袁步先，海子彬，呂睿喆，唐 然

(安徽省環(huán)境科學研究院，安徽 合肥 230071)

“三線一單”是貫徹落實習近平生態(tài)文明思想的重大舉措，是推進生態(tài)環(huán)境治理能力現(xiàn)代化的迫切需求[1-4]，是落實生態(tài)環(huán)境分區(qū)管控的重要抓手。作為“三線一單”的“三線”之一，水環(huán)境質(zhì)量底線具有相當高的重要程度，諸多學者開展了水生態(tài)環(huán)境分區(qū)及水環(huán)境質(zhì)量底線的研究探索[5-8]。水環(huán)境質(zhì)量底線的確定可分為水環(huán)境控制單元的劃定、水環(huán)境現(xiàn)狀與污染物排放分析、水環(huán)境質(zhì)量目標確定和水污染物允許排放量測算等主要步驟環(huán)節(jié)，其中水環(huán)境控制單元的劃定是關(guān)鍵，水環(huán)境現(xiàn)狀與污染物排放是基礎(chǔ)，水質(zhì)目標的確定是核心，水污染物允許排放量的測算是難點。本文以安徽省“三線一單”水環(huán)境質(zhì)量底線編制工作為實踐基礎(chǔ)，研討水環(huán)境質(zhì)量底線確定過程中的經(jīng)驗及思考。

1 水環(huán)境控制單元的劃定

水環(huán)境質(zhì)量底線的確定與嚴守都需要落到明確的空間邊界上，因此，水環(huán)境控制單元的劃定是科學合理確定水環(huán)境質(zhì)量底線的關(guān)鍵前提，也是開展水污染物排放統(tǒng)計、水環(huán)境容量核算、減排潛力情景分析和允許排放量測算的重要基礎(chǔ)。

1.1 相關(guān)技術(shù)指南對水環(huán)境管控單元劃定的要求

根據(jù)生態(tài)環(huán)境部《“三線一單”編制技術(shù)要求（試行）》水環(huán)境管控分區(qū)的劃分思路和方法，在已有水環(huán)境管控分區(qū)基礎(chǔ)上進行細化。首先，獲取并勾出鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道行政邊界，作為控制單元細化的底圖，若同一鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)存在多個匯水單元，則需結(jié)合行政中心位置判斷其主導匯水單元，將其完整劃至某一個水環(huán)境控制單元，以有利于污染物排放核算、削減目標和工程項目落實等；其次，將縣級以上城鎮(zhèn)集中式飲用水水源、省級以上濕地自然保護區(qū)、省級以上濕地公園等重要濕地、省級以上水產(chǎn)種植資源保護區(qū)、巢湖水環(huán)境保護區(qū)等重要高功能水體進行矢量圖形疊加，對上述高功能水體所位于的鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道加以識別，并且將省級以上開發(fā)區(qū)（省發(fā)改委正式批復的）的邊界矢量圖進行疊加；第三，結(jié)合國考斷面及相對應省市控斷面水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道污染物排放量情況，將水環(huán)境問題突出的區(qū)域識別出，聚焦到存在問題的鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道，將原來包含該鄉(xiāng)鎮(zhèn)或某幾個鄉(xiāng)鎮(zhèn)較大控制單元細化成一個或幾個具有針對性問題的較小控制單元。

水環(huán)境管控分區(qū)的劃定中需要對各分區(qū)單元進行分級，即識別并確定優(yōu)先保護區(qū)、重點管控區(qū)和一般管控區(qū)。水環(huán)境管控分區(qū)的劃定與分級在某種程度上是相互聯(lián)系，相互依存和相互作用的，即通過識別飲用水水源保護區(qū)、濕地保護區(qū)等優(yōu)先保護區(qū)，或是開發(fā)區(qū)等重點管控區(qū)所在區(qū)域疊加行政邊界，將其從原有的管控分區(qū)單元中細化出來，作為一個單獨的管控單元。

使用該方法劃分的管控分區(qū)存在以下問題：一、因為鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道為最小單元，所以會放大優(yōu)先保護區(qū)和重點管控區(qū)的范圍，二是某個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道內(nèi)若同時存在自然保護地、工業(yè)園區(qū)或者超標斷面時，存在多重屬性，對于制定環(huán)境準入單元，存在一定的沖突，以及操作上的不便。在劃分過程中，某一控制單元會存在第一屬性為優(yōu)先保護區(qū)，第二屬性為工業(yè)重點管控區(qū)的情況。

