趙琰鑫 趙翠平 陳 巖

(環(huán)境保護部環(huán)境規(guī)劃院，北京 100012)

流域水環(huán)境模型是研究流域水環(huán)境問題的重要工具。它通過對整個流域系統(tǒng)及其內(nèi)部發(fā)生的復(fù)雜污染過程定量化描述，識別污染物主要來源和遷移途徑，估算污染負荷，評價其對流域水環(huán)境的影響，直接為流域規(guī)劃與管理提供決策依據(jù)。

從20世紀20年代開始，國際上開始進行流域水環(huán)境模型的研究，經(jīng)過近一個世紀的發(fā)展，已有數(shù)百種流域水環(huán)境模型問世，隨著環(huán)境科學(xué)基礎(chǔ)理論不斷完善和發(fā)展，流域水環(huán)境模型的種類和數(shù)量還在進一步增加[1]。從歐美發(fā)達國家近年來流域水環(huán)境保護的實踐經(jīng)驗上來看，流域水環(huán)境模型已在流域水污染防治和環(huán)境規(guī)劃、污染物總量減排方案等具有法律效力的文件編制和實施過程中廣泛應(yīng)用[2]85。良好的流域水環(huán)境模型真實可信、一致性和可靠性良好，模擬成果不僅可為現(xiàn)有實際環(huán)境統(tǒng)計和監(jiān)測結(jié)果提供必要的補充，從而能更加全面地反映流域水環(huán)境現(xiàn)狀，深入解析流域水環(huán)境污染源特征，同時也可對未來擬實施的水環(huán)境保護、水污染防治具體措施的有效性展開評估，為擬定相關(guān)環(huán)境管理政策措施提供依據(jù)[3]。此外，流域水環(huán)境模型經(jīng)法規(guī)化認證或推薦后，各國往往通過建立模型信息庫、發(fā)布模型使用導(dǎo)則、模型案例庫和最佳模型使用指南等來進一步規(guī)范流域水環(huán)境模型的合理使用，充分減少模型技術(shù)方法應(yīng)用差異性造成的管理不公平因素，為流域水環(huán)境模型法規(guī)化應(yīng)用中的科學(xué)性提供保證[4]。

從中國水環(huán)境保護的實踐上看，目前中國解決流域水環(huán)境污染問題的主要方法依然是從污染源直接進行總量削減；建立在綜合性流域水環(huán)境模型應(yīng)用基礎(chǔ)之上，依據(jù)流域尺度對水環(huán)境問題進行系統(tǒng)分析、預(yù)測、模擬和管理的容量-總量控制技術(shù)方法較匱乏[5-6]。與此同時，流域水環(huán)境管理和規(guī)劃等工作的科學(xué)性、靶向化、定量化、精細化要求日益提高，重點流域水污染防治規(guī)劃、“十三五”流域總量減排方案和區(qū)域水環(huán)境保護綜合規(guī)劃等法規(guī)性文件的編制、實施和評價都亟需流域水環(huán)境模型的支持[7]。

本研究系統(tǒng)梳理了國內(nèi)外典型國家和地區(qū)的流域水環(huán)境模型的管理體系、制度建設(shè)和法規(guī)化應(yīng)用的實際經(jīng)驗，分析了中國流域水環(huán)境模型的發(fā)展歷程和應(yīng)用現(xiàn)狀，在總結(jié)中國流域水環(huán)境模型標準化和法規(guī)化應(yīng)用的主要障礙和問題的基礎(chǔ)上，提出中國流域水環(huán)境模型法規(guī)化的發(fā)展建議，以期為中國流域水環(huán)境模型法規(guī)化建設(shè)和環(huán)境管理提供參考和借鑒。

1 流域水環(huán)境法規(guī)化模型的定義

目前，中國尚無明確的“法規(guī)化模型”的概念界定。結(jié)合國內(nèi)外水環(huán)境保護工作的實際經(jīng)驗，本研究認為，狹義而言，流域水環(huán)境法規(guī)化模型是指政府環(huán)境保護部門在環(huán)境影響評價、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境功能區(qū)劃等相關(guān)導(dǎo)則、標準和指南等法規(guī)性文件中指定、推薦或列入備選名單的模型。對于部分法規(guī)應(yīng)用領(lǐng)域，如流域總量減排方案的確定、流域水環(huán)境保護規(guī)劃編制等，雖然目前尚無導(dǎo)則等規(guī)范性文件，但因考慮到具體工作的規(guī)范性和權(quán)威性，需要保證模型應(yīng)用具有科學(xué)、準確、公平、一致性的特征，所以廣義而言，相關(guān)流域水環(huán)境法規(guī)化管理領(lǐng)域應(yīng)用的推薦或備選模型均可認為是流域水環(huán)境法規(guī)化模型。

