關于水環境質量底線在地市級城市“三線一單”計算方法與過程探討

趙庚 翟濱 王蔭波

摘要：指出了“三線一單”中的一線為環境質量底線，環境質量底線又劃分為水環境、大氣環境、土壤環境質量底線。對水環境質量底線在地市級城市“三線一單”研究報告編制中的工作方式、計算要求等方面進行了探討，以供有關專業人士參考。

關鍵詞：三線一單;水環境質量底線;環境容量計算;污染源計算

中圖分類號：X321

文獻標識碼：A?文章編號：1674-9944（2020）14-0129-02

1?引言

“三線一單”中的三線為環境質量的三個底線，即水環境、大氣環境、土壤環境質量底線[1，5]。本文對水環境質量底線在地市級城市“三線一單”研究報告編制中工作方式、計算要求等方面進行說明，以供有關專業人士探討。

水環境質量底線是以改善水環境質量為核心，按照流域水文情勢、地質地貌、土地利用并兼顧行政邊界及水生態環境功能分區的原則，將子流域匯水單元與鄉鎮行政邊界和監測斷面擬合，構建具備“監測斷面-控制河段-對應陸域”水陸響應關系的水環境控制單元，然后以控制單元為基礎，基于水環境傳輸本底特征，結合水質狀況與功能，考慮水環境承載力、污染特征，識別水環境優先保護單元、重點管控單元、一般管控單元，劃定水環境分區[2]。綜合提出基于水環境控制單元的質量、總量、準入及環境治理要求，實施“一張清單”的水環境系統管理。水環境質量底線的確定是劃定管控單元和分區的基礎，是整個水環境系統管理的前提[5]。計算的數據資料來源必須真實可靠、計算方法過程必須科學嚴謹，并充分考慮當地的自然資源、地形、經濟等因素的影響。

具體來說分以下步驟：構建控制單元-污染源清單建立-水質目標確定-水環境質量底線容量計算和承載力評估。以下將詳細探討北方某地級市的水環境質量底線計算過程。

2?控制單元構建

根據水系傳輸規律、排污特征，考慮行政區劃、水功能區劃、水源保護區，以當地貫徹落實國家、省水污染防治行動計劃劃分的8個控制單元作為基礎。

首先采用ArcGIS SWAT模塊通過Automatic Watershed Delineation模塊集結處理洼地填充、流向、匯流累積量及水系提取。添加實際水系以及流域邊界通過“burn-in”選項對實際河網所在柵格進行“強迫”，增加柵格匯水能力，提取的水系基本符合實際水系。一般評價設置匯流累積量閾值為1500，即某個柵格的上游有1500個柵格的水流流經這個柵格，則將這個柵格定義為河流[4]。柵格的分辨率為5 m×5 m，也就是說，如果某個柵格其上游的匯水面積超過3.75 hm2，則認為是河流[6]。其次對控制斷面針對水域敏感性，在干流各城市下游、支流匯入干流前、跨界（區縣）水體、重要功能水體、河流源頭區、湖（庫）主要泄水口、城市建成區下游處均考慮設置控制斷面，并從已有的國控、省控、市控、縣控監測斷面中選取后進行優化，以該市現有的35個監測斷面為基礎，重點考慮主要支流前的監測斷面，控制斷面選取30個并分解全市8個控制單元。將8個控制單元內各水文響應單元與全市87個鎮行政邊界矢量圖層疊加，并把飲用水源地、濕地保護區、珍稀瀕危水生生物作為優先保護單元，據此形成全市159個水環境管理控制單元（圖1）。

3?水污染源清單建立

3.1?生活污染源

根據全國污染源普查《城鎮生活源產排污系數手冊》計算，計算數據來源為全市87個鎮（街道）城鎮人口和農業人口分布特征及污水管網覆蓋率參數并根據土地利用特征細分至各管控單元，城市污水處理率按90%計，城鎮污水處理率按50%計。該市城區生活污水均納入污水處理廠統一處置，鄉鎮駐地建有小型污水處理設施或通過管網納入附近污水處理廠。農村生活污水采用生物塘、氧化塘、小型污水處理設施、自然村組團建設污水處理設施等多種方式，處理后的廢水多用于肥田。根據面源生活污水入河系數研究，面源入河量不到產生量的1/10，入河系數按0.1計算。具體計算時需綜合考慮各管控單元內城鎮和農村各自的人口密度、人均生活用水量、污水處理率、污染物入河系數、形成徑流的概率等因素，計算結果能反應各流域個區域的部分指標超標的重要原因。

3.2?農業面源

根據生態環境部環境規劃院《全國水環境容量核定技術指南》提供的農田徑流流失系數，進行區域內種植業污染物計算。在計算中需根據各地的實際情況對土壤類型、坡度、農作物類型、土壤類型、化肥施肥用量和降水量等各個參數進行修正;農業面源計算數據來源為土地利用現狀矢量文件并細化至各控制單元，利用GIS計算出各控制單元水田和旱田面積。農業面源入河系數綜合多方文獻和實地調研，農業面源入河系數取為0.1。建議區分豐水期和枯水期的差異化入河系數來提高計算精確度。

