小流域水环境规划方法框架及应用

在界定小流域概念的基础上,将流域分析方法引入到小流域水环境规划中,初步建立了典型小流域水环境规划方法框架.该方法遵循了污染物在小流域中的运移规律,针对影响河流水质的主要因素--"源头-途径-末端-汇",采取了相应的对策措施,能够反映出不同污染物对流域水质的影响规律.以云南省寻甸县牛栏江小流域为例,在对其水环境现状分析及发展趋势预测的基础上,进行了水污染控制单元的划分,以确定重点污染控制区域和敏感地带,同时制定了其总量削减计划,提出了以水土流失防治、点源和面源控制、河道生态修复及河流内源疏浚为主体的水环境规划方案.该方案实施后,COD_Cr和NH₃-N可分别削减1 857和125 t/a,达到了预期目标.      

基于流域分析方法的湖泊水污染综合防治研究

鉴于流域思想在水污染防治中应用的重要性和必要性,提出了以流域保护方法、流域分析和景观生态学相关理论为基础的流域分析方法该方法将湖泊-流域水污染综合防治的主要内容界定为4部分:子流域划分与污染负荷预测,"源-途径-末端-汇"的污染防治工程和管理方案体系设计,备选技术方案的提出和方案优选,污染负荷的削减率计算和综合方案设计.以四川省邛海流域为例,在将流域划分为6个子流域的基础上,对TP入湖污染负荷进行了计算和预测,并识别出各子流域内污染物的贡献率,分区提出了以水土流失防治、点源和面源控制、河道生态修复、河流入湖口治理和内源疏浚为主体的污染防治方案,该方案可削减TP 22.5 t·a-1,达到了预期目标.     

辽河流域水污染治理历程与“十四五”控制策略

为明晰辽河流域水污染治理“十四五”需求,进一步科学合理地推进辽河流域治理与保护进程,通过调研历史监测数据、统计年鉴等资料,回顾辽河流域水环境演化和治理历程.将辽河流域的治理分为3个阶段:第1阶段（1991—1999年）,该阶段流域水环境呈重度污染并持续恶化,环境治理逐渐起步;第2阶段（2000—2006年）,该阶段辽河流域水质恶化趋势基本得到遏制,控源治污初显成效;第3阶段（2007—2019年）,该阶段辽河流域水质优良比例整体持续提升,国家水体污染控制与治理科技重大专项有力支撑流域综合调控.辽河流域水污染治理颇显成效,但仍存在以下主要问题:①辽河流域水污染治理经历了从单一的控源治污向河流综合治理转变,污染程度由重度转为轻度,但流域水污染控制依然不容乐观;②辽河流域属寒冷地区缺水型河流,生态流量不足;③水质改善及水生态恢复成果不稳定;④流域管理机制体制有待完善.“十四五”应针对性增设分水期考核方式和水生态考核指标,完善水环境标准;坚持水资源、水环境、水生态“三水”统筹科学施治,构建减排和增容相结合的水污染控制模式,推动水量、水质、水功能良性循环发展;建立流域统筹管理、垂直领导的管理体制,制定辽河流域河流空间管控的长效机制,促进环保技术产业化,发展流域循环经济,缓解经济社会发展与水环境保护矛盾,最终实现流域经济社会可持续健康发展.      

流域管理的形成、特征及发展趋势

流域管理是一门新兴学科,是以流域为尺度,统筹流域资源管理、保护和利用的管理体系,也是为实现科学、可持续发展和生态文明建设而发展出的管理科学的研究方向. 深入剖析了流域管理概念的形成与发展,总结了水资源统一管理、水质目标控制管理和综合统一管理3种管理模式的管理目标、特点和不足,并指出现代流域管理应形成流域-区域-控制单元-污染源多层次一体化的污染控制目标体系;论述了我国流域管理的实践与发展过程,结合辽河流域管理实践,阐述了未来流域管理呈现管理手段的智能化、管理方式的生态化、管理机制的一体化的发展趋势.      

