賈海燕 裴中平 鄒家祥
摘要:經(jīng)過近70a的發(fā)展,長江流域水資源保護(hù)科研工作經(jīng)歷了從創(chuàng)建到逐步完善的發(fā)展歷程。回顧了水資源保護(hù)規(guī)劃與管理研究、水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與質(zhì)量評價研究、重大水利工程環(huán)境影響研究以及水生態(tài)保護(hù)理論與技術(shù)研究等發(fā)展歷程及主要成效,展望了長江水資源保護(hù)科研重點(diǎn)與方向。
關(guān)鍵詞:水資源保護(hù);水環(huán)境監(jiān)測;水功能區(qū);環(huán)境影響評價;水利工程;長江流域
中圖法分類號:TV213.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.15974/i.cnki.slsdkb.2020.01.013
文章編號:1006-0081(2020)01-0073-05
長江流域水資源保護(hù)事業(yè)經(jīng)歷了從創(chuàng)建到逐步完善的歷程。1976年長江水源保護(hù)局成立,后更名為長江流域水資源保護(hù)局(以下簡稱“長江水保局”)。1978年相繼成立長江水資源保護(hù)科學(xué)研究所(以下簡稱“長江水保所”)和長江流域水環(huán)境監(jiān)測中心,流域水資源保護(hù)科研工作逐步全面展開。在長江水利委員會(以下簡稱“長江委”)組織協(xié)調(diào)下,開展了大量的水資源保護(hù)基礎(chǔ)理論、監(jiān)測技術(shù)、綜合管理以及應(yīng)用技術(shù)等研究[1],為流域水資源保護(hù)以及管理職能的落實(shí)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。本文主要回顧了水資源保護(hù)規(guī)劃與管理研究、水環(huán)境監(jiān)測與評價研究、重大水利工程環(huán)境影響研究以及水生態(tài)保護(hù)理論與技術(shù)研究等方面的發(fā)展歷程及主要成效。
1 水資源保護(hù)規(guī)劃與管理研究
1.1 水資源保護(hù)規(guī)劃研究
水資源保護(hù)規(guī)劃是水資源保護(hù)管理的依據(jù)。20世紀(jì)70年代,隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展,城市化進(jìn)程加快和人口數(shù)量增加,水資源保護(hù)的壓力逐步加大。1984年,長江水保局組織開展了“長江武漢江段污染防治規(guī)劃研究”。這是長江乃至我國較早探討水污染防治規(guī)劃的成果之一,為我國區(qū)域水資源保護(hù)規(guī)劃編制提供了有益經(jīng)驗(yàn),也為其后的九江至南京、長江上游重慶等江段的水資源保護(hù)規(guī)劃編制奠定了基礎(chǔ)川。1985年開始從流域尺度全面探討水資源保護(hù)規(guī)劃技術(shù)體系的研究工作。1987年編制的《長江干流水資源保護(hù)規(guī)劃報告》首次確立了“干支流、上下游統(tǒng)一規(guī)劃,相互協(xié)調(diào),實(shí)行污染物總量控制,合理利用水環(huán)境容量,按水體功能綜合治理”等規(guī)劃原則,對指導(dǎo)水資源保護(hù)工作發(fā)揮了積極作用。
20世紀(jì)90年代后期,隨著水功能區(qū)區(qū)劃理論和技術(shù)方法的不斷探索與完善,在長江委主持下,長江水保局進(jìn)一步探討水功能區(qū)在規(guī)劃中的指導(dǎo)作用?!堕L江片水資源保護(hù)規(guī)劃報告(2001年)》首次以水功能區(qū)作為規(guī)劃的基本單元,核算了水功能區(qū)納污能力,提出了對人河污染物總量控制和削減排放量等操作性較強(qiáng)的對策措施。該次規(guī)劃繼20世紀(jì)80年代長江干流水資源保護(hù)規(guī)劃后,在規(guī)劃思路與方法上進(jìn)行了更深入研究和創(chuàng)新。
進(jìn)人21世紀(jì),“在保護(hù)中開發(fā),在開發(fā)中保護(hù)”的理論成為流域規(guī)劃研究的重要指導(dǎo)方針。長江委進(jìn)一步探討流域規(guī)劃的思路與體系,在《長江流域綜合規(guī)劃(2012年)》中,制定了“維護(hù)健康長江,促進(jìn)人水和諧”的基本宗旨,首次凸顯了水資源保護(hù)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)在流域綜合規(guī)劃中的地位,從而把保護(hù)從以往的事后補(bǔ)救變?yōu)槭孪阮A(yù)防。在規(guī)劃內(nèi)容上,將水資源與水生態(tài)環(huán)境保護(hù)作為規(guī)劃四大體系之一,由單一的水質(zhì)保護(hù)規(guī)劃變?yōu)樗|(zhì)、水量、水生態(tài)協(xié)同并重規(guī)劃,大大拓展了規(guī)劃內(nèi)容。其研究成果為SL613-2013《水資源保護(hù)規(guī)劃編制規(guī)程》提供了重要的技術(shù)支撐。