1.2 實際劃分工作中的思考與實踐

針對上述問題，為了更好地以飲用水水源保護區(qū)、開發(fā)區(qū)及城鎮(zhèn)開發(fā)邊界確定各管控單元范圍，明確保護重點，制定并實施更具針對性的環(huán)境準入清單，采取了“塊狀化”分區(qū)方法，即首先按照斷面匯水情況確定各個小流域范圍，并考慮區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道邊界，作為水環(huán)境管控分區(qū)的基礎(chǔ)，然后將飲用水水源保護區(qū)、濕地保護區(qū)、濕地公園等優(yōu)先保護區(qū)，開發(fā)區(qū)、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界等重點管控區(qū)的邊界直接疊加，形成各個水環(huán)境優(yōu)先保護區(qū)和重點管控區(qū)。

兩種水環(huán)境管控單元劃分方法的主要差別在于，從管控單元的數(shù)量上，前者對安徽省共劃分了666個水環(huán)境管控單元，而后者劃分了1 200個；從管控單元面積上，前者優(yōu)先保護區(qū)和重點管控區(qū)面積占比分別是23.48%和24.81%，而后者分別為4.09%和8.41%。相比而言，按照后者的水環(huán)境管控單元劃分方法能夠更精確的將需要優(yōu)先保護和重點發(fā)展的區(qū)域邊界明確，對于后續(xù)落實生態(tài)環(huán)境管控要求提供了更好的可操作性。

2 水環(huán)境現(xiàn)狀與污染物排放分析

在完成水生態(tài)環(huán)境管控分區(qū)劃定后，需要對每個管控單元對應斷面的水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及污染物排放情況進行分析，在此基礎(chǔ)上，為確定各控制單元水環(huán)境質(zhì)量目標提供重要參考。

2.1 水環(huán)境現(xiàn)狀分析

以國、省控斷面為主，開展水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和近年變化趨勢分析，分析時限為近5年，分析目標為主要水質(zhì)指標年均值和逐月均值。對于河流，主要水質(zhì)指標為化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷等，湖泊（水庫）則增加總氮、葉綠素a等指標。通過水質(zhì)分析，識別河流湖庫主要污染因子及超標倍數(shù)，以及識別某些河流的特征污染因子，發(fā)現(xiàn)管控單元的水環(huán)境問題，篩選出水質(zhì)維護關(guān)鍵制約因素。

除對斷面水質(zhì)現(xiàn)狀進行分析，也對淮河、長江、巢湖等流域?qū)用娴乃h(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進行總體分析，分析內(nèi)容包括流域內(nèi)所有水環(huán)境控制單元對應斷面的水質(zhì)類別占比，并分別對國控、省控斷面水質(zhì)類別占比情況進行分析。此外，對控制斷面不同水期水質(zhì)進行分析，將長江流域和淮河流域豐水期、平水期和枯水期對應月份的水質(zhì)進行平均，得到各水質(zhì)指標不同水期的水質(zhì)情況。水期水質(zhì)數(shù)據(jù)分析結(jié)果能夠識別比較突出的水環(huán)境問題，以谷河阜南縣國考斷面為例（見圖1），氨氮和總磷濃度在豐水期明顯高于枯水期，其中氨氮濃度0.44 mg/L，為枯水期的2.32倍，總磷濃度0.258 mg/L，為枯水期的2.30倍，表明谷河阜南斷面受諸如種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)等農(nóng)業(yè)面源的影響較為明顯，這與區(qū)域?qū)嶋H情況較為一致。

圖1 安徽省“三線一單”水環(huán)境管控分區(qū)

2.2 管控單元污染物排放統(tǒng)計分析

污染源排放現(xiàn)狀的統(tǒng)計是判斷水質(zhì)目標的重要基礎(chǔ)和參考，也是污染物排放量削減目標的依據(jù)。在水環(huán)境管控單元劃分的基礎(chǔ)上，開展污染物排放調(diào)查。根據(jù)環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)和相關(guān)統(tǒng)計年鑒中關(guān)于城鄉(xiāng)人口、農(nóng)業(yè)種植、化肥施用、畜禽養(yǎng)殖等數(shù)據(jù)，開展污染物全口徑排放統(tǒng)計，統(tǒng)計污染源排放范圍包括工業(yè)企業(yè)、集中式污水處理廠、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖、垃圾填埋場、危廢集中處理廠等點源，以及散養(yǎng)畜禽、城鎮(zhèn)生活污水（未收集）、農(nóng)田種植、農(nóng)村生活污水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、城鎮(zhèn)面源徑流污染等污染源，根據(jù)排放入河（湖）去向分配到各個水環(huán)境管控單元內(nèi)。

