在山區(qū)如何開展流域治理規(guī)劃?

【專家解說】：1 流域水環(huán)境和水生態(tài)情勢 隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，流域水環(huán)境質(zhì)量不斷下降，河流水質(zhì)普遍下降，藍(lán)藻水華頻繁暴發(fā)，水污染事故時有發(fā)生，飲用水安全頻頻告急。嚴(yán)峻的水環(huán)境形勢和水安全危機(jī)，己經(jīng)制約著我國社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，威脅著人們的生存安全。 1.1 流域河流水污染狀況 2005年環(huán)境狀況公報顯示，我國七大水系的411個地表水監(jiān)測斷面中，一半以上河段受到不同程度的污染，Ⅰ~Ⅲ類、Ⅳ~V類和劣V類水質(zhì)的斷面比例分別為41%、32%和27%。其中，珠江、長江水質(zhì)較好，遼河、淮河、黃河、松花江水質(zhì)較差，海河污染嚴(yán)重。 1.2 流域湖泊富營養(yǎng)化突出 目前我國湖泊水體的富營養(yǎng)化嚴(yán)重，發(fā)展趨勢迅速。對全國200多個重點(diǎn)湖泊的監(jiān)測分析表明，已達(dá)富營養(yǎng)化的湖泊占65%，東部地區(qū)的湖泊已有80%處于不同程度的富營養(yǎng)化階段，許多湖泊成為超富營養(yǎng)型，超越在湖泊的自然演替過程中所能達(dá)到的營養(yǎng)水平。 1.3 城市水環(huán)境質(zhì)量還在不斷下降 2005年環(huán)境狀況公報顯示，各大流域的主要污染河段均集中在城市河段，監(jiān)測統(tǒng)計的5個城市內(nèi)湖中，昆明湖(北京)和玄武湖(南京)為V類水質(zhì)，西湖(杭州)、東湖(武漢)和大明湖(濟(jì)南)為劣V類水質(zhì)。 1.4 飲用水水質(zhì)得不到保障 2005年環(huán)境狀況公報顯示，全國110個環(huán)保重點(diǎn)城市中有20個城市的集中式飲用水水源地的水質(zhì)達(dá)標(biāo)率達(dá)不到50%;113 個環(huán)保重點(diǎn)城市月均監(jiān)測取水總量為16.1 億噸，不達(dá)標(biāo)水量為3.2 億噸，占20%。2005年初有關(guān)調(diào)查顯示，調(diào)查范圍內(nèi)的45個城市飲用水水源存在不同程度的有機(jī)物污染，其中部分有機(jī)物具有“致癌、致畸、致突變”毒性。 1.5 水污染事故時有發(fā)生 我國流域水污染事故屢屢發(fā)生，黃河流域1993年以來，發(fā)生較大的水污染事故40多起，而2005年吉林石化發(fā)生爆炸事故造成的松花江嚴(yán)重水污染事故、1990年7月和2007年5月太湖藍(lán)藻水華的大規(guī)模爆發(fā)事件，極大影響了人們的生活安全，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，影響特別重大，引起人們的廣泛關(guān)注。 2 流域水循環(huán)過程和污染成因分析 流域是匯水和水體運(yùn)動形成的特定區(qū)域，地表徑流和河流通道是流域物質(zhì)輸移的主要特征，水體運(yùn)動是污染物轉(zhuǎn)移的主要載體，污染物從源頭到湖泊的主要途徑是流域河流系統(tǒng)，掌握流域水動力特性是流域水環(huán)境治理的關(guān)鍵，了解流域水循環(huán)過程和污染成因是流域水環(huán)境治理的基礎(chǔ)。 盡管我國 “973”計劃和“十五”期間通過重大水專項(xiàng)計劃針對湖泊富營養(yǎng)化發(fā)生過程和藍(lán)藻暴發(fā)機(jī)制、水源水質(zhì)改善、面源污染控制和重污染湖泊生態(tài)重建等方面開展了研究，取得了科學(xué)和技術(shù)突破，為河湖水環(huán)境治理提供了重要科技支持。但缺乏對流域水循環(huán)過程和污染成因的系統(tǒng)分析，缺少從流域尺度對河湖污染控制的全面研究，沒有掌握流域營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生和輸移過程與不同界面之間轉(zhuǎn)化調(diào)控機(jī)理，未能提出流域水環(huán)境治理的系統(tǒng)科學(xué)方案。 