2 國外及其他地區(qū)流域水環(huán)境模型法規(guī)化實踐

在流域水環(huán)境模型的法規(guī)化應(yīng)用方面，歐美等發(fā)達國家和其他一些地區(qū)已達到較高水平?？偨Y(jié)各國具體模型標準化和法規(guī)化方式和途徑，具體包括：建立模型評估與管理專業(yè)機構(gòu)、發(fā)布模型應(yīng)用指南手冊和說明書、鼓勵和資助模型開發(fā)和模型更新、定期召開模型大會等多種[8-9]。本研究主要對比分析了一些典型國家和地區(qū)的流域水環(huán)境模型法規(guī)化技術(shù)和管理制度。

2.1 美 國

美國在流域水環(huán)境模型建設(shè)和法規(guī)化方面走在各國的最前列。1972年，美國發(fā)布《清潔水法》，并成為控制美國污水排放的基本法規(guī)。清潔水體主要以排放標準作為管理的基礎(chǔ)，而針對受損水體則要制定和實施“最大日負荷總量”(TMDL)計劃，以確保實現(xiàn)TMDL所對應(yīng)的水質(zhì)目標[10]。由于水體污染往往由流域內(nèi)多個點源或非點源共同引起，或同時涉及多種類型污染物，美國環(huán)境保護署(EPA)推薦各州基于流域水環(huán)境模型制定TMDL，以便有效管理地表水質(zhì)。為滿足相關(guān)政策要求，EPA組織及委托相關(guān)科研機構(gòu)、工程咨詢公司開展了大量的研究工作，經(jīng)過30多年的發(fā)展，在流域水環(huán)境模型的評價、選用、參數(shù)率定和實際應(yīng)用等方面積累了豐富的經(jīng)驗，形成了一套較先進和實際的流域水環(huán)境模型管理制度。

在流域水環(huán)境模型的管理制度方面，EPA為美國流域水環(huán)境模型的主要管理機構(gòu)，其科學(xué)咨詢辦公室(OSA)下設(shè)的法規(guī)環(huán)境模擬監(jiān)管委員會(CREM)建立了較完善的模型信息庫，目前已列入包括EPA、其他研究機構(gòu)(如美國農(nóng)業(yè)部、美國地質(zhì)調(diào)查局、美國陸軍工程兵團)或公司等開發(fā)的流域、生態(tài)、受納水體等各類模型共計97套，并詳細介紹了各模型一般性信息(如模型名稱、簡介、關(guān)鍵詞、技術(shù)服務(wù)聯(lián)絡(luò)方式、模型開發(fā)者聯(lián)系方式、模型網(wǎng)站、最新版本的實質(zhì)性變化、未來模型開發(fā)的路線圖)、模型用戶信息(如模型運行的軟硬件環(huán)境、下載鏈接、模型需要輸入的數(shù)據(jù)類別、污染負荷的加載方式、模型輸出數(shù)據(jù)的類別、用戶手冊、其他技術(shù)性文檔、已有的技術(shù)服務(wù)機構(gòu)、對用戶的要求等)和模型結(jié)構(gòu)信息(如模型所能解決的物理問題、模型結(jié)構(gòu)及使用的理論方法、模型評估報告、模型使用的主要限制條件、模型案例鏈接等)。

