0 引 言
随着社会和经济的发展，城镇化进程不断加快，水污染物的产生和排放量逐年增加；导致部分地表水体的使用功能出现不同程度的降低，不仅威胁到生态环境，加剧水资源紧张，而且对人群健康产生一定的风险。2015年国务院印发实施《水污染防治行动计划》，以质量改善为核心，强调水质、水量、水生态一体化综合管理，协同推进水污染防治、水资源管理和水生态保护，实施系统治理[1]。而为了提高水资源利用效率，英国和法国等国家在流域水污染治理中非常注重流域的完整性和一体化[2]，将流域视作一个完整的单元进行综合规划，可在很大程度上控制流域污染的严重化。流域控制单元，是体现自然汇水特征与行政管理需求，以控制断面为节点，将行政区、水体、控制断面三要素集于一体的空间管理单元[3]。科学合理地划分控制单元，有助于因地制宜采取水污染物排放控制、水资源配置和水生态保护等措施，强化流域分区、分级和分类管控措施的针对性，提高区域水环境治理和管理的精细化水平。
本文以南海区广佛跨界区域为例进行控制单元划分，并通过对2018年水环境治理工程的调研，汇总水污染物产生的削减量，结合水质变化对控制单元划分的合理性进行校核。广佛跨界区域内较重要的三大河涌包括西南涌、佛山水道和水口水道，其污染源涉及广州、佛山两市；由于南海区的特殊位置，区界内上述三大河涌除了接纳南海区水污染物排放之外，还承接佛山市上游各区的水污染物，同时也受广州市的影响。通过对跨界区域水环境控制单元的划分，可以了解三大河涌污染物的来源，明确责任关系和责任对象，有助于确定跨界区域各方对污染的贡献特征，为实施水环境整治工程提供技术支持。
1 控制单元划分
《重点流域水污染防治规划(2016—2020年)》中将全国划分为341个水生态控制区、1784个控制单元；综合考虑控制单元水环境问题严重性、水生态环境重要性、水资源禀赋、人口和工业聚集度等因素，可进一步分为580个优先控制单元和1204个一般控制单元。南海区广佛跨界区域共包括4个镇街，总辖区面积为658.94 km2，包括135个行政村和103万人。跨界区域内的河网纵横，主干河涌主要包括佛山水道、水口水道和西南涌3条，与其相连的支干河涌共计35条；3条主干河涌均流经佛山市南海区，流向广州市，考虑到跨界区域水环境治理工作的复杂性，有必要按照《重点流域水污染防治规划(2016—2020年)》的规划思路对该区域进行控制单元划分。
1.1 划分原则
控制单元划分的基本原则包括水陆统筹原则、行政单元最小化原则、流域完整性原则。
1)水陆统筹原则。以入河排污口对应陆上汇流区，按照输入响应关系，构成控制单元，作为允许纳污负荷核定和总量分配的基本单元。
2)行政单元最小化原则。目前我国现行以县域行政区为基本单位的水环境管理体系；但为实现精准化治污，在有条件的区域可将行政边界细化至村界，将控制单元与村界行政区建立紧密且便捷的联系，便于行政管理。
3)流域完整性原则。结合研究区域特点，以保持流域(子流域)的完整性为基本原则，在控制单元内部要体现单元内及其周边水系的汇水特征；便于将流域(子流域)内水文、水质、非点源及允许纳污负荷的定量模拟及计算结果准确定位在控制单元内，可为控制单元内水环境容量的计算和排污量分配提供数据支持。
1.2 划分方法
进行控制单元划分时，既要充分考虑水文特征、水环境区划、水生态现状等自然因素，也要充分考虑行政管理需求、经济产业布局和污水处理厂站、管网建设现状等社会因素。因此，控制单元划分主要需要考虑以下几类指标：1)自然地理指标，能够反映流域的基本特征，主要包括地表水体的流域范围、汇水面积、径流长度、水文监测站分布，能够细化地形特征的DEM数字高程信息等。2)水生态和水环境指标，能够反映流域水环境现状特征，主要包括流域水生态功能区划、水环境功能区划、水质监测断面分布等。3)社会经济指标，能够反映流域汇水范围内人口分布、经济发展和主导产业布局等情况，主要包括行政区划、人口统计、汇水面积内的土地利用现状和规划、产业布局现状和规划等。
得出控制单元初步划分结果后，还要根据下一步研究的原则与指标体系，采用定性分析和定量计算相结合的方法对其结果进行合理性验证。定性分析主要依据ArcGIS水文分析结果对研究区域进行河网分级及流域划分(水文单元)和现有的行政区划结果，必要时结合排水排涝分区、截污管网、道路、人工河道等信息确定边界范围，综合专家判断结果确定控制单元。定量计算则主要从“控制单元水环境容量”规划中的水污染物允许排放总量的计算和分配着手，结合模型定量模拟计算，对控制单元划分方案的合理性进行检验，以确保控制单元划分方案的合理和可行。
1.3 划分步骤
