上海市水生態環境控制單元劃分的實踐與思考

(上海市環境科學研究院，上海 200233)

2015年國務院發布《水污染防治行動計劃》，提出要對全國重點流域實施分流域、分區域、分階段科學管理。各省市自治區綜合考慮控制斷面、水體和相應的匯水范圍，劃分了1748個水環境控制單元，實施水環境精細化管理[1]。“十三五”期末，水環境保護與治理工作取得了顯著成績，根據生態環境部統計:2020年，全國地表水優良水質斷面比例達到 83.4%，比2015年提升了19.9%[2]。“十四五”重點流域規劃工作重點從水污染防治過渡到水生態環境保護，強調“三水”統籌管理[3]。因此，“十四五”期間，要繼續將分區管控運用在水生態環境保護中，推進水資源保護、水污染治理、水生態修復“三水共治”，將水生態納入分區管控的考量范圍，在水環境控制單元的基礎上，進一步優化調整、劃分水生態環境控制單元，實施分區精準管控，努力實現“有河有水、有魚有草、人水和諧”的生態環境。

上海市位于長江入海口，是典型的平原感潮河網地區，地勢平坦、河網稠密、水流往復，受上游徑流和潮動力的雙重影響，以及水工建筑物的阻斷與調控影響，水動力特征復雜[4-6]。同時，上海市是我國重要的經濟和科技中心、長三角領頭城市，社會經濟較為發達，人口眾多，生態環境已經成為制約社會經濟發展的短板[7]。長三角生態綠色一體化發展示范區、上海自貿試驗區新片區、上海虹橋商務區三大重點區域的發展也對水生態提出了新的要求[8]。

平原感潮河網地區的匯水單元劃分不同于山區河流，根據DEM數據提取匯水單元的方法不完全適用于上海[5]。本文將回顧上海市水生態環境區劃管控體系的歷程，結合上海市典型平原感潮河網區域的特點，從河網特色、調度規則以及環境管理角度綜合考慮劃分水生態控制單元，提出適用于河口平原感潮河網地區的水生態控制單元劃分技術要點，為其他地區提供借鑒。

1 研究區域概況

2019年，上海市河道46000多條，長度近3萬km，河網密度約4.7km/km2，湖泊940個，河湖水面率達9.98%[9]。受地形、潮汐、人工閘控等影響，水體往復，流動性差。根據地形和水利特征，上海市劃分為14個水利控制片進行管理，并依據《上海市水利控制片水資源調度實施方案》(滬水務〔2020〕74號)對水閘、泵站等調度設施情況進行管理，確保河道防汛安全和水環境質量持續改善。

根據《上海市生態環境狀況公報》：2020年，全市Ⅱ～Ⅲ類水質斷面占74.1%，Ⅳ類水質斷面占24.7%，Ⅴ類水質斷面占1.2%，無劣Ⅴ類水質斷面[10]。主要河流中，長江口、黃浦江水質為Ⅱ～Ⅲ類，蘇州河水質Ⅲ～Ⅳ類。近5年來上海市水環境總體呈改善趨勢。

但上海市水生態狀況不容樂觀，2019年生態環境狀況指數(EI)評價等級為“良”，城市生態環境狀況指數(CEI)評價等級為“良”；2020年主要水體水質生物學評價總體為“輕—中污染”，水生態系統有所修復；淀山湖水體富營養化水平總體達“輕度—富營養”水平；長江口和杭州灣灘涂生物學評價總體屬“輕污染”水平[11]。黃浦江魚類生物完整性指數(F-IBI)從上游至下游總體呈下降趨勢[12]。中小河道經消黑除劣整治后水質明顯提升，但部分河道水體較渾濁，透明度低，水生植物覆蓋率低，感官效果仍較差，水生態系統有待恢復。

2 上海市水生態環境管控體系劃分歷程

我國自20世紀90年代開始就開展了水環境區劃劃分工作[13]。上海市水環境功能區區劃起步早，歷時長，且具有延續性。

1995年，上海市環保局依據《中華人民共和國水污染物防治法》《上海市環境保護條例》，結合《上海市黃浦江上游水源保護條例》(1987年)，組織編制了《上海市水環境功能區劃》。

