长江流域水资源保护科研回顾与展望

2020-08-13贾海燕裴中平邹家祥

水利水电快报 2020年1期

贾海燕裴中平邹家祥

摘要：经过近70a的发展，长江流域水资源保护科研工作经历了从创建到逐步完善的发展历程。回顾了水资源保护规划与管理研究、水环境质量监测与质量评价研究、重大水利工程环境影响研究以及水生态保护理论与技术研究等发展历程及主要成效，展望了长江水资源保护科研重点与方向。

关键词：水资源保护;水环境监测;水功能区;环境影响评价;水利工程;长江流域

中图法分类号：TV213.4 文献标志码：A DOI：10.15974/i.cnki.slsdkb.2020.01.013

文章编号：1006-0081（2020）01-0073-05

长江流域水资源保护事业经历了从创建到逐步完善的历程。1976年长江水源保护局成立，后更名为长江流域水资源保护局（以下简称“长江水保局”）。1978年相继成立长江水资源保护科学研究所（以下简称“长江水保所”）和长江流域水环境监测中心，流域水资源保护科研工作逐步全面展开。在长江水利委员会（以下简称“长江委”）组织协调下，开展了大量的水资源保护基础理论、监测技术、综合管理以及应用技术等研究[1]，为流域水资源保护以及管理职能的落实提供了坚实的技术支撑。本文主要回顾了水资源保护规划与管理研究、水环境监测与评价研究、重大水利工程环境影响研究以及水生态保护理论与技术研究等方面的发展历程及主要成效。

1 水资源保护规划与管理研究

1.1 水资源保护规划研究

水资源保护规划是水资源保护管理的依据。20世纪70年代，随着经济社会发展，城市化进程加快和人口数量增加，水资源保护的压力逐步加大。1984年，长江水保局组织开展了“长江武汉江段污染防治规划研究”。这是长江乃至我国较早探讨水污染防治规划的成果之一，为我国区域水资源保护规划编制提供了有益经验，也为其后的九江至南京、长江上游重庆等江段的水资源保护规划编制奠定了基础川。1985年开始从流域尺度全面探讨水资源保护规划技术体系的研究工作。1987年编制的《长江干流水资源保护规划报告》首次确立了“干支流、上下游统一规划，相互协调，实行污染物总量控制，合理利用水环境容量，按水体功能综合治理”等规划原则，对指导水资源保护工作发挥了积极作用。

20世纪90年代后期，随着水功能区区划理论和技术方法的不断探索与完善，在长江委主持下，长江水保局进一步探讨水功能区在规划中的指导作用。《长江片水资源保护规划报告（2001年）》首次以水功能区作为规划的基本单元，核算了水功能区纳污能力，提出了对人河污染物总量控制和削减排放量等操作性较强的对策措施。该次规划继20世纪80年代长江干流水资源保护规划后，在规划思路与方法上进行了更深入研究和创新。

进人21世纪，“在保护中开发，在开发中保护”的理论成为流域规划研究的重要指导方针。长江委进一步探讨流域规划的思路与体系，在《长江流域综合规划（2012年）》中，制定了“维护健康长江，促进人水和谐”的基本宗旨，首次凸显了水资源保护与生态环境保护在流域综合规划中的地位，从而把保护从以往的事后补救变为事先预防。在规划内容上，将水资源与水生态环境保护作为规划四大体系之一，由单一的水质保护规划变为水质、水量、水生态协同并重规划，大大拓展了规划内容。其研究成果为SL613-2013《水资源保护规划编制规程》提供了重要的技术支撑。

1.2 水功能区与污染防治管理研究

20世纪80年代以前，由于江河湖库缺乏明确的管理要求，地区间、行业间用水矛盾凸显，开发利用与保护的矛盾开始越来越突出。为了协调地区用水冲突，开始探索水功能区管理。2000年，长江水保局提出了水功能区两级分级分類的原理及技术方法。水功能区采用二级分类，其中一级区划从宏观上调整水资源开发利用与保护的关系，协调地区间的关系，同时考虑持续发展的需求，划分为保护区、保留区、开发利用区和缓冲区;二级区划主要确定水域功能类型及功能排序，协调国民经济各用水部门之间的关系，将开发利用区进一步划分为饮用水水源区、工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区、过渡区和排污控制区。水功能区划研究成果被水利部作为全国水功能区划的技术依据，也为《中华人民共和国水法（2002年）》修订建立水功能区管理制度等提供了有力的技术支撑[2]，该成果获得国家科技进步二等奖。在我国水资源管理制度中，水功能区划体系已成为现阶段核定水域纳污能力、制定相关规划的重要基础和主要依据，是水资源有效保护和管理的重要里程碑之一。

