中俄跨界流域水环境质量分析及管理评估研究.pdf

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1、哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - III - 目 录 摘 要 I Abstract II 目 录 . III 第 1 章 绪论 . 1 1.1 课题的研究背景与来源 1 1.1.1 课题背景 1 1.1.2 课题来源 2 1.1.3 跨界流域水环境管理需求 . 2 1.2 黑龙江和乌苏里江流域现状分析 . 3 1.2.1 流域概况 3 1.2.2 流域环境质量现状. 3 1.2.3 主要污染物特征 4 1.3 国内外跨界水环境管理研究现状 . 4 1.3.1 国内、外跨界水环境存在问题 . 4 1.3.2 国内、外跨界水环境管理的研究 . 5 1.4 研究目的及意义 8 1.5 研究内容及技

2、术路线 8 第 2 章 研究方法 . 10 2.1 引言 . 10 2.2 研究流域特征及断面布设 10 2.2.1 流域特征 10 2.2.2 流域断面布设 10 2.2.3 各子流域自然环境特征 . 13 2.3 研究方法 . 15 2.3.1 层次分析方法 15 2.3.2 秩相关系数法 16 第 3 章 中俄跨界流域水质时空特征及水环境质量评估 18 3.1 引言 . 18 3.2 研究区管理特征 18 3.3 中俄跨界流域水污染现状分析及水质评价 . 19 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - IV - 3.3.1 流域水污染特征 19 3.3.2 流域不同水期水质差异情况分析 . 3

3、3 3.3.3 流域各断面水质评价 . 35 3.3.4 流域水质现状总体评价 . 36 3.4 中俄跨界流域不同季节水质空间变化特征分析 . 36 3.4.1 分析方法 36 3.4.2 水质空间变化特征分析 . 37 3.5 中俄跨界流域水污染成因分析及污染源解析 . 40 3.5.1 流域水环境总体情况 . 40 3.5.2 流域污染源成因分析 . 40 3.6 本章小结 . 41 第 4 章 中俄跨界流域水环境管理的评估与分析 . 43 4.1 引言 . 43 4.2 中俄跨界流域水环境管理手段评估 . 43 4.2.1 中国环境管理手段的分析 . 43 4.2.2 俄罗斯环境管理手段

4、的分析 . 44 4.2.3 中俄环境管理手段影响因素的选择 44 4.2.4 中俄跨界水环境评估结果分析 . 45 4.2.5 中俄环境管理手段差异分析 . 50 4.3 中俄跨界流域水质监测技术规范对比分析 . 50 4.3.1 技术规范实施时间对比 . 50 4.3.2 技术规范阐述内容对比 . 50 4.3.3 水质监测的布点与采样对比 . 51 4.3.4 跨界流域水质监测项目对比 . 51 4.4 中俄跨界流域水质标准对比分析 . 54 4.4.1 中俄生活饮用水水源水质标准对比分析 54 4.4.2 中俄跨界水体水质监测 40 项指标对比分析 56 4.5 对我国跨界水环境管理政

5、策需求及建议 . 58 4.6 本章小结 . 58 结 论 . 60 参考文献 . 61 哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明 65 致 谢 . 66 个人简历 . 67 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 1 - 第 1 章 绪论 1.1 课题的研究背景与来源 1.1.1 课题背景 跨国水资源（也称国际水资源）是指湖泊、河流或其支流位于不同国家， 以及处于两个以上（含两个）国家管辖之内的地面水系统1,2。全球跨国流域 面积约占全球陆地面积的 45%，贮存的水量约占世界淡水资源的一半，生活 在跨国河流流域内的人口约占世界总人口的 40%3。通过各国境内的那一部分 国际河流，各国对其享

6、有所有权4。 “流域整体性、国际性、多国权属性、利 害相关性、多国共需性”5是跨国水资源所具有的特性。这些特点不单纯是跨 国流域内的水资源的科学与技术问题，更重要的是带有强烈的地区政治甚至军 事问题6,7。跨国界水资源利用和保护，经历了 100 多年的发展，从早期关注 的航运、边界和渔业等问题，到现在更多地关注污染控制、水量分配、洪水控 制等问题，相关国际条约也不断在其规定的权利和义务上取得完善和发展8。 中国拥有大小国际河流（湖泊）40 多条，数量居于世界前列，重要的国 际河流有 15 条，主要分布在我国东北、西南、西北。其中有 3 条界河（指形 成共同边界的河流，如黑龙江、鸭绿江、图们江等

