河流類型劃分及其水生態(tài)環(huán)境治理技術(shù)路線圖

胡官正，曾維華，馬冰然，宋永會

（1.北京師范大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，北京100875；2.中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京100012）

中國幅員遼闊，水文氣象條件南北差異顯著，社會經(jīng)濟發(fā)展東西差距明顯，水污染態(tài)勢也呈現(xiàn)南北、東西、上下游明顯的時空差異性。然而，我國不同層級流域水生態(tài)環(huán)境治理規(guī)劃與管理很少考慮這一差異性，由此導(dǎo)致制定的相關(guān)規(guī)劃與管理方案缺乏針對性與適用性，因此有必要充分考慮河流流域水污染特征與成因，面向河流水生態(tài)環(huán)境治理差異性需求，兼顧水文、氣象、水污染與社會經(jīng)濟條件，建立河流類型劃分技術(shù)方法。

截至2018年，我國七大流域和浙閩片河流、西北諸河、西南諸河的1 613個水質(zhì)斷面中，Ⅳ類水占14.4%、Ⅴ類水占4.5%、劣Ⅴ類水占6.9%。造成我國部分地區(qū)水污染問題嚴重的主要原因是，水生態(tài)環(huán)境治理缺乏頂層設(shè)計與宏觀導(dǎo)引，所實施的水污染治理與生態(tài)修復(fù)技術(shù)之間缺乏有效銜接。無論是自然河流流域水系統(tǒng)，還是城市水系統(tǒng)，都是一個整體，只有統(tǒng)籌各個子系統(tǒng)，充分考慮各子系統(tǒng)所采用的技術(shù)之間的有效銜接，才能確保整個水污染治理與水生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)處于最佳運轉(zhuǎn)狀態(tài)。針對我國水生態(tài)環(huán)境治理缺乏頂層集成優(yōu)化設(shè)計與總體宏觀導(dǎo)引等問題，除了加大資金投入、加強管理外，還要增強不同類型河流水生態(tài)環(huán)境治理技術(shù)路線圖的優(yōu)化設(shè)計，制定具有針對性的水生態(tài)環(huán)境治理分類指導(dǎo)方案。目前，國內(nèi)學(xué)者針對河流分類的研究大多基于河流的單一特征，較少基于多角度特征研究河流綜合分類方法，尚無學(xué)者從水生態(tài)環(huán)境治理需求角度研究河流分類。錢寧［1］依據(jù)河流平面形態(tài)，倪晉仁等［2］依據(jù)河流的起源、地貌條件、河水補給、地理、氣候以及河流形態(tài)等方面的特征，徐彩彩等［3-4］依據(jù)河流等級、封閉度、河道數(shù)以及蜿蜒度等對河流進行分類。與國外以定量為主、定性為輔的河流分類相比［5-6］，這種依據(jù)單一角度的分類方法不能表征河流整體生態(tài)環(huán)境狀況，影響流域水系統(tǒng)差異化、精細化規(guī)劃與管制。

