支撐我國水環境管理模式轉型
提升我國水環境管理水平
鄱陽湖水生態調查
最佳可行性技術（BAT)編制現場數據采集
污泥產品沙化地改良工程示范現場勘察
水環境風險珠江廣州段采樣
隨著國家對環境質量改善的重視，構建面向精準化、信息化的環境管理技術體系就成為了當務之急。當前我國亟待構建面向以水生態健康、排污許可、流域一體化為核心的現代水環境管理技術體系，支撐我國水環境管理模式的戰略轉型。
水專項“十三五”項目中流域水質目標管理技術體系集成研究項目（2017ZX07301）根據國家“水十條”實施對環境管理的科技需求，通過技術評估、驗證和綜合集成，構建以流域水生態功能分區、環境基準標準、排污許可管理、污染防治可行技術評估、風險管理等為核心的流域水質目標管理技術體系，制訂并發布一系列的標準、技術規范和指南等，提升國家水環境管理的系統化、科學化、法治化、精細化和信息化水平。
我國水環境管理體系亟待提升
與美國和歐盟以水生態系統為核心的水環境管理模式相比，我國的水環境管理存在顯著的差距，管理模式不是以水環境質量改善為核心建立，沒有形成“水生態健康-水環境質量-污染排放控制-流域水土綜合調控”相銜接的技術體系，污染控制與水環境質量的響應關系尚未建立，造成我國水環境管理的粗放性和滯后性。
流域水質目標管理技術體系集成研究項目（以下簡稱“集成研究項目”）圍繞“以水生態功能區為基礎，以排污許可管理為手段，以水環境風險管理為保障”這一核心研究主線，在系統總結“十一五”以來技術成果的基礎上，以太湖流域、鄱陽湖流域為主要研究區域，開展技術評估、驗證和集成，開展技術先進性、適用條件和成熟度等分析，對技術鏈進行銜接和融合，構建流域水質目標管理技術集成系統，并在典型流域實現業務化應用驗證。
建立水生態評價標準，提出空間優化管控方法，集成流域水生態功能分區管理技術
通過規范化技術評估與集成，形成了涵蓋水生態功能分區、健康評價、目標制定、空間管控和承載力調控的流域水生態功能分區管理成套技術體系，支撐我國水環境管理由水質管理向水生態管理轉變。
在全國層面，研究建立全國水生態功能分區方案和水生態評價標準，發展和完善了全國水生態功能分區體系，構建了全國水生態功能8級體系；在全國33個水生態功能二級區的基礎上，聚合成14個區，作為我國水生態健康評價標準制定的單元，分區制定評價指標體系和評價標準；開展了水專項重點流域水生態調查和全國歷史數據的收集，構建了涵蓋基礎地理信息、水質、水生生物等數據的全國水生態功能分區數據管理與共享系統。
在典型區層面，開展水生態保護目標制定、空間管控和承載力調控三大關鍵管理技術研發及業務化管理應用。面向不同功能區水生態管理目標構建、空間優化和綜合調控的科技需求，開展了水生態保護目標制定、土地利用空間管控和承載力優化調控關鍵技術突破，實現典型功能區應用驗證，支撐水生態環境業務化管理，建立功能區水生態管控技術體系。在保護目標制定方面，提出了以水生態“質量診斷-保護目標預設-可達性評估-目標確定”為主線的保護目標制定技術方法；在土地利用空間優化方面，提出了針對土地利用“結構-格局-過程”一體化的空間優化管控技術和模型方法；在承載力調控方面，提出了以“指標篩選-路徑措施確定-潛力評估-目標制定-優化調控-方案制定”為主線的功能區水生態承載力綜合調控技術及模型方法。
集成研究項目提出全國水生態功能分區體系，形成了全國水生態功能分區方案，為我國水環境管理由水質管理向水生態管理轉變奠定了基礎。
在太湖（常州）功能區進行應用驗證，集成研究項目構建了集“水生態健康評價-生態空間管控-承載力評估-綜合管理決策”四大功能于一體的典型功能區（常州）數字化管理業務化平臺，于2019年12月啟動上線并交付常州市管理部門。在鄱陽湖（江西）典型功能區，采用流域數值模擬技術完成了鄱陽湖流域九大類污染源時空貢獻解析，形成《鄱陽湖流域水污染源（磷）核算與解析報告》，為分區管理技術應用驗證和鄱陽湖流域總磷污染防控工作提供重要參考。