现代流域管理体系研究

现代流域管理体系是由流域目标管理体系、流域治理技术体系、流域监测预警体系、流域法律与政策保障体系和流域行政管理体系五部分组成. 对流域目标管理体系的概念、组成和功能进行了深入剖析,分析了水体健康目标、污染控制目标、生态保护目标和资源利用目标的基本内涵,明确了流域目标管理体系在现代流域管理中的核心地位和科学意义;阐述了流域治理技术体系的基本内容,分析了工业污染控制、生活污水控制、农业面源控制和生态修复等要求,指出为确保流域生态环境得以改善,必需构建实用的、科学的流域治理技术体系;明确了流域监测预警体系在现代流域管理体系中的“感知”作用,指出完整的监测预警体系应具备提供及时、准确、完整的监测数据的能力,健全的网络监测能力,良好的评估功能,以及完善的预警和应急能力;强调了法律与政策保障体系是实现现代流域管理的必要措施,着重指出加强流域立法、完善管理制度和制订适合的经济政策,不仅可以保障流域管理目标、治理技术和监测预警体系的顺利运行,而且为流域污染治理提供政策和经济上的支持;最后分析了目前流域管理中流域行政管理的“多龙治水”问题,指出流域区划管理和地区间协调管理的必要性和紧迫性. 我国流域管理仍在起步阶段,流域治理技术水平不高,监测预警能力有待提高,流域管理相关立法不够完善,因此必须从流域管理目标、流域治理和监测预警入手加强经济投入,鼓励技术创新,构建完善流域法律与政策保障体系,最终实现跨区域、协调的现代化流域管理.      

流域水质管理优化决策模型研究

针对目前流域水污染难以有效控制的局面,依据已有的流域水文、水动力、水质、水生态相关机理模拟模型的研究,在考虑了流域社会经济发展条件的基础上,构建了流域水质管理优化决策模型框架体系.基于该框架体系,本文从简单流域系统优化模型、模拟与优化联合模型和时空尺度复杂优化模型3个方面对流域优化决策模型的研究发展历程进行综述,并指出其各自在发展过程中所出现的问题.最后,提出了优化决策模型面临的瓶颈问题,并从模型结构简化和适应性管理两个方面提出了相关的解决思路.     

System engineering for water pollution control at the watershed level in China

The present water pollution situation at watershed level in China has been systematically analyzed. The causes of water pollution are attributed to the extensive economic developmental pattern, poor wastewater treatment, and a lack of nonpoint pollution control. The problems of water pollution control at watershed level include a lack of thought and approach, developmental delay in the environmental standard system, an inadequate monitoring ability, and an inefficient implementation of laws and regulations. From 2006 to 2020, water pollution control and governance will be a national key specific project of science and technology in China. The strategies of this project include establishing a water pollution control system at watershed level, orienting a healthy aquatic ecosystem, conducting risk management, and using comprehensive methods. The goal is to establish and complete a technological system of pollution control and management in three five-year phases. The main tasks are to develop common technologies, management systems, and mechanisms for lake eutrophication control, river pollution control, urban water environmental pollution control, potable water safety, and water environmental management. The bottlenecks of water pollution control and management in China could be systematically removed, and the demonstration of the system engineering approach will be conducted at selected key watersheds.     

三峡库区及其上游流域水污染防治规划

着眼于以往规划对流域内部生态环境特征和环境问题类型差异考虑不足等问题,开展了三峡库区及其上游流域水污染防治规划研究. 构建了基于控制单元的分区、分类水污染防治技术框架,提出在划分控制区和控制单元的基础上,识别控制单元问题并进行类型划分,进而以此为导向规划治理措施. 从分区角度将三峡库区及其上游流域划分为3个控制区(库区、影响区和上游区)和49个控制单元(库区5个、影响区15个、上游区29个). 从分类角度将流域所有控制单元归类为14个预防型单元、24个改善型单元和11个治理型单元. 对赤水河遵义市控制单元(影响区预防型单元)、龙川江楚雄州昆明市控制单元(上游区改善型单元)、长江嘉陵江重庆市辖区控制单元(库区治理型单元)3个典型控制单元提出了各自污染防治方案,方案实施后,3类单元COD_Cr负荷分别削减0.78×104、1.47×104和2.78×104 t/a,氨氮负荷分别削减1 110.7、2 364.9和8 936.2 t/a,满足削减需求,各控制单元水质目标可达标.      