此后，实施最严格水资源管理制度成为我国的一项基本国策，进一步推进重要江河湖泊水功能区纳污能力核算和分阶段限制排污总量控制方案研究。21世纪初，长江水保所开展了“三峡水库水污染控制对策研究”，首次提出《三峡水库纳污能力核算和限制排放总量意见》。该成果探索了水功能区纳污能力核算的模型适用条件，把限制排污总量分解到县级行政区，为控制区域的水污染物排放总量提供了依据，为GB/T 25173-2010《水域纳污能力计算规程》的编制提供了技术支撑[3]。2012年发布了《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》，全国水功能区划管理由水质目标管理推进到总量控制管理，以水功能区为单元的流域水资源保护管理体系逐步成熟[4]。

2 水环境质量监测与评价研究

2.1 水环境监测技术研究

长江流域水环境监测网络是支撑水资源保护监管的重要手段。20世纪50年代初，流域水环境监测网络尚未形成，仍以水文站的水文监测为主。1979年长江水保局提出了全国第一个流域水质监测规划——《长江流域水质监测站网规划》，并于1985年在全国率先成立了以流域为单元的跨地区、跨部门“长江水质监测网”;开展了VAX机和IBM微机水质评价系统的研发，从早期基于Access的单一文件型数据库MDB，发展到采用SQL Server可实现数据导入、修改、查询和统计评价等较为完善的水质信息数据库。

为了加强流域监测能力，早在20世纪70年代，基于全国科学技术发展计划，长江水保局组织研制了我国第一条可服务于大河的水质监测船——“长清”号，弥补了长江固定监测站网的不足，成功地解决了水上流动监测的各种技术难题[5]。结合“长清”号研制经验，1979年长江水保局研制了轻型“长清”二号水质监测船，参与了长江三峡工程大江截流的水质影响研究工作。

为增强监测工作的科学性和系统性，长江水保局先后在长江干流重庆、沙市、汉口、南京等江段以及重要支流、湖库及长江下游的河网地区组织开展了水质监测断面、测线、测点布设，测次分布和分析方法的对比研究;依托水利部公益性行业专项、国家科技支撑计划、水专项等项目，不断探索水文、水质、水生生物等水生态环境要素的系统监测方法。大量相关研究成果为《水质监测暂行办法（1982年）》和SL-219-2013《水环境监测规范》编制提供了技术支撑。

2.2 水环境评价与模拟研究

伴随长江流域社会经济的发展，排人长江的废污水量逐步增多，局部地区的水污染有所显现。从20世纪80年代开始，长江水保局相继引进QUAL-Ⅱ河流水质模型和MIKE12水生态系统模型，开展了河流稀释自净能力、岸边污染规律、水环境容量等研究;通过水质监测、现场试验、数值模拟等多种手段，在河流水化学、污染物迁移转化规律、重要江河湖泊水环境模拟和突发水污染事件的污染预测方面取得了丰富的研究成果，提出了污径比、岸边污染带和污染负荷等概念。长江水保局组织编制的《水资源保护工作手册（1988年）》是我国第一部水资源保护工具书，至今仍是我国水资源保护领域的重要参考文献，具有重要的理论价值和实用价值。

3 重大水利工程环境影响研究

3.1 三峡工程环境影响研究

20世纪50年代，长江委组织有关高等院校、科研单位对三峡工程涉及的自然、社会环境开展了大规模考察，制定了地质、地貌、水文、水库泥沙淤积、人群健康等方面的课题计划，工程对人群健康和生活环境的影响在《三峡水利枢纽初步设计要点报告》中均有考虑。20世纪80年代，三峡工程环境影响研究作为国家重点科研项目申报并获批。随后长江水保局组织国内各有关科研单位、高等院校开展三峡工程科研工作，先后完成了三峡工程对水质、陆生动植物、水生生物、土壤环境、局地气候等10多项专题研究，为三峡工程环境影响评价与报告书编制提供了科学依据。20世纪80年代至90年代初期，长江水保所参加了中国科学院主持的“七五”国家攻关课题“三峡工程对生态与环境影响及对策研究”，研究成果获中国科学院自然科学二等奖。其中，由长江水保所负责完成的“三峡水库调度对库区及中下游生态环境影响”“三峡工程移民安置区环境容量分析”“三峡工程低温水影响研究”“秭归县移民环境影响研究”等研究成果，获长江委、四川省、湖北省等多项科技进步奖。上述成果为《长江三峡水利枢纽环境影响报告书》编制，以及后期的三峡工程环境保护设计提供了重要的科技支撑。1991年，长江水保所与中国科学院环境评估部联合编制完成的《长江三峡水利枢纽环境影响报告书》，对评价指标体系建设的环境要素、因子识别、评价方法等关键评价技术内容及方法进行了系统研究，对推进我国水利工程环境影响评价和完善相关技术标准、导则发挥了重要作用。