7、）和 12 条跨国河流（跨越 而不是分隔两国或两个以上国家的河流。如怒江-萨尔温江、元江-红河、额尔 齐斯-鄂毕河等） 。这些国际河流的公平合理利用和协调管理，直接影响着中国 近 1/3 国土的可持续发展，也影响着中国与 15 个毗邻国关系的稳定与睦邻友 好以及 30 个跨境民族、2.2 万多公里陆地边界的维护与管理，其综合影响几乎 涉及亚洲大陆的所有国家和世界近一半人口。 发生于 2005 年松花江的“1113”硝基苯泄漏事故引起了国际强烈反响，据 估算，通过排污口进入松花江水体的约 100t 苯类污染物，不但对黑龙江流域 内的饮用水安全造成影响，也对生态环境产生影响9，更重要的是污染物沿黑

8、 龙江流入俄罗斯水域，造成了跨国水环境污染问题10，导致中俄环境争端， 对于中国本来就因环境问题面临的国际压力而言更是雪上加霜。早在 2002 年 2 月，中俄就签署了中俄联合监测界江备忘录 ，决定对黑龙江和乌苏里江 进行密切监测。2003 年，中国政府计划在未来 15 年内投资 215 亿元治理松花 江跨国界河流污染。由于 2005 年松花江环境事故的发生，中俄双方紧急制定 了松花江水污染事件中俄应急联合监测后续计划 ，中俄两国加强了环境监 测方面的合作，两国总理定期会晤、委员会环保分委会定期召开，中俄环保联 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 2 - 合论坛、部长级会议也定期的在黑龙江召开

9、，环境保护领域的合作日益加深。 2006 年 3 月国务院总理温家宝主持召开有关松花江流域水污染防治规划 （20062010 年） 的国务院常务会议，原则通过审议。“十一五”期间，国家 确定松花江流域水污染防治重点项目规划总投资 134 亿元。2007 年 1 月 5 日，国务院副总理回良玉亲自参加水利部召开的流域综合规划修编准备和修编 工作会议，会上再次强调了跨国流域环境管理、治理与综合规划的重要性。 2007 年 3 月，胡锦涛总书记指出松花江流域污染治理工作十分重要，不但关 系到本地区可持续发展，还将影响到中俄两国的政治关系。 由此可见，跨国界流域的水环境监测与管理问题已经受到党中央和政

10、府部 门的高度重视，成为影响国际关系和国民经济发展的重大问题，而且我国多居 于跨国河流的上游，地理位置比较特殊，水资源的开发利用对下游会或多或少 地产生影响。深入研究跨国界流域水环境管理已迫在眉睫。 1.1.2 课题来源 本课题得到国家公益性行业科研专项项目跨国界（俄罗斯）流域水环境 监测指标体系与断面优化布置研究 （编号 200709010）的资助。 1.1.3 跨界流域水环境管理需求 工业的快速发展和人类对跨界河流的开发和利用是导致的跨界流域问题的 主要因素，由于欧洲国家的工业发展较早，因此出现跨界水体的污染问题也相 对较早，进而这些国家解决跨界河流问题的手段也比较完善和健全11，然而我

11、国开始重视跨界河流的污染问题主要是在 2005 年发生松花江特大污染事故以 后12。 水污染引发的纠纷和事件伴随着城市空间的不断扩大和工业化、城市化进 程的加快，而日益增多，跨国界的水污染问题也由以前 “点状偶发”演变为 “面状多发”的状态，变得越来越普遍，目前，水环境的日趋恶化已成为现阶段 中国发展的一个巨大的障碍。中国作为一个发展中国家，水资源相对缺乏、重 点河流的水体污染也比较严重，我国将如何加强跨国界流域水环境管理显得尤 为重要和紧迫13。 此外，2009 年泰国、越南等国的一些非政府组织提出了“中国水坝威胁 论”，美国、日本等国也借助湄公河等跨界流域的水资源问题来拉拢周边国家 想从而

12、达到阻击中国的目的，因此跨国水环境的管理不论在政治上还是经济上 都显得极为重要。 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 3 - 1.2 黑龙江和乌苏里江流域现状分析 1.2.1 流域概况 黑龙江是世界最大的界河之一，位于我国北部，地跨蒙古、中国和俄罗斯 三国，流域在北纬 42 度至 56 度、东经 108 度至 141 度之间，全长 4344km(包 括额尔古纳河)。黑龙江流域包括蒙古的东部，我国东北地区和俄罗斯远东地 区的大部，流域面积 187 万 km2。 乌苏里江系黑龙江右岸支流，为中俄界河，是黑龙江右岸第二大支流。乌 苏里江发源于俄罗斯的锡霍特岭西麓的刀毕河、乌拉河和中俄界湖兴凯湖。上