基于地理信息系统的清河流域污染源排放特征及水环境监控能力分析

针对清河流域水环境管理的需求,通过野外调查和环境统计获取相关数据,应用GIS和GPS技术,建立流域污染源地理信息系统数据库,在此基础上,对清河流域污染源排放特征及流域水环境监控能力现状进行了研究。结果表明：在清河流域,废水污染源主要集中在支流小清河和寇河流域,典型行业包括牲畜屠宰、食品加工、缫丝加工等;污染源在线监控和河流水质断面监测能力均无法满足流域水环境管理的需要,在清河流域的水环境管理中,应将小清河流域和寇河流域作为重点水质控制单元进行管理,在小清河和寇河入清河干流处增设水质监测断面。     

流域水污染防治“十二五”规划分区方法与实践

流域规划分区管理是国内外流域治理的普遍经验,为逐步改变中国流域管理与区域管理“两张皮”的局面并促进两者的真正结合,阐述了进行流域规划分区的必要性和意义。《重点流域水污染防治规划（2011-2015年）》强化了分区、分级和分类防治的策略,构建了流域一控制区一控制单元的三级规划分区管理体系,提出了分区原则和方法,明确了流域、控制区和控制单元的范围及边界的划分方法,将8个重点流域划分为37个控制区、315个控制单元,确定了“十二五”水污染防治格局。同时筛选出118个重点控制单元,分为水质维护型、水质改善型和风险防范型3种类型,分类制定差异性的水污染防治综合治理方案,为未来流域的精细化水环境管理奠定了基础。     

基于“三线一单”流域开发规划替代方案环评研究

针对我国流域规划环评中替代方案不足的问题,提出基于“三线一单”环境管理要求建立评价指标体系,并采用快速影响评价矩阵（RIAM）实施规划替代方案综合评估.针对福建晋江流域开发规划环评的研究结果显示,采用研究建立的评价指标和方法可以有效地对6个规划替代方案的主要生态环境影响进行综合评价,其中方案Ⅱ在优化水资源配置、保障下游生态用水、严控小水电开发等方面更具优势,可作为推荐方案并进入详评阶段.本研究建立的替代方案评价指标和方法,对于在流域开发规划环评中落实“三线一单”管理要求、促进规划编制与环评过程互动和提高评价效率具有有利作用.     

Water pollution control planning for the Taizi River watershed

ＷａｔｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｎｎｉｎｇｆｏｒｔｈｅＴａｉｚｉＲｉｖｅｒｗａｔｅｒｓｈｅｄ￥ＪｉａｎｇＷｅｉｇｏｎｇ；ＳｕｎＨｏｎｇ（ＢｅｎｘｉＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｔａｔｉｏｎ，ＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉ...     

基于模糊信息熵的流域水污染系统建模与控制

我国水污染局部得到了改善,但呈现流域污染蔓延的趋势。运用系统控制论构建流域水污染控制系统,突破了传统的"就水论水、见污治污"的还原论水污染控制方法,综合考虑总体控制战略决策(S)反馈系统以及社会发展布局(L)、经济发展模式(E)、居民生活方式(C)和治理工程措施(T)控制系统等多种控制措施及因素,通过输出量与参考给定输入的比较,采用模糊信息熵方法进行了定量分析方法的探讨。     

GIS和情景分析辅助的流域水污染控制规划

总结了流域水污染控制规划中的正向算法和反向算法及其优缺点.以江西赣江流域为例, 以ARCGIS8.1为平台,建立了流域水环境功能区划、污染源、监测断面和排污口等空间数据库. 基于正向算法,利用情景分析法构造了流域水污染控制的4种情景,并在4种情景下生成了对污染源实行逐级控制的10组规划方案. 利用费用函数对各方案的污水处理投资进行估算;结合污染源预测,利用水质模型对各方案进行水质模拟,并将模拟的结果通过GIS的可视化表达来进行辅助决策. 以水质达标和投资费用作为规划方案的决策依据,通过赣江流域水污染治理的经济可承受能力的分析,优选出2套经济上能承受、水质上可接受的流域水污染控制方案.结果表明,GIS和情景分析法对于流域水污染控制规划在综合性、完整性和可持续性等方面具有良好的指导意义.     

