对水资源保护规划中定量问题的探讨zz
伴随着经济的高速发展，污染物排放也急剧增加，导致水污染事故及水污染纠纷频频发生。日趋严重的水资源匮乏和水环境污染问题已对我国社会、经济的可持续发展构成极大威胁。如何更加科学、合理地制定水资源保护规划以实现水资源的高效利用和有效保护，是对水利部门的一个极为严峻的挑战。水资源保护规划既要定性，也要定量。"定量的保护，就要求对水功能区范围、水功能区保护标准、污染排放区的大小、污染物的允许排放量等提出科学、合理的数据。只有更多的准确定量，才能使水资源保护规划基于更科学的基础之上、使水资源保护工作更具有可操作性。
一、关于水功能区划
水功能区划是水资源保护工作中极为重要的一个环节，其两个主要任务就是：（1）根据流域（区域）可持续发展的要求，对流域（区域）内水体划分不同的功能区；（2）针对不同的功能区，科学地制定水环境保护目标。可以说，科学合理的水功能区划是确定水环境承载力、制定有效的水资源保护措施的基本前提。
1、一级功能区划中的缓冲区范围问题
我国水功能区划采用二级体系，即一级区划（流域级）和二级区划（省、市级）。一级功能区划包括保护区、保留区、开发利用区和缓冲区四类，它从宏观上解决水资源开发利用和保护的问题，站在可持续发展的高度协调地区间用水关系。一级功能区划中的缓冲区是为协调省际间、矛盾突出的地区用水关系，以及在保护区与开发利用区之间为满足保护区水质而划定的水域。根据水功能区划分技术导则，缓冲区范围的大小根据行政区协商划定，省际间和功能区间水质差异较大时缓冲区则长一些，反之则可短一些。无疑，缓冲区范围的划分方式具有较大的随意性。
一级水功能区由流域管理机构会同流域内省级人民政府水行政主管部门划分确定。从理论上说，当一级、二级区划完成后，应当根据开发利用区的水环境承载力计算和各功能区的环境容量计算，对各功能区的范围（尤其是缓冲区范围）进行核算和调整。但是，在实际操作过程中，这种必要的核算和调整往往由于技术、经费、资料、时间及认识水平等条件的限制而无法实现。其结果可能造成缓冲区过短而无法满足保护区水质保护标准的要求、或引起相邻功能区水污染纠纷等不利情况。而这种不利情况在发生之前往往又被由于在水体纳污能力和环境容量计算中采用了简单的或不恰当的计算方法导致的夸大的水体纳污能力和环境容量所掩盖。为了避免这种可能造成的水资源保护不利的被动局面，在制定水资源保护规划过程中，建议对水功能区划的可行性分析作出严格的规定。
2、排污控制区、过渡区及其水质保护目标问题
二级功能区划是在一级功能区划的基础上对开发利用区进行细划，包括饮用水源区、工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区、过渡区和排污控制区七类。其中，排污控制区与过渡区的划分是二级功能区划中最复杂、也是最敏感的环节。
目前我国的水功能区划对排污控制区、过渡区还缺乏明确的界定。一般而言，排污控制区指生活、生产污废水排污口比较集中的水域，过渡区指为使水质要求有差异的相邻功能区顺利衔接而划定的水域。水功能区划技术导则对排污控制区与过渡区的范围及水质保护目标规定：入河排污口所在的排污控制区范围为该河段上游第一个排污口上游100米至最末一个排污口下游200米；该区域内污染物浓度可以超过V类水标准，但排放浓度必须低于地面水排放标准，并保证通过过渡区后达到下游功能区水质的要求。
上述规定对于容易形成均匀混掺的中小河流较为适用。但是对于大江大河，由于污染呈带状分布，而上述规定并未对污染带的范围（长、宽等）作出明确要求，在实际操作中往往遇到很多问题。以三峡库区重庆江段为例，建库前后重庆江段污染带均呈带状分布；但是，由于建库后水流流速降低，与建库前相比，建库后的污染带可能变短变宽。对这种情况，如果没有明确的保护目标（如污染带面积）则很难制定合理的污染物总量控制规划。
排污控制区、过渡区的划分及其水质保护目标的确定是为了使相临功能区的水质能够得到保证。由于水是污染物的载体，水流特性的不同，将形成不同的污染状态。因此，大江大河排污控制区与过渡区的水质保护目标应该有别于容易均匀混掺的小河的水质保护目标，湖泊、水库排污控制区与过渡区的水质保护目标也应区别于河流的水质保护目标。具体而言，在制定排污控制区与过渡区水质保护目标时，应确定明确的污染带长度、宽度及水质标准。
[ 本帖最后由 minaugsburg 于 2008-7-8 19:04 编辑 ] 二、关于水环境容量与水体纳污能力
水环境容量与水体纳污能力的定义有所不同。前者是指在给定的水环境保护目标、设计水文条件和水的自然背景值条件下水域能够容纳污染物的最大数量；后者主要针对污染控制区，是指在给定水域的水文、水动力条件、水质标准、排污口位置及方式的情况下，水域能够容纳污染物的最大量。
