区域层面河湖功能区划研究:以太湖流域为例

吴永祥，王高旭，丰华丽，伍永年，徐 慧，雷四华，汤绍青，施 睿

(1.河海大学 水文水资源学院，江苏 南京 210098;2.南京水利科学研究院，水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏 南京 210029;3.水利部太湖流域管理局，上海 200434)

太湖流域是我国经济最具活力的地区之一.随着经济快速发展和城市化进程的加快，太湖流域河湖开发带来的问题日益显现.占用水面、围网养殖、破坏岸线等现象时有出现，致使流域内湖泊面积缩小，水流严重阻滞，湖泊形态的稳定受到威胁，水污染问题尤为突出［1－2］.与此同时，经济发展、人民生活水平的提高和环保意识的增强，对流域防洪、供水、航运、景观等提出了更高的要求［3］.因此，必须重新审视河湖开发利用中存在的问题，统筹考虑未来经济社会发展对河湖功能的需求，加强对河湖功能开发的指导和约束，才能妥善应对这些压力和挑战，实现流域的可持续发展.

我国从20世纪50年代就开始了针对水域的区划研究，最初的区划是以自然区划方法为主.20世纪80年代后，随着社会经济的快速发展，我国河流功能的开发利用规模日益增大，相关的区划研究也取得了长足的进展.现有的区划研究与实践在河流管理与保护方面发挥了很好的作用，但也存在涵盖的河流功能较少、对河流系统完整性和功能兼容性考虑不够、在流域整体层面上协调不足等问题.在这样的背景下，河湖功能区划作为流域综合规划和管理的新内容被提上日程.流域河湖功能区划是根据流域河湖的资源环境禀赋、承载能力和开发潜力，以及对河湖服务功能的要求，提出河湖功能定位和开发次序，调整河湖开发利用和治理保护的策略.与现行的地表水功能区划相比，河流功能区划在区划层次上处于更高的位置，在宏观的功能范围和管理内容中包含了水功能区划的内容.对于河流功能区划中涉及水质管理的部分，应该以水功能区划的已有成果为依据.

对于太湖流域这一类的密集水网区，传统上以河段为区划单元的河流区划方法工作量大，不能满足实际需要.因此，本文依据太湖流域河湖自然属性、社会经济属性和流域水资源可持续利用的要求，结合国家主体功能区划，提出太湖流域区域层面河湖功能区划的方法和成果，为促进太湖流域生态环境保护、科学开发与管理河湖功能提供依据，也可为平原水网区流域综合规划修编中的河湖功能区划提供技术支持.

1 区域层面河湖功能区划方法

1.1 区域层面河湖功能区划的依据

河湖功能区划的理论基础是河湖功能在地域上的分异特性［4－5］，因此目前已有的河湖功能区划基本上是沿河以河段为单元进行区划［6－8］.然而，在一些平原水网地区，其气候和自然地理环境较为均一，河湖的地域分异特性很不明显［9－10］，而且人类活动所形成的河网结构已经在很大程度上改变了原有河流的特性;同时，区域内社会经济的空间分异性也十分模糊.因此，在这样的区域内按河段或湖区水域进行河湖功能区划十分困难.

基于这样的情况，本文提出一套适用于该类型区域的河湖功能区划方法——区域层面河湖功能区划法，或称分区河湖功能区划法.区域层面河湖功能区划，是在区内既有各类型区划(如水利区划、水功能区划等)的基础上，充分考虑社会经济发展对河湖功能的要求，划分出若干分区，确定各分区内河流的主要功能及其功能的排序，为区域整体功能开发提供河湖功能利用与开发的依据.区域层面河湖功能区划的最大优点是，既兼顾了其他区划要求，又可对区内河湖功能实行统一有效的管理.就太湖流域而言，其气候及一般自然地理环境较为均一，除流域西部为浙西山区和湖西山区及湖区外，都是经过强烈人工改造的河湖水网区.因此，可以采用区域层面河湖功能区划方法划分河湖功能区.