在流域水環(huán)境模型法規(guī)化認證方面，目前EPA還沒有建立系統(tǒng)的流域水環(huán)境模型法規(guī)化認證制度，同時即使流域水環(huán)境模型列入EPA模型信息庫也并不代表其已被EPA所認證，也并不保證使用者在應(yīng)用具體流域水環(huán)境模型時模擬結(jié)果的正確性和合理性。為了保證流域水環(huán)境模型的正確使用，EPA建議模型使用者自行通過收集、分析期刊發(fā)表的論文成果或成立專門的同行評審委員會，來對模型的有效性進行驗證，同時盡可能使用公開的且源代碼可得的流域水環(huán)境模型。為此，EPA積極資助大學(xué)、科研機構(gòu)或公司進行相關(guān)模型的開發(fā)、測評和模型間比較等工作，為如何選擇、應(yīng)用合適的流域水環(huán)境模型解決具體類型環(huán)境問題提供建議。如針對TMDL計劃，EPA資助德照科技公司(Tetra Tech，Inc.)開展了“TMDL模型評估與研究需求”研究項目，通過評估表格的形式對TMDL中可選用的60多種模型的模擬能力、適用性和適用范圍等進行了詳細的評估對比[11]。根據(jù)評估結(jié)果，EPA在2009年發(fā)布了《環(huán)境模型開發(fā)、評估及應(yīng)用指南》，其附帶模型評估的最佳實踐說明詳細描述了模型評估的方法、目標及流程等信息[12]。

在流域水環(huán)境模型的法規(guī)化應(yīng)用方面，EPA積極指導(dǎo)各州、區(qū)、地方政府和流域機構(gòu)等依據(jù)流域水環(huán)境模型技術(shù)實施流域水環(huán)境保護規(guī)劃。EPA認為，模型的篩選應(yīng)綜合考慮模型的適用性、可靠性、可用性等相關(guān)因素[13]，但強調(diào)實際模型使用者在具體方案的選擇上保留自由裁量權(quán)。EPA先后發(fā)布了《流域恢復(fù)與保護規(guī)劃開發(fā)手冊》、《TMDL模型評估與研究需求》等技術(shù)手冊指導(dǎo)具體流域規(guī)劃中模型的篩選和使用[14]。由于流域水環(huán)境模型所需的數(shù)據(jù)量巨大，EPA還編制了《項目規(guī)劃建模型的質(zhì)量保證指南》，指導(dǎo)用戶根據(jù)模型特點和具體規(guī)劃的應(yīng)用需求，檢驗流域水環(huán)境模型的輸入數(shù)據(jù)質(zhì)量，保證模型方法的正確使用[15]。

在流域水環(huán)境模型的支持維護方面，EPA直接主持或資助了SWMM、SWAT、BASINS等眾多適用于不同流域特征的模型系統(tǒng)的開發(fā)和版本維護、模型詳細使用手冊和技術(shù)說明書的發(fā)布更新等工作，還通過定期召開模型大會等形式積極推廣模型應(yīng)用，并為模型使用提供技術(shù)指導(dǎo)[16]。

2.2 歐 盟

歐盟在流域水環(huán)境模型的研究和實踐領(lǐng)域也有較長歷史，相關(guān)法律在流域水環(huán)境模型對水環(huán)境管理和規(guī)劃的支撐作用方面也給予了充分的支持。2000年10月，歐盟通過的“水框架指令”(WFD)是歐洲水資源管理經(jīng)驗的集中體現(xiàn)，也是歐盟水環(huán)境保護最重要的一個基礎(chǔ)性文件。WFD創(chuàng)造性地提出了基于河流自然地理和水文要素的流域水體管理方式，而不是基于國家行政與政治邊界。同時，WFD明確了流域水環(huán)境模型對于環(huán)境規(guī)劃的重要性，認為流域水環(huán)境模型能以一個相對結(jié)構(gòu)化的有序方式，表現(xiàn)不同水資源系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)和用戶之間重要的互相依賴和交互作用，利用流域水環(huán)境模型可對備選的工程結(jié)構(gòu)、不同的運行分配政策以及關(guān)于未來流量、技術(shù)、成本和社會法律要求的不同假設(shè)等的經(jīng)濟與物理結(jié)果進行評估，從而基于對這些目標和假設(shè)的考慮，確定最佳決策[17]。

在流域水環(huán)境模型的管理和法規(guī)化認證制度方面，考慮到歐盟各國在萊茵河、多瑙河等國際河流的水污染治理和流域管理等領(lǐng)域已有豐富的經(jīng)驗，流域水環(huán)境模型模擬技術(shù)應(yīng)用已相當成熟，WFD并沒有對流域水環(huán)境模型的法規(guī)化應(yīng)用進一步列出模型清單或推薦模型。但從歐盟流域管理實踐案例來看，歐盟內(nèi)部主要應(yīng)用的流域水環(huán)境模型為DRAINMODE、ECM、MIKE-11、SIMCAT、TOMACT、TOPCAT、QUAL2K等開源模型[2]87。相關(guān)流域水環(huán)境模型在空間上覆蓋了流域陸地地表和水域，且能較綜合和全面地模擬出流域水環(huán)境水體的各項指標。