因此，應(yīng)將流域水循環(huán)過程和污染成因分析作為重點(diǎn)基礎(chǔ)科學(xué)問題開展研究，查明流域點(diǎn)源和面源營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生與入河規(guī)律，探討河流河網(wǎng)營養(yǎng)物質(zhì)輸移過程，揭示陸域與水域、河流與湖泊、地表與地下不同界面之間營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化機(jī)理，掌握流域水動力特性對流域污染物輸移轉(zhuǎn)化的影響規(guī)律，為建立具有我國特點(diǎn)的流域水環(huán)境綜合治理理論體系，保障流域生態(tài)環(huán)境安全和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。 3 水利工程的環(huán)境影響和生態(tài)效應(yīng) 水利工程在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了巨大作用，保障了防洪排澇安全，提供了生活生產(chǎn)用水，改變了貧窮落后和靠天吃飯的局面。但傳統(tǒng)水利工程確實(shí)給生態(tài)和環(huán)境造成一定的負(fù)面影響，阻斷了水體自然流動，削弱了生態(tài)系統(tǒng)的綜合功能，惡化了局部水域環(huán)境質(zhì)量。具體主要表現(xiàn)在: (1) 河道順直化工程加快了行洪流速，增加了行洪流量，降低了受淹時間，提高了防洪安全，保障了身命財產(chǎn)，穩(wěn)定了社會秩序;但同時改變了自然水系，單一了生態(tài)結(jié)構(gòu)，減少了生物群落，縮短了滯流時間，削弱了凈污能力，降低了環(huán)境質(zhì)量，導(dǎo)致了生態(tài)退化。 (2) 河道硬質(zhì)化工程減少了水體滲漏，提高了水利用率，減較了邊坡沖刷，維護(hù)了堤防穩(wěn)定，簡化了河湖管理;但投入了巨大資金，改變了自然系統(tǒng)，單一了河流功能，侵占了濱水濕地，阻斷了水陸通道，滅絕了河流生境，削弱了凈污能力，降低了環(huán)境質(zhì)量，破環(huán)了景觀結(jié)構(gòu)，造成了生態(tài)退化。 (3) 流域系統(tǒng)水庫(湖泊)調(diào)控工程提高了水資源利用率，改善了局地氣候，保障了社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，提升了人們生活水準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了豐枯水量調(diào)劑;但減少了河流基流生態(tài)水量，加劇了河道斷面萎縮，增加了污水排放總量，改變了農(nóng)業(yè)灌排系統(tǒng)，提高了面源入河比例，加快了面源入河速度，惡化了下游河泊水環(huán)境質(zhì)量。 (4) 流域水系閘、壩、站控制工程調(diào)控了洪峰洪量過程，控制了水體隨意流動，提升了局部水域水位，改善了灌既用水條件，增加了水體停留時間，抑制了污染物輸移擴(kuò)散，阻止了污染物易地轉(zhuǎn)移;但同時也攔截了水體自然流動，阻斷了水生生物傳輸，蓄積了水體污染物質(zhì)，惡化了當(dāng)?shù)厮h(huán)境質(zhì)量，增加了水污染風(fēng)險事故。 因此，必須深刻變革水利建設(shè)理念，充分和全面認(rèn)識到水利工程的積極作用和負(fù)面效應(yīng)，才能在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的博弈中立于不敗之地，實(shí)現(xiàn)水利真正全面地為人類生存和發(fā)展服務(wù)。 4 水利部門在流域水環(huán)境治理中的地位和責(zé)任 (1) 水利工程控制著流域自然水體流動過程，掌控污染物輸移快慢和擴(kuò)散區(qū)域，因此對流域水環(huán)境治理具有重要地位。 (2) 水利部門掌握水資源配額計劃，供水多少決定城市污水多少，灌水多少決定農(nóng)田退水多少，以控制供給或節(jié)約用水來減少污染物排放是十分有效的科學(xué)途徑。 (3) 法律授予水利部門管理河湖水域的權(quán)力，限制向水域排污和優(yōu)化排污口是法律賦予的責(zé)職。 (4) 為國家社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供水資源是水利部門的基本責(zé)職，水量和水質(zhì)是水資源同等重要的要素，水質(zhì)保障是水利部門未來的主要任務(wù)。 (5) 水利部門必須通過流域坑、塘、溝、渠和河道系統(tǒng)，研發(fā)達(dá)標(biāo)尾水和農(nóng)田退水的水質(zhì)凈化技術(shù)，解決排放標(biāo)準(zhǔn)與河湖水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)差異的問題。 (6) 構(gòu)建流域水生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的體系，水利部門具有重要作用，水利功能與生態(tài)功能的良好協(xié)同是流域健康生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵。 