王 瑩，于飛龍，馮艷紅，吳 瓊，陳文權(quán)

（江蘇省水文水資源勘測局南京分局，江蘇 南京 210008）

1 概述

跨行政區(qū)域的交界斷面考核能夠?qū)Ω餍姓^(qū)域進(jìn)行定量的評價和考核，其在明確水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)、污染物減排等方面起到了重大作用。目前，典型的跨行政區(qū)域的交界斷面水質(zhì)評價方法有《浙江省跨行政區(qū)域河流交接斷面水質(zhì)保護(hù)管理考核方法》和廣州市環(huán)境監(jiān)測中心站研究制定的河涌整治水質(zhì)評價體系，前者規(guī)定了交接斷面水質(zhì)考核指標(biāo)、評價方法、考核頻率、考核等級等，后者則可對河涌整治前后水環(huán)境質(zhì)量改善程度進(jìn)行評價。

1997年，聯(lián)合國教科文組織將水資源定義為“可利用或有可能被利用的水源，這個水源應(yīng)具有足夠的量和可用的質(zhì)，并能在區(qū)域內(nèi)為滿足某種用途而可被利用”。此后，國際上開始有許多國家陸續(xù)開展水資源水質(zhì)水量相結(jié)合評價的研究和討論。2000年，Azevedo等[1]將水量水質(zhì)相結(jié)合的目標(biāo)納入水資源管理的決策中，并成功應(yīng)用于流域水資源管理；2002年，夏軍主持承擔(dān)全國水資源綜合規(guī)劃專題“水資源數(shù)量與質(zhì)量聯(lián)合評價方法及其應(yīng)用”項目，首次系統(tǒng)地開展針對流域環(huán)境變化的水資源數(shù)量調(diào)查評價方法和針對水資源可利用數(shù)量與質(zhì)量聯(lián)合評價創(chuàng)新，提出一系列新的研究成果，并應(yīng)用到河北省灤河流域、西部黑河流域、南方廣東地區(qū)鑒江流域。由此，水資源是質(zhì)與量的綜合這一觀點深入人心，越來越多的學(xué)者投入到水資源的水質(zhì)水量聯(lián)合評價中；2002～2005年，周勁松等[2]以黃河干流的水資源為例進(jìn)行水質(zhì)評價，提出了水資源功能容量與功能虧缺的概念，初步確立了水質(zhì)水量相結(jié)合的方向；2003年，劉克巖等[3]提出以用水為主體的水質(zhì)水量結(jié)合評價方法；2007年，劉克巖等[4]利用水功能區(qū)劃條件區(qū)域水資源可利用量量質(zhì)結(jié)合進(jìn)行定量評價；2008年，王渺林等[5]提出以水功能區(qū)劃水質(zhì)水量相結(jié)合的評價方法，回答了水功能區(qū)劃水質(zhì)目標(biāo)約束下的流域可用水資源量的評價問題；2008年，童國慶[6]采用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集，利用水質(zhì)水量模擬來確定和評估流域點源和非點源污染對水質(zhì)的影響；2009年，陳家厚等[7]總結(jié)國內(nèi)常見的跨行政區(qū)界斷面水質(zhì)考核方法，通過兩種打分方法，結(jié)合黑龍江省實例，按照水質(zhì)類別法進(jìn)行了考評分析，最后確定綜合出境斷面達(dá)標(biāo)狀況和入境斷面水質(zhì)對比的考核方法；2014年，徐小紅等[8]提出一種城市跨行政區(qū)域河流交接斷面水質(zhì)指標(biāo)評價方法的改進(jìn)，提出城區(qū)存在多個上游斷面時計算虛擬上游斷面污染物濃度的計算方法，并對水質(zhì)變化程度進(jìn)行評分考核。

然而，在目前最嚴(yán)格水資源管理制度實際考核工作中，對于行政區(qū)交界河流斷面如何考核、如何確定污染貢獻(xiàn)率等一直存在職責(zé)不清、缺少有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)和核算依據(jù)等問題，從而在一定程度上影響了考核結(jié)果的公平和公正，而國內(nèi)外相關(guān)方面的研究很少。因此，本研究以九鄉(xiāng)河衡山洼橋交界斷面為例，提出了交界斷面的考核指標(biāo)和考核體系，對其水資源量質(zhì)進(jìn)行了全面的評價。該方法有利于推動最嚴(yán)格水資源管理工作的落實，為該制度考核能夠長期公平、公正、有效地開展提供技術(shù)支撐，同時也能為交界河流的管理提供依據(jù)。