控制单元划分步骤如下：
1)自然地理信息收集。收集研究区域基础地理信息数据，包括DEM高程数据、流域界限、行政区划、流域水质监测断面分布、水文站分布等。
2)水文单元划分。利用ArcGIS软件水文分析工具，根据DEM数据提取河流网络，计算流水累积量、流向、选取适当的汇水面积自动提取河网、划分流域。
3)控制单元划分。结合上一级行政单元的水环境控制单元划分结果，在保证行政区划完整性以及水系完整性的基础上，将行政区划图和水文单元划分结果进行叠加，得到控制单元划分结果。
4)划分结果的校核与调整。为了简化污染源管理，明确水环境质量责任人，主要根据行政管理隔离原则，将控制单元划分结果进行合理调整。对相同行政辖区内执行相同水质目标的控制单元进行合并，对相同行政辖区内执行不同水质目标的控制单元和不同行政辖区内执行相同水质目标的控制单元进行合理地再分配，尽可能做到控制单元不跨行政界线。
5)控制单元命名。控制单元命名时主要依据其所属的河流及其流经的行政辖区，因此命名时采用“××涌控制单元”的格式。
1.4 划分结果
综合GIS汇水分析、监测断面分布及行政区划，采用上述划分步骤，可将南海区广佛跨界区域细化成10个控制单元，三大河涌流域中涵盖7个，其中佛山水道流域4个、水口水道流域2个、西南涌流域3个。划分结果参见图1。
图1 跨界区域控制单元划分结果
Figure 1 Water control units in Guangzhou-Foshan cross-border area
2 水环境治理工程分析
2.1 工程内容
2017年后，南海区逐步加大力度对区域内河涌进行整治，明确了围绕水质达标、恢复水体功能的最终目标，以水环境治理考核、督查为着力点，强化源头控制，科学系统地推进水环境综合整治，重点治理广佛交界河流域以及整治城市内河涌。通过“南海区2018年十大治水工程”等一系列工程措施，分别从生活污染源、工业污染源、农业面源、内生源四大方面对入河水污染物进行管理、控制和削减。
2.2 核算方法
为定量对治水工程效果进行计算和评估，需要对表1中的治理工程进行筛选，将重点放在可定量进行污染物削减计算的工程上。因此，生活源治理工程主要关注集中式污水处理厂的扩建和提标改造工程，以及分散式污水处理设施；工业源治理工程主要是集中式工业废水处理厂工程的建设；农业源治理工程重点关注畜禽养殖场的整顿清理；内生源治理工程主要是计算一体化河涌应急装置的削减效果。
与2017年相比，南海广佛跨界区域在2018年完成提标改造的生活污水处理厂总规模达到60.5万 t/d， 占该区域总处理规模的91.0%；新投入运营的农村一体化处理装置3套，总设计处理规模2000 t/d。在工业废水集中产生区域新建工业废水处理厂1座，设计处理规模2万 t/d。农业方面，畜禽禁养区扩大至整个广佛区域，年内共清理生猪33170头、家禽
表1 广佛跨界区域2018年治水工程汇总
Table 1 Summary of water control projects in Guangzhou-Foshan cross-border area in 2018
序号水污染源类型治理工程内容1生活源已有的集中式生活污水处理厂进行扩建和提标改造;新建市政污水管网,并对老旧管网进行维护;规范污水收集系统(主要是管网及泵站)运维和管理;新建农村分散式污水处理设施2工业源村级工业园产业升级,提高排水企业的准入门槛;清理整治违规无照企业,加大排水企业监管力度;加强工业企业清洁生产审核,降低工业废水产生3农业源推广生态种植和养殖;控制水产养殖规模和养殖种类;调整畜禽养殖区域和养殖规模4内生源河道清淤;河面保洁;生态修复(曝气和水生植被);一体化河涌应急处理装置
103.96万羽。为解决“断头涌”水动力条件较差的问题，建设了部分一体化河涌应急处理设施，采用旁路处理的方式对河涌内生源进行治理，2018年内新增处理规模51500 t/d。
生活源、工业源和内生源治理工程的削减效果采用式(1)进行计算，畜禽养殖削减效果采用产污系数法核算，具体参数见表2、表3。
G=Q2×C2-Q1×C1
(1)
式中：Q1和Q2分别为工程实施前、后的水污染物年排放量，t/a；C1和C2分别为相应水污染物的年均排放浓度，mg/L。
表2 畜禽养殖产污系数
Table 2 Wastes-producing coefficients of livestock farm
项目猪禽(鸡、鸭、鹅等)粪0.75(kg/头(只)·d)0.13 kg/(头(只)·d)冲洗水和尿16.5(其中,冲洗水15)L/(头(只)·d)—
