國(guó)家水環(huán)境安全戰(zhàn)略研究取得多項(xiàng)突破
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2015年8月，課題成果應(yīng)用單位溝通對(duì)接會(huì)議召開。
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國(guó)家水環(huán)境安全戰(zhàn)略體系設(shè)計(jì)圖
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松花江流域水資源配置與水環(huán)境安全響應(yīng)模擬系統(tǒng)。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，水資源開發(fā)利用量不斷增加。人們?cè)谒Y源開發(fā)利用過程中取水和排水是影響天然河湖水體的兩大過程，一方面取水減少了水體水環(huán)境容量，另一方面大量污染物進(jìn)入水體并逐漸超過其承受能力。尤其是未來水資源調(diào)配工程建設(shè)快速發(fā)展，人們對(duì)水資源調(diào)配能力增強(qiáng)的同時(shí)也對(duì)水環(huán)境形成了較大的威脅；其次，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移為水環(huán)境協(xié)調(diào)保護(hù)發(fā)展提供新契機(jī)的同時(shí)，也對(duì)水環(huán)境治理提出新的挑戰(zhàn)，使產(chǎn)業(yè)由下游向上游轉(zhuǎn)移，污染源集中化，對(duì)水安全威脅范圍擴(kuò)大，增大了潛在風(fēng)險(xiǎn)；再者，水污染防治的重點(diǎn)與投入對(duì)水環(huán)境的保護(hù)與修復(fù)有著非常直接的作用。因此，針對(duì)以上重點(diǎn)問題開展水資源-社會(huì)經(jīng)濟(jì)-水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展和水環(huán)境管理決策具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
“十二五”期間，“水體污染控制與治理”國(guó)家科技重大專項(xiàng)“水體污染控制戰(zhàn)略與政策”主題“水污染控制決策支持平臺(tái)與政策綜合示范研究”項(xiàng)目中設(shè)置了“國(guó)家水環(huán)境安全戰(zhàn)略若干問題研究”課題（2012ZX07601001），由中國(guó)水利水電科學(xué)研究院承擔(dān)，中央財(cái)政劃撥資金263.26萬元，參與單位包括環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院等單位。
課題以水環(huán)境安全為核心，以水環(huán)境空間分區(qū)格局的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系為基礎(chǔ)，構(gòu)建了國(guó)家水環(huán)境安全戰(zhàn)略體系，綜合考慮了水資源配置、區(qū)域發(fā)展（產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移）和水環(huán)境安全相關(guān)政策對(duì)水環(huán)境安全的影響，提出了基于水環(huán)境安全的政策體系，并在“十三五”重點(diǎn)流域水污染防治規(guī)劃中進(jìn)行了應(yīng)用。
■國(guó)家水環(huán)境安全戰(zhàn)略體系和空間區(qū)劃方法是保障水環(huán)境安全的基礎(chǔ)
結(jié)合新形勢(shì)下環(huán)境安全的背景，完善了水環(huán)境安全的內(nèi)涵，建立了包括4個(gè)方面（水量、水質(zhì)、水生態(tài)和水管理）、9個(gè)維度的指標(biāo)體系框架，設(shè)計(jì)了分級(jí)的約束性指標(biāo)、預(yù)期性指標(biāo)和指標(biāo)閾值。在此基礎(chǔ)上，確立了九步曲的標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估程序。在此基礎(chǔ)上，從流域管理角度出發(fā)，提出控制單元?jiǎng)澐值幕驹瓌t、一般程序以及相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)。針對(duì)控制單元?jiǎng)澐?個(gè)基本程序，包括水系識(shí)別與概化、控制斷面選取、排污去向確定、單元命名與編碼等，從技術(shù)角度提出相關(guān)原則與方法。以控制單元?jiǎng)澐旨夹g(shù)為核心，形成了包括總則、水環(huán)境管理分區(qū)研究進(jìn)展、控制單元?jiǎng)澐株P(guān)鍵技術(shù)、規(guī)劃分區(qū)技術(shù)等部分的水環(huán)境管理空間區(qū)劃技術(shù)指南。