1.2 水功能區(qū)與污染防治管理研究
20世紀(jì)80年代以前,由于江河湖庫缺乏明確的管理要求,地區(qū)間、行業(yè)間用水矛盾凸顯,開發(fā)利用與保護(hù)的矛盾開始越來越突出。為了協(xié)調(diào)地區(qū)用水沖突,開始探索水功能區(qū)管理。2000年,長江水保局提出了水功能區(qū)兩級分級分類的原理及技術(shù)方法。水功能區(qū)采用二級分類,其中一級區(qū)劃從宏觀上調(diào)整水資源開發(fā)利用與保護(hù)的關(guān)系,協(xié)調(diào)地區(qū)間的關(guān)系,同時考慮持續(xù)發(fā)展的需求,劃分為保護(hù)區(qū)、保留區(qū)、開發(fā)利用區(qū)和緩沖區(qū);二級區(qū)劃主要確定水域功能類型及功能排序,協(xié)調(diào)國民經(jīng)濟(jì)各用水部門之間的關(guān)系,將開發(fā)利用區(qū)進(jìn)一步劃分為飲用水水源區(qū)、工業(yè)用水區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)、景觀娛樂用水區(qū)、過渡區(qū)和排污控制區(qū)。水功能區(qū)劃研究成果被水利部作為全國水功能區(qū)劃的技術(shù)依據(jù),也為《中華人民共和國水法(2002年)》修訂建立水功能區(qū)管理制度等提供了有力的技術(shù)支撐[2],該成果獲得國家科技進(jìn)步二等獎。在我國水資源管理制度中,水功能區(qū)劃體系已成為現(xiàn)階段核定水域納污能力、制定相關(guān)規(guī)劃的重要基礎(chǔ)和主要依據(jù),是水資源有效保護(hù)和管理的重要里程碑之一。
此后,實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度成為我國的一項(xiàng)基本國策,進(jìn)一步推進(jìn)重要江河湖泊水功能區(qū)納污能力核算和分階段限制排污總量控制方案研究。21世紀(jì)初,長江水保所開展了“三峽水庫水污染控制對策研究”,首次提出《三峽水庫納污能力核算和限制排放總量意見》。該成果探索了水功能區(qū)納污能力核算的模型適用條件,把限制排污總量分解到縣級行政區(qū),為控制區(qū)域的水污染物排放總量提供了依據(jù),為GB/T 25173-2010《水域納污能力計(jì)算規(guī)程》的編制提供了技術(shù)支撐[3]。2012年發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》,全國水功能區(qū)劃管理由水質(zhì)目標(biāo)管理推進(jìn)到總量控制管理,以水功能區(qū)為單元的流域水資源保護(hù)管理體系逐步成熟[4]。
2 水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價研究
2.1 水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)研究
長江流域水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)是支撐水資源保護(hù)監(jiān)管的重要手段。20世紀(jì)50年代初,流域水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)尚未形成,仍以水文站的水文監(jiān)測為主。1979年長江水保局提出了全國第一個流域水質(zhì)監(jiān)測規(guī)劃——《長江流域水質(zhì)監(jiān)測站網(wǎng)規(guī)劃》,并于1985年在全國率先成立了以流域?yàn)閱卧目绲貐^(qū)、跨部門“長江水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)”;開展了VAX機(jī)和IBM微機(jī)水質(zhì)評價系統(tǒng)的研發(fā),從早期基于Access的單一文件型數(shù)據(jù)庫MDB,發(fā)展到采用SQL Server可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入、修改、查詢和統(tǒng)計(jì)評價等較為完善的水質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫。
為了加強(qiáng)流域監(jiān)測能力,早在20世紀(jì)70年代,基于全國科學(xué)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃,長江水保局組織研制了我國第一條可服務(wù)于大河的水質(zhì)監(jiān)測船——“長清”號,彌補(bǔ)了長江固定監(jiān)測站網(wǎng)的不足,成功地解決了水上流動監(jiān)測的各種技術(shù)難題[5]。結(jié)合“長清”號研制經(jīng)驗(yàn),1979年長江水保局研制了輕型“長清”二號水質(zhì)監(jiān)測船,參與了長江三峽工程大江截流的水質(zhì)影響研究工作。