在流域水環(huán)境模型應(yīng)用技術(shù)和模型信息的交流方面，歐盟主要通過定期的模型研討會等交換模型評估結(jié)果、模型參數(shù)等相關(guān)成果，保障流域水環(huán)境模型的正確、合理應(yīng)用。

2.3 英 國

英國對流域水環(huán)境模型法規(guī)化的研究和管理也充分體現(xiàn)了自己的特色。英國環(huán)境保護政策的主管部門是英國環(huán)境、食品和農(nóng)村事務(wù)部(DEFRA)，DEFRA下屬英國環(huán)境署(EA)是英國最主要的環(huán)境保護和污染監(jiān)管政府機構(gòu)，也是英國最主要的模型支持和認證機構(gòu)。

在流域水環(huán)境模型的管理制度方面，EA通過下設(shè)模型研發(fā)和評價方面的專門委員會，以一系列技術(shù)指南的形式評估了針對流域污染源對水環(huán)境潛在影響分析的主要預(yù)測模型及其適用條件。如《地表水和地下水污染影響評估指南》中推薦了54種適合河流、湖泊、水庫、河口、海域等不同條件下的水環(huán)境預(yù)測的模型系統(tǒng)，同時較詳細地列出了各模型的適用要求，以指導(dǎo)地方環(huán)境保護部門評估模擬需求和模型模擬能力，合理選擇模型系統(tǒng)[18]。

在流域水環(huán)境模型的支持、維護方面，主要由英國政府支持的相關(guān)研究機構(gòu)負責。如英國自然環(huán)境研究理事會(NERC)作為英國最重要的研究性公共組織之一，也是英國環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域科研、培訓(xùn)與知識交流的主要資助、管理與戰(zhàn)略指導(dǎo)機構(gòu)。NERC在推進主要流域水環(huán)境模型相關(guān)的基金資助、研究管理、培訓(xùn)以及知識交流等方面也開展了大量的工作，其下屬的生態(tài)與水文研究中心(CEH)推薦了一系列的流域水環(huán)境模型，如WINFAP-FEH、IH-FLOODS、HYDATA、HYRAD、Lake-Modeling、LOW-FLOWS-2000、PC-IHACRES、PC-QUASAR、QUESTOR、RAPID 2.1、ReFH、RFFS、RIVPACS、STARBUGS等，涵蓋了洪水預(yù)估、降雨預(yù)測、河流與湖泊的水動力學(xué)特性、流域水質(zhì)管理與生態(tài)評估等多個方面。

2.4 中國臺灣地區(qū)

中國臺灣地區(qū)在流域水環(huán)境模型法規(guī)化建設(shè)方面，充分借鑒了歐美的歷史經(jīng)驗，體現(xiàn)了自己的水情社情，其主要特點是要求明確、寬嚴相濟，具體工作由中國臺灣地區(qū)行政院環(huán)境保護署明確負責。2011年，中國臺灣地區(qū)行政院環(huán)境保護署頒布了《環(huán)境影響評估河川水質(zhì)評估模式技術(shù)規(guī)范》，提出了為保證有關(guān)開發(fā)建設(shè)單位在河川水質(zhì)評估模擬時有一致的步驟與方法，應(yīng)綜合考慮模擬區(qū)域水文和流域特性、開發(fā)行為與區(qū)域環(huán)境特性、模型的適用條件等因素，選用現(xiàn)階段中國臺灣地區(qū)行政院環(huán)境保護署認可的模型進行預(yù)測分析[19]。

在流域水環(huán)境模型的管理和認證方面，中國臺灣地區(qū)行政院環(huán)境保護署基于美國的流域水環(huán)境模型應(yīng)用實踐經(jīng)驗，在《環(huán)境影響評估河川水質(zhì)評估模式技術(shù)規(guī)范》中明確提出了臺灣地區(qū)目前認可的流域水環(huán)境法規(guī)化模型清單，包括簡單的質(zhì)量平衡公式，以及BASINS、SWMM、QUAL2K、WASP等。相關(guān)流域水環(huán)境模型均技術(shù)成熟、應(yīng)用歷史較長，可充分滿足流域管理和河流、湖泊等不同類型水體水質(zhì)模擬的具體需求。

