摘要：我國河湖等地表水體仍存在入河排污口布局不合理，取水口、排水口犬牙交錯和相互影響等問題。而如何科學(xué)劃定排污分區(qū)，協(xié)調(diào)水資源保護與利用之間的關(guān)系，尚缺乏科學(xué)理論方面的指導(dǎo)，因此迫切需要建立入河排污布設(shè)分區(qū)理論?；谙到y(tǒng)協(xié)調(diào)論基本思想，從目標(biāo)、關(guān)系、規(guī)則、行為等方面構(gòu)建了入河排污布設(shè)分區(qū)理論體系，提出了基于系統(tǒng)協(xié)調(diào)度函數(shù)的排污布設(shè)分區(qū)模型，并選擇漢江干流漢川段進行了典型案例分析。研究結(jié)果表明：基于系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的入河排污布設(shè)分區(qū)理論可以從系統(tǒng)角度統(tǒng)籌考慮保護與發(fā)展、區(qū)域與區(qū)域、部門與部門、當(dāng)前與長遠4個維度的協(xié)調(diào)關(guān)系?；趨f(xié)調(diào)度函數(shù)的排污布設(shè)分區(qū)模型具有計算方便、結(jié)果準確等優(yōu)點，可為入河排污口科學(xué)布局提供理論和方法指導(dǎo)。

　　關(guān) 鍵 詞：入河排污口; 布設(shè)分區(qū); 系統(tǒng)協(xié)調(diào)度; 理論與應(yīng)用

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　　系統(tǒng)論是研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點、行為、動態(tài)、原則、規(guī)律以及系統(tǒng)間的聯(lián)系，并對其功能進行數(shù)學(xué)描述的學(xué)科，最早由美籍奧地利理論生物學(xué)家貝塔朗菲在1932年提出，其基本思想是把研究和處理的對象看作一個整體系統(tǒng)來對待[1]。20世紀70年代，德國物理學(xué)家赫爾曼·哈肯教授在系統(tǒng)論基礎(chǔ)上發(fā)展了系統(tǒng)協(xié)調(diào)理論，提出系統(tǒng)相變過程是通過內(nèi)部自組織來實現(xiàn)的，系統(tǒng)走向何種秩序和結(jié)構(gòu)取決于系統(tǒng)在臨界區(qū)域時內(nèi)部變量的協(xié)同作用，這種協(xié)同作用可以用協(xié)調(diào)度進行量度[2]。目前系統(tǒng)協(xié)調(diào)論被廣泛應(yīng)用于社會-經(jīng)濟，社會-環(huán)境，環(huán)境-經(jīng)濟等發(fā)展模式的定量評價和預(yù)測工作中[3]。

　　系統(tǒng)協(xié)調(diào)論的思想在入河排污布局工作中具有很好的指導(dǎo)意義。入河排污布局問題實際上是一個流域整體性、關(guān)聯(lián)性、層次性和動態(tài)性都很強的多目標(biāo)優(yōu)化問題[4-7]，只有把系統(tǒng)論思維作為頂層設(shè)計的方法論，才能協(xié)調(diào)好保護與發(fā)展、區(qū)域與區(qū)域、部門與部門、當(dāng)前與長遠之間的復(fù)雜關(guān)系。

　　入河排污布局是指科學(xué)劃分禁止排污、限制排污的水域，使取水、排污、漁業(yè)、生態(tài)保護等水體使用功能互相協(xié)調(diào)、互不影響，從而達到人水和諧。禁止排污和限制排污的概念是在國內(nèi)水資源保護工作實踐中長期積累和發(fā)展形成的。2010年，長江水資源保護科學(xué)研究所編制的《三峽庫區(qū)水資源保護規(guī)劃》中最早提出了排污分區(qū)的概念，并對不同區(qū)域新設(shè)排污口提出了設(shè)置原則和要求[8]。2011年SL532-2011《入河排污口管理技術(shù)導(dǎo)則》中規(guī)定入河排污口管理單位應(yīng)按照水功能區(qū)水質(zhì)管理目標(biāo)及限制排污總量控制要求，對區(qū)域入河排污口布局進行統(tǒng)一規(guī)劃，提出禁止、限制設(shè)置入河排污口的水域范圍。2011年，長江水資源保護科學(xué)研究所編制的《長江流域重點水功能區(qū)入河排污口布設(shè)規(guī)劃——金沙江攀枝花江段入河排污口布設(shè)規(guī)劃》中，在禁止排污區(qū)和限制排污區(qū)的基礎(chǔ)上，進一步將限制排污區(qū)劃分為嚴格限制排污區(qū)和一般限制排污區(qū)。隨后，禁止排污區(qū)、嚴格限制排污區(qū)和一般限制排污區(qū)的概念被納入《全國水資源保護規(guī)劃(2015～2030)》。2016年，水利部印發(fā)《長江經(jīng)濟帶沿江取水口、排污口和應(yīng)急水源布局規(guī)劃》，進一步細化了禁止排污區(qū)、嚴格限制排污區(qū)和一般限制排污區(qū)的分區(qū)方法。