实施区域层面河湖功能区划对具有同质性特点的区域具有重要意义.首先，从区域层面对河湖功能开发利用活动进行管理有利于克服“就水论水”的局限，从区域尺度上建立的河湖功能管理措施不仅包含水体的治理和功能协调，还包括区域陆域内产生的可能对河流造成影响的因素，从而获得更好的管理效果.对于太湖河网区而言，由于区内水力联系复杂，水体流向往复，仅就河段开展河流功能管理势必无法取得良好的效果.区域层面河湖功能区划的提出，能够解决河湖功能分异现象不明显区域的河湖功能区划问题，为河流和湖泊管理提供了区域尺度的宏观管理工具.

1.2 区域层面河湖功能区划体系

区域层面的河湖功能区划是根据河湖自然条件及开发利用潜力，经济发展需求、水生态环境问题等的相似性，进行区域内河湖功能的定位，并提出可行的管理措施.考虑国家主体功能区划和河湖管理的要求［11］，将区域层面河流功能区划体系设计成3层4类的分级分类体系，区划体系见图1.

图1 区域层面河湖功能区划体系Fig.1 Classification system of river function regionalization on regional level

1.2.1 因 素 层 河湖功能区划应考虑河湖属性、河湖功能开发利用状况及保护要求，以及未来经济社会发展对河湖功能的需求等主要因素，提出相应参考指标;以一定的区域范围为分析评价单元，在对相应指标进行定性、定量分析的基础上，通过区域内河湖功能对经济社会可持续发展的支撑及资源与环境协调性的综合评价，确定不同区域开发利用与治理保护的任务与控制条件，划分区域层面的河湖功能区.

(1)河湖的属性 河湖的属性是确定河湖能够提供何种功能的最重要因素，也决定了河湖保护和开发利用的主要方向.河湖的属性包括自然属性、环境状况和资源条件这3个方面.河湖的自然属性是指河流水文、河床基底、生态及周边条件等［12－13］，主要参考指标包括河流比降、河床质，代表断面的流量、水位、水深、水面宽、泥沙含量、多年平均径流量、物种状况等.河湖环境状况主要指河湖的水质状况，有无污染源及污染的程度，主要参考指标有河段的水质类别、排污总量、主要污染物质和河段涉及的水功能区水质目标达标率等.河湖的资源条件是指河湖能够提供的服务功能及其开发潜力，主要参考指标包括地表水资源量、地表水可利用量、水电资源技术可开发量、天然可通航里程、泄洪能力、岸线长度和主要污染物纳污能力等.

(2)河湖功能开发利用状况及保护要求 分析河湖功能开发利用现状，总结开发利用与治理保护中存在的主要问题，是制定河湖开发利用与治理保护的控制性指标或限制性条件，是确定河湖功能区划的重要依据.分析河湖开发利用状况及保护要求的主要参考指标有:地表水供水量/地表水资源量、养殖面积或水产品产量、己通航里程、已利用岸线长、防洪保护人口、GDP、农田灌溉面积、河道内生态环境用水量、主要污染物入河量、水功能区水质达标率等.

(3)经济社会发展需求 在充分考虑区域内河湖现有功能的基础上，根据国家、区域经济社会发展对河湖功能的需求，确定区域未来的河湖开发利用与治理保护目标和任务，是以河湖的可持续利用支撑未来经济社会可持续发展的必然要求［14］.经济社会发展需求主要包括未来经济社会发展对防洪安全、供水安全、粮食安全、能源安全等水安全保障的要求.主要参考指标有:规划防洪标准、经济社会需水量、规划通航里程、规划航道等级、预测入河排污量、规划养殖面积等.

1.2.2 区 划 层 区划层共分为4类功能区.