3.2 南水北调中线工程环境影响研究

20世纪90年代初，南水北调中线工程相继展开规划、可行性研究。为编制《南水北调中线工程环境影响报告书》，长江水保所组织有关科研单位、高等院校开展了工程对水文情势、水库水质、汉江中下游水质、总干渠水质、陆生动植物、水生生物、地下水和土壤环境、泥沙冲淤、河道冲刷、移民、社会经济影响等方面的科学研究，完成了27项专题研究报告。在1995年《南水北调中线工程环境影响报告书》获批后，针对各项保护措施的关键技术，长江水保所再次組织相关单位，进一步深化了工程对生态完整性与水生生物影响、战略环境影响评价、水污染防治与生态建设、水质预测与保护措施、淹没与移民环境影响、水质监测与信息系统管理研究等专题研究，完成了数10项科研专题成果，为编制《南水北调中线一期工程环境影响复核报告书》和工程初步设计提供了科学依据及技术支撑。

其他如万安、亭子口、构皮滩等重大水利枢纽工程，引江济汉、引江济淮、鄂北水资源配置等跨流域调水工程，环境影响评价中也开展了大量相关专题科学研究。

重大水利工程环境影响研究为工程环境影响报告书编制和HJ/T 88-2003《环境影响评价技术导则水利水电工程》、SL/Z705-2015《水利建设项目环境影响后评价导则》等导则标准编制提供了重要技术支撑。

4 水生态保护理论与技术研究

4.1 水质安全保障技术研究

为全面梳理长江流域开发与保护的发展关系，长江水保所牵头完成了现代水利科技创新项目“长江流域水资源开发利用与生态环境保护关系研究”，全面识别了长江流域的主要生态环境敏感区，首次研究提出长江流域水资源开发利用的生态环境限制条件、汉江中下游实施生态调度方案、长江流域生态环境信息库的建设方案等，完成了流域生态环境敏感区系统研究的专项研究成果，并在长江流域综合规划修编等规划中得到应用。该成果获得2009年大禹水利科学技术奖一等奖。

饮用水源地保护是流域水资源保护管理的重点。针对饮用水源地保护管理，长江水保所围绕三峡库区、南水北调中线水源地丹江口水库等重点区域，开展系列水质安全保障技术研究;承担了“三峡水库水体中氮磷影响研究”“三峡水库水质安全保障分区方案研究及主要污染物水环境容量计算”“长江中下游干流纳污总量控制研究”“丹江口水库水质安全保障技术研究”等国家级重大科研课题，为三峡水库富营养化控制和饮用水源地保护提供了重要的技术支撑[5]，其中“三峡水库水体中氮磷影响研究”获得2005年度湖北省科技进步奖二等奖。长江水保所以丹江口饮用水源地安全保障为核心，开展了南水北调中线水源地面源污染追踪与生态调控技术系列研究，先后获得长江委科学技术奖一等奖（2013年和2015年）、大禹水利科学技术奖二等奖（2013年和2015年）和湖北省科学技术进步奖二等奖（2018年）。

4.2 水生态保护与修复研究

随着时代发展，水安全和生态文明建设提升到国家战略高度，水资源保护不仅是对水质的保护，更是要实现水质、水量、水生态的全面保护。

在长江委支持下，长江水保所积极推进流域水生态保护管理研究，核定了长江干流及雅砻江、大渡河、岷江、涪江等24条主要支流近60个断面的生态环境需水量和生态基流，明确了区域河流生态需水保障条件，主要控制断面生态基流作为水资源保护的红线和管理目标已经纳人国务院批复的《长江流域综合规划（2012～2030年）》。