2003年，為適應水環境管理需要，上海市環保局會同市水務局對《上海市水環境功能區劃》進行了修訂，形成了《上海市水(環境)功能區劃(修編)》。該版《上海市水(環境)功能區劃(修編)》按照水利部制定的《水功能區劃技術大綱》的兩級區劃體系要求，對全市河網和主要骨干河道進行功能劃分，與流域水功能區劃和上海市水環境功能區劃相協調。

2005年11月，上海市政府批復實施了《崇明三島總體規劃(2005—2020)》。市環保局依據崇明三島總體規劃目標和功能定位，對《上海市水環境功能區劃(修編)》中有關崇明島的環境功能區進行了局部調整。2011年4月，上海市環保局進一步融合2004年水環境功能區劃修訂成果和2007年崇明島功能區劃的調整方案，形成體系完整的《上海市水環境功能區劃(2011年修訂版)》，并經市政府批復實施。

2011年，國務院批復了《全國重要江河湖泊水功能區劃(2011—2030年)》，其中，上海部分劃分為117個水功能區。

2015年，根據《水污染防治行動計劃》“研究建立流域水生態環境功能分區管理體系”，根據原環境保護部“流域、水生態控制區、水環境控制單元”三級水生態環境分區管理體系，上海市共劃分為長江流域和太湖流域兩個水生態環境二級區，在此基礎上，又劃分為5個水生態環境功能分區和20個流域水環境控制單元。“十三五”期間劃分控制單元的劃分以定性分析和定量分析相結合，首先基于DEM和水資源分區劃分水文單元，然后通過匯水分析識別匯水單元，最后集合行政區與匯水單元劃分控制單元[1]。

盡管上海市對水功能區和水環境功能區這兩個體系進行了一定的統一，但這兩個體系分別由原水利部和環境保護部管理，兩者工作重點和職能分工仍未完全界定清晰明確，且缺乏動態的多元化管理[14]。

以前國內對水環境、水生態的關注較少，隨著人民生活水平的提高，對水生態環境的要求也不斷提升，需要將水生態功能納入水生態環境控制單元劃分/優化調整，劃定水生態環境控制單元對水生態環境進行動態的多元的管理[15-16]。

3 上海市水生態環境控制單元劃分的實踐思考

“十三五”期間，全國性的水生態環境控制單元劃分已經有了比較成熟和規范的方法，劃定過程中優先考慮水系的完整性以便于建立污染源排放與水體水質的輸入響應關系[1]。為進一步明確地方政府的責任，在操作層面需重點考慮匯水范圍與行政區邊界的整合。“十四五”期間，上海市要考慮平原感潮河網的特殊屬性，基于水文、水質和水生態的現狀，提出從水利片水資源調度、海陸統籌、流域統籌等方面考慮水生態控制單元要點。

3.1 基于水利調控的考慮

控制斷面是劃分水生態環境控制單元的基礎，控制斷面的選取往往考慮了流域水文特征、污染源分布及社會經濟狀況等因素[1]。“十四五”期間，上海市選取的40個國家考核關鍵水質控制斷面中，5個位于崇明島，4個位于長江口，5個為省界共考斷面。以40個國家考核關鍵水質控制斷面為基準，基于上海市14個水利控制片(圖1)，結合片區河網引排水調度方式和水體功能要求，采用GIS耦合技術，通過空間疊圖和對比，進行污染控制單元邊界的識別，在保證鄉鎮行政邊界完整性的同時，與水(環境)功能區、上海市水源地保護區相銜接。根據最新的調度方案，通過對上海市內的“一河、十一片”重要水閘、泵站的控制運行，確保防汛安全和河道活水暢流。如：黃浦江上游區域，根據水源保護功能要求，在黃浦江上游水源保護區范圍內，以水利控制分片和引排水調度方式，識別淀峰、太浦河橋、斜塘口和閔行西界4個關鍵水質控制斷面匯水影響區間。同時，與鄉鎮行政邊界進行銜接，將其細化為淀峰、太浦河橋、斜塘口和閔行西界4個水生態環境匯水單元。浦東片根據川楊河以北地區為“東引西排”，川楊河以南、大治河以北地區為“西引東排”，大治河以南地區為“北引南排、西引東排”的調度方式，將其細化為吳淞口控制單元浦東片、三甲港、二團水廠和錢橋4個匯水單元。