(1)第1类:禁止开发区.指对维护河湖健康、保护河湖生态环境、濒危物种以及文化与自然遗产有特殊重要意义的区域.这类区域要依据法律法规和相关规划实行强制性保护，控制人为因素对自然生态的干扰.符合以下条件之一的区域可划为禁止开发区:①国家级和省级保护区(自然保护区、世界文化与自然遗产、风景名胜区、森林公园、地质公园等)范围的区域;②对河湖健康和生态安全有特殊重要意义的区域.

(2)第2类:限制开发区.指还具有一定的河湖资源环境承载能力和开发潜力，但开发条件受到制约的区域.此类分区内的河湖应该保护优先，有限度地开发利用.符合以下条件之一的区域可划为限制开发区:①现状开发利用程度已接近允许开发程度的区域;②生态环境较为敏感的区域;③有涉水特殊用途限制的区域，比如重要的饮用水水源地、特殊景观和地貌保留地、军事用途、科学试验用途的区域;④水事纠纷易发区域.

(3)第3类:调整修复区.指河湖功能开发利用过度或开发方式不合理的区域.此类分区内的河湖应根据开发利用中存在的问题调整开发利用目标和方式，达到修复区域内河湖功能的目的，避免对生态环境造成不可逆的影响.符合以下条件之一的区域可划为调整修复区:①区域内河湖现状开发利用程度超过允许开发利用程度，河湖功能出现退化;②区域内河湖功能开发方式不当，对水生态水环境及其他功能开发造成影响.

(4)第4类:重点开发区.指河湖资源环境承载能力较强，现状开发利用程度尚未超过允许开发利用程度的区域.此类分区内的河湖应成为未来河湖功能开发利用的重点，应在注重河湖生态环境保护的前提下，合理有序的开发河湖功能.符合以下条件的区域可划为重点开发区:具备河湖功能开发潜力，有开发利用需求，河湖开发利用对生态环境影响有限的区域.

1.2.3 功 能 层 功能层包括供水、排洪排涝、航运、渔业资源利用、景观娱乐和纳污排污等6项功能［14］.对于区划层的不同分区来讲，这6项功能都可能部分或全部具备，但在不同类型功能区内管理目标和定位不同.禁止开发区重点是保护河流健康、保障河流生态用水、严格控制污染物入河量、保护重要或敏感的人文与自然景观;禁止开发区的河流功能以景观娱乐、排洪排涝为主，在不影响上述保护目标的情况下也允许保留已有的供水、航运或渔业资源利用功能，但原则上不允许扩大开发范围或提高开发程度.限制开发区、调整修复区和重点开发区均可以包含上述6项功能;限制开发区内还有一定开发潜力，但要优先保护、有限度地开发利用河流功能;调整修复区侧重于调整区内河湖的防洪、供水、发电、航运、养殖和纳污排污等各项功能的开发次序和开发程度，修复受到削弱的河湖功能;重点开发区侧重于对上述河流功能的有序和高效开发，同时注重河湖功能的保护.

在不同的河湖功能区内，对其承载的河湖功能进行重要性排序，根据功能区具体情况进行具体分析，分别确定其主要功能，提出相应保护、开发利用和调整修复的规划与管理目标、控制性指标或限制性条件.

1.3 区域层面河湖功能区划方法与程序

区域层面的功能区划着眼于区域面上河湖功能的宏观分析，为区域内河湖功能管理和决策提供依据.进行区域层面的河湖功能区划时，强调区域内河湖自然属性的一致性和社会经济属性的一致性，只有具备这两种一致性(亦称为“同质性”)时，才可将该区域划归为一个河湖功能区［5，9－10］，其划区方法的要点主要包括以下几个方面:

(1)基础资料收集分析.收集流域和区域自然、生态环境与经济社会等方面的基础资料;收集水资源及其开发利用现状资料，未来经济社会发展对水资源需求资料;收集己有或正在编制的水资源综合规划、防洪、发电、供水、航运等与水资源开发利用相关的规划，以及社会经济、农业、城市、土地利用规划和生态与环境建设治理与修复等方面的相关规划成果;收集国家主体功能区划等相关区划成果.