河湖健康评估是水资源保护的一项重要工作，旨在定期对重要江河湖库进行“健康状况诊断”，建立重要河湖健康评估工作制度。按照2010年水利部工作部署，在长江委主持下，长江水保所和相关单位开展了长江流域重要河湖健康评估试点，进行了丹江口水库、汉江中下游、鄱阳湖、洞庭湖、赤水河、沱江健康评估研究。针对河流、水库和湖泊不同水域，提出了河湖健康评估的技术思路和技术方法，为构建水资源保护和河湖健康保障体系提供了有利的技术支撑。

党的十八大之后，生态文明建设开启新时代，为了加快推进水生态文明建设，对长江流域水生态文明城市建设试点的实施方案进行了综合分析。长江水保局全面梳理了各试点城市的指标构成，提出了具有长江流域特色的水生态文明城市建设指标体系，包括水安全、水生态、水环境、水节约、水管理、水文化6个方面共19项共性指標和9项特性指标，初步建立了长江流域水生态文明城市建设指标库，同时也为水利部出台《水生态文明城市建设评价导则》提供了重要参考。5流域水资源保护科研展望

流域水资源保护科研工作的创新与推进始终与流域水资源管理发展相伴而行[5]。进入新时代，中国正从高速发展转向高质量发展，“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路，“共抓大保护、不搞大开发”，走“生态优先、绿色发展”之路的治江方针政策，对流域水资源管理提出了更高的要求[6]。根据《长江治理与保护报告（2019年）》，长江流域将围绕城乡供水安全保障能力、水资源节约利用、节水型社会建设，生态环境改善、现代水利基础设施网络建设等方面加强流域水资源保护管理。

基于流域总体发展建设目标，当前乃至今后一段时间，流域水资源保护科研将继续以河流生态水文过程修复[7]、水利工程的资源化管理[8]，水功能约束管控、水污染差别化决策管理[9]、水务精细化管理技术[10]，以及市场协调机制的深入与可操化研究[11]为主，继续在政策、制度、机制、技术等研究中完善流域水资源保护管理科研技术体系。

6 结语

长江流域水资源保护科研70a的发展过程中，坚持以国民经济发展需求为导向，以服务流域水资源管理为目标，在水资源保护规划与管理研究、水环境质量监测与评价研究、重大水利工程环境影响研究以及水生态保护理论与技术研究等方面取得了丰硕成果，为推进流域水资源保护事业发挥了重要作用。

水资源是重要的战略资源，长江流域是我国水资源配置的战略水源地和重要的清洁能源战略基地。我国正处于全面建成小康社会和实现“两个一百年”的奋斗目标的关键时期，长江经济带建设对流域水资源管理提出了新的更高要求，长江流域迎来“共抓大保护、不搞大开发”的大好契机，水资源保护科研工作在建设美丽长江，构筑人水和谐中大有作为，任重道远。

参考文献：

[1]洪一平，刘兆孝，童波.规划引领促进长江流域水资源保护的新发展[J].人民长江，2016，47（10）：5-9，14.

[2]黄锦辉，王晓红，廖文根，等.基于水功能区管理优化的调整技术研究[J].水利规划与设计，2019（8）：31-34.

[3]王孟，邱凉，邓瑞.长江流域人河排污口监督管理长效机制研究[J].人民长江，2019，50（9）：1-5，29.

[4]王一文，钟玉秀，王贵作，等.关于构建长江人河排污口管理长效机制的建议[J].水利发展研究，2018，18（6）：36-39，56.

[5]穆宏强.长江流域水资源保护科学研究之管见[J].长江科学院院报，2018，35（4）：1-5，17.

[6]穆宏强，李欣欣，周绍江.长江流域水资源保护科技创新与发展[J].人民长江，2016，47（12）：28-32.

[7]孙宏亮，王东，吴悦颖，等.长江上游水能资源开发对生态环境的影响分析[J].环境保护，2017，45（15）：37-40.

[8]周建军，张曼.当前长江生态环境主要问题与修复重点[J].环境保护，2017，45（15）：17-24.

[9]杨继瑞，罗志高.“一带一路”建设与长江经济带战略协同的思考与对策[J].经济纵横，2017（12）：85-90.

[10]李常发，穆宏强.长江流域水资源保护协商机制建设与实践[J].人民长江，2011，42（2）：12-15.

[11]田英，赵钟楠，黄火键，等.典型发达国家水生态文明建设历程及启示[J].水利发展研究，2018，18（4）：74-78.