　　目前，我國河湖等地表水體仍存在入河排污口布局不合理，取水口、排水口犬牙交錯和相互影響等問題[9-10]。入河排污口作為控制污染物入河的最后一道關(guān)口，在流域水資源保護管理工作中具有重要地位。如何科學(xué)劃定排污分區(qū)，協(xié)調(diào)水資源保護與利用之間的關(guān)系，尚缺乏科學(xué)理論方面的指導(dǎo)[11-12]，迫切需要建立入河排污布局分區(qū)理論。本研究將這套方法應(yīng)用于入河排污布設(shè)分區(qū)研究工作中，使排污布局規(guī)劃具備了定量化分區(qū)手段。

　　1 基于系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的入河排污布設(shè)分區(qū)理論

　　在系統(tǒng)思維的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌考慮多方面影響因素之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，從目標(biāo)、關(guān)系、規(guī)則、行為等方面構(gòu)建了入河排污布設(shè)分區(qū)的系統(tǒng)協(xié)調(diào)理論架構(gòu)(圖1)。

　　1.1 理論的思想內(nèi)涵

　　基于系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的入河排污布設(shè)分區(qū)理論的具體內(nèi)涵可以描述為：以系統(tǒng)協(xié)調(diào)論為基本思想，以排污與水環(huán)境保護相協(xié)調(diào)為目標(biāo)，從保護與發(fā)展、區(qū)域與區(qū)域、部門與部門、當(dāng)前與長遠4個維度，綜合反映：① 現(xiàn)狀入河量與限排總量之間的污染負荷協(xié)調(diào)度;② 上下游左右岸出境斷面污染物現(xiàn)狀濃度與目標(biāo)濃度之間的水質(zhì)濃度協(xié)調(diào)度;③ 各類保護區(qū)等敏感水域的保護優(yōu)先級協(xié)調(diào)度;④ 水功能區(qū)現(xiàn)狀水質(zhì)達標(biāo)率與限制納污紅線之間的協(xié)調(diào)度，按照判斷協(xié)調(diào)度優(yōu)劣的規(guī)則，實現(xiàn)以水功能區(qū)為基本河段單元，以禁止排污區(qū)、一般限制排污區(qū)和嚴格限制排污區(qū)為主要組成的入河排污布局分區(qū)。

　　1.2 理論的結(jié)構(gòu)組成

　　(1) 目標(biāo)。入河排污布設(shè)分區(qū)的總體目標(biāo)是實現(xiàn)排污與水環(huán)境保護相協(xié)調(diào)，具體可分解為保障水功能區(qū)水質(zhì)達標(biāo)、保障流域(區(qū)域)人民身體健康和生態(tài)環(huán)境，促進社會經(jīng)濟和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

　　(2) 關(guān)系。入河排污布設(shè)分區(qū)理論的核心是分別從系統(tǒng)的整體性、相關(guān)性、層次性和動態(tài)性角度，協(xié)調(diào)保護與發(fā)展、區(qū)域與區(qū)域、部門與部門、當(dāng)前與長遠4個維度的關(guān)系。其中，保護與發(fā)展的協(xié)調(diào)關(guān)系表現(xiàn)為現(xiàn)狀入河量與水功能區(qū)限排總量指標(biāo)之間的約束關(guān)系，區(qū)域與區(qū)域的協(xié)調(diào)關(guān)系表現(xiàn)為上下游左右岸斷面水質(zhì)現(xiàn)狀濃度和目標(biāo)濃度指標(biāo)之間的約束關(guān)系，部門與部門的協(xié)調(diào)關(guān)系表現(xiàn)為各部門管理下各類水體保護層級之間的約束關(guān)系，當(dāng)前與長遠的協(xié)調(diào)關(guān)系表現(xiàn)為河段單元與區(qū)域水體整體水質(zhì)不同階段達標(biāo)率指標(biāo)之間的約束關(guān)系。

　　(3) 規(guī)則。入河排污布設(shè)分區(qū)理論的規(guī)則是通過判斷協(xié)調(diào)關(guān)系中各維度要素之間的協(xié)調(diào)度優(yōu)劣，進行入河排污布設(shè)分區(qū)。針對4個維度要素的約束指標(biāo)與對應(yīng)要素現(xiàn)狀值的關(guān)系，構(gòu)建協(xié)調(diào)度曲線和系統(tǒng)協(xié)調(diào)函數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)函數(shù)值確定入河排污布設(shè)分區(qū)。

　　(4) 行為。入河排污布設(shè)分區(qū)理論的行為是完成禁止排污區(qū)、嚴格限制排污區(qū)和一般限制排污區(qū)的劃分，這也是最終的協(xié)調(diào)結(jié)果。