當(dāng)今，發(fā)達國家的水生態(tài)環(huán)境治理工作已基本完成，以維護為主，國內(nèi)的水生態(tài)環(huán)境治理體系也較為完備，如重慶的水污染治理和修復(fù)方法［7］、太湖流域水環(huán)境綜合治理方案［8］、小流域污染治理措施［9］、澤龍湖水污染治理和生態(tài)修復(fù)［5］都有完整的理論體系。美國和日本提出了流域治理和維護方法［6，10］、哥倫比亞總結(jié)了生態(tài)修復(fù)工程維護管理措施［11］。但是，國際上的技術(shù)路線圖研究以低碳、行業(yè)發(fā)展相關(guān)技術(shù)為主，對流域水生態(tài)環(huán)境治理的研究甚少。1998年，Robert Galvin率先提出了技術(shù)路線圖，并將其應(yīng)用于企業(yè)管理［12］，這推動了美國的技術(shù)路線圖研究在汽車［13］、半導(dǎo)體［14］等行業(yè)的興起，而環(huán)境領(lǐng)域技術(shù)路線圖研究主要聚焦于如何節(jié)能減排［15］。受美國啟發(fā)，歐洲繪制了許多醫(yī)療行業(yè)的技術(shù)路線圖［16-17］，環(huán)境治理領(lǐng)域的技術(shù)路線圖以節(jié)能減排為主［18］。關(guān)注高新技術(shù)的日本繪制了許多新技術(shù)行業(yè)的發(fā)展技術(shù)路線圖［19-20］，同時由于資源短缺，因此日本十分重視低碳技術(shù)路線圖的繪制［21-26］。國內(nèi)樊東黎［27］引入了技術(shù)路線圖的概念，之后汽車零配件［28］、生物醫(yī)藥［29］等行業(yè)技術(shù)路線圖逐漸發(fā)展起來，但總體上處于技術(shù)路線圖思想的引進階段［30］，環(huán)境領(lǐng)域的技術(shù)路線圖研究以學(xué)習(xí)國外［31］并嘗試繪制［32-33］低碳技術(shù)路線圖為主，沒有涉及流域水生態(tài)環(huán)境治理方面的技術(shù)路線圖研究。但是，在進行流域水生態(tài)環(huán)境治理時，迫切需要技術(shù)路線圖指導(dǎo)，以推進流域精細化管控、流域生態(tài)環(huán)境保護與修復(fù)工作。因此，筆者以湟水流域小峽橋斷面上游及其各支流為例，面向水生態(tài)環(huán)境治理，基于聚類分析方法對河流進行分類，進而解析各類河流的水污染與生態(tài)破壞特征，給出配套政策措施，并基于“決策樹”方法繪制技術(shù)路線圖，以期為河流水系統(tǒng)規(guī)劃與管理提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

湟水流域地處青海省東北部，流域面積約3 200 km2。湟水干流全長374 km，是“青海的母親河”，也是黃河上游的重要支流。該流域地勢由西向東傾斜，最高海拔與最低海拔分別為4 836、2 169 m，氣候類型為高原干旱、半干旱大陸性氣候，年均降水量為460.5 mm。湟水水系整體呈樹枝狀，主要支流包括沙塘川河、黑林河、北川河、西納川河、藥水河等，而小峽橋斷面是湟水干流在西寧市的出境斷面。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)來源于2014年青海省污染源普查數(shù)據(jù)，2014年海晏縣、海東市和西寧市環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)，《西寧統(tǒng)計年鑒》（2015年），以及2014年海晏縣、大通回族土族自治縣、互助土族自治縣、湟中縣國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計資料等?？刂谱訂卧獎澐忠罁?jù)現(xiàn)有研究成果進行［34-35］，見圖1（其中XN-1為西寧城區(qū)，HY-2為湟源縣大華鎮(zhèn)，HY-4為湟源縣城關(guān)鎮(zhèn)東峽鄉(xiāng)，HY-1為湟源縣巴燕鄉(xiāng)申中鄉(xiāng)，HZ-2為湟中縣魯沙爾鎮(zhèn)多巴鎮(zhèn)，HZ-3為湟中縣上新莊鎮(zhèn)總寨，DT-4為大通縣橋頭鎮(zhèn)長寧鎮(zhèn)，DT-2為大通縣城關(guān)鎮(zhèn)良教鄉(xiāng)，DT-1為大通縣寶庫鄉(xiāng)青山鄉(xiāng)，HB-1為海北州甘子河鄉(xiāng)金灘鄉(xiāng)，HHZ-2為互助縣威遠鎮(zhèn)塘川鎮(zhèn)，HHZ-1為互助縣林川鄉(xiāng)臺子鄉(xiāng)，HY-3為湟源縣日月藏族鄉(xiāng)和平鄉(xiāng)，HB-2為海北州哈勒景蒙古族鄉(xiāng)，HZ-1為湟中縣上五莊鎮(zhèn)攔隆口鎮(zhèn)，DT-3為大通縣向化藏族鄉(xiāng)朔北藏族鄉(xiāng)）。