表3 畜禽产污中各污染物产生系数
Table 3 Pollutant-producing coefficient of wastes produced in livestock farm
项目ρ(COD)ρ(NH3-N)ρ(TP)猪粪/(g/kg)523.13.41养猪冲洗水及尿/(mg/L)400800.52禽(鸡、鸭、鹅等)粪/(g/kg)45.72.45.8
2.3 核算结果
根据佛山水道、水口水道和西南涌流域各控制单元的划分结果，按行政单元和控制单元汇总得到南海区广佛跨界流域在2018年的水污染物产生削减量如图2、图3所示。
桂城街道； 
大沥镇； 
里水镇； 
狮山镇。
图2 南海区各行政单元水污染物产生量削减情况
Figure 2 Aggregation of water pollutants reduction in different administrative areas in Nanhai
佛山水道； 
水口水道； 
西南涌。
图3 南海区跨界流域水污染物产生量削减情况
Figure 3 Statistical views of water pollutants reduction in different water systems in Nanhai
水口水道流域COD和NH3-N的削减量最大，主要来自若于个生活污水处理厂纳污范围的增加和提标改造工程的完成；西南涌流域的TP削减量最高，除了污水处理厂提标改造工程的贡献外，还得益于大量畜禽养殖场的关停。
3 水质数据分析
鉴于跨界地表水的水质受到上游来水和本区域排污两方面综合影响，为了便于进行水质数据对比，需要结合入境断面和出境断面进行综合评判。本文选取符合此要求的西南涌和水口水道进行分析，2条水系的上下游监测断面水质数据见图4。
COD; 
氨氮； 
总磷。
图4 水口水道上下游断面2017—2018年主要污染物的监测结果
Figure 4 Monitoring results of main pollutant in Shuikou channel in 2017—2018
将2018年与2017年同期数据进行对比可看出：西南涌上游监测断面的NH3-N和TP指标出现较明显降低，该河段汇水范围主要位于狮山镇北侧，与畜禽养殖等农业面源的削减工作密不可分；由于上游断面水质的改善，西南涌下游断面的水质指标也同比出现了降低，COD和TP可以满足Ⅳ类地表水质要求，与上游断面水质相结合来看，本区域的治水工程对水质改善起到关键作用。就水口水道流域来看，上游断面来水的COD浓度在2018年出现升高情况，而下游断面的COD、NH3-N和TP浓度却均低于2017年同期数据，表明水口水道各控制单元内的众多污水处理厂提标改造工程的贡献明显。
综上，2017—2018年的水质监测数据与治水工程削减效果的计算结果出现正相关性联动，说明本研究对于广州市南海区广佛跨界区域水环境控制单元的划分符合实际情况，可以作为后续治水和管理工作的技术依据。
4 建 议
控制单元作为流域水质目标管理多层次体系“国家—流域—区域—控制单元—污染源”中的一个组成层次，是在“分区、分类、分级、分期”的水环境管理理念的指导下，以流域总量控制为基础，面向污染源的水质管理单元[4]。通过对南海区广佛跨界流域水环境控制单元的划分，可明确三大水系流域的纳污范围，根据水质监测情况将水环境治理工作目标分解落实到行政村。在下一步工作中，跨界区域应坚持流域水环境分区管控体系，将控制单元作为水污染防治的载体和空间基础，明确控制单元的水环境质量底线要求，根据控制单元水质改善的要求等制定差别化环境准入政策，实施工业污染源全面达标排放计划，补齐城镇生活污水管网建设及污泥处理处置等短板，推进农业农村污染源治理，保护修复水生态系统，科学确定和保障生态流量，严格水域岸线用途管制，腾退侵占的生态空间，积极建设河湖浅滩湿地等生态工程，提炼、筛选与储备水污染防治项目，全面推行排污许可制度，并结合河长制分解落实污染治理责任。
[1] 徐敏, 张涛， 王东，等.中国水污染防治40年回顾与展望[J].中国环境管理,2019，11(3):65-71.
[2] 应力文, 刘燕， 戴星翼，等.国内外流域管理体制综述[J].中国人口·资源与环境,2014,24(增刊1):175-179.
[3] 赵越, 王东， 马乐宽， 等.实施以控制单元为空间基础的流域水污染防治[J].环境保护,2017,45(24):12-16.
[4] 张泽模, 朱兴城. 遵义市湘江河流域水环境控制单元划分和污染防治对策[J].环保科技,2018,24(3):43-46.