关于水环境质量底线在地市级城市“三线一单”计算方法与过程探讨

赵庚 翟滨 王荫波

摘要：指出了“三线一单”中的一线为环境质量底线，环境质量底线又划分为水环境、大气环境、土壤环境质量底线。对水环境质量底线在地市级城市“三线一单”研究报告编制中的工作方式、计算要求等方面进行了探讨，以供有关专业人士参考。

关键词：三线一单;水环境质量底线;环境容量计算;污染源计算

中图分类号：X321

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2020）14-0129-02

1 引言

“三线一单”中的三线为环境质量的三个底线，即水环境、大气环境、土壤环境质量底线[1，5]。本文对水环境质量底线在地市级城市“三线一单”研究报告编制中工作方式、计算要求等方面进行说明，以供有关专业人士探讨。

水环境质量底线是以改善水环境质量为核心，按照流域水文情势、地质地貌、土地利用并兼顾行政边界及水生态环境功能分区的原则，将子流域汇水单元与乡镇行政边界和监测断面拟合，构建具备“监测断面-控制河段-对应陆域”水陆响应关系的水环境控制单元，然后以控制单元为基础，基于水环境传输本底特征，结合水质状况与功能，考虑水环境承载力、污染特征，识别水环境优先保护单元、重点管控单元、一般管控单元，划定水环境分区[2]。综合提出基于水环境控制单元的质量、总量、准入及环境治理要求，实施“一张清单”的水环境系统管理。水环境质量底线的确定是划定管控单元和分区的基础，是整个水环境系统管理的前提[5]。计算的数据资料来源必须真实可靠、计算方法过程必须科学严谨，并充分考虑当地的自然资源、地形、经济等因素的影响。

具体来说分以下步骤：构建控制单元-污染源清单建立-水质目标确定-水环境质量底线容量计算和承载力评估。以下将详细探讨北方某地级市的水环境质量底线计算过程。

2 控制单元构建

根据水系传输规律、排污特征，考虑行政区划、水功能区划、水源保护区，以当地贯彻落实国家、省水污染防治行动计划划分的8个控制单元作为基础。

首先采用ArcGIS SWAT模块通过Automatic Watershed Delineation模块集结处理洼地填充、流向、汇流累积量及水系提取。添加实际水系以及流域边界通过“burn-in”选项对实际河网所在栅格进行“强迫”，增加栅格汇水能力，提取的水系基本符合实际水系。一般评价设置汇流累积量阈值为1500，即某个栅格的上游有1500个栅格的水流流经这个栅格，则将这个栅格定义为河流[4]。栅格的分辨率为5 m×5 m，也就是说，如果某个栅格其上游的汇水面积超过3.75 hm2，则认为是河流[6]。其次对控制断面针对水域敏感性，在干流各城市下游、支流匯入干流前、跨界（区县）水体、重要功能水体、河流源头区、湖（库）主要泄水口、城市建成区下游处均考虑设置控制断面，并从已有的国控、省控、市控、县控监测断面中选取后进行优化，以该市现有的35个监测断面为基础，重点考虑主要支流前的监测断面，控制断面选取30个并分解全市8个控制单元。将8个控制单元内各水文响应单元与全市87个镇行政边界矢量图层叠加，并把饮用水源地、湿地保护区、珍稀濒危水生生物作为优先保护单元，据此形成全市159个水环境管理控制单元（图1）。

3 水污染源清单建立

3.1 生活污染源

根据全国污染源普查《城镇生活源产排污系数手册》计算，计算数据来源为全市87个镇（街道）城镇人口和农业人口分布特征及污水管网覆盖率参数并根据土地利用特征细分至各管控单元，城市污水处理率按90%计，城镇污水处理率按50%计。该市城区生活污水均纳入污水处理厂统一处置，乡镇驻地建有小型污水处理设施或通过管网纳入附近污水处理厂。农村生活污水采用生物塘、氧化塘、小型污水处理设施、自然村组团建设污水处理设施等多种方式，处理后的废水多用于肥田。根据面源生活污水入河系数研究，面源入河量不到产生量的1/10，入河系数按0.1计算。具体计算时需综合考虑各管控单元内城镇和农村各自的人口密度、人均生活用水量、污水处理率、污染物入河系数、形成径流的概率等因素，计算结果能反应各流域个区域的部分指标超标的重要原因。

3.2 农业面源

根据生态环境部环境规划院《全国水环境容量核定技术指南》提供的农田径流流失系数，进行区域内种植业污染物计算。在计算中需根据各地的实际情况对土壤类型、坡度、农作物类型、土壤类型、化肥施肥用量和降水量等各个参数进行修正;农业面源计算数据来源为土地利用现状矢量文件并细化至各控制单元，利用GIS计算出各控制单元水田和旱田面积。农业面源入河系数综合多方文献和实地调研，农业面源入河系数取为0.1。建议区分丰水期和枯水期的差异化入河系数来提高计算精确度。