水环境容量与水体纳污能力是水资源保护规划中的一个核心问题。准确定量水环境容量与水体纳污能力是科学合理制定水污染控制规划的基础，也是校核水功能区划的依据。而计算方法的不同，所得到的水环境容量与水体纳污能力可能会有很大差异，尽管不同计算方法的到的环境容量可能用于不同的目的。以三峡建库后库区环境容量为例，采用一维水质数值模型计算的到的三峡库区"整体环境容量"是通过二维水质数值模型计算的得到的"管理环境容量"的若干倍。同样，以零维（均匀混合型）水质模型计算得到的太湖水环境容量远远大于采用二维水质数值模型计算得到的环境容量。由于水环境容量和水体纳污能力与水体的动力特性密切相关，在确定计算方法时必须充分考虑到水体的水动力条件。
目前各流域机构对于水体纳污能力还常常采用简单的计算模式计算。鉴于水环境容量与水体纳污能力的重要性，在我国水资源保护规划中，应逐步建立起对水环境容量与水体纳污能力计算的统一规范。在现行阶段，对于水域的水环境容量与水体纳污能力问题，应设专题由有关科研部门配合开展研究。
三、特殊水域的水资源保护规划问题
对于我国一般河流，水资源保护规划的理论研究和实践经验要相对成熟一些。而对于那些地处我国经济相对发达地区的湖泊、水库、感潮河网等特殊水域的水资源保护规划，则还十分缺乏系统的理论和经验的指导。与一般河流相比较，这些水域具有其特殊的社会、自然特性，因而水动力特征和污染特征差异很大。对于这些水域，需要尽快加大力度开展基础研究。
对于太湖、滇池这样的浅水湖泊而言，将整个湖泊作为保护区既不现实，将整个湖泊作为开发利用区也不可行。由于风生湖流占据主导地位，不同风况下湖泊流动形态差异极大，由此形成不同的污染分布状态和污染物迁移途径。因而在进行水域功能区划时，需要充分考虑到湖泊（尤其是湖湾）环流形态和自净能力的时空变化。此外，由于流动缓慢，为防治湖泊特有的富营养化问题，对于不同功能区的水环境保护目标也应该开展专门研究。
对于受潮汐影响的感潮河网，如珠江三角洲河网，由于河道四通八达，受潮汐、径流共同作用河流流向不定，因而其水资源保护规划的制定要比一般河流更为困难。在对水功能区范围、水功能区保护标准、污染排放区的大小、污染物的允许排放量等进行定量化时，首先需要开展的工作就是真实掌握河网的水动力特性。只有掌握了河网的水动力特性，才能把握不同水文条件下污染物的流动去向和分布特征。水体纳污能力应通过一维河网数学模型（需要时还可包括二维、三维局部数学模型）手段进行计算，但计算中需要注意对上下游边界污染物通量进行合理的处理。 四、水功能区划可行性分析问题
水功能区划划分了不同的水功能区并制定了不同功能区的水环境保护目标。水功能区范围是否合理及水功能区水环境保护目标是否能够实现，需要通过水环境容量和水体纳污能力计算进行可行性分析加以论证。
水功能区划可行性分析包括（1）水体纳污能力与污染物排放总量控制规划（2）水功能区划方案调整两个方面。在污染源控制技术、经济并不占优或难以达到水功能区划对水环境保护目标的要求时，应当对初步确定的水功能区划方案进行反馈调整，重新修正水功能区（如缓冲区、排污控制区、过渡区、不同开发利用区等）范围。在水体纳污能力与污染物排放总量计算中需要充分论证计算方法的适用性，以确保经过核算的水功能区划具有足够的科学依据。对于因缺乏基础数据不得以采用简单模型的情况下，应考虑足够的安全富裕度。
五、基础资料的监测问题
数学模型是水资源保护定量化规划中一个必不可少的技术手段，而基础资料则是数学模型手段得以正确施展的必备条件。如前所述，水资源保护规划中最核心、同时也是最复杂、最敏感的一个定量化问题就是水体纳污能力与环境容量计算，它直接关系到水功能区划中缓冲区、混合区及过渡区范围的大小及开发利用区内污染物允许排放量的多少。而在实际工作中，往往由于缺乏必要的基础资料，尤其是水文、地形等资料，流域管理机构和水资源管理部门在开展水资源保护规划时往往难以采取恰当的方法对水体纳污能力和水环境容量进行准确定量，进而使得水功能区环境难以有效保护。因此，在制定水资源保护管理监测规划时，除了对常规监测断面的水质、水量进行监测外，还应该根据数学模型的要求开展必要的专项监测，如地形监测、为满足数学模型率定和验证的水文、水质同步监测等。
六、结语
水资源保护规划是实现水资源有效保护的重要前提，而水功能区划、功能区水环境保护目标及水体纳污能力则是水资源保护规划中三项极为重要的基础性内容。由于缺乏系统的理论指导，尤其是对于湖泊、水库、感潮河网等特殊水域，在实际工作中科学、准确地定量前述三项内容还有不少困难。为了更好地开展水资源保护工作，有必要加大力度对相关基础理论问题开展研究。同时，必须抓紧开展数学模型这一定量化手段所必须的基础资料监测工作。 是原创吗$考虑$
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