在流域水環(huán)境模型的支持方面，中國臺灣地區(qū)行政院環(huán)境保護署結(jié)合臺灣地區(qū)的實際流域特征，發(fā)布了各流域水環(huán)境模型使用指南和推薦參數(shù)等[20]，相關(guān)流域水環(huán)境模型在使用當中需遵照模型使用指南要求，合理選取模型參數(shù)，以保證相關(guān)流域水環(huán)境模型在環(huán)境影響評價和環(huán)境管理中的合理使用。

需要指出的是，中國臺灣地區(qū)行政院環(huán)境保護署除認可的流域水環(huán)境法規(guī)化模型清單外，并不禁止選用流域水環(huán)境法規(guī)化模型清單外的其他模型，但要求在使用其他模型時應(yīng)先報送相關(guān)技術(shù)材料至中國臺灣地區(qū)行政院環(huán)境保護署進行模型評估和模型審查，具體包括模型程序、模型現(xiàn)有應(yīng)用案例及其模擬與驗證結(jié)果、其他模型與認可模型的比對結(jié)果等。

3 中國流域水環(huán)境模型法規(guī)化應(yīng)用的問題

3.1 模型應(yīng)用現(xiàn)狀分析

中國流域水環(huán)境模型研究和應(yīng)用的歷史相對較短。長期以來，由于中國水環(huán)境領(lǐng)域基礎(chǔ)理論研究不足，特別是開展流域水環(huán)境模型應(yīng)用研究所必須的長系列的水文、水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)不足等原因的限制，中國流域水環(huán)境模型研究工作和國外比依然有較大差距[21-22]。典型模型應(yīng)用案例主要為直接利用國外現(xiàn)有的成熟機制模型，或根據(jù)課題需要，結(jié)合研究區(qū)具體特征對模型加以修正[23-25]。盡管出現(xiàn)了一些基于非點源污染發(fā)生機制的原發(fā)性模型成果，但往往對模型的后續(xù)討論較少，研究缺乏連續(xù)性，實際應(yīng)用遠不及AGNPS、SWAT、BASINS等國外模型廣泛[26]。

目前，中國流域水環(huán)境模型法規(guī)化制度尚是空白，也沒有受納水體、流域模擬等模型法規(guī)化認證方法和技術(shù)導(dǎo)則。本研究嘗試通過文獻調(diào)研摸清中國流域水環(huán)境模型應(yīng)用現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上，展開了全國范圍內(nèi)環(huán)境管理人員和技術(shù)人員的問卷調(diào)查，系統(tǒng)搜集國內(nèi)相關(guān)環(huán)境保護管理部門和科研單位模型使用人員對模型應(yīng)用的反饋意見，以總結(jié)分析中國流域水環(huán)境模型法規(guī)化應(yīng)用所存在的障礙和困難。

3.1.1 文獻調(diào)研結(jié)果

基于中國知網(wǎng)學(xué)術(shù)文獻總庫(CNKI)，以“篇名、關(guān)鍵詞、摘要”為檢索項，檢索了2001年1月至2013年12月發(fā)表的流域水環(huán)境模型研究的全部文獻，并且對無關(guān)文獻進行剔除，提取流域水環(huán)境模型的中文文獻共計1 151篇，然后將所得的文獻提取相關(guān)信息建立流域水環(huán)境模型的文獻數(shù)據(jù)庫，以便于后續(xù)對文獻進行系統(tǒng)的統(tǒng)計分析。

根據(jù)文獻調(diào)研結(jié)果，目前中國水環(huán)境保護、水資源管理、水環(huán)境規(guī)劃和流域總量控制等領(lǐng)域主要應(yīng)用的流域水環(huán)境模型有SWAT、WEPP、AGNPS、AnnAGNPS、SWMM、TOPMODEL、HSPF、DRAINMOD、BASINS、HEC-HMS等，使用以上10個流域水環(huán)境模型的共發(fā)表文獻1 071篇，占檢索到的總發(fā)表文獻數(shù)的93.0%。其中，使用SWAT模型的研究文獻共檢索出483篇，占全部檢索結(jié)果的42.0%；使用WEPP模型的研究文獻共檢索出141篇，占全部檢索結(jié)果的12.3%；使用AGNPS模型的研究文獻共檢索出110篇，占全部檢索結(jié)果的9.6%；使用AnnAGNPS模型的研究文獻共檢索到110篇，占全部檢索結(jié)果的9.6%；使用SWMM模型的研究文獻共檢索到74篇，占全部檢索結(jié)果的6.4%。

