从巢湖流域水环境治理实践看中美水环境治理政策差异

中美关系和中美发展一直是一个较为敏感和备受关注的话题。中美两国处于不同的经济发展阶段，随着经济全球化的深入，两国之间的经济关系具有很强的互利性和互补性。同时，在互相竞争中，又存在着各种各样的摩擦。但两国之间的互相交流和相互注视却从未停止。在我国水环境治理的关键时期，对发达国家水环境治理及管理经验的审视和思考总结，也是十分必要和利于未来水环境治理发展的。

本文旨在针对美国水环境治理TMDL技术体系进行研究，分析其基本思想和概念，与中国实际相结合，重点关注TMDL相关模型体系的适用范围及选取原则，同时，重点以巢湖流域治理的部分实践为主，深入展示基于既有美国TMDL技术框架，在吸取国内外治理思路和实践经验的基础上，为巢湖流域数条河流制定的TMDL计划实施后，治理的效果和经验问题等。以此，分析TMDL及相关模型系统的发展趋势，为中国流域水环境管理提供现实参考。

国内水环境治理发展历程和现状

1.1 国内水环境治理发展历程

1972年北京官亭水库污染治理是我国流域水污染防治的标志性事件，自那以后我国开始探索有特色的水环境治理道路。

在法律法规及政策层面，20世纪八九年代我国相继出台了一系列法律法规，如《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国水污染防治法实施细则》、《地面水环境质量标准》、《污水综合排放标准》等。1989年第三次全国环境保护会议强调向环境污染宣战，系统确定了环境保护三大政策和八项管理制度，即预防为主、防治结合，谁污染谁治理和强化环境管理的三大政策，以及“三同时”制度、环境影响评价制度、排污收费制度、城市环境综合整治定量考核制度、环境目标责任制度、排污申报登记和排污许可证制度、限期治理制度和污染集中控制制度，初步构建了我国环境管理体系。1989年12月20日，国家环境保护局关于加强水污染防治工作的决定，明确要求各地在1991年底前制定出《水环境综合整治规划》，作为治理设施建设和实施环境目标管理的依据，以防治饮用水水源及其他水源的污染。同时配套发布了《水环境综合整治规划技术纲要》、《地表水环境功能区划分技术纲要》、《排放水污染物申报登记工作大纲》等一些技术及管理文件。

在水污染防治实践层面，我国水污染防治发展大体分为三个阶段，（1）点源治理阶段：1995年之前，我国主要以点源治理为主的水污染防治阶段，以单纯要求工矿企业达标排放，国家层面没有充分重视城镇生活污染和流域、区域的水环境问题，以致90年初期我国水环境基本是“有河皆污、有水皆脏”的状况。（2）重点流域治污阶段：1996年修正的《中华人民共和国水污染防治法》，首次明确重点流域水污染防治规划制度（33211工程），国务院批复了如淮河流域、太湖流域、巢湖流域等最早的流域水污染防治计划，自“九五”到“十二五”期间，我国进行大规模治水，进入对重点流域治污阶段。（3）系统治污阶段：2015年《水污染防治行动计划》的实施，实现了历史性的变化，我国进入系统治污阶段，其对于总目标、主要考核的指标等具体要求有了非常明确的规定，使得全国地表水水质有所改善，呈现稳中向好趋势。“十三五”时期，政府对水污染防治作出新的重大决策部署，多措并举下好水污染防治“一盘棋”；“十四五”时期，政府对水污染防治提出了更高的要求，水污染防治工作进入水资源、水环境、水生态“三水统筹”新阶段。

1.2 国内水环境治理现状

目前，国内水环境治理商业模式主要分为三种：政府投入型、PPP模式和市场化经营型。政府投入型是指由政府出资建设和运营水环境治理项目，PPP模式是指政府和企业合作，共同投资建设和运营水环境治理项目，市场化经营型是指企业自主建设和运营水环境治理项目，并通过市场手段获取收益。其中，PPP模式最受关注和推广，但也存在一些问题和挑战，如政府和企业利益分配、投融资难度等。未来，随着水环境治理领域市场化程度的提高，市场化经营型有望成为主流。

随着我国环境管理基本制度不断完善，和我国政府对水环境治理力度的加大，点源污染源得到了有效控制，非点源污染的控制始终未得到足够的关注，以致于水体水环境有所改善，但未达到长治久清的效果。目前国内水环境治理，主要以控源截污纳管、河道清淤、水体增氧、河道生态修复、污水厂新建扩建提标等措施为主，短期内，水体水环境会有一定的提升，但水体水质情况会反复恶化，环保资金并没有发挥最大的环境效益。