構建水環境質量基準制定方案，建立基準數據庫公共網絡系統，集成流域水環境基準及標準制定方法技術
“流域水環境基準及標準制定方法技術集成”基于我國流域水環境特征和人群暴露參數，構建了流域水環境基準“制定-校驗-轉化”方法框架體系，框架性提出了我國特色的保護流域水生生物、水生態系統完整性、底泥沉積物及人體健康等四類水環境基準技術方法，為建立完善我國流域水質基準與標準體系提供了技術支持。
針對我國環境管理對本土水環境基準的重大需求，研究構建了“國家-流域-區域”三級水環境質量基準制定方案，在國家、流域和水生態功能區三個層面上提出水環境基準制定和實施的技術路線和具體方法，涵蓋了水環境基準閾值最少生物物種需求（MTDR）“三門六科”等成套關鍵技術，推動水環境基準應用于水環境管理實踐。課題篩選確定了我國流域水環境基準優控污染物名單（13類93項）與本土基準受試生物名單（10類55種），確定了適用于我國流域的水環境基準本土關鍵參數，研發了適合我國實際的重金屬、常規污染物、有毒有機物等國家、流域、區域水環境基準閾值4類30余項，為促進我國水環境基準制定技術的跨越式發展提供技術支持。
針對我國水環境基準研究基礎薄弱，現行環境質量標準基本都是參照國外基準和標準制定的現狀，研究提出適合我國的水質基準向水質標準轉化的原理、途徑和技術方法，初步提出國家、流域、區域性典型水環境質量標準推薦值12項，為我國水環境質量標準制修訂提供科學支撐。
課題研究建立了我國流域水環境基準研發試驗技術平臺，實現對本土基準受試生物的實驗室馴養與基準閾值的研發測試試驗，研究提出我國典型基準受試物種的馴養與測試規范8項，促進了我國本土水質基準毒性數據產出的科學規范化。構建了具有流域水生態及污染物特征因子查詢等功能的水環境基準數據庫公共網絡系統。相關成果共獲授權發明專利8項及軟件著作權6項，系統提升了我國流域水環境基準的研發技術水平。
形成七大類核心技術，解決關鍵技術問題，集成流域控制單元水質目標管理技術
在流域控制單元集成方面，集成研究項目構建了以水環境問題診斷、水質目標確定、污染負荷估算、污染源-水質響應關系分析、容量總量分配、排污許可管理、治理績效評估為核心的流域控制單元水質目標管理技術體系。整裝成套技術由七大類核心技術、16項關鍵技術以及41個支撐技術構成。梳理“十一五”以來在流域控制單元水質目標管理方面形成的相關技術規范共19項，其中《流域水環境容量計算設計條件與參數選取技術規范》和《流域水環境容量適用模型選擇技術規范》兩項已完成行業標準（HJ）送審稿。
針對新時期國家流域水環境質量管理需求，實現了基于水質目標的流域容量總量分配與固定污染源許可管理之間的銜接和關鍵技術問題解決。在排放許可證管理方面，集成研究項目完成太湖（江蘇）流域和遼河（遼寧）流域70%控制單元的水環境容量核定；完成了太湖（江蘇）流域無錫市、宜興市和常州市控制單元1024個重點污染源主要水污染物初始許可量進行分配，并發放排污許可證467張；完成了遼河流域鐵嶺市38個控制單元排污許可限值方案，發放排污許可證94張，為推動我國構建基于水質目標的排污許可管理制度提供了有力的實踐借鑒。
防治重點行業污染，篩選84項最佳可行技術，進行重點行業最佳可行技術評估驗證與集成
重點行業污染防治最佳可行技術（BAT）重點解決與排污許可制銜接和全面融合的問題，確立了“頂層設計-評估-驗證-集成”的工作主線，形成了污染防治可行技術指南編制導則及相關重點行業污染防治可行技術指南標準簇，支撐“水十條”重點行業最佳可行技術指南制修訂和排污許可制的順利實施，滿足國家基于水質的排污許可管理實施的科技需求。提出了重點行業污染防治BAT評估、驗證與集成方法和技術體系，我國成為繼歐盟之后第二個系統建立最佳可行技術體系的國家。