3.2 基于海陸統籌的考慮

海洋環境保護是踐行生態文明的重要內容。在水生態環境控制單元劃分過程中，需要考慮近岸海域海陸聯防聯控要求。上海市城市化開發程度較高，污水以集中收集外排處理為主，基本形成石洞口、竹園、白龍港、杭州灣沿岸、嘉定及黃浦江上游、崇明三島等集中處理與分散處理相結合的六大污水分片治理格局。由于城鎮污水處理廠逐漸集成化和向郊區發展，大量中心城區的生活污水通過管道運輸輸移到沿海的大型污水處理廠，尾水也排入近岸海域。2019年，全市共有城鎮污水廠42座，處理規模834.3萬m3/d，城鎮污水處理率96.3%。其中，石洞口、竹園、白龍港和杭州灣沿岸四大片區采取集中外排處理的治理方式，覆蓋了主城區、奉賢和臨港新城，利用西干線、合流一期、污水二期南線和中線等總管，將污水輸送至長江口、杭州灣11座污水廠集中處理，設施規模664萬m3/d，承擔全市近80%的污水輸送和處理[9]。排向長江口、杭州灣的11大污水處理廠按照長江口及近岸海域水質目標要求實施管控；其他排向內陸河網的污水處理廠，根據其排口分布、水體去向等在水生態環境單元劃分過程中一并考慮。

圖1 上海市水利分片區劃

根據斷面水質目標要求控制陸域單元內的排口及污染源排污，位于長江口水域上的4個水質斷面的匯水范圍，劃分分別為：青草沙進水口的匯水范圍為長興島范圍，白龍港斷面的匯水單元就近劃分為橫沙島、曹路鎮、高東鎮、合慶鎮；朝陽農場斷面的匯水單元陸上的匯水范圍為浦東新區南匯新城鎮；崇明東灘斷面的匯水范圍為崇明區陳家鎮。

3.3 基于流域統籌管理的考慮

上海市位于長江流域的最下游，滬蘇、滬浙邊界有四十余條跨界河湖。“十四五”國控斷面中上海市有5個省界共考斷面。其中，黃姑塘—衛八路橋、惠高涇—廊橋公路橋、面杖港—明星路橋、浦澤塘—朱楓公路橋為上海市與浙江省共考斷面；淀山湖—淀山湖中為上海與江蘇省共考斷面。淀山湖位于上海市青浦區和江蘇省昆山市交界，屬于典型過水性湖泊，水文水環境同時受上游來水和下游潮水的影響，位于上游的急水港和大朱厙的來水量占總來水量的80%左右[17]。因此，要依托長三角一體化和長江大保護兩大國家戰略，聯合開展跨界河湖共同治理和聯防聯控，扎實推進一體化示范區生態環保建設，確保跨界河湖水質進一步提升。

圖2 上海市排海污水廠分布

基于以上考慮，以行政區劃的斷面匯水范圍為最小單位，根據流域匯水特征及地形特征，運用系統觀念，合并閾值為三級支流且流域面積大于2000km2的水體，向上合并為最終的水生態環境控制單元[18]。上海市最終合并形成13個水生態控制單元，詳見圖3。

4 結 語

上海市作為典型的平原感潮河網地區，水動力條件復雜，“十四五”期間對水生態環境保護的要求對上海市的水生態環境管理提出了新的要求。針對上海市水利調度復雜、水質穩步提升、水生態狀況不容樂觀的特點，回顧上海市水生態環境分區管理的發展歷程，綜合考慮水利片調度、海陸統籌、流域統籌等方面，根據水利控制分片以及引排水調度方式，識別關鍵水質控制斷面匯水影響區間。根據長江口及近岸海域水質目標要求，將排長江口、杭州灣的污水處理廠排口分布、水體去向等納入水生態環境單元劃分考慮范圍。同時，聯合開展跨界河湖共同治理和聯防聯控。繪制的上海市水生態環境控制單元區劃圖可為“十四五”期間我國平原河網地區劃分水生態環境控制單元、落實水生態環境精細化管理提供技術支撐。

圖3 上海市水生態環境控制單元區劃