基于遥感的区域蒸散量监测方法（吴炳方,熊隽,胡明罡,闫娜娜,杨雷东,杜鑫）

GEF项目国际研讨会中文论文集

摘要：在分析研究海河流域水功能区与水环境功能区异同基础上，应用海河地表水文数据库(HAINHD)，研究提出了一种有效的区划集成方法，实现了两大区划的有机衔接。

关键词：水功能区，水环境功能区，HaiNHD

在海河流域并存着两种既相似又不同的区划，即水利部门划分的水功能区划和环境保护部门划分的水环境功能区划。两区划有各自的目标和特点。水功能区是水资源管理的基本单元, 处于水体的某一段和某一水域。按照水利部颁发的《中国水功能区划（试行）》，水功能区划分为两级区：一级区分为保护区、缓冲区、开发利用区和保留区；二级区分为饮用水源区、工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区、过渡区和排污控制区；水环境功能区是水环境管理的基本单元，处于水体的某一段和某一水域。划定的水环境功能区主要包括自然保护区、饮用水水源保护区、渔业用水区、工农业用水区、景观娱乐用水区、混合区、过渡区等管理区。

两个功能区的集成整编可以实现环境污染源、水质数据和水量数据的统一，最终为水资源和水环境综合管理奠定基础。

1两类功能区比较

关于两类区划，笔者以为：

第一、总体来说 “水功能区”与“水环境功能区”两类功能区没有实质的区别

区划的对象相同，均为地表水体（不含海域），区划的水质标准相同，均为地表水水质国家标准，因此，它们的融合有基础，目前水功能区还没有提出生态流量等水量上的指标要求，两类区划的趋同性质当前还比较明显。

第二、两者的差异体现在区划范围和水质目标要求的高低上

在海河流域水功能区总计289个水功能区，其中一级区划206个，有保护区21个，保留区16个，开发利用区106个，缓冲区53个；106个开放利用区又细分为199个二级区，其中饮用水源地37个，工业用水区17个，农业用水区97个，渔业用水区2个，景观娱乐用水区7个， 过渡区10个，排污控制区18个；而水环境功能区海河流域合计481个，其中饮用水水源保护区155个，渔业用水区31个，景观娱乐用水区91个，工业用水区48个，农业用水区151个，混合区5个。单从统计数字和名称上简单分析两者相差不多。

第三、水上只能存在一种区划，两种区划并存的格局必须改变

此种差异的影响很大，包括对水质、污染源的监管，排污许可证的发放等，也包括取水许可等其它水权的管理，两类区划的并存会导致管理上的混乱，好比有两块手表就不知道准确的时间，难以实现水质目标的统一管理。

第四、两功能区可以采取技术方法实现整编

以水体为纽带，汲取两功能区中合理部分，揉合成一种既包含原有水功能区又包含原有水环境功能区新的分区目标，两部门在区划资料完全共享的基础上，理清各自原有区划的重叠部分和不重叠部分，对于重叠部分遵循就高不就低的原则确定水质目标，对于不重叠部分维持原有区划目标。

2整编技术研究

关于整编技术，从两区划编码与HAINHD河段编码模型的分析和技术流程两方面进行了研究。

2.1 河段编码系统特点与区划编码分析

河段编码模型是美国地表水文数据库（NHD）构建的基本模型，或者说是本质，该模型有4个特点：

■每个河段都有一个唯一的地址码，与任何相关的点、线及面状事件都能在该编码系统中派生出一个唯一编码,

■该编码系统包含了可以进行河段上下游路径搜索的信息，利用该信息进行编程可实现实施检索。

■与地理信息系统结合，水文信息反映全面、综合性强可动态管理

■稳定性好，可扩展，不因水网的变化导致编码的重排

水功能区和水环境功能区虽然划在范围基本一致的水系水体上，但以各自部门“背靠背”方式分别完成，制定了完全不相同的区划编码，水环境功能区的代码体系和水功能区的代码体系相差较大：水功能区编码由14位数字组成，分为三段。代码的第一段为7位，表示该水功能区所在水资源分区代码；第二段为4位数字，表示水功能一级区；第三段为3位数字，表示水功能二级区。水环境功能区编码由水体名称代码（含湖泊代码）、行政区划代码和功能区顺序码三码组合而成，其中水体名称代码为标准电子地图采用；行政区划代码为国家标准，顺序码为处于同一条河流并在同一县内多个功能区的顺序代码。

单从代码上很难找到两区划的对应关系，也就很难对它们统一管理。两区划编码除相差较大外，还缺少可扩展性, 区划调整会导致编码重排，系统性方面也不够，不能将相关的环境水利要素，如水文站、监测点等纳入编码体系中。采用基于河段的编码模型能很好的解决以上难题，河段的相对唯一稳定性与河段路径系统的动态分段功能，可以实现河流水系上不同区划的连接和归并，两大区划的集成整编是该系统的一个重要应用。

2.2 技术流程研究

利用HAINHD河段编码的线性度量性和河段路径系统的动态分段功能可方便地生成各个区划单元的河段编码，不仅水环境功能区而且水功能区都有了自己相同与不同的河段编码，以此为连接点将两类区划放在一张表中综合分析：对于重叠部分，即有可能矛盾的地方，多数情况下是某一具体的区划的一段的重叠，对比分析区划的水质保护目标，根据高标准保护的原则，就高的水质目标；而对于不重叠的区划，也就是两类区划在具体的河段水系上各据其地，两区划处于互补关系，不用进行水质目标的协调。将协调水质目标的重叠部分和不重叠部分的两类区划重现组合，即形成新的子流域功能区划，技术流程参见图1。

3整编结果分析

从海河流域的永定河子流域两区划集成整编的过程和结果来看，两区划通过HAINHD的河段度量和拆解分析，彼此的重叠交错关系变得清晰：合计92个河段中的66个河段上有功能区划，其中53个河段上分布着27水环境功能区，48个河段上分布着21个水功能区，34个上河段（66个河段上）存在功能区的叠加，需要比较水质目标。叠加部分两类区划目标差异如下图2所示：

从图2可见，相同河段上重叠的两功能区划水质目标比较有3种情况：一种水环境功能区划要高，一种水功能区划要求要高，还有两区划要求一致。

水质目标比较后的重叠部分与非重叠部分重新组合，就构成了永定河子流域新的功能区划，综合区划比原有各自区划覆盖的水体范围广，水质保护目标要求高。

图2所示水质目标比较表各列说明详见表1：

4结论

通过以上基于HaiNHD的水环境功能区与水功能区的集成整编研究，可以得出以下三点结论：

1、建立河段路径系统是整编不同区划的有效技术手段，两功能区划也是HaiNHD上的重要事件。以河段路径系统对不同的区划进行度量，用其动态分段功能将区划拆解分析，形成河段编码联系下的区划综合，避免了区划的重叠和水质目标的冲突，还扩大了原有区划的水体范围。

2、HaiNHD的系统性可与其它数据如水文监测或污染源数据等与综合区划目标联系起来，为实现综合管理的功能区划达标分析，排污许可管理，取水许可管理等准备条件。

3、基于河段路径系统的区划整编技术方法作为一种实用方法可以应用到其它流域的区划整编研究中去。

参考文献

[1]水利部.海河流域水功能区划.北京2003

[2]中国环境规划院.全国水环境功能区划汇总报告.北京 2003

[3]余向勇等.全国水环境功能区划编码研究[J]. 环境科学研究,2006，(3) :134-138.

[4]中国环境规划院.海河流域公共河段编码系统开发研究报告.北京2006