以系统思维科学防治水污染

　　2015年4月16日，中国国务院正式发布《水污染防治行动计划》（简称“水十条”），将实施最严格的源头保护和生态修复制度，节约保护水资源，全力保障水生态安全。“水十条”提出，到2020年，长江、黄河等七大重点流域水质优良比例总体达到70%以上，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内。到2030年，全国七大重点流域水质优良比例总体达到75%以上，城市建成区黑臭水体得到消除，城市集中式饮用水水源水质达到或优于Ⅲ类比例总体为95%左右。到本世纪中叶，生态环境质量全面改善，生态系统实现良性循环。这是令人欣慰的目标，也是一项十分艰巨的任务。
　　水污染防治是中国新时期发展中一件刻不容缓的大事。改革开放以来，中国水污染现象日益凸显，从1995年至今突发水环境事件1.1万起，平均每天1.5起。中国地表水已有近1/10失去使用功能；1/4的重点湖库呈高营养状态；地下水水质监测点中，较差的逾6成，极差的近1/6；全国9个重要海湾中，6个水质为差或极差。
　　中国水资源总量也在连年下降。1950—1999年，中国水资源总量的年统计平均值为27，950亿m3。但近15年，年均水资源总量已下降为26，800亿m3。人均水资源量下降趋势更为明显，2000年至2014年的平均值已达1，990m3/人，进入中等缺水国家行列。
　　这种状况严重影响了人民生活和经济发展，给子孙后代留下了隐患，亟须采取坚决有力的措施科学治理、严格保护。
　　制定科学的水情考量标准
　　要掌握真实的水情，需要有科学的考量标准。
　　1992年，笔者在联合国教科文组织科技部门任高技术与环境顾问，主持制定了水资源与环境标准，被美、法和越南等多国引用。
　　以前联合国教科文组织只有以人均1，700m3为缺水线的粗标准。为制定水资源与环境标准，我们组织力量遍查联合国110国、302个地区的水资料，经整理分析，取统计平均值得出了具体标准：人均水资源量在3，000m3以上为丰水；2，000m3—3，000m3为轻度缺水；1，000m3—2，000m3为中度缺水；500m3—1，000m3为重度缺水；低于500m3为极度缺水；人均水资源量300m3左右为维系可持续发展的最低标准。
　　事实证明，这一标准符合世界大部分国家和地区的实际情况。从目前看来，除6个丰水国家外，到2050年其他国家人均水资源量将低于3，000m3，即世界大部分地区将由丰水进入缺水状态。
　　针对世界严重缺水地区不断增加，我们定出了300m3/人的维系可持续发展最低标准，这对跨流域调水与缺水移民有十分重要的参考价值。
　　考虑到上述标准只是生活与生产的需水标准，如沙漠绿洲地旷人稀，人均水资源量可能很大，但水生态系统恶劣而脆弱，同样难以保障可持续发展，我们同时确立了“生态水”的概念，建立了地表径流深的水生态标准。
　　水资源、水环境和水生态是水的三大子系统，是一个统一体，不可分割。没有水资源就无所谓水环境，没有好的水生态系统就不可能有好的水资源（量）和好的水环境（质），过去的认识误区就在于分割了这一共同体，形成了“九龙治水”的不利局面。
　　有了对实际情况的科学认识，还必须有理论指导。笔者自1985年起持续进行实地调查和理论研究，创立和完善了水资源总量控制工程管理动态平衡模型。
　　该模型的主旨是在流域内对水资源实行总量控制，达到量与质供需动平衡状态，从而以水资源的可持续利用保障可持续发展。根据水资源循环的规律，总量控制以年为时间单元，有模型如下：
　　水资源总需求WD=水资源总供给WS
　　其中水资源总需求WD包括：生活用水Dl、生产用水Dp和生态用水De，WD=Dl+Dp+De。
　　水资源总供给WS包括：地表水Wg、地下水Wu和再生水Wr，WS=Wg+Wu+Wr。
　　Dl+Dp+De=Wg+Wu+Wr
　　这一模型将传统的“以需定供”工程思维方式改为“以供定需”，通过工程建设与运行管理在流域范围内实施双向调节，维系生活用水、生产用水和生态用水“三生”需求与地表水、地下水和再生水“三源”供应之间的动态平衡。这一平衡不是静止的平衡，而是动态的平衡；不是算术的平衡，而是函数的平衡；不仅是数量的平衡，也包含质量的平衡。这样才能科学、全面地分析，达到人与自然和谐，才能保证经济发展、各种用水与水生态系统安全。
　　依据水文学和生态学，水资源的分布及其所支撑的生态系统是以流域为单元的，因此人与自然和谐的水资源利用系统应与流域相吻合，即以流域为模型系统分析的边界。这一模型不仅是水资源供需平衡的保障，也是水污染治理的依据。
　　守好三条“控制红线”是节水关键
　　节水是水污染防治的关键所在。节水可从两个方面防治水污染：净水增多可增加水的自净能力，增加水环境容量；少用水便可减少污染物排放。因此，水环境防治的前提是控制用水。不认识“节水优先”，只强调大建污水处理厂是理论与措施的误区。
　　要切实节水，关键是要守好三条“控制红线”。
　　水资源开发利用控制红线
　　确立中国水资源开发利用控制红线，其基本指导思想是充分考虑水资源的承载能力。
　　进入21世纪以来，世界人均水资源使用量约为550m3/人。中国目前人均水资源使用量为440m3/人，水利部提出到2020年将水资源使用总量控制在6，700亿m3，即约465m3/人，比目前世界平均水平低15%。鉴于中国届时已成为中度缺水国家，低于世界平均水平是必要的。
　　从水资源总量来看，中国60年平均水资源量为27，700万亿m3，据联合国教科文组织研究，取用水量应在水资源总量的25%以下，才不会对生态系统有较大影响。预计中国2020年取用水量相当于总量的24.2%，已经达到水的可取用极限。所以，水利部提出的2020年水资源开发利用控制红线是科学且符合中国实际的，必须牢牢守住。

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