基于水质协议的跨界流域生态补偿标准研究

在完全信息的情况下,分析了如何设计跨界流域生态补偿标准,并讨论了跨界流域生态补偿政策可能存在的时间一致性问题.基于斯坦伯格博弈框架下的分析结果表明,若考虑跨界流域生态补偿标准与环境损害函数是线性的,则跨界流域生态补偿政策是具有时间一致性的环境经济政策,这是由于该政策在设计时,其补偿标准要么仅与环境损害成本有关,或直接与流域内各区域的污染物削减费用有关.在这两种情况下,流域内各区域在执行该政策的时候,没有相应的战略去刺激流域内各区域刻意改变其自身的污染物削减费用函数,从而影响到未来的跨界流域生态补偿政策的实施.随后,利用该方法针对COD指标,模拟了2008年河南省贾鲁河流域跨界流域生态补偿政策,结果发现,当生态补偿标准设置在2714.13元.t-1时,能够实现跨界流域生态补偿政策的目标.在这种情况下,该流域COD排放总量达到了流域COD年允许排放总量的要求;且相比跨界流域生态补偿政策实施前,强制要求流域内各区域单独削减COD达到断面年允许排放量的情况,各区域的COD削减费用均有所下降.     

基于改进输出系数模型的流域营养盐输出估算

为合理估算流域非点源污染营养盐输出负荷,针对广泛使用的输出系数模型方法,通过实测数据推算获得流域主要土地利用类型氮磷营养盐输出系数,并同时考虑流域降雨的空间差异,对模型结构进行了改进,并与GIS实现融合,构建半分布式的输出系数模型.利用该模型对太湖上游的西苕溪流域氮磷营养盐输出负荷进行了估算,结果显示,西苕溪流域TN输出负荷为2 121.3 t,TP输出负荷为49.3　t,这为太湖流域非点源污染治理提供了参考,改进的输出系数模型具有很好的时空尺度适宜性和推广性.     

美国流域水环境治理模式及对中国的启示研究

从管理目标和范围、管理机构、法律支撑、运行机制、技术保障等方面介绍了美国流域一元体系下的多中心合作治理模式。以美国科罗拉多河流域污染治理实例进行具体分析,反应出科罗拉多河府际治理协调机制、联邦政府司法干预保障以及水权的配置与交易所产生的积极效果。提出对中国流域污染治理工作机制的启示,强调中央一元管制下的跨界协作;发展水权及排污权交易;面向控制单元建立总量控制体系。     

水源地研究的进展与展望

系统论述了国内外水源地研究的进展情况,对水源地面源污染控制、土地利用变化的环境响应、规划管理技术以及经济手段使用等研究热点进行了深入探讨,并在此基础上指出国内水源地研究的主要方向。     

战略环境评价指标体系框架研究——以流域规划为例

《规划环境影响评价技术导则》（试行）对规划环境影响评价的实践给出了指导,但作为规划环境评价对象之一的流域规划,该导则目前还没有给出其环境影响评价的指标体系。依照DPSIR框架的思路,初步建立了流域规划环境影响评价指标集。但DPSIR框架也不是很完善,因其对因果关系简化过多,难以了解复杂的现实因果关系,所以要达到真实的综合环境评价,需要对现实指标的关系进行深入的研究,需要改进DPSIR思路。     

滇池流域城市面源污染控制区划研究

滇池流域点源污染已逐步得到控制,面源污染成为水污染治理的重点。随着流域内城市迅速发展,城市面源污染控制将成为水环境改善的重要瓶颈。结合滇池流域城市发展规划,依据城市下垫面特征,降雨径流污染程度和距离入滇河道远近,将流域内城区划分为重点防控区、中等防控区和一般防控区,其面积百分比分别是17.9%、39.1%和43.0%;重点控制区为昆明市主城区,其次是呈贡新区,并在此基础上提出相应的防治措施。城市面源污染控制区划,对滇池流域面源污染治理具有重要意义。