慮水資源和水環(huán)境承載能力，合理確定發(fā)展布局、結(jié)構(gòu)和規(guī)模，保障用水安全”，制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃等相關(guān)綜合性規(guī)劃。

3 水資源開發(fā)利用

在水系整治的基礎(chǔ)上，通過綜合治理，對水生態(tài)規(guī)劃過程中被侵占、填埋的溝、塘進(jìn)行疏浚、溝通、拓寬，充分發(fā)揮水資源、生態(tài)、景觀、文化、經(jīng)濟(jì)等綜合效益，營造健康宜居的人居環(huán)境具有重要意義。必須針對各流域特點，在流域綜合治理過程中進(jìn)行全面分析研究，堅持流域整體理念，在加大流域水環(huán)境治理投入的同時，加大對生態(tài)敏感區(qū)的生態(tài)建設(shè)投入和保護(hù)力度，建立排污監(jiān)測系統(tǒng)和重點企業(yè)信息發(fā)布平臺，突出抓好農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)控。

3.1 水質(zhì)控制

水質(zhì)提升技術(shù)主要由兩大方面要素，一是進(jìn)區(qū)域入水量的控制工程技術(shù)；二是水體的自凈控制技術(shù)。治理工程設(shè)計的內(nèi)容一定要因地適宜、因項目定基調(diào)。盡量不要破壞原有的成熟的生態(tài)系統(tǒng)或者大拆大建制造非常態(tài)的所謂“理念”工程。關(guān)于水體大小與水體深淺的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)從水體設(shè)計目的與水體現(xiàn)狀、水體景觀等情況綜合考慮。在設(shè)計工程中要考慮如下幾點：水體自凈稀釋能力的強(qiáng)弱，由水量和流動特性決定；水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)由水功能區(qū)劃確定，與水體污染物現(xiàn)狀濃度及污染源的類型與位置有關(guān)；合理的自凈定向影響工程。

3.2 節(jié)約用水

在一個特定流域中，科學(xué)控制用水量，節(jié)約用水，提倡利用中水及非常規(guī)水源也是保證水環(huán)境健康循環(huán)的重要一環(huán)。中水的回收利用是節(jié)約用水的重要手段之一，也是保護(hù)當(dāng)?shù)厮Y源的主要手段；同時節(jié)約用水可以提高污水處理工程的運(yùn)行效率，又是保護(hù)水資源、涵養(yǎng)水生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)條件，在水環(huán)境生態(tài)規(guī)劃治理中一定要注意多水源聯(lián)合調(diào)度，生態(tài)水盡量不占用淡水資源。

4 結(jié) 語

1）小流域水環(huán)境的好壞主要取決于人類對于環(huán)境的保護(hù)與利用之間的關(guān)系。為此，治理協(xié)調(diào)社會活動與自然規(guī)律之間的關(guān)系尤為重要，因為保護(hù)生態(tài)的主要目的在于充分利用生態(tài)。人們在社會活動中需要合理協(xié)調(diào)生態(tài)保護(hù)與利用的科學(xué)關(guān)系。

2）充分考慮工業(yè)排污與治理、生活排污與治理的具體標(biāo)準(zhǔn)，考慮區(qū)域政策調(diào)整，劃分出農(nóng)業(yè)面源污染的綜合治理區(qū)域等級。在有關(guān)政策允許的情況下，適當(dāng)調(diào)整種植方式，對農(nóng)村養(yǎng)殖進(jìn)行合理的規(guī)劃和限制。

3）在流域治理規(guī)劃中應(yīng)提高生態(tài)建設(shè)在流域水環(huán)境治理中的投資比例，加大生態(tài)敏感區(qū)域的治理保護(hù)投資，使地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)更加合理化，構(gòu)建流域生態(tài)安全格局。