圖2 某水環(huán)境控制斷面主要水質(zhì)指標年均值及2017年豐平枯水期均值變化

其中，需要注意的是，工業(yè)源污染排放量僅考慮直排入河部分，其余納管進入城鎮(zhèn)生活污水處理廠或工業(yè)污水處理廠的部分不重復計算。散養(yǎng)畜禽污染排放量根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計年鑒中各鄉(xiāng)鎮(zhèn)養(yǎng)殖種類和規(guī)模，參考污染源普查畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)排污系數(shù)手冊中養(yǎng)殖小區(qū)或養(yǎng)殖專業(yè)戶排污系數(shù)，以此為基準，乘以適當?shù)男拚禂?shù)，進而測算散養(yǎng)畜禽污染物排放量。城鎮(zhèn)生活污水（未收集）污染物排放量的測算以有關(guān)統(tǒng)計資料的城鎮(zhèn)常住人口為參考，根據(jù)污染源普查城鎮(zhèn)生活污染排放系數(shù)，算出各項污染物的全部排放量，再乘以未集中收集處理的比例（根據(jù)各地的生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃或年度環(huán)境公報），得出城鎮(zhèn)生活污水（未收集）污染排放量。農(nóng)村生活污水污染物排放量的測算以有關(guān)統(tǒng)計資料的城鎮(zhèn)常住人口為基礎(chǔ)，排污系數(shù)參考關(guān)于農(nóng)村生活污水排放的有關(guān)研究成果及相關(guān)研究文獻，得出農(nóng)村生活污水污染物排放量。

農(nóng)業(yè)種植污染排放量的測算，以有關(guān)統(tǒng)計資料的土地種植面積（分為旱地、水田和園地，缺失的數(shù)據(jù)參考安徽省環(huán)科院GIS系統(tǒng)導出的全省土地覆被類型面積統(tǒng)計）為基礎(chǔ)，根據(jù)第一次全國污染源普查農(nóng)業(yè)污染源肥料流失系數(shù)手冊，確定農(nóng)田污染排放系數(shù)，最后計算得出農(nóng)業(yè)種植污染排放量。

水產(chǎn)養(yǎng)殖污染排放量的計算，以有關(guān)統(tǒng)計資料的水產(chǎn)養(yǎng)殖類型與面積為基礎(chǔ)，進行核算的養(yǎng)殖類型主要考慮網(wǎng)箱養(yǎng)殖和魚塘養(yǎng)殖。排污系數(shù)參考污染源普查水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊，并結(jié)合各地實際養(yǎng)殖狀況，確定水產(chǎn)養(yǎng)殖排污系數(shù)，最后計算得出水產(chǎn)養(yǎng)殖污染排放量。

在計算污染物排放量的基礎(chǔ)上，考慮不同地區(qū)地形地貌、植被覆蓋等因素，確定不同類型污染物入河系數(shù)，其中，工業(yè)源、集中式污水廠、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖等點源污染的入河系數(shù)介于0.5～0.9之間，分散養(yǎng)殖、農(nóng)村生活、城鎮(zhèn)面源、種植等面源污染的入河系數(shù)介于0.05～0.6之間，最終得出各控制單元水污染物入河量。全省1 200個管控單元COD入河量共計42.10萬噸，氨氮、總氮和總磷分別為3.28萬噸、8.04萬噸和0.69萬噸。各類指標污染負荷占比最大的分別為城鎮(zhèn)生活污水（氨氮占22.1%、TN占33.5%）、散養(yǎng)畜禽污染（COD占20.2%）、污水廠（TN占22.2%）和規(guī)模畜禽污染（TP占27.7%）。

結(jié)合水環(huán)境質(zhì)量分析結(jié)果，重點關(guān)注水質(zhì)惡化或超標的管控單元及主要超標因子所對應的污染物排放情況，分析各控制單元內(nèi)相關(guān)污染源等對水環(huán)境質(zhì)量的影響，確定各管控單元的主要污染源。

3 水環(huán)境質(zhì)量目標確定

水環(huán)境質(zhì)量底線目標確定要遵循環(huán)境質(zhì)量不斷優(yōu)化、不能退化的原則，銜接國家及安徽省等相關(guān)規(guī)劃，滿足各級水污染防治行動計劃或工作方案對水環(huán)境質(zhì)量改善及“引江濟淮”等重大工程對水環(huán)境目標的要求等，確定一套覆蓋安徽全流域、能落實到各水環(huán)境管控單元和控制斷面的分階段水環(huán)境質(zhì)量目標。

