水资源保护与纳污总量控制的研究

李晓燕，李晓青

（淄博市太河水库管理局，山东 淄博 255178）

水资源短缺和水污染严重，已经严重干扰部分地区群众的正常生活和生产，也成为制约我国经济可持续发展的重要因素。《全国环境统计公报（2017年）》数据显示，我国2017年排放废、污水总量高达830亿t，这些污水流入水域后，不仅直接降低水质，还容易造成水体富营养化，破坏水域原有的生态系统，治理起来十分困难。2012年2月，国务院发布《关于实施最严格水资源管理制度的意见》，其中明确要求：“确立水功能区限制纳污红线，到2030年主要污染物入河湖总量控制在水功能区纳污能力范围之内，水功能区水质达标率在95%以上[1]。”基于这一政策要求，开展水资源保护与纳污总量控制研究具有十分重要的应用价值。

1 水功能区的划分

为了实现水资源的合理开发和节约保护，水功能区要结合水资源的自然现状进行综合规划，按照主导功能划定范围并执行相应水环境质量标准。通过明确分类标准，对不同的水功能区分别实施不同的保护和管理策略，这样既可以实现对水资源的专项保护，有效降低污染，又能够提高水资源的利用价值，达到一举两得的效果。

1.1 水功能区的划分原则

科学分区，是发挥水功能区实际应用价值的关键。划分时，人们应遵循以下原则。一是对于工业用水区，应做好工业用水区周边企业的分布情况，同时了解不同企业的排污标准，将工业取水口相对密集的区域划定为工业用水区。二是对于饮用水水源区，调查水源地周边生活取水口的分布情况，同时了解不同生活取水口对应区域的用水量大小，将用水量较大且分布集中的水域划定为饮用水水源区。与工业用水区不同的是，饮用水水源区还要尽量选择在上游或是偏僻的地区，以保证水质。三是对于农业用水区，调查水源地周边农业取水口的分布情况，将灌溉用水量较大且分布密集的水域，作为农业用水区。四是对于渔业用水区，主要结合该水域内不同鱼类的栖息地、产卵地和洄游路线等，确定渔业用水区。

1.2 水功能区的分类

《中国水功能区划》将水域大体分为两类：一级区分水域有4个小类，分别是保护区、缓冲区、开发利用区和保留区；二级区分有7个小类，主要有饮用水源区、农业用水区、渔业用水区等。下文以一级区分水域为例，就各个水功能区的分类标准进行概述。

1.2.1 保护区

部分水域有重点保护价值，如有濒危物种生活的水域或是大型集中式饮用水源地等。保护区与保留区的相同之处在于尽量减少开发甚至不开发，保护水域原有的生态系统。区别在于保留区是因为自身条件，不宜进行开发，而保护区虽然条件比较适合开发，但是由于对水质有较高要求，禁止开发。除了上述两种情形外，调水工程、调蓄水库涉及的输水线路也会要求重点保护。

1.2.2 缓冲区

在不同的用水区域，对水质的要求也会有所差别。缓冲区就是位于水质要求较高的水功能区和水质要求较低的水功能区之间的水域。根据缓冲区功能的不同，其又可细分为省际缓冲区和功能缓冲区。省际缓冲区是指那些跨省的河流或湖泊，由于不同省份用水需求和水质要求很大差别，缓冲区的存在可以起到过渡、平衡的作用；功能缓冲区则分布在不同水功能区之间，如农业用水区和渔业用水区。

1.2.3 开发利用区

一些靠近生活区、工业区的水域，由于具备各种开发利用的便利条件，并且没有特殊的保护要求，可以作为开发利用区。例如，一些工业企业密集的园区对水资源的需求量较大，因此可以将附近的河流、湖泊划为开发利用区；还有就是城镇区、旅游娱乐区等，不仅需水量较大，而且对水质有一定要求，在进行开发利用时要兼顾水资源的保护。