■明晰水資源配置與水環(huán)境安全耦合關(guān)系是保障水環(huán)境安全的關(guān)鍵
課題組指出，人類開發(fā)利用水資源的同時(shí)也會(huì)給我們的水體帶來污染負(fù)荷，一方面我們通過水利工程取水減少了河道徑流量，另一方面由于污染負(fù)荷的排入造成可利用水資源量減少。因此，水資源配置與水環(huán)境安全演變之間存在著相互制約、相互影響的關(guān)系。水資源配置的結(jié)果直接影響著流域的生態(tài)環(huán)境需水滿足程度、流域水面率、森林覆蓋率等水生態(tài)指標(biāo)，這些指標(biāo)在一定程度上反映了水環(huán)境安全的狀況；水資源配置影響著人均綜合用水量、水資源開發(fā)利用程度、工業(yè)用水重復(fù)利用率、缺水率、農(nóng)田灌溉畝均用水量等指標(biāo)，這些水量指標(biāo)是評(píng)價(jià)水環(huán)境安全的重要因素；社會(huì)水循環(huán)的供、用、耗、排過程影響著污水再生利用率、工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率、地表水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、集中式供水水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)率等指標(biāo)。反過來，這些指標(biāo)在一定程度上反映了流域的水環(huán)境安全狀況，是連接水資源配置與水環(huán)境安全演變之間關(guān)系的橋梁。影響水循環(huán)演變的氣候因子、下墊面條件變化、人工取用水等自然和社會(huì)驅(qū)動(dòng)因素，在影響水資源配置格局的同時(shí)，在一定程度上也驅(qū)動(dòng)了水環(huán)境安全的演變。健康的水環(huán)境為水資源合理配置目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)，良好的水環(huán)境、達(dá)標(biāo)的水質(zhì)能夠滿足水資源配置中對(duì)優(yōu)質(zhì)水源的選取要求。
課題組構(gòu)建了面向水環(huán)境安全的水資源優(yōu)化配置模型。這一模型以水量水質(zhì)的總量調(diào)控為目標(biāo)，涉及對(duì)水量分析過程、水質(zhì)模擬過程的聯(lián)合分析。模型中包括對(duì)水量需求、污染負(fù)荷產(chǎn)生的預(yù)測(cè)，對(duì)水量過程的模擬，對(duì)污染控制措施的優(yōu)化組合，對(duì)水功能區(qū)的水質(zhì)達(dá)標(biāo)狀況分析。各個(gè)模型模塊之間數(shù)據(jù)交互形成整體，通過方案設(shè)置和多層次反饋實(shí)現(xiàn)對(duì)水量水質(zhì)聯(lián)合調(diào)控的模擬分析。
在我國(guó)東部地區(qū)，特別是在沿海地區(qū)用水、用電、用地、用工等生產(chǎn)成本逐年升高及節(jié)能減排壓力逐年增大的背景下，環(huán)境治理成本高的產(chǎn)業(yè)或產(chǎn)業(yè)低端環(huán)節(jié)逐漸向欠發(fā)達(dá)地區(qū)轉(zhuǎn)移，對(duì)當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境狀況產(chǎn)生一系列的影響。而且這類地區(qū)一般位于江河中上游或是極其重要的水源涵養(yǎng)地，水環(huán)境較為敏感，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移帶來的水資源開發(fā)利用將對(duì)區(qū)域乃至全國(guó)的水環(huán)境安全構(gòu)成威脅。因此，通過識(shí)別承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移前后水資源開發(fā)利用與水環(huán)境安全的作用關(guān)系，采用“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型評(píng)價(jià)承接區(qū)水環(huán)境安全的變化。并針對(duì)承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的過程中同時(shí)存在多種工業(yè)污染源產(chǎn)生多種脅迫因子作用于不同類型的生境對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生影響的問題，應(yīng)用相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)模型在區(qū)域尺度上對(duì)多種脅迫因子和多風(fēng)險(xiǎn)源對(duì)評(píng)價(jià)終點(diǎn)造成不利影響的可能性及危害程度進(jìn)行評(píng)估，克服了傳統(tǒng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法只能分析單一脅迫因素與評(píng)價(jià)終點(diǎn)響應(yīng)關(guān)系的困難。