以安徽省《水十條》確定的106個國考斷面為基準，在2020年全省地表水水質(zhì)優(yōu)良（達到或優(yōu)于Ⅲ類）斷面比例達到74.5%的基礎(chǔ)上，依據(jù)省“三線一單”研究成果，到2025年，地表水水質(zhì)優(yōu)良（達到或優(yōu)于Ⅲ類）斷面比例達到80.2%；到2035年，達到84.0%。2025年、2035年目標值均為暫定，最終以“十四五”、“十六五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃確定的目標為準。

4 水污染物允許排放量測算

水環(huán)境質(zhì)量底線編制的難點在于允許排放量的核算[9]。通過對各控制單元水污染物允許排放量的測算，以及分配到相應的行政區(qū)劃中，為水環(huán)境質(zhì)量底線目標的實現(xiàn)提供了可操作的途徑，各級行政主管部門可以科學量化污染治理項目環(huán)境效益與削減目標之間的關(guān)系，能夠有的放矢地指導地方經(jīng)濟建設(shè)與環(huán)境保護的協(xié)調(diào)開展。

水污染物允許排放量的測算是以水環(huán)境容量為約束，考慮水污染物入河量現(xiàn)狀及目標年預測新增量，結(jié)合水污染物減排潛力制定分階段、可落實的水污染物允許排放量。

4.1 管控單元水環(huán)境容量測算

依據(jù)《水域納污能力計算規(guī)程》（GB/T25173-2010）和《全國水環(huán)境容量核定技術(shù)指南》等技術(shù)規(guī)范，以上述水環(huán)境質(zhì)量底線作為水質(zhì)目標，采用近10年90%保證率最枯月平均流量（湖庫為最枯月平均水位）設(shè)計水文條件，對河流（河段）水環(huán)境容量進行計算，并將容量按照水系分布、區(qū)域面積或經(jīng)濟社會活動強度等原則分配到河流對應的控制單元內(nèi)，保證某個流域總的水環(huán)境容量一致的情況下，將容量合理地分配到特定區(qū)域。此外，充分借鑒已有水環(huán)境容量計算成果，如水利部門《安徽省水功能區(qū)納污能力核定和分階段限排總量控制方案（2014年）》，對各水環(huán)境管控單元的環(huán)境容量進行驗證和修正。全省校核后環(huán)境容量為COD容量73.23萬噸，氨氮容量5.51萬噸；允許排放入河量：COD為42.8萬噸，氨氮為3.08萬噸?？傮w來說，安徽省水環(huán)境總?cè)萘看笥谒廴疚锟側(cè)牒恿?，局部區(qū)域的水環(huán)境管控單元污染物入河量超出環(huán)境容量。

4.2 污染源預測分析

根據(jù)《水污染防治行動計劃》《打好污染防治攻堅戰(zhàn)》等對工業(yè)企業(yè)排污、工業(yè)聚集區(qū)污水處理、城鎮(zhèn)生活污水及農(nóng)村污染（含畜禽污染、農(nóng)村生活污水及農(nóng)業(yè)面源污染）的管控要求，在預測污染源新增時上述指標不予考慮。結(jié)合目前城鎮(zhèn)化帶來的人口遷移效應，本預測僅考慮城市（市區(qū)、縣城和城鎮(zhèn)）人口增長帶來的城鎮(zhèn)生活污水新增量。新增污水得到集中處理，入河系數(shù)選取集中式污水處理廠入河系數(shù)。

4.3 水環(huán)境質(zhì)量改善潛力分析

根據(jù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點、污染控制水平和環(huán)境管理水平，評估污染物存量削減潛力?？紤]重點控制單元涉及的市、區(qū)（市、縣）城市總體規(guī)劃、經(jīng)濟社會發(fā)展中長期規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃等，按照不同情景開展經(jīng)濟社會、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人口城鎮(zhèn)化發(fā)展預測，預測不同規(guī)劃水平年各控制單元的主要污染物和特征污染物的產(chǎn)生、處理、排放和入河情況，分析分區(qū)域分階段水環(huán)境質(zhì)量改善潛力。