圖1 控制子單元劃分

2 研究方法

2.1 面向水污染治理與生態(tài)修復(fù)的河流綜合分類方法

對各河流進行分類的關(guān)鍵在于構(gòu)建合理的指標(biāo)體系，采取合適的分類方法。由于不同河流環(huán)境污染、資源短缺、生態(tài)破壞問題和社會經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r不同，所采取的水生態(tài)環(huán)境治理措施也不同，因此有必要在河流分類基礎(chǔ)上，針對不同類型河流的特點，制定具有針對性的水生態(tài)環(huán)境治理技術(shù)路線圖。通過構(gòu)建表征河流環(huán)境污染、資源短缺、生態(tài)破壞問題和社會經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r的指標(biāo)體系，以聚類分析的方法進行河流綜合分類。

2.1.1 河流分類指標(biāo)體系構(gòu)建

為較全面評價流域的綜合情況，依據(jù)水生態(tài)系統(tǒng)面臨的問題與影響因素，遵循系統(tǒng)性、科學(xué)性、綜合性、區(qū)域性、層次性、動態(tài)性等基本原則［36］，從社會經(jīng)濟與人口、水資源、水環(huán)境、水生態(tài)等方面出發(fā)，建立河流綜合分類指標(biāo)體系，見圖2。

圖2 河流綜合分類指標(biāo)體系

（1）水環(huán)境指標(biāo)。通常以水體污染程度表征水環(huán)境指標(biāo)，而承載率則能較全面表征水體污染程度。河流污染物中，最常見的是COD和氨氮，因此選取COD和氨氮承載率作為水環(huán)境指標(biāo)。COD承載率LCOD計算公式［37］:

式中:ECOD為COD實測值；CCOD為河流水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)允許的COD上限值。

氨氮承載率LN計算公式［38］:

式中:EN為氨氮實測值；CN為河流水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)允許的氨氮上限值。

（2）社會經(jīng)濟與人口指標(biāo)。采用支撐農(nóng)業(yè)發(fā)展、工業(yè)發(fā)展、宏觀社會經(jīng)濟發(fā)展和人口發(fā)展的指標(biāo)表征社會經(jīng)濟與人口指標(biāo)，這里以耕地面積占比表征對農(nóng)業(yè)發(fā)展的支撐情況、以固定資產(chǎn)投資額表征對工業(yè)發(fā)展的支撐情況、以GDP表征對宏觀社會經(jīng)濟發(fā)展的支撐情況、以人口密度表征對人口發(fā)展的支撐情況，其中GDP和固定資產(chǎn)投資額從相關(guān)統(tǒng)計年鑒和資料中查得。耕地面積占比ε計算公式［34］:

式中:Sa為區(qū)域耕地面積；St為區(qū)域土地面積總和。

人口密度η計算公式［39］:

式中:P為區(qū)域人口總數(shù)；S為區(qū)域面積。

（3）水資源指標(biāo)。水資源指標(biāo)包括表征水量大小的指標(biāo)和表征水質(zhì)狀況的指標(biāo)，采用地表水資源豐裕度表征水量大小、水環(huán)境脆弱度表征水質(zhì)情況。地表水資源豐裕度AN計算公式［40］:

式中:S t為第t區(qū)域根據(jù)人口與經(jīng)濟規(guī)模實際可獲得的地表水資源量。

水環(huán)境脆弱度計算公式［34］:

式中:Ve為河流水質(zhì)得分；PⅠ、Ⅱ為Ⅰ-Ⅱ類水河段占比；PⅢ為Ⅲ類水河段占比；PⅣ為Ⅳ類水河段占比。

（4）水生態(tài)指標(biāo)。水生態(tài)指標(biāo)應(yīng)全面表征生境質(zhì)量和河流應(yīng)對干擾的自我恢復(fù)能力，生境質(zhì)量采用綠地覆蓋度描述，自我恢復(fù)能力與生態(tài)廊道緊密相關(guān)，采用連通度表征。岸邊帶綠地連通度可用斑塊連接度指數(shù)來度量，其計算需借助ArcGIS軟件完成。首先將岸邊帶數(shù)據(jù)柵格化，再導(dǎo)入Fragstats 4.2中計算斑塊連接度指數(shù)（COHESION）。連接度指數(shù)在景觀水平和類型水平兩個層次上都適用，但公式結(jié)構(gòu)不同，其中類型水平連接度指數(shù)表征某一類景觀類型中不同斑塊之間在功能上或生態(tài)系統(tǒng)中的有機關(guān)系，景觀水平連接度指數(shù)表征各類景觀類型中不同斑塊之間在功能上或生態(tài)系統(tǒng)中的有機關(guān)系。類型水平連接度指數(shù)計算公式為

景觀水平連接度指數(shù)公式為

式中:p ij為景觀類型i中斑塊j周長上的像元數(shù)；a i j為景觀類型i中斑塊j的像元數(shù)；A為景觀中像元的總數(shù)量；m為類型總數(shù)；n為斑塊總數(shù)。

岸邊帶綠地覆蓋度的計算也需借助ArcGIS軟件，以研究河流為基準(zhǔn)，河流兩岸各50 m為緩沖區(qū)，再分區(qū)計算緩沖區(qū)中植物（沼澤地、草地、林地和建設(shè)用地的綠地部分）面積，與流域內(nèi)河流緩沖區(qū)總面積相比得到綠地覆蓋度。覆蓋度計算與耕地占比計算方法類似，計算公式為［34］

式中:ξ為綠地覆蓋度；Ma為區(qū)域沼澤地、草地、林地和建設(shè)用地的綠地部分面積；Mt為區(qū)域土地面積總和。

2.1.2 基于聚類分析的河流分類

按照各事物間的相似性對事物進行分類屬于無監(jiān)督分類，包括動態(tài)聚類、系統(tǒng)聚類、有序樣本聚類、聚類預(yù)報、圖論聚類等［41］。其中，在分類過程中，系統(tǒng)聚類法事先無須知道分類對象的分類結(jié)構(gòu)，只將原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后根據(jù)數(shù)據(jù)間親疏關(guān)系歸類，而本研究事先并不清楚分類對象應(yīng)該劃分幾類，即不清楚其分類結(jié)構(gòu)，因此系統(tǒng)聚類法較為適用［42］。由于各類指標(biāo)具有不同的量綱，數(shù)量級相差懸殊，因此運用標(biāo)準(zhǔn)化方法消除量綱，這里采用極差標(biāo)準(zhǔn)化方法。

常用的系統(tǒng)聚類有直接聚類和最短距離聚類。前者依據(jù)距離最小原則按順序選擇分類對象，依據(jù)各對象的歸類情況，繪制聚類譜系圖，適合數(shù)據(jù)量大的樣本。后者在m階距離矩陣非對角元素中找d p q=min｛d ij｝，把分類對象G p和G q歸成新類G r，由d rk=min｛d p k，d qk｝（k≠p，q）可得原來各類與新類之間的距離，從而得到新的（m-1）階距離矩陣，直到所有類合而為一，適合數(shù)據(jù)量小的樣本［41］。 其中:d pq、d ij、d rk、d p k、d qk分別表示p類與q類、任兩類、r類與k類、p類與k類、q類與k類的間距，G p、G q、G r分別表示第p、q、r類［41］。因此，最短距離聚類法更適合本研究。