該方法是一種利用風(fēng)險(xiǎn)源-生境-生態(tài)終點(diǎn)間相互作用關(guān)系對(duì)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量化的模型，它強(qiáng)調(diào)空間區(qū)域尺度上，多重風(fēng)險(xiǎn)源和多種脅迫因子在復(fù)雜生境上的疊加，并通過相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)方程在區(qū)域尺度上量化相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)，以及進(jìn)行區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)管理。它能夠準(zhǔn)確反映研究區(qū)域內(nèi)各個(gè)子區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度的相對(duì)關(guān)系，強(qiáng)調(diào)區(qū)域的空間異質(zhì)性，因而能夠較準(zhǔn)確地對(duì)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移承接區(qū)進(jìn)行水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
■水環(huán)境安全政策及其實(shí)施是保障國(guó)家水環(huán)境安全的根本
課題組通過對(duì)流域水環(huán)境安全政策的系統(tǒng)梳理，構(gòu)建了水環(huán)境安全政策評(píng)估體系，篩選了水環(huán)境安全政策評(píng)估適用的方法，提出了基于水環(huán)境安全的政策評(píng)估邏輯框架。課題組對(duì)松花江流域進(jìn)行了典型流域政策實(shí)證研究，分析了研究區(qū)56項(xiàng)相關(guān)法規(guī)、6項(xiàng)重大政策，從中凝練優(yōu)選關(guān)鍵水環(huán)境安全政策，針對(duì)松花江流域構(gòu)建了切實(shí)可行的水環(huán)境安全政策評(píng)估程序。松花江流域典型實(shí)證評(píng)估邏輯框架包括目標(biāo)層次、目的層次、產(chǎn)出與成果，針對(duì)14項(xiàng)政策制定了72個(gè)評(píng)估要點(diǎn)。該評(píng)估技術(shù)體系成果在松花江流域得到成功應(yīng)用，可適當(dāng)推廣應(yīng)用到國(guó)內(nèi)其他類似流域。該成果對(duì)于維護(hù)松花江流域乃至我國(guó)當(dāng)前水環(huán)境安全形勢(shì)具有較大意義。
在此基礎(chǔ)上，建立了流域—水生態(tài)控制區(qū)—水環(huán)境控制單元三級(jí)流域水生態(tài)環(huán)境功能分區(qū)管理體系。并基于水資源配置、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和政策實(shí)施等方面水環(huán)境安全的戰(zhàn)略對(duì)策，結(jié)合傳統(tǒng)規(guī)劃內(nèi)容，提出了“十三五”重點(diǎn)流域水污染防治規(guī)劃框架，形成了保障國(guó)家水環(huán)境安全的中長(zhǎng)期戰(zhàn)略體系，勾勒了戰(zhàn)略實(shí)施的路線圖。
課題負(fù)責(zé)人還介紹，課題的另一個(gè)創(chuàng)新成果是開發(fā)了水資源配置與水環(huán)境安全響應(yīng)模擬系統(tǒng)。該系統(tǒng)是集數(shù)據(jù)分析、方案模擬、結(jié)果統(tǒng)計(jì)和圖表輸出等多功能于一體的管理多目標(biāo)水資源的水利信息化應(yīng)用平臺(tái)。系統(tǒng)的主要功能是通過鏈接基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息，經(jīng)過模型計(jì)算，采用用水總量、用水效率和納污能力校核，得到不同規(guī)劃方案的模擬結(jié)果，并且根據(jù)流域水資源管理的需要，輸出各類統(tǒng)計(jì)圖表。可實(shí)現(xiàn)松花江流域內(nèi)水資源的合理配置與科學(xué)調(diào)度，并在相關(guān)流域管理部門得到應(yīng)用。
桑志朋凌綾
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