美国水环境治理发展历程及管理办法

2.1 美国水环境治理发展历程

美国水环境管理起始于19世纪80年代，当时管理的重点主要涉及利用水资源，生产能源、航行、控制洪水、灌溉和饮用。20世纪40年代，随着工业的发展，未受到法规管制的污染源造成了很多污染事件，1948年，美国国会制定了《联邦水污染控制法》，开始通过立法对全国水污染进行控制。1972年，美国通过了联邦水污染控制法修正案，后来在1976年更名为《清洁水法》（CWA），这部法律也成了美国保护地表水质的奠基石。《清洁水法》（CWA）建立了恢复和保护水体的物理、化学和生物的完好性全国目标，其最显著特点是适用了联邦的排放许可证，也称作国家污染物排放消除系统，并投入大量的资金资助州的污水处理和水质标准制定。

在20世纪70年代之前，美国是通过建立一个河流功能分区系统，对水污染物排放控制。不同的区域根据不同的使用目的制定不同的水质标准，最终通过水污染控制达到这些标准，然而那时的效果并不明显。究其原因是在当时的技术条件下，对污染原因和来源没有足够的数据进行判断，对污染控制难以采取有效的措施。

在1972年《清洁水法》（CWA）通过后的多年里，一开始主要致力于点源污染源的控制，不太关注降雨驱动造成的建筑工地、农田等非点源污染。随着点污染源得到全面控制，由非点源和其他活动带来的水质问题突出出来，这些问题仅用排放许可证的管理方式无法有效地改善水质。因此在过去十几年《清洁水法》（CWA）从逐个点源污染源的管理方式转变成以流域为基础的系统性管理策略，以达到水体用途对应的水质标准。

2.2 美国水环境治理管理方法

TMDL (Total Maximum Daily Loads )即最大日负荷总量，是在满足水质标准的条件下，水体能够接受某种污染物的最大日负荷量，具有季节变化性。针对受污染水体，制定和实施TMDL计划，从而在点源和非点源之间分配污染负荷，是美国流域水污染防治中卓有成效的一项举措。

一般而言，TMDL实施计划没有法律效力，TMDL计划只是一个技术文件，TMDL执行计划是一个导则性质的文件，它为各项执行任务的规模，类型，选点提供了技术上的论证，但是真正实施一般需要另外的政府命令。

TMDL本质上是一个计划，通常基于监测信息和科学建模，它描述了为了达到水质标准，必须减少来自各种来源的污染物负荷，是实现《清洁水法》（CWA）水质目标的重要一步。

《清洁水法》（CWA）的实施过程如下图所示。

目前美国已经在全域展开了对水体的营养盐、沉积物、病原菌等诸多污染因子的TMDL计划，通过对点源和非点源污染采取有效的工程和非工程控制措施，极大地改善了受损水体的水质，保障了水体用途，把水资源保护由单纯的污染源控制转变为依据生态功能和生态健康进行污染控制，逐步形成了一套完整的总量控制策略和技术方法体系。成功的实践经验表明其基本方案和思路是有效和可行的，在水污染控制和水质改善等方面发挥了极其重要的作用。

TMDL的实施因污染源类型而不同。对于受管制的点源，一旦批准了TMDL，美国环保署（EPA）必须确保通过国家污染物排放消除系统（NPDES）计划签发的许可证与污染物负荷分配保持一致。市政雨水许可证不包括特定的排放限值，而是要求市政当局采取某些管理措施。

TMDL在国内的发展历程

事实上，美国提出的TMDL治水计划，与我国水污染物总量控制的理念十分相似。

我国的水污染物总量控制研究始于20世纪70年代，以制定松花江BOD总量控制标准为先导，进行了最早的探索和实践。早期侧重于水环境容量、污染负荷总量分配的研究和水环境承载力的定量评价；后期以总量控制规划为基础进行了水环境功能区划和排污许可证发放的研究；这期间还开展了水质模型、水环境容量、排污许可证管理制度以及流域水污染防治综合规划等多项技术研究，将总量控制技术与水污染防治规划相结合，并在多个流域开展了水环境容量研究和应用，从而逐步形成了以目标总量控制为主、容量总量与行业总量控制为辅的管理技术体系，为我国涵盖总量控制、排污许可证等环境管理基本制度的建立奠定了基础。

在20世纪90年代后期，我国开始在水环境管理中应用总量控制技术。在实践和探索过程中，我国出台了一系列水污染物总量控制的相关规定与标准。水污染物总量控制已逐渐成为我国实施水环境管理的重要措施，并且在经过浓度控制、目标总量控制两个阶段之后，将逐渐过渡进入到容量总量控制阶段。