1.2.4 保留区

水功能区中保留区的划分条件主要有两种情况：其一是由于地理条件等因素的硬性限制，其不适合进行开发，或是开发成本过高，因此作为保留区。例如，一些山区河流虽然水能丰富，理论上可以修建水电站，但是交通不便，修建水电站的材料、设备很难运输到施工现场。由于条件限制，其暂时作为保留区。其二是出于可持续利用考虑，将一些水域暂时保护起来，今后再根据需要决定是否开发，一般将国界河流的出入段作为保留区。

1.3 水功能区的水质目标

在根据上述标准划分出水功能区后，人们还要结合各个分区的特点，明确水质控制目标，为下一步水域管理和污染治理等工作的开展提供必要的参考。各功能区的目标为：保护区、缓冲区维持现阶段的水质情况即可，但是需要注意季节变化对水质的影响。例如，在夏季多雨时节，河水的流动性较强，纳污总量也会出现一定幅度的提升，水质管理的要求可以适当放宽；而在枯水期，则需要重点做好水质保护，提高水质保护的目标。另外，缓冲区的水质目标也要协调不同省、自治区的管理要求，达到平衡。开发利用区的水质目标要考虑多种因素，包括目前水质情况、排污情况和规划要求等。

一般在实际工作中，人们将水功能区水质现状与功能区主导功能水质类别指标进行比较后，按下述情况进行处理。当现状水质未满足功能区水质类别要求时，在综合考虑上述因素后，拟定水质目标值，该目标值可在不同规划水平年实现；当现状水质满足水功能区水质类别要求时，按照水体污染负荷不增加的原则，拟定规划水质目标值[2]。

2 水功能区纳污总量控制

2.1 纳污能力的内涵

水体具有自净能力，借助于水中微生物、浮游藻类等，可以分解一定量的污染物，达到净化水体的目的。纳污能力的本质与水体自净相同，区别在于纳污控制是采用人工手段，包括确定排污口的数量和位置、选择排污方式等，在确保水资源符合使用要求的基础上，尽可能提高水体的纳污总量。影响水体纳污总量的因素较多，如水的迁移作用、同化作用，以及不同污染物在水体内混合后发生的化学反应等。因此，在进行纳污总量控制时，人们必须综合考虑多种因素。以往水资源保护工作中，经常会出现纳污总量计算不精确或是控制工作不到位，导致污染物总量严重超过纳污总量的情况，引发水污染问题。因此，在计算水体纳污总量时，人们必须借助于技术手段，引进数学模型，这样可以提高计算结果的精确度，同时可以实现动态监控。

2.2 纳污总量的计算

水体纳污能力核算需要分别从污染物入河量和水体纳污能力两方面考虑，原则上以污染物入河量不超过纳污能力上限为宜。但是由于水体使用功能的不同，加上自然条件的变化，要想提高纳污能力核算结果的参考价值，还要做好精确计算。

2.2.1 设计流量

对于江河，一般采用最近10年最枯月平均流量（水量）或90%保证率最枯月平均流量（水量）作为设计流量（水量）。集中式饮用水水源地，采用95%保证率最枯月平均流量（水量）作为其设计流量（水量）。对于北方地区部分河流，宜根据实际情况适当调整设计保证率，也可选取平偏枯典型年的枯水期流量作为设计流量。例如，选取75%保证率的枯水期平均流量作为设计流量。对于季节性河流或枯季水量很小的河道，可根据流域实际情况确定设计标准。有冰封期的河流，也可根据流域实际情况确定设计标准[3]。

2.2.2 确定初始浓度值

从各个水域的排污口进行水体采样，然后进行实验室分析，主要确定污染物的初始浓度以及污染物中重要的危害成分。同时，结合该水功能区的水质目标，制定水功能区纳污能力标准，方便后期纳污总量控制工作的开展。

2.2.3 污染物综合衰减系数

污染物在排放或进入水体后，都会发生不同程度的扩散，污染影响程度也会逐渐衰减。例如，污水排放中会向下渗透，还会受到生物降解的作用。经过一系列衰减后，实际进入水体的污染总量已经大幅度削减。在不同的自然环境下，污染物的综合衰减系数也有很大差异。人们需要通过综合计算，确定衰减系数，为下一步纳污总量控制提供数据支持。