(2)选定基础分区.根据流域和区域自然地理、生态环境、社会经济状况和河湖功能开发现状及存在问题，并考虑上述规划和区划提供的约束条件，选择水利分区或其他区划分区中的一种作为河流功能区划的基础分区.

(3)分析河流功能开发现状及存在问题.以基础分区为单元，在综合分析资料的基础上，梳理区域河流的现有功能，分析现有功能发挥的作用和效果，以及与自然条件、生态环境承载力和社会经济发展之间的协调关系，提出分区的主要开发功能和存在的主要问题，为河流功能区的合理划分和有效管理奠定基础.

(4)确定河流功能分区.在上述基础分区图的基础上，绘制各类河流功能的分布图;以此分布图和河流基本情况数据为基础，采用叠图法和综合分析法，研究区域内河流功能属性和存在问题的同质性.叠图法是指将所收集的各类资料编绘成图件，并与已收集到的各种图件进行叠加(所有图件应缩放成相同的比例尺)，给出不同功能区的空间分布，并分析不同功能之间的空间关系.综合分析法是指按照区划原则，利用河流开发保护现状和面临的形势分析的结果，综合考虑河流自然属性、社会经济属性和环境保护要求，协调各种开发利用的关系，确定河流功能区类型及功能排序.根据分析结果，拆分或合并基础分区，调整基础分区图上的分区界限，经修改后确定河流功能区的数量和范围，同时确定河流功能区的功能定位与排序.

(5)提出功能区管理措施.针对功能区的功能排序，分析确定其开发利用与保护约束条件，提出相应的管理措施.

2 太湖流域区域层面河湖功能区划

2.1 流域概况

太湖流域地处长江三角洲南缘，流域总面积3.69万km2，按行政区划分属江苏、浙江、上海和安徽三省一市.太湖流域属亚热带季风气候区，呈现四季分明，雨量充沛和台风频繁等气候特点.太湖流域河道总长约12万km，河道密度达3.3 km/km2，现有水面面积在0.5 km2以上的湖泊共有189个，水面总面积3 159 km2，蓄水量为57.7亿m3［15］.太湖流域是我国经济最发达、大中城市最密集的地区之一.2006年流域总人口4 466万，人口密度为1 210人/km2，城镇化率达74.3%;流域总耕地面积约1.4万km2，有效灌溉面积约1.2万km2;国内生产总值21 060亿元，约占全国总量的10.7%;人均GDP达4.7万元，是全国平均的3.1 倍.

2.2 基础资料收集

为摸清太湖流域河道、湖泊功能利用现状，实地考察了流域内水系、河道(航道)、湖泊、堤防、水闸、泵站、水文站点、重要取排水口、沿江沿湖口门的状况.收集并分析了太湖流域综合规划、水资源保护规划、水功能区划、太湖流域水环境综合治理总体方案等重要规划和区划资料，以及苏、浙、沪三省市相关规划、区划成果和社会经济资料.

2.3 选定基础分区

从区域整体性出发，考虑按照以下原则选择太湖流域的基础分区:①分区的自然特点;②自然分区(流域、水系、水文地质单元等)及行政区划的界限，尽可能保持自然分区的完整性.目前太湖流域相关区划规划的区域单元选择可以概括为两类:一是根据行政区界限进行划分，另一类是基于流域水利分区来划分.考虑到水利分区划分是以流域水文条件和自然地理属性为基础，且在服务于流域管理的目的上与河流功能区划一致，因而选择水利分区作为河流功能区划的基础分区.