3.3 畜禽养殖源

畜禽养殖源计算数据来源为该市农委提供的各镇蛋禽、肉禽、猪年末存栏量或出栏量并细化至各管控单元，根据《全国污染源普查畜禽养殖业源产排污系数手册》进行计算总量，根据南京环境科学研究所对全国畜禽养殖污染入河的研究，结合北方该市的当地实际情况后评估污染物入河系数不到9%，计算时取保守值0.1。

3.4 地表径流源

地表径流污染负荷计算采用单位负荷法，地表径流源数据来源为该市土地利用现状矢量文件。

3.5 污水处理厂源

目前该市共有21座集中污水处理厂，日处理废水110.0万t，污水处理厂主要集中在城市区域、县城及各工业园区等，其中涉及工业废水集中污水处理厂12座，生活污水集中污水处理厂9座。计算数据来源于各污水处理厂的在线监控数据，通过计算，该城市生活污水处理率达96.9%，建制镇驻地基本实现了生活污水集中处理。

3.6 工业源

采用“二污普”资料，筛选直接排入水体的点源计算。对以上6种污染源清单建立后应统计分析。如各个污染源对水环境污染贡献占比等，分析后可以得出各类污染物的控制潜力顺序，为下一步重点污染源、重点污染物的治理提供部分依据。

4 水环境质量目标确定

近期2020年的目标是在当地贯彻落实“水污染防治行動计划”考核的基础上，进一步针对重点管控单元加严要求;远期2035年的目标是在水十条和当地区域生态环境战略规划的基础上，对未来的水环境质量改善作出的战略安排。同时水环境质量底线确定注重空间化，结果注重断面可考核、目标可达、具体可操作的特点。将水环境质量底线的考核落实到例行监测断面。为此，该市提出了到2020年末，全市主要河流基本恢复水环境功能，全部消除V类水体，水质优良（达到Ⅲ类水以上）比例高于44%;到2025年，全市河流水质全面达到功能区要求，主要饮用水源地全面达到Ⅲ水质要求，水质优良比例高于50%;到2035年全市水环境质量明显提升，水生态系统功能全面恢复，水环境安全得到有效保障，水质优良比例高于75%的目标。

5 水环境质量底线的容量计算

基于“流域-河段-控制单元”，以环境质量底线为要素，在给定水域范围和水文条件，规定排污方式和水质目标的前提下，计算出单位时间内该控制单元水域最大允许纳污量，即为该控制单元水环境容量[3]。该市对水环境容量计算是根据《水域纳污能力计算规程（GB/T 25173-2010）》（水利部）和《全国水环境容量核定技术指南》（环境规划院）中的计算要求、基本程序和方法，采用一维模型方法计算满足水质目标要求下的环境容量。在计算时，建议充分考虑各控制单元内的水域概化、控制点（边界）的选择、本底浓度、水文条件、降解系数等因素，还应遵守从严原则，如水源地保护区不允许排污等因素[7]。

该市通过对水环境质量底线的计算，以159个水控制单元为基础，结合水质污染现状，考虑城镇生活面源、农村生活面源、农业面源、畜禽养殖源、地表径流源、工业集中污水处理厂源、生活集中污水处理厂源7类污染源对各相应控制单元内污染贡献程度，明确各控制单元“污染现状-7类污染源贡献”，识别水环境质量维护的重点区域，并逐一明确管控要求，从而构建分区管控体系。分区管控体系提出后，各分区落实到各控制单元，进一步明确各控制单元各污染物的削减量，有效地实施“一张清单”的水环境系统管理。

参考文献：

[1]王一星，吕春英，常照其. 城市总体规划环境影响评价中落实“三线一单”要点研究[C]//中国环境科学学会.2018科学技术年会论文集（第一卷）.北京：中国环境科学学会，2018.

[2]万 军，秦昌波，于 雷，等.关于加快建立“三线一单”的构想与建议[J]. 环境保护，2017（20）.

[3]王 孟，翟红娟，李 斐.流域综合规划中“三线一单”的制定和应用[J]. 人民长江， 2019，50（10）：14～19.

[4]陈 华，田 珺，黄夏银，等.江苏省“三线一单”编制及成果应用[J]. 环境影响评价，2019，41（4）：1～5.

[5]李雯香，巫炜宁，范秀娟，周杜牧. 论“三线一单”的重要性[J]. 资源节约与环保， 2018（9）.

[6]蔡 云，田 珺，魏永军，等.南京市“三线一单”编制及应用实践[J]. 环境影响评价，2019（4）.

[7]李 滨，高 勤，赵智亮，等.“三线一单”进展概述及技术要点[J]. 节能与环保，2019（6）.