2 監(jiān)測及評價方法

2.1 代表性斷面選取及監(jiān)測頻率

九鄉(xiāng)河交界斷面屬于區(qū)界，位于南京市棲霞區(qū)和江寧區(qū)的交界處，由江寧區(qū)流入棲霞區(qū)，最后匯入長江。經(jīng)過實地踏勘和分析，衡山洼橋位于行政區(qū)交界斷面處，其上游匯水區(qū)域即為九鄉(xiāng)河流域、龍泉流域和古泉流域3個小流域。在衡山洼橋設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測點（如圖1），水量和水質(zhì)監(jiān)測頻率為每月1次，通過連續(xù)12個月的監(jiān)測獲得該斷面的一系列水質(zhì)和水量的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

圖1 九鄉(xiāng)河水質(zhì)監(jiān)測點示意圖

2.2 水質(zhì)評價方法

對于一條確定的河流，從理論上來說，該河流任一斷面的污染物通量可以通過監(jiān)測手段和計算而獲得（即水質(zhì)水量同步監(jiān)測）。若該河流劃分了水功能區(qū)（有明確的水質(zhì)目標(biāo)），且河流出口處亦是行政區(qū)交界斷面，那么在水功能區(qū)達(dá)標(biāo)的前提下，該交界斷面的污染物通量和限制排污總量有如下關(guān)系：

式（1）中，T為通過該交界斷面的污染物通量，t/a；W限排為該河流水功能區(qū)的限制排污總量，t/a；W本底為該河流水功能區(qū)的本底污染物量，t/a。

若河流中間某一斷面是行政區(qū)交界斷面，則可按照上下游關(guān)系確定交界斷面所代表的河流長度及相應(yīng)的水質(zhì)目標(biāo)，合理確定該交界斷面所代表的河流的限制排污總量。

采用污染物通量作為考核指標(biāo)，對照交界斷面所代表河流的限制排污總量以及河流本底污染物量加以分析比較。通過交界斷面的污染物通量扣除河流本底污染物量后，如不大于限制排污總量，則該交界斷面所代表的上游河流達(dá)標(biāo)，反之則不達(dá)標(biāo)。而水功能區(qū)的限制排污總量已通過《省水利廳、省發(fā)展和改革委關(guān)于水功能區(qū)納污能力和限制排污總量的意見》（蘇水資〔2014〕26號）發(fā)布，可作為考核的標(biāo)準(zhǔn)值直接加以使用和評價。

2.3 污染物通量計算

（1）通量計算模型

根據(jù)污染物通量的定義，對于某一特定的水污染物指標(biāo)，其污染物通量計算模型為：

式（2）中，T為通過交界斷面的污染物通量，t/a；Ci為交界斷面處水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)月均濃度，mg/L；Qi為每月通過交界斷面的河道流量（地表徑流量），萬m3。

（2）水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)

《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)繁多，常規(guī)監(jiān)測指標(biāo)也有24項。監(jiān)測所有的指標(biāo)不僅加大工作量，還會沖淡主導(dǎo)因素作用，既不科學(xué)，也不必要。因此，需對現(xiàn)有的監(jiān)測指標(biāo)進(jìn)行篩選。根據(jù)常規(guī)水質(zhì)資料分析報告，2013～2015年南京市水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率分別為42.0%、46.9%、58.4%；參與評價的地表水常規(guī)水質(zhì)站點中，Ⅲ類水達(dá)標(biāo)率分別為52.8%、53.4%、54.9%，主要污染因子為氨氮、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)?；瘜W(xué)需氧量和高錳酸鹽指數(shù)相關(guān)，因此選取高錳酸鹽指數(shù)和氨氮作為水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)。

（3）水量監(jiān)測指標(biāo)