此外，文獻調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前中國流域水環(huán)境模型法規(guī)化制度尚是空白，模型的規(guī)范化、標準化和法規(guī)化研究與應(yīng)用非常缺乏，尚無受納水體、流域模擬等模型法規(guī)化認證方法、推薦模型庫和必要的模型支持技術(shù)體系建設(shè)的相關(guān)研究成果。

3.1.2 問卷調(diào)查結(jié)果

問卷調(diào)查時間為2014年3月15日至6月20日。問卷調(diào)查涉及各省環(huán)境保護廳、各市環(huán)境保護局相關(guān)環(huán)境管理人員以及環(huán)境保護部環(huán)境規(guī)劃院、中國環(huán)境科學(xué)研究院、各省市環(huán)境科學(xué)研究院等從事環(huán)境保護規(guī)劃科研單位的一線模型應(yīng)用與環(huán)境規(guī)劃技術(shù)人員，包括本科、碩士、博士不同學(xué)歷和初級、中級、副高和高級等不同職稱的專業(yè)人員。

經(jīng)過問卷篩選，累計有效問卷122份。其中，環(huán)境管理人員反饋問卷共54份，模型應(yīng)用與環(huán)境規(guī)劃技術(shù)人員反饋問卷共68份。

根據(jù)問卷統(tǒng)計結(jié)果，環(huán)境管理人員以及模型應(yīng)用與環(huán)境規(guī)劃技術(shù)人員均認為當前流域水環(huán)境模擬的首要問題包括：模型軟件較復(fù)雜，難以熟練掌握和使用；參數(shù)未經(jīng)過本土化驗證；不同模型之間的預(yù)測結(jié)果差異太大；無法選擇合適的模型。模型應(yīng)用中主要難點包括：模型數(shù)據(jù)(特別是水文數(shù)據(jù))獲取困難；模型參數(shù)率定與驗證困難；缺乏相應(yīng)的模型及時交流機制或平臺。

3.2 模型法規(guī)化問題總結(jié)

基于中國流域水環(huán)境模型應(yīng)用現(xiàn)狀的調(diào)研總結(jié)，對比發(fā)達國家和地區(qū)流域水環(huán)境模型法規(guī)化體系建設(shè)的經(jīng)驗，梳理影響中國流域水環(huán)境模型法規(guī)化應(yīng)用的主要問題和障礙。

(1) 直接采用了EPA或歐盟等發(fā)達國家研發(fā)的流域水環(huán)境模型成果，中國原發(fā)性的流域水環(huán)境模型研究不足。

(2) 由于中國特殊的地理和氣候特征，國外應(yīng)用的流域水環(huán)境模型參數(shù)往往不能滿足中國流域水環(huán)境模擬的需求，需要使用者結(jié)合案例區(qū)實際情況，重新進行參數(shù)的校驗工作。同時，因缺少系統(tǒng)的參數(shù)中國化工作，各流域水環(huán)境模型在中國應(yīng)用的實際精度評價和不確定性尚無法進行全面評估。

(3) 國家環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫沒有構(gòu)建，流域水環(huán)境模型在構(gòu)建和使用過程中缺少大量的河網(wǎng)數(shù)據(jù)、污染源數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、空間屬性數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的支持。輸入數(shù)據(jù)的準確度以及標準化程度較低，對流域水環(huán)境模型的使用結(jié)果產(chǎn)生不利影響。

(4) 缺少對流域水環(huán)境模型的適用范圍、選擇依據(jù)、模型校驗、精度評價等進行規(guī)范的行業(yè)標準或技術(shù)指南。

4 中國流域水環(huán)境模型法規(guī)化的發(fā)展建議

中國在流域水環(huán)境模型法規(guī)化建設(shè)方面還處于摸索階段，具有法規(guī)化意義的模型技術(shù)指導(dǎo)體系尚空白，流域水環(huán)境模型的標準化和法規(guī)化應(yīng)用還面臨著種種困難和障礙，為此應(yīng)充分學(xué)習(xí)借鑒典型國家和地區(qū)的先進經(jīng)驗，積極探索出一條適宜中國國情的流域水環(huán)境模型標準化與法規(guī)化應(yīng)用道路。