太湖流域水利分区建设早在20世纪80年代之前就已经在流域各地开始实施，1985年《太湖流域总体规划方案》从流域整体角度，对地方分区进行了调整，形成8个水利分区的格局.其后，又作了合理的调整，形成目前的浙西区、湖西区、太湖区、武澄锡虞区、阳澄淀泖区、杭嘉湖区以及浦东区、浦西区共8个水利分区(图2).区域层面河流功能区划选定以水利分区为基础，在自然特征、水生态环境问题和社会发展水平等分析的基础上，对具有河流功能同质性的区域进行合并，差异性较大的区域进一步划分亚区.

图2 太湖流域水利分区示意图Fig.2 Hydrologic divisions of Taihu Basin

图3 太湖流域区域层面河流功能分区成果示意图Fig.3 Result of river functional regionalization of Taihu Basin

2.4 河流功能分区划定

在上述水利分区的基础上，采用综合分析法和叠图法研究太湖流域内河湖功能属性和存在问题的同质性.根据分析结果拆分或合并基础分区，调整水利分区图上的分区界限，经修改后确定河湖功能区的数量和范围，明确确定河湖功能区的功能定位与排序.根据不同分区河湖开发中存在的问题及分区定位，提出河湖功能区的管理措施.

3 太湖流域区域层面河湖功能区划成果

根据河湖功能区划的原则和方法，在区域层面上将太湖流域划分第1类(禁止开发区)、第2类(限制开发区)和第3类(调整修复区)三大类.由于太湖流域人口稠密、经济发达，对河湖功能的开发程度较大，部分区域的开发活动甚至已经超过了河湖的承载能力，因此太湖流域没有划分第4类分区(重点开发区).太湖流域区域层面河湖功能分区结果见图3.各河湖功能分区的功能排序及分区依据如表1所示.

在表1中，第1类分区是指对维护河流健康、保护河流生态环境以及自然遗产有特殊重要意义的区域.这类区域要依据法律法规规定和相关规划实行强制性保护，控制人为因素对自然生态的干扰，包括浙西山区、湖西山区及太湖湖区.

表1 太湖流域河湖功能分区及其依据Tab.1 Evidence for river functional regionalization of Taihu Basin

(1)浙西山区的主要管理措施包括:①发展旅游业和绿色产业，加强生态建设和水资源保护.②依法关闭所有排污企业，设置产业准入环境标准.③加大防洪基础设施建设和洪水调度管理.④建立国家和政府财政转移制度，落实生态补偿方案，实现公平发展.⑤以生态建设和环境保护水平作为政绩考核的重要指标.

(2)湖西山区的主要管理措施包括:①发展旅游业和绿色产业，加强生态建设和水资源保护.②依法关闭所有排污企业，设置产业准入环境标准.③建立国家和政府财政转移制度，落实生态补偿方案，实现公平发展.④以生态建设和环境保护水平作为政绩考核的重要指标.

(3)太湖湖区的主要管理措施包括:①从流域尺度，以整体性和系统性观点开展太湖湖区综合治理.②区域内控制水产养殖规模，部分水域退渔还湖，保护水资源.③有效利用引江济太工程，实现水量和水质联合调度.

第2类分区是指有一定的河湖资源环境承载能力和开发潜力，但在优化开发的基础上还需进一步考虑上下游利益关系，开发条件受到制约的区域，此类分区应该保护优先，有限度的开发利用.包括浙西区的平原地区、太湖区的滨湖区.

(1)浙西平原区的主要管理措施包括:①坚持保护优先，适度开发，发展资源环境可承载的特色产业.②实现污染物排放总量控制，保护水资源，保证入湖水质.③采取国家财政补贴、省级政府财政转移政策，实现公平、公正发展.④突出生态建设和环境保护的政绩考核，弱化经济增长.

(2)太湖滨湖区的主要管理措施包括:①结合滨湖区水系整治，增强与太湖的水力联系.②沟通阳澄区和淀泖区，促进水体自然流动，增加水环境容量.③控制养殖规模，发展生态养殖.④尽快建立滨湖自然保护区，发展旅游事业.