為增強(qiáng)監(jiān)測工作的科學(xué)性和系統(tǒng)性,長江水保局先后在長江干流重慶、沙市、漢口、南京等江段以及重要支流、湖庫及長江下游的河網(wǎng)地區(qū)組織開展了水質(zhì)監(jiān)測斷面、測線、測點(diǎn)布設(shè),測次分布和分析方法的對比研究;依托水利部公益性行業(yè)專項(xiàng)、國家科技支撐計(jì)劃、水專項(xiàng)等項(xiàng)目,不斷探索水文、水質(zhì)、水生生物等水生態(tài)環(huán)境要素的系統(tǒng)監(jiān)測方法。大量相關(guān)研究成果為《水質(zhì)監(jiān)測暫行辦法(1982年)》和SL-219-2013《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》編制提供了技術(shù)支撐。
2.2 水環(huán)境評價與模擬研究
伴隨長江流域社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,排人長江的廢污水量逐步增多,局部地區(qū)的水污染有所顯現(xiàn)。從20世紀(jì)80年代開始,長江水保局相繼引進(jìn)QUAL-Ⅱ河流水質(zhì)模型和MIKE12水生態(tài)系統(tǒng)模型,開展了河流稀釋自凈能力、岸邊污染規(guī)律、水環(huán)境容量等研究;通過水質(zhì)監(jiān)測、現(xiàn)場試驗(yàn)、數(shù)值模擬等多種手段,在河流水化學(xué)、污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、重要江河湖泊水環(huán)境模擬和突發(fā)水污染事件的污染預(yù)測方面取得了豐富的研究成果,提出了污徑比、岸邊污染帶和污染負(fù)荷等概念。長江水保局組織編制的《水資源保護(hù)工作手冊(1988年)》是我國第一部水資源保護(hù)工具書,至今仍是我國水資源保護(hù)領(lǐng)域的重要參考文獻(xiàn),具有重要的理論價值和實(shí)用價值。
3 重大水利工程環(huán)境影響研究
3.1 三峽工程環(huán)境影響研究
20世紀(jì)50年代,長江委組織有關(guān)高等院校、科研單位對三峽工程涉及的自然、社會環(huán)境開展了大規(guī)??疾?,制定了地質(zhì)、地貌、水文、水庫泥沙淤積、人群健康等方面的課題計(jì)劃,工程對人群健康和生活環(huán)境的影響在《三峽水利樞紐初步設(shè)計(jì)要點(diǎn)報告》中均有考慮。20世紀(jì)80年代,三峽工程環(huán)境影響研究作為國家重點(diǎn)科研項(xiàng)目申報并獲批。隨后長江水保局組織國內(nèi)各有關(guān)科研單位、高等院校開展三峽工程科研工作,先后完成了三峽工程對水質(zhì)、陸生動植物、水生生物、土壤環(huán)境、局地氣候等10多項(xiàng)專題研究,為三峽工程環(huán)境影響評價與報告書編制提供了科學(xué)依據(jù)。20世紀(jì)80年代至90年代初期,長江水保所參加了中國科學(xué)院主持的“七五”國家攻關(guān)課題“三峽工程對生態(tài)與環(huán)境影響及對策研究”,研究成果獲中國科學(xué)院自然科學(xué)二等獎。其中,由長江水保所負(fù)責(zé)完成的“三峽水庫調(diào)度對庫區(qū)及中下游生態(tài)環(huán)境影響”“三峽工程移民安置區(qū)環(huán)境容量分析”“三峽工程低溫水影響研究”“秭歸縣移民環(huán)境影響研究”等研究成果,獲長江委、四川省、湖北省等多項(xiàng)科技進(jìn)步獎。上述成果為《長江三峽水利樞紐環(huán)境影響報告書》編制,以及后期的三峽工程環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)提供了重要的科技支撐。1991年,長江水保所與中國科學(xué)院環(huán)境評估部聯(lián)合編制完成的《長江三峽水利樞紐環(huán)境影響報告書》,對評價指標(biāo)體系建設(shè)的環(huán)境要素、因子識別、評價方法等關(guān)鍵評價技術(shù)內(nèi)容及方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究,對推進(jìn)我國水利工程環(huán)境影響評價和完善相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)則發(fā)揮了重要作用。
3.2 南水北調(diào)中線工程環(huán)境影響研究