(1) 啟動流域水環(huán)境模型的標準化和規(guī)范化工作。系統(tǒng)整理國內(nèi)外流域水環(huán)境模型的研究成果，分析具體模型應(yīng)用案例，建立模型庫和模型應(yīng)用的案例庫。結(jié)合流域水環(huán)境模型模擬特征及應(yīng)用條件，基于不同尺度流域模擬需求，優(yōu)選流域水環(huán)境模型進行試點應(yīng)用，評估其在中國流域水環(huán)境管理和規(guī)劃、流域總量減排等領(lǐng)域的適用性，提出適用于中國國情和流域特征的標準化模型體系，同時應(yīng)注重加強流域特征及模型復(fù)雜度間的匹配分析，完善流域水環(huán)境模型的規(guī)范化應(yīng)用步驟。綜合中國流域管理的實際需求，建議中國可基于流域—控制區(qū)—控制單元分區(qū)體系，以中等復(fù)雜度的流域水環(huán)境模型的標準化參數(shù)率定和法規(guī)化應(yīng)用為主(如可采用ECM與QUAL2K模型、GWLF與QUAL2K模型、SPARROW與BATHTUB模型耦合使用，以適應(yīng)我國目前基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不足、模型應(yīng)用經(jīng)驗較薄弱等現(xiàn)狀盡快展開模型應(yīng)用)，建立針對中國流域、氣象、社會經(jīng)濟特征的標準化模型參數(shù)庫，同時積極推進適用于中國國情的中等復(fù)雜度的流域水環(huán)境模型原發(fā)性成果的開發(fā)。在此基礎(chǔ)上，積極展開BASINS、SWAT、WASP、EFDC等復(fù)雜流域水環(huán)境模型或模型系統(tǒng)研究和中國化、法規(guī)化工作，不斷提高中國流域水環(huán)境模型的法規(guī)化應(yīng)用水平。

(2) 加強基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)。流域水環(huán)境模型在構(gòu)建和使用過程中需要大量的河網(wǎng)數(shù)據(jù)、污染源數(shù)據(jù)、水質(zhì)水文監(jiān)測數(shù)據(jù)、空間屬性數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)的精度、準確度以及匹配程度等均會對流域水環(huán)境模型的使用結(jié)果產(chǎn)生重要影響。為提高流域水環(huán)境模型模擬的精度，需盡快開展基礎(chǔ)信息的監(jiān)測、統(tǒng)計、處理和分析，建立中國的流域水環(huán)境基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，為流域水環(huán)境模型法規(guī)化建設(shè)和應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

(3) 推動流域水環(huán)境模型法規(guī)化應(yīng)用，發(fā)揮流域水環(huán)境模型對管理決策的支撐作用。積極推進流域水環(huán)境模型在環(huán)境管理與規(guī)劃中的應(yīng)用，以導(dǎo)則或指南的形式形成具體應(yīng)用規(guī)范，促進流域水環(huán)境模型應(yīng)用的程序化和標準化，實現(xiàn)相關(guān)流域水環(huán)境模型對流域水質(zhì)多情景的預(yù)測、判斷和分析，為環(huán)境管理決策者提供借鑒和思考，發(fā)揮流域水環(huán)境模型對具體流域規(guī)劃、流域管理和總量減排目標的確定等行政決策的支撐作用。

[1] 朱瑤，梁志偉，李偉，等.流域水環(huán)境污染模型及其應(yīng)用研究綜述[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2013，24(10)：3012-3018.

[2] WANG Qinggai，LI Shibei，PENG Jia，et al.A review of surface water quality models[J].Scientific World Journal，2013(3).

[3] BAI Junhong，GAO Haifeng，XIAO Rong，et al.A review of soil nitrogen mineralization as affected by water and salt in coastal wetlands：issues and methods[J].CLEAN - Soil，Air，Water，2012，40(10)：1099-1105.

[4] US Environmental Protection Agency.Requirements for preparation，adoption，and submittal of state implementation plans[EB/OL].(1993-07-20)[2015-12-01].http：//www.epa.gov/osw/laws-regs/state/revision/frs/fr125.pdf.

[5] 王金南，田仁生，吳舜澤，等.“十二五”時期污染物排放總量控制路線圖分析[J].中國人口·資源與環(huán)境，2010，20(8)：70-74.