順應新時代環境管理要求，課題建立了水污染防治最佳可行技術評估指標體系，開發了重點行業水污染防治最佳可行技術評估及其支撐排污許可制實施整裝成套技術1套。“十一五”以來，完成了化工、輕工、紡織、制藥、冶金等行業425項技術評估和53項技術驗證，篩選開發了84項污染防治最佳可行技術，打通BAT從評估、驗證、業務化推廣到集成的管理創新鏈條。
集成研究項目形成了污染防治可行技術指南編制導則及相關重點行業污染防治可行技術指南標準簇,支撐“水十條”重點行業最佳可行技術指南制修訂和排污許可制的順利實施。“十一五”至今，發布了28項相關行業的最佳可行技術指南。從排污許可制全面實施以來，課題發布了“污染防治可行技術指南編制導則（HJ 2300-2018）”，制修訂了農藥、印染、制藥、氮肥、皮革等多個行業的污染防治可行技術指南，致力于支撐重點行業排污許可證順利發放和生態化轉型升級。
集成研究項目建立了鋼鐵、造紙、紡織3個行業虛擬最佳可行技術評估平臺，“十三五”期間拓展應用到電鍍、焦化、制革和農藥等行業。在造紙、電鍍和焦化等行業開展了最佳可行技術支撐排污許可制業務示范工作。根據示范，課題建議行業污染防治可行技術指南應對不同污染防治設施提出主要參數控制范圍要求、關鍵環節的管理要求，為排污許可制貫徹落實提供了決策支撐。成果為全面支撐國家水生態環境管理應用奠定重要基礎。
建立風險管理成套技術體系，管控流域水生態環境風險，開展流域水環境風險管理技術集成
在流域水環境風險方面，系統集成了水環境風險評估與預警的關鍵技術和應用成果，建立成套水環境風險管理技術體系，包括風險識別、風險評估、風險預警、風險管控、損害鑒定評估5項核心技術和25項關鍵技術，產出《流域水環境風險管理技術集成報告》和《流域水環境風險評估與管理技術手冊》。編制立項《水生態化學污染物風險評估技術指南總綱》等5項技術指南，其中1項技術指南進入生態環境部HJ技術指南征求意見階段。
流域水環境復合污染風險評估。綜合有害結局路徑分析，篩選區域特異性毒性終點，建立基于生物可利用性的毒性鑒別與評價（TIE）與效應導向分析（EDA）聯用方法，研發成套支撐技術裝備，在太湖流域（常州）開展技術應用，識別復合污染區域水環境關鍵致毒物。同時編制立項了《水環境復合污染生態風險評估技術指南》。
流域重點行業風險管控。選擇太湖流域（常州）印刷電路板和紡織印染等具有代表性的行業，從各行業主流工藝出發，建立了我國重點行業水環境特征污染物和優控污染物篩選技術方法，提出了太湖流域印刷電路板行業包括重金屬、氯代烴、苯系物、脂類、醇類在內的15類173種化學物質的特征污染物清單和8類32種化學物質的優控污染物清單，提交地表水環境化學品風險評估和人群暴露評估技術指南。同時，建立水環境風險防控數據庫，為不同功能區重點行業的環境風險管理提供技術支持。
流域水生態環境損害評估。建立地表水與沉積物損害鑒定評估成套技術并編制立項相關技術指南，完善流域突發事故應急和預案編制技術體系，選擇太湖流域（常州）為典型區域，開展區域突發水環境事件風險評估，識別了區域突發水環境事件風險源、風險物質、典型事件情景及可能的影響區域，編制了太湖流域（常州）突發水環境事件應急預案。
搭建水質目標管理業務化平臺，形成水質目標管理集成技術體系，構建流域水質目標管理技術集成系統
在甄選適應區域特征的水質目標管理技術和其他適用性技術的基礎上，集成研究項目形成由水生態功能分區、水環境基準標準等多項技術的技術組合與成套化模式配置；應用大數據、云計算等現代信息化技術，構建集“流域水生態功能分區－水環境基準標準－容量總量（排污許可）管理－最佳可行技術－風險管理”為一體的長江經濟帶（長江流域）水質目標管理業務化平臺，為實現長江經濟帶（長江流域）水環境形勢研判及一體化風險聯防聯控提供技術支撐。