20世紀(jì)90年代初,南水北調(diào)中線工程相繼展開規(guī)劃、可行性研究。為編制《南水北調(diào)中線工程環(huán)境影響報告書》,長江水保所組織有關(guān)科研單位、高等院校開展了工程對水文情勢、水庫水質(zhì)、漢江中下游水質(zhì)、總干渠水質(zhì)、陸生動植物、水生生物、地下水和土壤環(huán)境、泥沙沖淤、河道沖刷、移民、社會經(jīng)濟(jì)影響等方面的科學(xué)研究,完成了27項(xiàng)專題研究報告。在1995年《南水北調(diào)中線工程環(huán)境影響報告書》獲批后,針對各項(xiàng)保護(hù)措施的關(guān)鍵技術(shù),長江水保所再次組織相關(guān)單位,進(jìn)一步深化了工程對生態(tài)完整性與水生生物影響、戰(zhàn)略環(huán)境影響評價、水污染防治與生態(tài)建設(shè)、水質(zhì)預(yù)測與保護(hù)措施、淹沒與移民環(huán)境影響、水質(zhì)監(jiān)測與信息系統(tǒng)管理研究等專題研究,完成了數(shù)10項(xiàng)科研專題成果,為編制《南水北調(diào)中線一期工程環(huán)境影響復(fù)核報告書》和工程初步設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)及技術(shù)支撐。
其他如萬安、亭子口、構(gòu)皮灘等重大水利樞紐工程,引江濟(jì)漢、引江濟(jì)淮、鄂北水資源配置等跨流域調(diào)水工程,環(huán)境影響評價中也開展了大量相關(guān)專題科學(xué)研究。
重大水利工程環(huán)境影響研究為工程環(huán)境影響報告書編制和HJ/T 88-2003《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則水利水電工程》、SL/Z705-2015《水利建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響后評價導(dǎo)則》等導(dǎo)則標(biāo)準(zhǔn)編制提供了重要技術(shù)支撐。
4 水生態(tài)保護(hù)理論與技術(shù)研究
4.1 水質(zhì)安全保障技術(shù)研究
為全面梳理長江流域開發(fā)與保護(hù)的發(fā)展關(guān)系,長江水保所牽頭完成了現(xiàn)代水利科技創(chuàng)新項(xiàng)目“長江流域水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)關(guān)系研究”,全面識別了長江流域的主要生態(tài)環(huán)境敏感區(qū),首次研究提出長江流域水資源開發(fā)利用的生態(tài)環(huán)境限制條件、漢江中下游實(shí)施生態(tài)調(diào)度方案、長江流域生態(tài)環(huán)境信息庫的建設(shè)方案等,完成了流域生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)系統(tǒng)研究的專項(xiàng)研究成果,并在長江流域綜合規(guī)劃修編等規(guī)劃中得到應(yīng)用。該成果獲得2009年大禹水利科學(xué)技術(shù)獎一等獎。
飲用水源地保護(hù)是流域水資源保護(hù)管理的重點(diǎn)。針對飲用水源地保護(hù)管理,長江水保所圍繞三峽庫區(qū)、南水北調(diào)中線水源地丹江口水庫等重點(diǎn)區(qū)域,開展系列水質(zhì)安全保障技術(shù)研究;承擔(dān)了“三峽水庫水體中氮磷影響研究”“三峽水庫水質(zhì)安全保障分區(qū)方案研究及主要污染物水環(huán)境容量計(jì)算”“長江中下游干流納污總量控制研究”“丹江口水庫水質(zhì)安全保障技術(shù)研究”等國家級重大科研課題,為三峽水庫富營養(yǎng)化控制和飲用水源地保護(hù)提供了重要的技術(shù)支撐[5],其中“三峽水庫水體中氮磷影響研究”獲得2005年度湖北省科技進(jìn)步獎二等獎。長江水保所以丹江口飲用水源地安全保障為核心,開展了南水北調(diào)中線水源地面源污染追蹤與生態(tài)調(diào)控技術(shù)系列研究,先后獲得長江委科學(xué)技術(shù)獎一等獎(2013年和2015年)、大禹水利科學(xué)技術(shù)獎二等獎(2013年和2015年)和湖北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎(2018年)。
4.2 水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)研究
隨著時代發(fā)展,水安全和生態(tài)文明建設(shè)提升到國家戰(zhàn)略高度,水資源保護(hù)不僅是對水質(zhì)的保護(hù),更是要實(shí)現(xiàn)水質(zhì)、水量、水生態(tài)的全面保護(hù)。
在長江委支持下,長江水保所積極推進(jìn)流域水生態(tài)保護(hù)管理研究,核定了長江干流及雅礱江、大渡河、岷江、涪江等24條主要支流近60個斷面的生態(tài)環(huán)境需水量和生態(tài)基流,明確了區(qū)域河流生態(tài)需水保障條件,主要控制斷面生態(tài)基流作為水資源保護(hù)的紅線和管理目標(biāo)已經(jīng)納人國務(wù)院批復(fù)的《長江流域綜合規(guī)劃(2012~2030年)》。