[6] 吳舜澤，張文靜，吳悅穎，等.工業(yè)行業(yè)治污減排的研究與思考[J].環(huán)境保護，2014(21)：19-23.

[7] 包存寬，王金南.基于生態(tài)文明的環(huán)境規(guī)劃理論架構(gòu)[J].復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版)，2014，53(3)：425-434.

[8] US Environmental Protection Agency.Requirements for preparation，adoption，and submittal of state implementation plans (guideline on air quality models)[EB/OL].(2000-04-21)[2015-12-01].http：//www.epa.gov/ttn/caaa/t1/fr_notices/rhrcode.pdf.

[9] Canadian Council of Ministers of the Environment.Evaluation of potential standardization models for Canadian water quality guidelines[EB/OL].(2007-01-30)[2015-12-01].http：//www.ccme.ca/files/Resources/supporting_scientific_documents/pn_1418.pdf.

[10] BRADY D J.Managing the water program[J].Journal of Environmental Engineering，2014，130(6)：591-593

[11] US Environmental Protection Agency.TMDL model evaluation and research needs[EB/OL].(2005-12-10)[2015-12-01].http：//nepis.epa.gov/Adobe/PDF/P1009T9S.pdf.

[12] US Environmental Protection Agency.Guidance on the development，evaluation，and application of environmental models[EB/OL].(2009-03-12)[2015-12-01].http：//www.epa.gov/osp/crem/library/whitman.pdf.

[13] KANNEL P R，KANEL S R，LEE S，et al.A review of public domain water quality models for simulating dissolved oxygen in rivers and streams[J].Environmental Modeling and Assessment，2011，16(2)：183-204.

[14] US Environmental Protection Agency.Handbook for developing watershed plans to restore and protect our waters[EB/OL].(2008-04-15)[2015-12-01].http：//water.epa.gov/polwaste/nps/upload/2008_04_18_NPS_watershed_handbook_handbook-2.pdf.

[15] US Environmental Protection Agency.Guidance for quality assurance project plans for modeling[EB/OL].(2002-12-10)[2015-12-01].http：//www2.epa.gov/sites/production/files/documents/G5M.pdf.

[16] US Environmental Protection Agency.Revision to the guideline on air quality models：adoption of a preferred long range transport model and other revisions[EB/OL].(2003-04-15)[2015-12-01].https：//www.federalregister.gov/articles/2003/04/15/03-8542/.

[17] 馬丁·格里菲斯.歐盟水框架指令手冊[M].北京：中國水利水電出版社，2008.

[18] Aspinwall and Company Limited.A framework for assessing the impact of contaminated land on groundwater and surface water[R].London：UK Department of the Environment，1994.

[19] 中國臺灣地區(qū)行政院環(huán)境保護署.環(huán)境影響評估河川水質(zhì)評估模式技術(shù)規(guī)范[EB/OL].(2011-12-29)[2015-12-01].http：//ivy5.epa.gov.tw/epalaw/docfile/033400.pdf.

[20] 劉宗德.臺灣環(huán)境影響評估制度之現(xiàn)狀與發(fā)展[C]//經(jīng)濟社會轉(zhuǎn)型與環(huán)境法的發(fā)展——2012中達環(huán)境法論壇論文集.武漢：武漢大學(xué)出版社，2012.

[21] 朱置，魯紀行，邊金鐘，等.農(nóng)田徑流非點源污染特征及負荷定量化方法探討[J].環(huán)境科學(xué)，1985，6(5)：6-11.

[22] 張秋玲，陳英旭，俞巧鋼，等.非點源污染模型研究進展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2007，18(8)：1886-1890.

[23] 趙剛，張?zhí)熘?，陳吉寧，?用AGNPS模型對農(nóng)田侵蝕控制方案的模擬[J].清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2002，42(5)：705-707.

[24] 黃清華，張萬昌.SWAT模型參數(shù)敏感性分析及應(yīng)用[J].干旱區(qū)地理，2010，33(1)：8-15.

[25] 杜新忠，李敘勇，張汪壽，等.基于GWLF模型的流域總氮負荷模擬及污染源解析[J].水資源與水工程學(xué)報，2014，25(3)：19-23.

[26] ZHANG Wanshun，WANG Yan，PENG Hong，et al.A coupled water quantity：quality model for water allocation analysis[J].Water Resources Management，2010，24(3)：485-511.