甄選了適應長江經濟帶（長江流域）水環境特征的水質目標管理技術和其他適用性技術，滿足長江經濟帶（長江流域）差異性水環境管理的需求；完成“流域水生態功能分區－水環境基準標準－容量總量（排污許可）管理－最佳可行技術－風險管理”的水質目標管理技術集成；改變目前單一水質目標管理技術研發應用以及部分集成與局部應用為主的格局，提升技術整合能力，形成有機一體的長江經濟帶（長江流域）水質目標管理集成技術體系。
構建長江經濟帶（長江流域）水質目標管理技術平臺，平臺總體功能為全景式水質達標形勢研判和一體化風險聯防聯控，在水生態功能分區動態管理等方面實現業務化運行。平臺管理應用范圍：從分區角度來看，包括長江經濟帶9省2市/57駐點城市的3級水生態功能分區，重點區域擴展至4級；從水系角度來看，包括長江流域干流（上、中、下游）、一級支流（105條）、重點湖庫（洞庭湖、鄱陽湖、巢湖、太湖、滇池、丹江口、洱海等）；從水質斷面角度來看，包括國控水質斷面、跨省界水質監控斷面、重點飲用水水源地取水口斷面（干流、一級支流國控斷面共284個，其中跨省界斷面30個）；從污染源角度來看，包括國控重點工業污染源、典型區農業源、駐點城市生活污染源、航運污染等。平臺是基于云服務、云計算技術的水質目標管理平臺，初步實現長江經濟帶（長江流域）水生態分區動態管理、水質模型與軟件應用、流域風險聯防聯控決策支持等在長江經濟帶（長江流域）典型片區的水質目標管理技術集成和應用服務。
集成流域水環境經濟政策工具包，構建3個技術平臺，實現流域水環境經濟政策創新與系統集成
集成研究項目構建了包括定位與目標、診斷與評估、框架與選擇、設計與實施、方法與工具等功能的水環境經濟政策工具包框架，完成了“十一五”以來的水環境經濟政策梳理與體系集成，形成流域水環境經濟政策工具包四級技術體系，整理形成了“水環境質量目標導向的流域水環境經濟政策體系集成”成套技術。形成基于全成本要素、統籌處理工藝和排放標準的城市污水處理設施成本核算方法等關鍵技術。集成編制了水環境經濟政策實施的費用效益分析指南、污泥林地利用與土地改良工程化應用技術指南等5項技術指南。
構建了跨省界流域生態環境補償技術平臺、水生態環境資產核算技術平臺、污泥土地利用全流程監管平臺框架3個平臺。其中，跨省界流域生態環境補償技術平臺可實現五大功能：一是可錄入、導入、修改、儲存數據；二是可分為國家與地方政府的權責界定、同級政府權責界定兩個模塊分別完成縱向、橫向補償標準核算；三是可按需求選擇分步驟獨立運算及顯示運算結果；四是可實現補償結果的空間、圖表等多方案展示；五是可實現不同時間、不同方案的多維度比較分析。平臺可針對全國或指定區域范圍運行，可為各級政府在流域生態補償領域的決策提供政策工具，實現污泥產品生產單位、運輸單位、消納單位、監理單位和政府主管單位等共同參與的污泥產品土地利用全流程監管。
項目建成污泥產品林地利用示范工程、污泥產品沙化地改良示范工程兩個示范工程，并穩定運行。污泥產品林地利用示范工程示范區位于北京市大興區北臧村鎮趙家場村，示范面積10公頃；污泥產品沙化地改良示范工程示范區位于河北省張家口市尚義縣大蘇計鄉，示范面積10公頃。兩個項目均于2019年7月完成了示范區的建設并開展后續的監測工作，截至2020年1月已完成6個月的監測任務。
生態補償研究成果支撐了生態環境部綜合司流域生態補償評估、長江流域生態補償機制建設、黃河流域生態補償方案建議等工作，為財政部、生態環境部正在研究編制的《推進橫向生態補償的指導意見》直接提供管理技術支撐，向生態環境部呈報《水專項關于長江經濟帶生態補償的政策建議》，得到生態環境部領導的批示；向水利部呈報《關于促進再生水利用的水價綜合改革探討》，為水利部和國務院有關部門開展水價和再生水價格改革、健全再生水價格補貼機制等提供了重要支撐參考。