5 水利部門在流域水質(zhì)改善中的關(guān)鍵性工作 5.1 流域水系和水環(huán)境綜合治理規(guī)劃 流域水系綜合治理規(guī)劃應(yīng)在“完整連通、等級分明、形態(tài)調(diào)整、分級定位”的指導(dǎo)思想下，重點(diǎn)完成流域水系行洪體系規(guī)劃、流域水系截污凈化體系規(guī)劃、流域水系生態(tài)廊道范圍劃定、流域水系規(guī)劃水環(huán)境質(zhì)量影響等方面內(nèi)容。 流域水環(huán)境綜合治理規(guī)劃應(yīng)在“污染負(fù)荷、水體功能、宏現(xiàn)控制、區(qū)域協(xié)調(diào)”的指導(dǎo)思想下，重點(diǎn)完成不同水文尺度條件下河流水動力特征、流域水系河流允許納污能力、污染物容量總量控制、排放口優(yōu)化布置與污染物削減方案等方面內(nèi)容。 5.2 流域污染源綜合治理和系統(tǒng)截留 流域污染源綜合治理和系統(tǒng)截留應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注:(1) 節(jié)水減污型社會建設(shè)構(gòu)想，(2) 達(dá)標(biāo)尾水深度處理、輸導(dǎo)凈化和潛設(shè)排放技術(shù)，(3) 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與生態(tài)布局，(4) 農(nóng)田面污染源控制和削減技術(shù)，(5) 農(nóng)業(yè)節(jié)水減污和農(nóng)田退水循環(huán)利用，(6) 灌區(qū)溝渠排灌系統(tǒng)生態(tài)化建設(shè)，(7) 農(nóng)村洼地坑塘系統(tǒng)濕地化建設(shè)，(8) 流域農(nóng)村與城鎮(zhèn)協(xié)同控污系統(tǒng)。 5.3 流域河流綜合治理與水質(zhì)改善技術(shù) 流域河流綜合治理與水質(zhì)改善應(yīng)在分析流域河流類型及特點(diǎn)(幾何尺度、時間尺度、發(fā)育程度、功能定位、區(qū)域位置、水動力特性、污染程度等)、河流水文及水動力特性、河流生態(tài)特性的基礎(chǔ)上，著力研發(fā)河道土質(zhì)邊坡穩(wěn)定和截污凈化、河道已建硬質(zhì)護(hù)坡結(jié)構(gòu)分析和生態(tài)修復(fù)、河道擬建硬質(zhì)護(hù)坡生態(tài)建設(shè)、河道濱水帶恢復(fù)、河床基質(zhì)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建、河道景觀廊道系統(tǒng)建設(shè)、河道生態(tài)流速和水位調(diào)控、重污染河道水質(zhì)強(qiáng)化凈化技術(shù)、城市河道綜合治理與水質(zhì)改善技術(shù)、流域不同尺度河道綜合治理與水質(zhì)改善技術(shù)、不同水動力條件下水質(zhì)凈化技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。 5.4 流域水利工程的環(huán)境影響和生態(tài)效應(yīng) 水利工程是流域水利事業(yè)的重要組成部分，閘、壩、堤防護(hù)坡、河道襯砌等水利工程在流域防洪、排澇、抗旱、發(fā)電、供水、漁業(yè)、航運(yùn)等方面發(fā)揮了巨大作用。然而水利工程改變了原有的生態(tài)系統(tǒng)平衡，對水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，這些影響既有正面效應(yīng)和也存在負(fù)面效應(yīng)。正面效應(yīng)通常有洪泄枯蓄、引水治污、水體流動、蓄渾放清等;負(fù)面效應(yīng)最主要是破壞水體的自然循環(huán)，占用了生態(tài)用水，降低水生態(tài)系統(tǒng)的凈化能力，破壞了水生生物的生境，造成水生態(tài)環(huán)境的惡化。流域水利工程的環(huán)境影響和生態(tài)效應(yīng)的判定，應(yīng)以流域水利工程類型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析為基礎(chǔ)。 如何減少水利工程對水生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，增大正面效益是當(dāng)今水利工作者面臨的重大問題之一。