2.2 河流水污染特征解析以及治理與修復(fù)技術(shù)篩選

借鑒前人研究成果獲得河段控制單元劃分結(jié)果后，通過實地考察與統(tǒng)計文獻資料，收集獲取各單元、各指標(biāo)數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)化后采用聚類分析方法對河流進行分類。根據(jù)ArcGIS可視化分類結(jié)果，結(jié)合相關(guān)參考文獻，把握各類河流特征，分析其對應(yīng)的水生態(tài)環(huán)境問題。針對不同的水污染與生態(tài)破壞特征，分析各類河段應(yīng)采取的水污染治理與生態(tài)修復(fù)技術(shù)、配套政策方案、管制策略，并采用水污染與水生態(tài)破壞+水生態(tài)環(huán)境治理方法的命名規(guī)則對各類河段命名。

2.3 差異化河流水生態(tài)環(huán)境治理技術(shù)路線圖繪制

依據(jù)各類河流的水生態(tài)環(huán)境問題，列舉可能的環(huán)境保護與生態(tài)修復(fù)措施，作為待采納技術(shù)，采用“決策樹”判別法繪制技術(shù)路線圖。首先依據(jù)實際情況，確定各技術(shù)應(yīng)用的時間節(jié)點，再對各待采納技術(shù)的時序安排逐一判別，判別準(zhǔn)則包括技術(shù)適宜性分析、需求性分析、技術(shù)成熟度分析和經(jīng)濟可行性分析，見圖3。技術(shù)適宜性分析:根據(jù)各技術(shù)的氣候、地理條件要求，判斷是否適宜該區(qū)域，若不適合則不應(yīng)用；若適合，則是否應(yīng)用以及何時應(yīng)用需進一步分析。對于適合的技術(shù)進行需求性分析:有的技術(shù)雖然適合，但在實際工程應(yīng)用中無需求，不予應(yīng)用；有的技術(shù)不光適合，而且在實際應(yīng)用中有需求，其應(yīng)用的時序安排要進一步分析確定。對于既適宜該地區(qū)應(yīng)用，又有應(yīng)用需求的技術(shù)，分析技術(shù)成熟度:有的技術(shù)相對成熟，能直接應(yīng)用，此類技術(shù)于前期或中期應(yīng)用；有的技術(shù)不成熟，則將來成熟后，于遠期應(yīng)用。對于適合應(yīng)用、有需求且較為成熟的技術(shù)，具體在前期還是在中期應(yīng)用，要根據(jù)其經(jīng)濟可行性判別:對于成本較低而收益較高的技術(shù)，于前期應(yīng)用，以最快的速度獲得收益；對于成本較高的技術(shù)，待前期應(yīng)用的技術(shù)初具成效后，于中期應(yīng)用。

圖3 “決策樹”的構(gòu)建方法

3 結(jié)果分析與討論

3.1 河流分類結(jié)果分析

湟水流域小峽橋斷面上游及其各支流聚類結(jié)果樹狀圖見圖4，可視化結(jié)果見圖5，其中控制子單元HY-2、HY-3、HY-1、HB-2、DT-1、HB-1、HY-4、HZ-3地處流域上游，人為活動影響小，自然環(huán)境優(yōu)良，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性較強，劃為第1類，命名為水源保護與生態(tài)保育區(qū)；控制子單元HHZ-1、DT-2、HZ-2、DT-3、HHZ-2生態(tài)環(huán)境受人類農(nóng)林活動影響大，存在農(nóng)業(yè)面源污染和水土流失問題，劃為第2類，命名為農(nóng)田面源污染控制與水土保持區(qū)；控制子單元DT-4地處城鄉(xiāng)系統(tǒng)過渡帶，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不能滿足需要，工業(yè)污染疊加，居民環(huán)保意識淡薄，劃為第3類，命名為工業(yè)點源污染控制與河道生態(tài)修復(fù)區(qū)；控制子單元HZ-1多處于流域中游，主產(chǎn)業(yè)為養(yǎng)殖業(yè)，劃為第4類，命名為畜禽養(yǎng)殖污染控制區(qū)；控制子單元XN-1地處人口密度大、經(jīng)濟發(fā)達的城市地區(qū)，人類活動影響大，劃為第5類，命名為城市合流制溢流［43］（CSO）管制與河道黑臭水體修復(fù)區(qū)。