水污染物总量控制的实施起步于20世纪末。在第三次全国环境保护会议上，提出同时实行浓度控制和总量控制的污染控制策略，确定由浓度控制向总量控制发展的方向。

1996年颁布实施的《中华人民共和国水污染防治法》，将污染物排放总量控制作为我国环境保护的一项重要举措，但规定的比较笼统，具体工作仍需政府部门实施，特别是对污染物总量控制的重点仅仅是放在污水厂和工业企业排放的点源上，因此实际效果在消除黑臭水体等重污染水体方面比较明显，但是在进一步达到水质提升方面效果并不明显。

尽管国内对TMDL计划的研究和应用一直在进行，但在实际落地过程中，还是面临了诸多问题。相关的研究、应用以及政策等都还明显不足，从而制约了TMDL在国内的推进。

目前，国内的流域水环境治理还没有一套科学的方法、体系和标准，导致流域水环境治理花了大量的钱，效果并不明显。

TMDL在巢湖流域治理的实践

TMDL计划体系在我国水环境污染治理和长效管理中的落地可行性，已经在部分案例中得到印证。如作为巢湖治理的咨询公司——安徽泛湖生态科技股份有限公司在巢湖流域数条河流，制定了针对性的TMDL计划，取得了不错的成绩。

4.1 巢湖流域治理顶层设计

巢湖是全国五大淡水湖之一，在蓄洪、供水、航运、水产、旅游和维护生物多样性等方面发挥了巨大作用。

自2011年行政区划调整以来，巢湖成为合肥市内湖，围绕“大湖名城、创新高地”的战略定位，合肥市委、市政府把巢湖治理与保护工作摆上特别重要议事日程，按照“顶层设计、分区布局、综合治理、分步实施”的工作步骤，以更宽视野、更大决心、更严标准全面加快环巢湖地区生态保护与修复工程建设。

2013年，合肥市成立环巢湖生态示范区建设领导小组，市委主要负责人担任组长、市政府主要负责人为第一副组长，相关市级领导为副组长、市直有关部门和各县（市）区、开发区主要负责人为成员，负责巢湖综合治理的顶层设计和统一指挥，领导小组下设合肥市环巢湖治理办公室（简称：市环湖办）。各县（市）、区、开发区及市直相关部门成立相应建设领导小组并下设办公室，统筹辖区（部门）建设任务，集中构建环湖治理工作统筹协调机制。并形成了巢湖治理独具特色的方法体系：“减什么、减多少、减哪里、怎么减、如何管”。

在推进巢湖综合治理过程中，除常规办公机构设置外，该组织不断完善、充实资源，在技术咨询方面，重点依靠设计联合体和咨询公司提供技术支撑。

安徽泛湖生态科技股份有限公司作为巢湖治理的咨询公司，借助美国技术专家团队，在巢湖流域治理中引入美国TMDL计划方法体系，利用模型工具实现定量化分析并提供相应的咨询服务。一是帮助政府进行流域科学决策管理，实现流域水环境目标；二是帮助设计院进行污染物削减工程措施优化，实现技术可靠投资节省的目标；三是帮助政府搭建智慧流域管理平台，实现高效管理及示范推广的目标。实践证明，其效果十分明显。

4.2 TMDL在巢湖流域治理的实践

为了充分探索TMDL计划体系在我国水环境污染治理和长效管理中的落地可行性，基于既有美国TMDL技术框架，在吸取国内外认识和实践经验的基础上，充分考虑巢湖流域自身特点，安徽泛湖生态科技股份有限公司在巢湖流域数条河流，制定了针对性的TMDL计划，主要工作成果包括如下几个方面：

（1）综合气象、水文、水动力、水质、水生态一体建模，经过适当率定和部分验证，形成了质量过关的巢湖流域模型和水体水质模型，实现了污染源头、传输路径、受纳水体的定量化联系；

（2）非点源污染负荷，分拆为十余种土地利用，基于降雨-产流-产污-输运监测数据，实现了非点源污染负荷计算模型与降雨驱动的适当联系，充分把握了非点源污染负荷的时空动态变化规律；

（3）以全流域污染负荷时空分布与演化计算为基础，利用所建流域模型和水体水质模型，计算得到了流域最大日容许污染负荷量，从而对流域内不同污染源实施负荷管控限值，制定点源排放许可要求和提出面源负荷管控要求；

（4）详细开展了流域、区域、子流域、行政单元、具体地块等不同尺度的负荷分配工作，并从落地实践性上研究了不同的分配原则，并实现了结果优选；

（5）所形成的TMDL计划给相关设计院提供了有效支撑，为不同管理部门针对不同空间尺度的监管考核指标体系制定提供了依据，也为后期建立以TMDL为框架的智慧流域水环境管理平台提供支撑。