應(yīng)重點(diǎn)研究典型水利工程對水生態(tài)系統(tǒng)凈污能力的影響規(guī)律及修復(fù)理論，探討典型水利工程對水生植物的脅迫機(jī)理以及水生植物的響應(yīng)機(jī)制，分析工程在水生態(tài)系統(tǒng)中的環(huán)境功能，揭示典型水利工程引起自然水流結(jié)構(gòu)變化和水生植被消亡所造成的水體凈污能力退化的規(guī)律，尋求水利工程與生態(tài)工程功能協(xié)同技術(shù)改善水環(huán)境和修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)。 5.5 流域水力調(diào)控技術(shù) 流域水力調(diào)控中應(yīng)重點(diǎn)解決以下技術(shù)問題:(1) 調(diào)水改善水環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵問題和前提條件，(2) 調(diào)水水量的確定方法，(3) 水量增加和水體流動的環(huán)境效應(yīng)，(4) 不同空間尺度跨流域調(diào)水工程，(5) 不同空間尺度流域內(nèi)跨區(qū)域調(diào)水工程，(6) 不同時間尺度流域蓄洪濟(jì)枯工程，(7) 不同時空尺度調(diào)水的生態(tài)風(fēng)險，(8) 平原河網(wǎng)水力調(diào)控和水體有序流動技術(shù)。 5.6 流域水環(huán)境系統(tǒng)模擬和管理 流域水環(huán)境系統(tǒng)模擬和管理主要包括:(1) 流域水量水質(zhì)耦合模擬，(2) 不同水動力條件下流域控制斷面水質(zhì)變化過程，(3) 流域水環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，(4) 流域水環(huán)境管理體系，(5) 流域水環(huán)境風(fēng)險應(yīng)急預(yù)案。 6 太湖流域水環(huán)境綜合治理 6.1 太湖流域水系規(guī)劃 太湖流域具有完整水系系統(tǒng)，主要是由少部分山丘區(qū)自然匯水河道和大部分復(fù)雜河網(wǎng)所構(gòu)成。長期以來，太湖流域水系規(guī)劃建設(shè)主要是從防洪和航運(yùn)角度進(jìn)行的，現(xiàn)在的流域水系對水環(huán)境保護(hù)和治理有重大影響，高密度河流為污染物輸移擴(kuò)散提供了便捷的通道，增加了治理污染的復(fù)雜性和困難性。特別是方便的水資源取用帶來大量的污水排放量，甚至連排污口影響范圍和程度都難以識別認(rèn)定。 6.2 太湖流域水功能區(qū)劃和污染物容量總量控制方案 太湖流域主要河流和湖泊已經(jīng)劃定了明確的水功能區(qū)，制定了明確的水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)。借助于復(fù)雜的河網(wǎng)區(qū)水量和水質(zhì)耦合模型，計算了河湖水域允許納污能力，確定了污染物容量總量控制方案，提出了污染物削減意見和對策措施。 太湖流域復(fù)雜河網(wǎng)及湖泊系統(tǒng)水量水質(zhì)耦合模擬模型，模擬計算流域系統(tǒng)水動力和水質(zhì)變化過程，制定了污染源治理、河湖水環(huán)境整治和流域系統(tǒng)水力調(diào)控方案。 6.3 太湖流域面污染源截留控制和去除示范研究 太湖流域與其它流域一樣，主要污染源有點(diǎn)污、面源和內(nèi)源，由于雨水充分、農(nóng)民生活水準(zhǔn)高、農(nóng)田產(chǎn)量大，產(chǎn)生面污染源的單位面積負(fù)荷遠(yuǎn)大于其它流域。面污染源控制和治理直接關(guān)系到太湖富營養(yǎng)化水平，也是我國流域水環(huán)境綜合治理中控源的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 在國家“十五” “863”項(xiàng)目的資助下，我們在西太湖宜興大浦鎮(zhèn)境內(nèi)進(jìn)行全面研究和技術(shù)開發(fā)。在流域的層面上，以區(qū)域源頭控制為根本，以系統(tǒng)生態(tài)截留為重點(diǎn)，以水系水力調(diào)控為突破，以溝渠河流凈化為依托，以流域生態(tài)整體修復(fù)為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)“區(qū)域減源、系統(tǒng)截留、水系調(diào)控、水域凈化、生態(tài)修復(fù)”的流域水環(huán)境綜合治理總體戰(zhàn)略。構(gòu)建了“面源污染源頭減量和截留、溝渠濕地和河道污染控制、河口區(qū)湖濱濕地生態(tài)修復(fù)”三級系統(tǒng)，實(shí)施后主要河道的水質(zhì)明顯改善，示范區(qū)整體環(huán)境得到明顯改善，取得了顯著效果和可以廣泛推廣應(yīng)用的技術(shù)。 