圖4 聚類結(jié)果樹狀圖

3.2 不同類型河段環(huán)境污染與生態(tài)破壞特征解析及管制措施選擇

水源保護與生態(tài)保育區(qū)河段人為干擾小，僅有少量農(nóng)牧業(yè)污染源，管制措施為水源地生態(tài)保育與環(huán)境保護［44］。農(nóng)田面源污染控制與水土保持區(qū)河段化肥、殺蟲劑、農(nóng)業(yè)尾水污染嚴重［45］，管制措施以農(nóng)田節(jié)水、廢水處理為主［46］。工業(yè)點源污染控制與河道生態(tài)修復(fù)區(qū)河段工業(yè)污染嚴重，污水處理廠水體凈化率低［47］，管制措施為治理工業(yè)點源污染［48］。畜禽養(yǎng)殖污染控制區(qū)河段污染源為畜禽養(yǎng)殖過程中廢水的排放［49］，管制措施為合理劃分養(yǎng)殖區(qū)并引導(dǎo)畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、集中化，完善廢物處理設(shè)施。城市CSO管制與河道黑臭水體修復(fù)區(qū)河段存在污水處理廠水體凈化能力不能滿足要求、河道生態(tài)破壞和黑臭水體等問題［50］，管制措施包括雨污分流、合流制溢流、受損河道修復(fù)整治等，見表1。

圖5 河流分類結(jié)果

表1 各類河段特征解析及管制措施

3.3 不同類型河段差異化治理與生態(tài)修復(fù)技術(shù)篩選

水源保護與生態(tài)保育區(qū)可采取的技術(shù)有，水源地生態(tài)保育技術(shù)［51］、非規(guī)?；B(yǎng)殖廢水處理技術(shù)［52］、水源地保護區(qū)劃分［53］、水源地生態(tài)紅線劃定［54］、水源地保護區(qū)天地一體化監(jiān)管技術(shù)、水源地生態(tài)預(yù)警技術(shù)［55］等。農(nóng)田面源污染控制與水土保持區(qū)可采取的技術(shù)有，農(nóng)田灌溉節(jié)水技術(shù)，灌區(qū)渠道襯砌節(jié)水技術(shù)［56］，農(nóng)田尾水水量預(yù)測，農(nóng)田尾水水質(zhì)實時監(jiān)控技術(shù)［57］，沉沙池、過濾帶、濕地、植物籬凈化技術(shù)［58］等。工業(yè)點源污染控制與河道生態(tài)修復(fù)區(qū)可采取的技術(shù)有，工業(yè)污水處理廠處理率提高技術(shù)［59］、中水回用技術(shù)［60］、工業(yè)污水深度治理技術(shù)［61］、“主槽生態(tài)式”河道、人工濕地處理工業(yè)污水［62］、基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)管偷排漏排技術(shù)［63］等。畜禽養(yǎng)殖污染控制區(qū)可采取的技術(shù)有，養(yǎng)殖區(qū)和禁養(yǎng)區(qū)劃分［64］、禁養(yǎng)區(qū)生態(tài)保育技術(shù)［65］、集中化養(yǎng)殖園區(qū)廢水利用技術(shù)［66］、養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)紅線劃定［67］、養(yǎng)殖場重金屬處理技術(shù)［68］等。城市CSO管制與河道黑臭水體修復(fù)區(qū)可采取的技術(shù)有，城市污水處理廠處理率提高技術(shù)［69］，城市雨污分流技術(shù)［70］，污水箱涵技術(shù)［71］，中水回用技術(shù)［60］，“主槽生態(tài)式”河道，沉沙池、過濾帶、濕地、植物籬技術(shù)［58］，管網(wǎng)破損檢測技術(shù)［72］，CSO控制技術(shù)［73］等。