4.3 TMDL在巢湖流域治理实践中存在的问题

在TMDL计划制定过程中也遇到了一些我国流域治理和长效管理需要解决的典型问题，概括如下：

（1）利益相关方及公众参与度低问题

在TMDL计划制定过程中，各利益相关方依据TMDL计划参与到项目中的意愿不强，参与度低。而这个过程中，恰恰需要将利益相关者、政策、优先事项及资源结合起来一并纳入计划中，从科学、监管责任和社会、经济等多角度综合考虑。

（2）水体水质考核标准问题

制定流域TMDL是从历史、现状的角度去分析水体水质受污染源影响的动态变化过程，其水质目标考核是根据达标率进行。如果按照国内水体水质考核标准要求，存在考核断面的考核位置选取、采样周期、考核指标、考核频度等要素与国内现有标准的匹配问题。

（3）点源污染物排放标准问题

目前国内点源排放标准以浓度考核为基础，并没有考虑区域及流域层面对点源的总量控制限值。而单纯依赖于浓度考核，无法把握点源污染与水体水质变化情况之间的响应关系，无法满足流域水体水质达标对点源的负荷精准控制。

（4）非点源污染物排放标准问题

在巢湖流域TMDL制定过程中发现，如果仅仅控制点源，水体水质并没有得到明显的改善，影响水体污染的非点源污染负荷仍然较大，甚至超过总污染负荷的50%以上，因此，制定针对非点源的排放标准显得尤为重要。通过制定流域TMDL，可以有针对性地进行流域点源和非点源污染的双重控制。

（5）雨水管理问题

一般情况下，晴天，点源对河道水体的贡献起主导作用，而在雨天是由点源和非点源共同作用于水体。

在巢湖流域TMDL结果中，大多以非点源对水体受损的贡献影响占主要因素。非点源在巢湖流域中主要是工业区、镇区、农村和农田等降雨驱动的初期雨水污染和部分降雨驱动的后期雨水传输的污染，其中，镇区初期雨水污染主要是街道卫生管理薄弱，不透水地表占比较多，且雨水冲刷径流经由人工渠道直接排入水体，降低了初期雨水过程的消纳滞蓄时间；排水系统的不完善也导致了旱期积累的生活污水在降雨期间由雨水进行传输，对受纳水体产生污染。

如何通过开展雨水管理，采取何种工程措施和或非工程措施；按源头、过程或末端分别采用不同的处理流程等，是流域治理和管理在雨水污染控制中面临亟待解决的问题。

（6）工程措施的有效性问题

目前大部分设计团队对流域治理中所涉及到的污染负荷、环境容量等方面的核算，并不能够动态反映陆域污染源与水体受损原因之间的响应关系，也就使得流域内污染源排放、控制对水体的贡献度存在模糊性认知；同时，对于设计或实施的措施也无法准确的表达其控制效果，在治理效果上无法做到定量预测评估，在空间上无法做到精准治理、优化管理，在时间上无法体现措施实施过程对水体水质动态表征。

（7）区域精细化管控长效机制问题

基于TMDL方法体系和模型工具，在流域水体水质断面考核的基准条件下，通过陆域污染源与水体受损进行联系性分析，按照合理的分配原则进行污染源负荷分配，对以流域总体、子流域、行政区划、污染分类等不同原则划分的分区提出各自的负荷控制，并在基于对区域总量控制的基础上，精细化的制定区域污染控制和相应的长效管理措施，并建立区域管控、措施效果与水体水质之间的定量化联系，是实施TMDL计划最终落地的关键环节。

建议

通过对巢湖流域TMDL计划初步探索实践，总结经验如下：

巢湖流域针对小流域制定TMDL计划，并依据TMDL计划进行总体系统性设计，借助模型工具，对流域现状污染负荷量、入河污染负荷量、水环境容量等重要指标实现了定量化分析，有效评估并找到最佳工程措施组合，提高了资金使用效率，流域水环境治理方案更加科学合理，值得推广。

巢湖流域TMDL计划的实施总体效果不错，基本解决了监测有效数据获取的问题、模型工具合理利用的问题及通过构建智慧管理平台实现项目后评估及管理的问题。

但仍然有些问题限制了TMDL计划作用的发挥，如前所述，TMDL计划作为技术文件，更加需要配套的政策及法律法令支撑TMDL计划的实施执行，这需要从我国实际情况出发，制定相应的技术体系和政策法规，充分考虑雨水管理、全流域系统性设计优化等。同时，现阶段，建议通过构建基于TMDL计划和模型工具的智慧流域管理平台，实现流域水环境达标的精细化管理，进而落实TMDL计划，这也是在没有要求实施TMDL计划的情况下，构建流域水环境长效达标机制的有效手段。

作者单位：安徽泛湖生态科技股份有限公司 

编辑：李丹