3.3?畜禽養殖源

畜禽養殖源計算數據來源為該市農委提供的各鎮蛋禽、肉禽、豬年末存欄量或出欄量并細化至各管控單元，根據《全國污染源普查畜禽養殖業源產排污系數手冊》進行計算總量，根據南京環境科學研究所對全國畜禽養殖污染入河的研究，結合北方該市的當地實際情況后評估污染物入河系數不到9%，計算時取保守值0.1。

3.4?地表徑流源

地表徑流污染負荷計算采用單位負荷法，地表徑流源數據來源為該市土地利用現狀矢量文件。

3.5?污水處理廠源

目前該市共有21座集中污水處理廠，日處理廢水110.0萬t，污水處理廠主要集中在城市區域、縣城及各工業園區等，其中涉及工業廢水集中污水處理廠12座，生活污水集中污水處理廠9座。計算數據來源于各污水處理廠的在線監控數據，通過計算，該城市生活污水處理率達96.9%，建制鎮駐地基本實現了生活污水集中處理。

3.6?工業源

采用“二污普”資料，篩選直接排入水體的點源計算。對以上6種污染源清單建立后應統計分析。如各個污染源對水環境污染貢獻占比等，分析后可以得出各類污染物的控制潛力順序，為下一步重點污染源、重點污染物的治理提供部分依據。

4?水環境質量目標確定

近期2020年的目標是在當地貫徹落實“水污染防治行動計劃”考核的基礎上，進一步針對重點管控單元加嚴要求;遠期2035年的目標是在水十條和當地區域生態環境戰略規劃的基礎上，對未來的水環境質量改善作出的戰略安排。同時水環境質量底線確定注重空間化，結果注重斷面可考核、目標可達、具體可操作的特點。將水環境質量底線的考核落實到例行監測斷面。為此，該市提出了到2020年末，全市主要河流基本恢復水環境功能，全部消除V類水體，水質優良（達到Ⅲ類水以上）比例高于44%;到2025年，全市河流水質全面達到功能區要求，主要飲用水源地全面達到Ⅲ水質要求，水質優良比例高于50%;到2035年全市水環境質量明顯提升，水生態系統功能全面恢復，水環境安全得到有效保障，水質優良比例高于75%的目標。

5?水環境質量底線的容量計算

基于“流域-河段-控制單元”，以環境質量底線為要素，在給定水域范圍和水文條件，規定排污方式和水質目標的前提下，計算出單位時間內該控制單元水域最大允許納污量，即為該控制單元水環境容量[3]。該市對水環境容量計算是根據《水域納污能力計算規程（GB/T 25173-2010）》（水利部）和《全國水環境容量核定技術指南》（環境規劃院）中的計算要求、基本程序和方法，采用一維模型方法計算滿足水質目標要求下的環境容量。在計算時，建議充分考慮各控制單元內的水域概化、控制點（邊界）的選擇、本底濃度、水文條件、降解系數等因素，還應遵守從嚴原則，如水源地保護區不允許排污等因素[7]。

該市通過對水環境質量底線的計算，以159個水控制單元為基礎，結合水質污染現狀，考慮城鎮生活面源、農村生活面源、農業面源、畜禽養殖源、地表徑流源、工業集中污水處理廠源、生活集中污水處理廠源7類污染源對各相應控制單元內污染貢獻程度，明確各控制單元“污染現狀-7類污染源貢獻”，識別水環境質量維護的重點區域，并逐一明確管控要求，從而構建分區管控體系。分區管控體系提出后，各分區落實到各控制單元，進一步明確各控制單元各污染物的削減量，有效地實施“一張清單”的水環境系統管理。

參考文獻：

[1]王一星，呂春英，常照其.?城市總體規劃環境影響評價中落實“三線一單”要點研究[C]//中國環境科學學會.2018科學技術年會論文集（第一卷）.北京：中國環境科學學會，2018.

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[3]王?孟，翟紅娟，李?斐.流域綜合規劃中“三線一單”的制定和應用[J].?人民長江， 2019，50（10）：14～19.

[4]陳?華，田?珺，黃夏銀，等.江蘇省“三線一單”編制及成果應用[J].?環境影響評價，2019，41（4）：1～5.

[5]李雯香，巫煒寧，范秀娟，周杜牧.?論“三線一單”的重要性[J].?資源節約與環保， 2018（9）.

[6]蔡?云，田?珺，魏永軍，等.南京市“三線一單”編制及應用實踐[J].?環境影響評價，2019（4）.

[7]李?濱，高?勤，趙智亮，等.“三線一單”進展概述及技術要點[J].?節能與環保，2019（6）.