適應(yīng)于研究區(qū)水源保護與生態(tài)保育區(qū)的技術(shù):水源地生態(tài)保育和預(yù)警技術(shù)、水源地保護區(qū)劃分、水源地保護區(qū)天地一體化監(jiān)管技術(shù)、水源地生態(tài)紅線劃定；適應(yīng)于研究區(qū)農(nóng)田面源污染控制與水土保持區(qū)的技術(shù):農(nóng)田灌溉節(jié)水技術(shù)（如膜下滴灌、渠道襯砌），沉沙池、過濾帶、濕地、植物籬凈化技術(shù)，農(nóng)田尾水水質(zhì)、水量預(yù)測技術(shù)，農(nóng)田尾水水質(zhì)、水量實時監(jiān)控技術(shù)；適應(yīng)于研究區(qū)工業(yè)點源污染控制與河道生態(tài)修復(fù)區(qū)的技術(shù):中水回用技術(shù)、“主槽生態(tài)式”河道、工業(yè)污水深度治理技術(shù)、基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)管偷排漏排技術(shù)；適應(yīng)于研究區(qū)畜禽養(yǎng)殖污染控制區(qū)的技術(shù):養(yǎng)殖區(qū)和禁養(yǎng)區(qū)劃分、禁養(yǎng)區(qū)生態(tài)保育技術(shù)、養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)紅線劃定、集中化養(yǎng)殖園區(qū)廢水處理與利用技術(shù)、養(yǎng)殖場重金屬處理技術(shù)；適應(yīng)于研究區(qū)城市CSO管制與河道黑臭水體修復(fù)區(qū)的技術(shù):污水箱涵技術(shù)、“主槽生態(tài)式”河道、管網(wǎng)破損檢測技術(shù)、黑臭水體處理技術(shù)（如底泥疏浚、資源利用、人工增氧）、CSO控制技術(shù)、中水回用技術(shù)。

3.4 不同類型河段治理修復(fù)技術(shù)路線圖繪制

對于水源保護與生態(tài)保育區(qū)，水源地保護區(qū)劃分、水源地生態(tài)紅線劃定、水源地生態(tài)保育和預(yù)警技術(shù)適宜當(dāng)?shù)貧夂虻乩項l件且有需求，技術(shù)成熟且經(jīng)濟，故前期開始應(yīng)用。水源地保護區(qū)天地一體化監(jiān)管技術(shù)適宜當(dāng)?shù)貧夂虻乩項l件且有需求，技術(shù)成熟但不夠經(jīng)濟，故中期開始應(yīng)用。

對于農(nóng)田面源污染控制與水土保持區(qū)，農(nóng)田灌溉節(jié)水技術(shù)適宜當(dāng)?shù)貧夂虻乩項l件且有需求，技術(shù)成熟且經(jīng)濟，故前期開始應(yīng)用。農(nóng)田尾水水質(zhì)、水量實時監(jiān)控技術(shù)，農(nóng)田尾水水質(zhì)、水量預(yù)測技術(shù)適宜當(dāng)?shù)貧夂虻乩項l件且有需求，技術(shù)成熟但不夠經(jīng)濟，故中期開始應(yīng)用。沉沙池、過濾帶、濕地、植物籬凈化技術(shù)適宜當(dāng)?shù)貧夂虻乩項l件且有需求，但與當(dāng)?shù)貙嶋H結(jié)合程度不高，故遠期開始應(yīng)用。