第3类分区是指河流功能开发利用过度或开发方式不合理的区域，此类分区根据开发利用中存在的问题调整开发利用目标和方式，修复区域内河流功能.包括湖西平原区、武澄锡虞区(武澄锡低片和澄锡虞高片)、阳澄淀泖区(北部阳澄区和南部淀泖区)、杭嘉湖区、浦西区、浦东区.

(1)湖西平原区的主要管理措施包括:①坚持保护优先，适度开发，发展资源环境可承载的特色产业.②实现污染物排放总量控制，保护水资源.③适度控制水产养殖规模，发展绿色水产养殖.④采取国家财政补贴、省级政府财政转移政策，实现公平、公正发展.⑤突出生态建设和环境保护的政绩考核，弱化经济增长.

(2)武澄锡低片的主要管理措施包括:①严格控制入河污染物量，改善地区水环境.②区域内部整治河网，合理安排圩区抽排.③外部修建沿江枢纽、与环太湖控制线、望虞河西控制线形成防洪排涝体系.④转变经济增加方式，限制和关闭污染企业，大力发展清洁产业.

(3)澄锡虞高片的主要管理措施包括:①严格控制入河污染物量，改善地区水环境，保障饮水安全.②充分利用沿江口门引排调度，整治河网水系，搞活水体，实现有序流动.③转变经济增加方式，大力发展清洁产业.

(4)北部阳澄区的主要管理措施包括:①实行更严格的污染物排放标准和污染物总量控制.②实施水生态系统修复，兼顾供水、改善水生态环境.③进一步疏浚通江河道，增加排洪入江能力.④转变经济增加方式，大力发展自主创新型产业，提升竞争力.⑤强化经济结构优化，自主创新能力的评价，弱化经济增长评价.

(5)南部淀泖区的主要管理措施包括:①加强水系沟通，理顺淀泖区水系，适应自然流势，形成河网骨干河道.②严格控制入河污染物，改善地区水环境，确保入黄浦江的水质达标，保障饮水安全.③控制水产养殖面积，减缓湖泊萎缩，实施水生态系统修复计划.④转变经济增加方式，大力发展自主创新型产业，提升竞争力.⑤强化经济结构优化、自主创新能力的评价，弱化经济增长评价.

(6)杭嘉湖区的主要管理措施包括:①控制点源和面源污染，加强水资源保护.②实施河道拓浚、圩区整治，优化入太浦河、黄浦江、杭州湾的排水格局.③实施嘉兴截污工程，增加太湖、太浦河进入该地区的清水量.④转变经济增长方式，发展自主创新型产业，提升竞争力.⑤强化经济结构优化、自主创新能力的评价，弱化经济增长评价.

(7)浦东区和浦西区的主要管理措施包括:①建立集中式的饮用水水源地，采取集约化的管理方式，保障饮水安全.②严格控制排污，改善水环境，保障水体景观功能，提升城市功能和品位，优化人居环境.③加强供水、防洪、景观、排水的综合管理，充分发挥河湖的生态功能.④转变经济增长方式，发展自主创新型产业，提升参与全球分工与竞争的层次与能力.⑤强化经济结构优化，自主创新能力的评价.

4 结语

(1)对于自然属性和经济与社会属性较为均一的区域，其河流功能的地理空间分异特性和分异规律很不明显，难以依照一般的河流功能区划方法进行河流区划工作.为此，本文提出了区域层面河湖功能区划的概念，建立了由因素层、区划层和功能层构成的区域层面河流功能区划体系，并提出了区划的方法、内容以及区划成果的表达形式.

(2)以太湖流域为例，进行区域层面河湖功能区划实践，共划分为3类13个区，给出了每一区的功能定位和管理措施.实践表明，本文所提出的区域层面河湖功能区划的概念与方法是合理、可行的.

(3)本文提出的区域层面河湖功能区划方法已在太湖流域综合规划中得到成功应用.

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