水量指標(biāo)可通過實測手段獲得，但大多數(shù)情況下不具備監(jiān)測條件，在污染物通量計算中可用徑流量代替。徑流量的計算，需對交界斷面控制流域的地形地貌、土壤特質(zhì)和植被等情況進(jìn)行分析，參考流域資料，設(shè)定交界斷面控制流域的徑流系數(shù)k，以及流域面積S（km2），根據(jù)實測降水資料可得控制流域某個時段內(nèi)的面平均降雨量P（mm）。由此得出時段內(nèi)該交界斷面的計算徑流量Qi（萬m3），計算公式：

徑流系數(shù)k的率定和校正：分別選定豐水期和枯水期的多個降雨徑流過程進(jìn)行流量實測，得出實測徑流量Qc，通過不斷調(diào)整徑流系數(shù)k的值，直到得出的計算徑流量Qi和實測徑流量Qc一致，此時的k值即為適合該代表性交界斷面的徑流系數(shù)。在實測資料缺乏時，也可引用水資源綜合規(guī)劃、水資源公報等技術(shù)資料中的徑流系數(shù)。

2.4 限制排污總量確定

限制排污總量以《省水利廳、省發(fā)展和改革委關(guān)于水功能區(qū)納污能力和限制排污總量的意見》（蘇水資〔2014〕26號）中所確定的地表水功能區(qū)的納污能力與限制排污總量為依據(jù)，該文件中提出了九鄉(xiāng)河2015～2020年的限制排污總量。在進(jìn)行年度評價過程中，可采用內(nèi)插法確定九鄉(xiāng)河各個年度的水功能區(qū)限制排污總量。

2.5 交界斷面本底污染物量確定

對于某條河流被劃分為若干個水功能區(qū)的情況，一般各功能區(qū)本底濃度C0均采用上游相鄰水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)Cs，在此條件下交界斷面本底污染物量即為交界斷面所處水功能區(qū)上游相鄰水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)值Cs與通過交界斷面的水量Q之積。

對于某條河流只劃分一個水功能區(qū)的情況，確定水質(zhì)的本底值時，需要假定該河流在未受任何污染影響的情況下，分析其水質(zhì)指標(biāo)的原始含量以及在水體中分布的正常值。這需要根據(jù)流域、地質(zhì)、河流水系、降雨等各類要素綜合分析確定。在實際工作中，可按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行分析計算。

2.6 考核評價方法

為了全面、客觀評價考核交界斷面的水資源量質(zhì)情況，本研究采用橫向和縱向相結(jié)合的綜合評價方法對交界斷面進(jìn)行考核。

橫向評價主要是根據(jù)建立的通量考核模型計算出交界斷面的污染物通量，扣除本底污染物量后，對比該交界斷面的限制排污總量，根據(jù)差值大小分級評分。其等級劃分具體評價分值如表1所示。

表1 橫向評價等級劃分表

縱向評價主要是對交界斷面污染物通量變化情況、水質(zhì)改善情況進(jìn)行考核。增加了其他相關(guān)的考核項，在橫向評價的基礎(chǔ)上進(jìn)行更加細(xì)致的打分，作為橫向考核的補充，使得評價系統(tǒng)更加完善，主要考核項目為污染物通量比值。其等級劃分具體評價分值詳見表2。

最后，根據(jù)橫向得分進(jìn)行評價，在橫向得分的基礎(chǔ)上進(jìn)行改善狀況評價，以充分反映交界斷面的實際情況。

當(dāng)出現(xiàn)左右岸關(guān)系等特殊情況的交界斷面時，在考察交界斷面污染物通量及橫向和縱向評價的基礎(chǔ)上，應(yīng)根據(jù)左右岸支流匯入情況、排污情況計算左右岸污染物通量權(quán)重，從而進(jìn)一步評價計分，分清責(zé)任。

3 結(jié)果與討論

3.1 九鄉(xiāng)河衡山洼橋斷面水質(zhì)監(jiān)測時間及數(shù)據(jù)

課題組對衡山洼橋水質(zhì)監(jiān)測點進(jìn)行了連續(xù)12個月的監(jiān)測，選用2015年10月至2016年9月的水質(zhì)監(jiān)測資料作為本次實例計算資料。具體水質(zhì)數(shù)據(jù)見表3。

3.2 污染物通量計算

經(jīng)查江寧地區(qū)2011～2015年水資源公報可知，江寧地區(qū)近5年的平均徑流系數(shù)為0.44。相應(yīng)時段的降雨資料采用臨近雨量資料整編站其林站，由此可得出衡山洼橋斷面的污染物通量，詳見表4。