2.2.4 建立纳污能力计算模型

水功能区纳污能力数学模型按污染物在水体中的空间分布假定分为零维、一维、二维和三维水质模型。在实际工作中，人们应根据需要和可能选择合适的模型。一是要视计算对象的需要和所掌握资料的多少，二是尽可能采用简单模型解决问题。小型湖泊和水库可视为功能区内污染物均匀混合，可采用零维水质模型计算纳污能力。宽深比不大的中小河流，污染物质在较短的河段内，基本能在断面内均匀混合，可采用一维水质模型计算纳污能力。对于大型宽阔水域及大型湖泊、水库，宜采用二维水质模型或污染带模型计算纳污能力。不论采用哪种水质模型，对所采用的模型都要进行检验。

3 基于水资源保护的纳污总量控制措施

3.1 健全排污统计、监测体系

现阶段，要逐步建立全市甚至全省统一的减排统计工作，引进信息技术，实现自动化监测，特别是对于工厂密集的园区，应当实行专项、重点监控，保护区域水资源。建立排污黑名单，将超标排放污水的企业列入黑名单，一方面可以为后期的监控提供参考，另一方面也可以起到威慑作用。另外，人们要做好排污统计和监测分析，明确污水的主要危害成分，这也有助于提高污水治理成效。

3.2 优化产业能源结构

纳污总量控制工作的开展，既需要从水体方面采取措施，例如，增加流量，提高污水稀释能力，降低污染影响，同时又要从污染源方面进行控制。人们可以通过优化产业能源结构，减少污水中有害物质的含量。例如，工业排放废水中含有较多的重金属离子，这些重金属离子不容易被分解，通过食物链的富集作用，会在生物体内富集。人们可以通过优化产业能源结构，控制重金属等有毒污染物的排放量。这样一来，虽然污水排放量没有减少，但是污水对水体造成的破坏影响显著减轻，有助于实现纳污总量控制的目的。

3.3 多措并举，推进重点领域污染减排

3.3.1 工业污染排放控制

工业排放污染物对水体生态系统造成严重破坏，通过加强工业污染排放控制，人们可以提高水体纳污能力。首先，要进一步提高污水排放标准，建立统一的监管体系，特别是对于工业用水区，要定期进行各个污水排放口的采样分析，如果发现排放污水超标，追究相关企业的责任。此外，要通过技术研发，提高工业污水处理和回用能力，只有污水达到相关标准后才允许排放。降低污水中污染成分，有助于间接提高水体纳污控制能力。

3.3.2 生活源污染排放控制

根据《全国环境统计公报（2017年）》数据，2017年产生的830亿t污水中，有500亿t为城镇生活污水。因此，在水体纳污总量控制中，生活污染控制尤其重要。人们可以从以下几方面减少入河污水总量。一是实施城镇污水厂改造工程，推广生活污水回收处理技术，加大污水管网覆盖面积，最大限度杜绝生活污水随意排放进入河流。二是加强对生活垃圾的回收处理，进一步推广垃圾分类，特别是农村地区的垃圾管理体系，要继续完善。通过采取上述措施，生活污水入河总量会逐渐减少，从而间接提高水体纳污控制能力。

3.3.3 农业污染排放控制

农业生产活动会大量使用农药、化肥。富余的营养成分随着地下水汇集到周边河流中，造成河流、湖泊的富营养化。在进行纳污总量控制时，人们要从源头上控制农业污染的排放。一是要推广绿色高效的农药，代替传统高毒性、高残留农药，减少农药入河量。二是要推广水肥一体化技术，这样既可以提高农业生产效率，又可以满足纳污总量控制的要求。三是进行农业生产废弃物的集中回收处理，避免农药瓶、农药袋等进入河流。

4 结语

水域水功能区划、纳污能力核算和污染物入河控制量核定是水功能区管理工作的基础，合理、规范地开展水功能区划、纳污能力核算和污染物入河控制量核定工作均应有其相应的基本原则和技术要求。水功能区划是最基础性的工作，人们应充分考虑水体的自然状况和经济社会发展情况及趋势，合理划分水功能区，并确定其使用功能及水环境质量目标，实现对水资源的合理保护与科学利用。