分析生态管理视角下流域水环境功能规划

陈 虎

(重庆市水利电力建筑勘测设计研究院，重庆 400017)

在社会经济飞速发展进程中，针对水体生态、环境及资源都提出了很高的要求，为切实满足这一要求，水环境管理必须进行转变，以适应水生态系统始终保持平衡的基本需要。因此，在实际的功能区划工作中，需要将生态管理作为导向，注重人类生存与生态环境达到权衡，以此保证区划成果的科学性。

1 流域水环境功能区划主要内容

目前，地表水环境对应的功能区划主要采用一级体系，涵盖八个功能分区。根据水体具有的生态功能，以及人类需求等级，结合区划具有的层次性，可对功能区作如下科学划分：(1)优先功能区，是指必须优先考虑的功能区；(2)用水功能区，即生产与生活用水主要功能区；(3)冲突协调区划[1]。

根据现有相关技术导则，充分考虑生态管理的基本理念，可将功能区划内容总结如下：(1)统计和评价的尺度取流域单元，开展综合评价工作；(2)于水生态区基础上，确定达到水生态目标及实现支持功能的水量需要。在具体区划过程中，先确定水源与重点保护区，然后确定冲突区与用水区；(3)基于以上内容，明确各指标对应的管理目标及调整边界。

2 流域水环境功能区划技术路线和主要步骤

图1 技术路线

以区划主要内容为依据，可得出相应的区划技术路线，如图1所示。现结合太极河流域实际情况，对基于技术路线的区划步骤做如下分析:太极河是阿蓬江中游右岸一级支流，源头位于彭水县与黔江区交界的小厂乡，分为两支，一支为倒湾河沟，发源于猴子堡一带；另一支为打石厂沟，发源于倒湾堡一带。两源交汇后进入黔江区境内，又称石中溪，该段河谷狭窄陡峻，河道深切，沿岸支沟较少。进入中下游后，地势开阔，河谷阶地发育，人居密集，在太极乡境内先后纳左右岸柚溪河、金溪等支流后，往东于鞍子堡潜入地下，之后复出，最终在濯河坝镇汇入阿蓬江。太极河全流域面积341 km2，干流全长29 km。

2.1 对水环境现状的评价

以水生态分区为基础，广泛收集各项信息数据。结合所得信息数据进行综合分析，确定人类生存及发展对环境造成的影响，明确环境具有的敏感性特点，继而分出小尺度单元，以此为生态保护及恢复等提供可靠依据[2]。

2.2 明确水生态基本目标与功能

我国学者研究出的区划能真实反映出水生态分布特征，表现出受人类干扰后水生态表现出的脆弱性。以此为基础，将B-IBI指数等作为依据进行评价，最终明确水生态基本目标与功能，其主要涉及表1的对应关系。

表1 水生态脆弱性、功能等级及目标之间的对应关系

2.3 明确最小水量目标及生态需水量

生命支持是系统始终维持区域和自然生态的基本功能，但这项功能的关键在于保证基本流量，也就是生态需水量。这里提出的生态需水量指的是为了保持功能而需要满足的水量，可表示为：

Q0=QZ+QS+QV

(1)

式中：Q0表示生态需水量；QZ表示蒸发损失量；QS表示渗漏损失量；QV表示基础流量。

2.4 优先功能区的划分

对于优先功能区，它主要指的是河口区、重点保护区及水源，主要根据具体保护要求而定，将现行划分原则作为参考依据，划分过程及方法为：

(1)河口区。其生态功能视具体情况而定，上、下边界分别为潮区间的末端和平直海岸线相互交界的部分，水质目标与生态目标均需根据实际情况确定，需满足的最小水量为河口生态流量。

(2)重点保护区。其生态功能包括生物生境良好、物种多样和系统完整，水质目标为I类，生态目标为[2.68，+∞)，需满足的最小水量为河流生态流量，国家级重点保护区的边界为面积超过1000 hm2的核心区及其包含的所有缓冲区，省级重点保护区的边界为可保证生态系统完整性需要的面积，市县级重点保护区的边界为可保证生态环境基本完整性需要的面积。

(3)水源。其生态功能是为区域内提供安全饮用水，水质目标为I类或II类，生态目标为[2.68，+∞)，需满足的最小水量为河流生态流量[3]。

2.5 用水功能区的划分

该功能区需通过对人类与水生态两方面功能需要的权衡来确定，将水量要求、水生态及水功能的划分作为参考依据。其中，通过对水生态的合理分区能明确生态目标并完成功能定位，而水功能区划及需水的准确计算能明确水量要求与水质目标，在完成权衡以后即可获得管理目标。

2.6 冲突协调区的划分

现阶段主要有以下冲突问题：上下游之间的冲突、两岸各部门用水的冲突、各功能分区之间的冲突。这些冲突问题中，上下游之间的冲突和两岸各部门用水的冲突涉及到利益，应通过相关人员的积极协商来处理，两岸行政部门将其作为约束进行功能定位。

针对各功能分区之间存在的冲突，采用设置混合区的方法能对清水和污水进行混合，以此满足水质要求。要注意，这一混合区的实际长度应得到有效控制，避免对下游水质造成影响。根据物质平衡原理创建模型对水质与污染间保持的相互关系进行动态反映，进而求取污染物实际浓度大小[4]。

(2)

式中：C为污染物的实际浓度大小， mg/L；u为河段流速均值， m/s；K为反应速率对应的一级常数，s-1；y为目标断面和排污口之间的距离， m；D为弥散系数， m2/s。

2.7 可达性分析及调整

以区划提出的水质目标及控制作用下的排污情况为依据，根据物质平衡基本原理构建水质模型对水质目标与污染源之间保持的关系进行动态反映，以此计算污染排放的允许量：

(3)

式中:k为下断面受排污口影响的相关系数；Q上为上断面实际流量大小， 104m3·a-1；qi为每个排污口的实际流量大小， 104m3·a-1；i为排污口的编号；C上为上断面总污染物的浓度大小， mg/L；Cs为每个排污口总污染物的浓度大小， mg/L；K上为上断面对应的影响系数。

3 结 论

(1)以生态管理理念为基础的水环境不同功能区域划分对水环境管理和具有的地方差异特点进行了充分考虑，能为时间与流域两种尺度上的生态及人类需求的权衡提供帮助。

(2)在区划体系当中，把整个目标流域分成三个分区，即优先区、一般区与冲突区。不同分区包含不同的对象。这一体系的提出与不断完善能为实际区划工作提供可靠的技术支撑。

(3)相较于现有的分析研究成果，本区划技术具有一些创新之处，如将流域作为一个单元，视功能权衡为区划标准，逐步确定各项指标及其管理目标，并对冲突协调给予了高度重视。