表中計算的污染因子為高錳酸鹽指數(shù)和氨氮，為與限排總量指標(biāo)（COD、氨氮）相對應(yīng)，根據(jù)地表水中高錳酸鹽指數(shù)和COD（即化學(xué)需氧量）之間存在的相對關(guān)系，將高錳酸鹽指數(shù)的通量乘以系數(shù)3.3得到COD的通量。即2016年通過衡山洼橋斷面的污染物通量為COD 825.7 t/a，氨氮82.2 t/a。

而九鄉(xiāng)河本底污染物量計算結(jié)果見表5。

表2 考核年度污染物通量與上一年度污染物通量比值

表3 衡山洼橋水質(zhì)數(shù)據(jù)

表4 衡山洼橋交界斷面徑流量及污染物通量計算表

表5 九鄉(xiāng)河本底污染物量

因此，扣除本底污染物量后，通過衡山洼橋的污染物通量為COD 241.5 t/a，氨氮76.4 t/a。

3.3 考核結(jié)果及評價分析

根據(jù)《省水利廳、省發(fā)展和改革委關(guān)于水功能區(qū)納污能力和限制排污總量的意見》（蘇水資〔2014〕26號），九鄉(xiāng)河的納污能力及限排總量見表6。

結(jié)合圖1可知，九鄉(xiāng)河小流域內(nèi)，衡山洼橋水質(zhì)監(jiān)測點下還有大學(xué)城和棲霞鎮(zhèn)兩個小流域，經(jīng)查《全市各小流域10年平均水土流失量統(tǒng)計》，并結(jié)合水土保持監(jiān)測地圖對比可知，棲霞鎮(zhèn)和大學(xué)城的面積分別為56.60 km2和 28.58 km2，共計 85.18 km2，按控制面積對九鄉(xiāng)河流域的限排總量進(jìn)行拆分，計算結(jié)果見表7。

根據(jù)表7，九鄉(xiāng)河衡山洼橋上段2015年的限排總量為COD 457.0t/a、氨氮62.2 t/a；2020年的限排總量為COD 430.6t/a、氨氮59.4t/a；采用內(nèi)插法計算，九鄉(xiāng)河衡山洼橋上段2016年的限排總量為COD 451.7t/a、氨氮 61.6 t/a。

根據(jù)通量扣除本底后數(shù)值及限排總量數(shù)值，并對照評價體系，得到橫向評價結(jié)果。見表8。

根據(jù)計算結(jié)果，扣除本底后，九鄉(xiāng)河交界斷面計算結(jié)果為COD 52.8%，介于40%～80%之間，等級為良，得80分；氨氮122.8%，介于120%～160%之間，等級為差，得20分。

縱向等級劃分由污染物通量比值確定，2015年九鄉(xiāng)河污染物通量計算結(jié)果見表9。

表6 九鄉(xiāng)河納污能力及限排總量

表7 九鄉(xiāng)河衡山洼橋上段限排總量

表8 橫向評價結(jié)果表

表9 衡山洼橋斷面徑流量及污染物通量計算表

對比表4和表9，根據(jù)污染物通量比值，并對照評價體系，得到縱向評價結(jié)果見表10。

表10 縱向評價結(jié)果表

綜合考慮橫向得分和縱向得分可知，衡山洼橋交界斷面COD評分為80分，評價結(jié)果為良，與上年度通量相比有改善趨勢；氨氮評分為20分，等級為差，但與上年度通量相比改善趨勢明顯。

4 結(jié)論

通過九鄉(xiāng)河衡山洼橋交界斷面實測數(shù)據(jù)分析評價結(jié)果得出，采用污染物通量指標(biāo)可以將水質(zhì)和水量兩個要素結(jié)合起來，不僅避免了單一因素（如水質(zhì)濃度指標(biāo)）評價不夠全面的問題，又能準(zhǔn)確反映各污染物量的時空分布，同時還能與政府主管部門的考核指標(biāo)進(jìn)行有機結(jié)合。因此，采用通量考核指標(biāo)比較符合現(xiàn)階段水功能區(qū)限制納污考核的實際。

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