根據(jù)污染源統(tǒng)計分析結(jié)果，市區(qū)主要污染來源有城鎮(zhèn)生活污水直排、城市徑流、污水廠尾水等，農(nóng)村區(qū)域主要污染來源有規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖、農(nóng)村生活污水和種植業(yè)等。綜合考慮水環(huán)境目標要求、各污染源治理模式和效率以及地方治污相關(guān)規(guī)劃，近期減排潛力主要考慮進一步提高鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水收集處理率，污水處理廠提質(zhì)增效及提標改造（巢湖流域污水處理廠出水執(zhí)行《巢湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠和工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》、長江流域全面實施一級A標準改造等），開展海綿城市建設(shè)、強化對城市徑流面源污染控制，進一步提高規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖廢棄物資源化利用效率。遠期減排潛力主要考慮提高農(nóng)村生活污水處理率，控制農(nóng)業(yè)面源污染，加強散養(yǎng)畜禽污染物資源化利用等幾個方面。

4.4 水污染物允許排放量測算

以環(huán)境容量為約束，結(jié)合水環(huán)境質(zhì)量改善潛力，綜合考慮區(qū)域功能定位、經(jīng)濟發(fā)展特點與目標、技術(shù)可行性等因素，并預留一定的安全余量，綜合測算水污染物允許排放量?，F(xiàn)狀水質(zhì)穩(wěn)定達標且水環(huán)境容量有較大富余的管控單元，以現(xiàn)狀污染物排放量與新增預測量之和作為水管控單元的允許排放量。水質(zhì)不達標，但入河污染物削減任務較輕的水環(huán)境管控單元，以水環(huán)境容量作為允許的污染物入河排放量。水質(zhì)不達標，且入河污染物削減任務較重的水環(huán)境管控單元，短期內(nèi)不能達到水環(huán)境容量約束的目標，則近期允許排放量以污染物現(xiàn)狀排放量減去近期削減潛力，2025年允許排放量以污染物現(xiàn)狀排放量減去遠期削減潛力。地方可根據(jù)每年的環(huán)境質(zhì)量狀況和上級環(huán)境保護主管部門下達總量控制指標，動態(tài)修正允許排放量。

基于污染物排放現(xiàn)狀，以及在水環(huán)境容量約束下，經(jīng)核算，2020年全省允許排放量COD為186.1萬噸（對應允許入河量42.8萬噸），氨氮為11.1萬噸（對應允許入河量3.08萬噸）。總體上，全省水污染物允許排放量小于水環(huán)境容量。

5 結(jié)語

（1）本文以在“三線一單”編制技術(shù)大綱和指南的基礎(chǔ)上，結(jié)合安徽省“三線一單”水環(huán)境質(zhì)量底線編制實踐，形成了一套細化的水環(huán)境質(zhì)量底線確定技術(shù)路線與方法，能更好地符合實際需求，具有更好的可操作性，可以為其他省份或安徽省市、縣三線一單編制提供有效的指導。

（2）水環(huán)境控制單元的劃分采取了“塊狀化”分區(qū)方法，將斷面匯水的小流域與區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道邊界疊加作為水環(huán)境管控分區(qū)的基礎(chǔ)，將飲用水水源保護區(qū)、濕地保護區(qū)等優(yōu)先保護區(qū)，開發(fā)區(qū)、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界等重點管控區(qū)的邊界疊加，形成各個水環(huán)境優(yōu)先保護區(qū)和重點管控區(qū)，共劃分1 200個單元，其中優(yōu)先保護區(qū)和重點管控區(qū)面積占比分別是4.09%和8.41%。更精確地劃分出需要優(yōu)先保護和重點發(fā)展的區(qū)域邊界。

（3）全口徑測算了全部控制單元的水污染物排放及入河量，結(jié)合污染源普查和有關(guān)文獻，形成了一套污染類型和地區(qū)差別的污染物排放系數(shù)，兼顧了數(shù)據(jù)獲取與核算便捷性，全省1 200個管控單元COD和氨氮入河量共計42.10萬噸和3.28萬噸。

（4）遵循環(huán)境質(zhì)量不斷優(yōu)化、不能退化的原則，銜接國家及安徽省水（環(huán)境）功能區(qū)劃、區(qū)域、流域等相關(guān)規(guī)劃，確定一套覆蓋安徽省全流域、落實到各水環(huán)境管控單元和控制斷面的分階段水環(huán)境質(zhì)量目標。

（5）以水環(huán)境容量為約束，考慮水污染物入河量現(xiàn)狀及目標年預測新增量，結(jié)合水污染物減排潛力制定分階段、可落實的水污染物允許排放量。2020年全省允許排放量COD為186.1萬噸（對應允許入河量42.8萬噸），氨氮為11.1萬噸（對應允許入河量3.08萬噸）。