對于工業(yè)點源污染控制與河道生態(tài)修復(fù)區(qū)，中水回用技術(shù)、工業(yè)污水深度治理技術(shù)、“主槽生態(tài)式”河道適宜當(dāng)?shù)貧夂虻乩項l件且有需求，技術(shù)成熟且經(jīng)濟，故前期開始應(yīng)用?；谖锫?lián)網(wǎng)的監(jiān)管偷排漏排技術(shù)適宜當(dāng)?shù)貧夂虻乩項l件且有需求，技術(shù)成熟但不夠經(jīng)濟，故中期開始應(yīng)用。

對于畜禽養(yǎng)殖污染控制區(qū)，養(yǎng)殖區(qū)和禁養(yǎng)區(qū)劃分、養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)紅線劃定技術(shù)、禁養(yǎng)區(qū)生態(tài)保育技術(shù)適宜當(dāng)?shù)貧夂虻乩項l件且有需求，技術(shù)成熟且經(jīng)濟，故前期開始應(yīng)用。集中化養(yǎng)殖園區(qū)廢水處理與利用技術(shù)適宜當(dāng)?shù)貧夂虻乩項l件且有需求，技術(shù)成熟但不夠經(jīng)濟，故中期開始應(yīng)用。養(yǎng)殖場重金屬處理技術(shù)適宜當(dāng)?shù)貧夂虻乩項l件且有需求，預(yù)計在將來養(yǎng)殖進一步集中化后會出現(xiàn)較嚴重的重金屬排放入河問題，現(xiàn)今問題不夠嚴重，故遠期開始應(yīng)用。

對于城市CSO管制與河道黑臭水體修復(fù)區(qū)，中水回用技術(shù)、黑臭水體處理技術(shù)、“主槽生態(tài)式”河道適宜當(dāng)?shù)貧夂虻乩項l件且有需求，技術(shù)成熟且經(jīng)濟，故前期開始應(yīng)用。CSO控制技術(shù)、污水箱涵技術(shù)適宜當(dāng)?shù)貧夂虻乩項l件且有需求，技術(shù)成熟但不夠經(jīng)濟，故中期開始應(yīng)用，其中CSO控制技術(shù)本身包含多類相關(guān)技術(shù)，難以一次性完成，需依據(jù)實際情況將少部分技術(shù)于遠期開始應(yīng)用。管網(wǎng)破損檢測技術(shù)適宜當(dāng)?shù)貧夂虻乩項l件且有需求，但近期并不是主要問題，故遠期開始應(yīng)用。不同河段治理修復(fù)技術(shù)路線圖見圖6。

圖6 不同河段治理修復(fù)技術(shù)路線圖

4 結(jié) 語

以湟水流域小峽橋斷面上游及其各支流河流流域為例，通過建立面向流域水生態(tài)環(huán)境治理的河流分類方法，對16個子單元進行污染物特征解析，繪制各類河段治理修復(fù)的技術(shù)路線圖，為進一步推動完善河流分類方法體系提供依據(jù)，為河流健康評估、河流生態(tài)修復(fù)以及河道整治項目等提供參考。

（1）以COD承載率、氨氮承載率、耕地面積占比、人口密度、第二三產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資額、GDP、水環(huán)境脆弱度、地表水資源豐裕度等為指標(biāo)構(gòu)建子單元尺度上的河流分類指標(biāo)體系，運用系統(tǒng)聚類分析方法將16個河流流域子單元劃分為5種流域類型。

（2）依據(jù)河流流域分類結(jié)果，對每類河流的生態(tài)問題和污染物特征進行解析，從而因地制宜地提出污染治理和生態(tài)修復(fù)方法，并采用主要污染與生態(tài)問題+水生態(tài)環(huán)境治理方法的命名規(guī)則對各類河流進行命名。

（3）基于“決策樹”判別，從需求性分析與可靠性分析兩方面出發(fā)，繪制各類河段水生態(tài)環(huán)境治理技術(shù)路線圖，并指明各類技術(shù)適宜的引進與應(yīng)用時段。