第1章 导论
1.1 流域水环境内涵与管理特征
1.1.1 流域的概念及类型
流域作为一个整体,是以水体的运动为中心,实现能量流动、物质循环和信息传递的开放系统。流域是典型的自然生态系统,是从源头到河口有径流注入的水文单元,是在地域上有明确边界的水体汇集处,是河流出口的控制断面与对应上游的由地表水及地下水的分水线所包围的集水区。流域分地面集水区和地下集水区两类。如果地面集水区和地下集水区相重合,称为闭合流域;如果不重合,则称为非闭合流域。通常所称的流域,一般都指地面集水区。流域的不同特征对流域水环境监测规范的制定起到重要作用,流域特征包括:流域面积、河网密度、流域形状、流域高度、流域方向或干流方向等。
每条河流都有自己的流域,一个大流域可以按照水系等级分成数个小流域,小流域又可以分成更小的流域等。另外,也可以截取河道的一段,单独划分为一个流域。流域之间的分水地带称为分水岭,分水岭上最高点的连线为分水线,即集水区的边界线。一般来说,流域可分为:流域、一级子流域、二级子流域。其中,集水区内脉络相通的河流所构成的系统称为水系。水系中直接流入海洋、湖泊的河流称为干流,所对应的流域级别为流域;流入干流的河流称为一级支流,所对应的流域级别为一级子流域;流入一级支流的河流称为二级支流,所对应的流域级别为二级子流域;依此类推至发源河流,直至发源河流的小河流,所对应的流域级别为小流域。我国的主要流域分别为长江、黄河、松花江、辽河、珠江、海河、淮河和太湖等。
1.1.2 流域水环境内涵
水环境是指自然界中水的形成、分布和转化所处空间的环境,围绕人群空间及可直接或间接影响人类生活和发展的水体。水环境中的水是中心事物,与其相关事物统称为水环境。天然水的基本化学成分和含量,反映了它在不同自然环境循环过程中的物理化学性质,是研究水环境中污染物迁移转化和环境质量(或污染程度)与水质评价的基本依据。水环境是构成环境的基本要素之一,是人类社会赖以生存和发展的重要场所,也是受人类干扰和破坏最严重的领域。水环境的污染和破坏已成为当今世界主要的环境问题之一。
水环境主要由地表水环境和地下水环境两部分组成。本书中所探讨的流域水环境包括河流、湖泊、水库、池塘、沼泽等。流域水环境包括物理环境(光照、水温、盐度、溶解氧、流速等)和生物环境,后者构成了其他有机体对于有机体施加的任何影响,包括竞争、捕食、寄生和合作。水环境与水生态是密切关联又容易混淆的两个概念。水生态是指作为环境因子的水对生物的影响和生物对各种水分条件的适应。生物体不断地与环境进行水分交换,环境中水的质和量是决定生物分布、种的组成和数量,以及生活方式的重要因素。无论是有生命活动的动植物还是人类的繁衍生息,都与水环境密切相关。通常,水多、水少、水质、水位等,可综合反映水环境状况,水环境状况直接影响自然生态和社会生态,即会引发一系列水生态问题。在自然演化、变异和人类不当的生产、生活影响下,区域性、季节性水资源亏缺日益突出,水环境、水生态不断恶化,使工农业生产和正常的生活用水及生态用水受到严重影响。因此,水生态、水环境已引起人们普遍关注。只有良好的水环境,才会有良性的水生态,反过来,良性的水生态又会对水环境产生积极影响(如,涵养水源、调节径流、防止水土流失、净化水质等)。
1.1.3 国外流域水环境管理特征
以流域为单元的水环境管理模式被世界各国政府普遍接受,并纷纷建立起流域机构,以促进流域水资源的统一管理。世界上流域机构大体可分为3种类型:
(1)流域管理局。以美国建立的田纳西流域管理局为典型。由国家通过立法赋予其统一规划、开发、利用和保护流域内各种自然资源的广泛权限,这种流域机构的任务已超出水资源管理的范围,其目的是要推进自然经济和社会经济的可持续发展。
(2)流域协调委员会。由国家立法或由河流流经的地区政府和有关部门,通过协议建立的河流协调组织,如澳大利亚的墨累河流域委员会、美国的特拉华河流域委员会和萨斯奎那河流域管理委员会等。
(3)综合性流域管理机构。典型的综合性流域管理机构是英国成立的泰晤士河水务局,它的职权不像流域管理局那样广泛,也不像流域协调委员会那样单一。目前,在欧盟已普遍实行这种综合性流域管理方式。
尽管各国间存在着政治体制、经济结构、自然条件和水资源开发利用程度的差异,所建立的水资源管理体制不尽相同,但各国政府对水资源作为水系而独立存在的基本规律都有着共同的认识,并尽可能以流域为单元实行统一规划,统筹兼顾,积累了富有各国特色的管理经验。
1.1.4 国内流域水环境管理特征
与国外先进国家的水环境流域管理工作相比,我国还存在明显的差距,具体体现在:
(1)水环境管理体系尚未完善,距离真正的依法治水、依法管水尚有一段距离。
(2)尚未建全适应市场经济的水环境监控体系,包括政府水管理部门间的协调、流域管理、用户参与等。
(3)亟待加强水管理部门的机构能力建设和工作效率等。《关于加快水利改革发展的决定》明确要求:“顺应自然规律和社会发展规律,合理开发、优化配置、全面节约、有效保护水资源。”体现了在水利改革顶层设计层面上对流域水资源管理的重视程度。
流域水环境管理通过监测水量和水质的变化过程,根据获得的数据进行分析,进而提出水资源保护管理对策。长期以来,由于我国流域水资源系统建设落后,没有形成流域水量和水质同步的适时监视体系,特别是还没有一个流域做到全流域监测与监控的同步结合,给流域健康评估带来很大困难。因此,流域水资源管理将流域水环境监测与监控紧密结合,形成完整的监测体系,实现流域水环境动态变化过程的有效监控。
流域水资源保护的最有效途径就是控制污染源、增强水体纳污能力。流域水系的污染来源十分复杂,具有地域性和多元化的特点。通过对流域不同尺度河流水体中污染物输移过程进行分析,明确不同尺度河流水体中污染物输移过程。污染物随水体排入小河流后,很快与河流水体混合而向下游输移;污染物随水体排入中等河流后,需要很长一段距离才能与河流水体全断面混合而向下游输移;污染物随水体排入大河流后,很难与河流水体全面混合,一般沿岸边向下游输移,形成岸边污染带。通过对流域内污染物的监测可以评估流域的健康状况,为水资源管理更好地服务,因此,流域水环境监测是水资源管理的基础工作。