6.4 引水改善水環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵問題 引水改善水環(huán)境質(zhì)量是國內(nèi)外最常見的方法，引水對污染物的稀釋容量將明顯提高，水動力條件改變加快了污染物的混合，將提高局部水域凈污能力，在我國現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)條件和人們環(huán)境意識情況下，采用引水來改善局部水質(zhì)是經(jīng)濟(jì)的。引(調(diào))水改善水質(zhì)效果好，但倍受爭議:(1) 在水動力的作用下，水體污染物發(fā)生轉(zhuǎn)移，影響其它水域的水環(huán)境質(zhì)量(污染轉(zhuǎn)移問題);(2) 水體流速加快，容易引起河床底泥浮懸，造成水體二次污染;(3) 引水使水流加快，導(dǎo)致污染物與河網(wǎng)區(qū)水生植物的接觸時間縮短，污染物的截留吸附量減少;(4) 引用大量的清潔水去稀釋污染，對水資源的優(yōu)化配量和合理使用是不利的。而且關(guān)鍵性技術(shù)問題研究較少，很多問題無法解釋、內(nèi)部機(jī)理尚不清楚、綜合效應(yīng)難以評判。 目前，“引江濟(jì)太”、“引江濟(jì)巢”等重大工程正在規(guī)劃和準(zhǔn)備實(shí)施之中，因此，必須對調(diào)水引流的關(guān)鍵性技術(shù)問題進(jìn)行研究，更好地指導(dǎo)引水改善水環(huán)境質(zhì)量工程的實(shí)施工作。太湖流域調(diào)水引流工程的必須要研究解決的主要內(nèi)容和核心技術(shù)主要包括:(1) 平原河網(wǎng)區(qū)引水河流系統(tǒng)與原自然河網(wǎng)水系流量、水位和水質(zhì)協(xié)同關(guān)系，(2) 引水水位頂托區(qū)域水流的水環(huán)境質(zhì)量改善方法，(3) 引水河道水體推流、混合和受納水域污水云團(tuán)輸移規(guī)律，(4) 引水水動力條件變化引起的底泥沉浮規(guī)律，(5) 引水河道和受水區(qū)環(huán)境容量和凈污能力變化規(guī)律，(6) 引水引起水域生物交換的生態(tài)效應(yīng)，(7) 受水區(qū)生態(tài)風(fēng)險分析方法，(8) 區(qū)域水量水質(zhì)聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)，(9) 輸水河道的污染控制系統(tǒng)，(10) 引水與防洪風(fēng)險評估，(11) 輸水廊道生態(tài)修復(fù)原理。 6.5 引江濟(jì)太工程的總體戰(zhàn)略 (1) 近期:在污染源控制和治理尚未達(dá)到要求期間，通過應(yīng)急調(diào)水迅速改善太湖局部區(qū)域和部分河網(wǎng)水環(huán)境質(zhì)量。但應(yīng)注意近期方案仍存在污染物轉(zhuǎn)移、部分河網(wǎng)區(qū)污染水體頂托等缺點(diǎn)。 (2) 遠(yuǎn)期:在污染源控制和治理達(dá)到要求期間，通過引水或動力調(diào)水實(shí)現(xiàn)流域河網(wǎng)和湖泊水體有序流動，提高水體凈化能力和增加水環(huán)境容量，改變因水利工程閘壩阻斷而造成的水體滯流和水質(zhì)惡化的狀況，確保河網(wǎng)和湖泊水體流動和水環(huán)境質(zhì)量。 7 流域水環(huán)境綜合治理中需要解決的水利科學(xué)問題 流域水環(huán)境綜合治理中存在以下水利科學(xué)問題:(1) 流域河流、湖庫、濕地系統(tǒng)宏觀格局與支撐能力，(2) 河流縱橫形態(tài)的生態(tài)影響規(guī)律，(3) 流域不同尺度河流連通和生態(tài)基流維持，(4) 不同水動力條件下污染物輸移過程和生態(tài)效應(yīng)，(5) 流域污染物容量總量控制和科學(xué)增容強(qiáng)凈，(6) 水資源生態(tài)配置與節(jié)水減污社會建設(shè)，(7) 農(nóng)田溝渠生態(tài)化與生態(tài)型灌區(qū)建設(shè)，(8) 河道硬質(zhì)化的生態(tài)效應(yīng)及改進(jìn)和修復(fù)技術(shù)，(9) 防洪堤壩安全穩(wěn)定與生態(tài)化協(xié)同技術(shù)，(10) 水利工程與生態(tài)工程協(xié)同建設(shè)、運(yùn)行和管理，(11) 河流水生植物修復(fù)對行洪能力影響規(guī)律及對策，(12) 調(diào)水引流和水力調(diào)控的科學(xué)原理與生態(tài)風(fēng)險。