河湖健康評估是水資源保護(hù)的一項(xiàng)重要工作,旨在定期對重要江河湖庫進(jìn)行“健康狀況診斷”,建立重要河湖健康評估工作制度。按照2010年水利部工作部署,在長江委主持下,長江水保所和相關(guān)單位開展了長江流域重要河湖健康評估試點(diǎn),進(jìn)行了丹江口水庫、漢江中下游、鄱陽湖、洞庭湖、赤水河、沱江健康評估研究。針對河流、水庫和湖泊不同水域,提出了河湖健康評估的技術(shù)思路和技術(shù)方法,為構(gòu)建水資源保護(hù)和河湖健康保障體系提供了有利的技術(shù)支撐。
黨的十八大之后,生態(tài)文明建設(shè)開啟新時代,為了加快推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè),對長江流域水生態(tài)文明城市建設(shè)試點(diǎn)的實(shí)施方案進(jìn)行了綜合分析。長江水保局全面梳理了各試點(diǎn)城市的指標(biāo)構(gòu)成,提出了具有長江流域特色的水生態(tài)文明城市建設(shè)指標(biāo)體系,包括水安全、水生態(tài)、水環(huán)境、水節(jié)約、水管理、水文化6個方面共19項(xiàng)共性指標(biāo)和9項(xiàng)特性指標(biāo),初步建立了長江流域水生態(tài)文明城市建設(shè)指標(biāo)庫,同時也為水利部出臺《水生態(tài)文明城市建設(shè)評價導(dǎo)則》提供了重要參考。5流域水資源保護(hù)科研展望
流域水資源保護(hù)科研工作的創(chuàng)新與推進(jìn)始終與流域水資源管理發(fā)展相伴而行[5]。進(jìn)入新時代,中國正從高速發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展,“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路,“共抓大保護(hù)、不搞大開發(fā)”,走“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”之路的治江方針政策,對流域水資源管理提出了更高的要求[6]。根據(jù)《長江治理與保護(hù)報告(2019年)》,長江流域?qū)@城鄉(xiāng)供水安全保障能力、水資源節(jié)約利用、節(jié)水型社會建設(shè),生態(tài)環(huán)境改善、現(xiàn)代水利基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等方面加強(qiáng)流域水資源保護(hù)管理。
基于流域總體發(fā)展建設(shè)目標(biāo),當(dāng)前乃至今后一段時間,流域水資源保護(hù)科研將繼續(xù)以河流生態(tài)水文過程修復(fù)[7]、水利工程的資源化管理[8],水功能約束管控、水污染差別化決策管理[9]、水務(wù)精細(xì)化管理技術(shù)[10],以及市場協(xié)調(diào)機(jī)制的深入與可操化研究[11]為主,繼續(xù)在政策、制度、機(jī)制、技術(shù)等研究中完善流域水資源保護(hù)管理科研技術(shù)體系。
6 結(jié)語
長江流域水資源保護(hù)科研70a的發(fā)展過程中,堅(jiān)持以國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求為導(dǎo)向,以服務(wù)流域水資源管理為目標(biāo),在水資源保護(hù)規(guī)劃與管理研究、水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價研究、重大水利工程環(huán)境影響研究以及水生態(tài)保護(hù)理論與技術(shù)研究等方面取得了豐碩成果,為推進(jìn)流域水資源保護(hù)事業(yè)發(fā)揮了重要作用。
水資源是重要的戰(zhàn)略資源,長江流域是我國水資源配置的戰(zhàn)略水源地和重要的清潔能源戰(zhàn)略基地。我國正處于全面建成小康社會和實(shí)現(xiàn)“兩個一百年”的奮斗目標(biāo)的關(guān)鍵時期,長江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)對流域水資源管理提出了新的更高要求,長江流域迎來“共抓大保護(hù)、不搞大開發(fā)”的大好契機(jī),水資源保護(hù)科研工作在建設(shè)美麗長江,構(gòu)筑人水和諧中大有作為,任重道遠(yuǎn)。
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(編輯:唐湘茜)
收稿日期:2019-10-15
基金項(xiàng)目:國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2017YFC0505302)
作者簡介:賈海燕,女,教授級高級工程師,博士,主要從事水資源保護(hù)與面源污染治理工作。E-mail:496265466@qq.com