13、起松阿察河口，向北偏东流经黑龙江省虎林、饶河、抚远三县，在哈巴罗夫斯 克（伯力）注入黑龙江，全长 495km。流域面积 18.7 万 km2，其中，在左岸 中国境内 5.6 万 km2，占流域面积的 30%。乌苏里江右岸山地较多，左岸多为 平原，洼地和沼泽地，共有大小支流 174 条，主要支流：在左岸我国境内的有 挠力河、穆棱河、别拉洪河和七虎林河，在右岸俄国境内的有伊曼河，比金河 和霍尔河。 1.2.2 流域环境质量现状 目前，工业废水、生活污水和农业生产中化肥、农药等化学物质携带进入 江、河是造成黑龙江水体污染的主要原因。 在 2001 年，基于国家标准地面水环境质量标准 （GB3838-

14、88）和国家 行业标准地表水资源质量标准(SL63-94)对黑龙江省的 27 条江河、总监测 河长 6618.5km 共 49 个断面水质进行评价，综合评价如下：全省没一类水质 河段；II 类水质河段为 3 处，III 类水质河段为 9 处；37 处河段水质超标(超 III 类), 其中有 25 处河段为污染严重的 IV 类水质河段, 7 处河段水质为污染严 重的 V 类水质，5 处河段水质为劣 V 类，水体污染严重丧失生态使用功能 的。黑龙江省 80%的城市水环境存在污染。 2012 年上半年黑龙江水系，水质现状整体为轻度污染，枯水期的水质状 况良好，平水期的水质状况为轻度污染；枯、平水期分

15、别有 83.3%和 58.3%的 断面能够达到其功能区的水质目标要求；主要污染指标为高锰酸盐指数和化学 需氧量。 乌苏里江 2012 年上半年，水质现状整体为中度污染，枯水期的水质为中 度污染，平水期的水质状况为轻度污染；枯、平水期分别有 46.2%和 23.1%的 断面能够达到其功能区的水质目标要求；主要污染指标为高锰酸盐指数、化学 需氧量、氨氮和总磷。 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 4 - 1.2.3 主要污染物特征 （1）高锰酸盐指数 它反映了水体受到还原性物质污染的程度。由于有机物是水体中最常见的 还原性物质，因此，在一定程度上反映了水体受到有机物污染的程度，其值越 高，污染越严

16、重。 来源：水体中的有机物主要来源于生活污水和工业废水的排放以及动植物 腐烂分解后随降雨流入水体。 危害：高锰酸盐指数越高，表明水体中还原性物质（如有机物）含量越 高，而还原性物质可降低水体中溶解氧的含量，导致水生生物缺氧以至死亡， 水质腐败变臭。另外，苯、苯酚等有机物还具有较强的毒性，会对水生生物和 人体造成直接伤害。因此，我国将高锰酸盐指数作为重点控制的水污染物指 标。 （2）氨氮 评价水体污染状态的指标之一。水体被人畜粪便污染后，被微生物分解成 氨，并以游离状态（NH3）或铵盐（NH4+）形式存在于水中，其含氮量即氨 氮。水中氨氮含量增高时，即表明可能存在着人畜粪便或含氮有机物的污染。

17、来源：氨氮主要来源于人和动物的排泄物、雨水径流以及农用化肥的流失 也是氮的重要来源。另外，氨氮还来自化工、冶金、石油化工、油漆颜料、煤 气、炼焦、鞣革、化肥等工业废水中。 危害：当氨溶于水时，其中一部分氨与水反应生成铵离子，一部分形成水 合氨，也称非离子氨。非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而氨离子相 对基本无毒。氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是水体中 的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害。 1.3 国内外跨界水环境管理研究现状 1.3.1 国内、外跨界水环境存在问题 世界上有 263 条跨国界河流，占世界淡水资源的 60%，覆盖近 40%的世 界人口14，其中至

18、少有 158 条跨国界河流存在国际争端和纠纷15。 1.3.1.1 国外跨界水环境存在问题 在国外，由于跨国界水资源产生的问题主要有以下几个方面： （1）水资源 数量的的国度利用减少了流入下游国家的水量：印度法拉卡调水工程导致 1993 年仅有 260m3/s 的水量流入孟加拉，到 1995 年孟加拉国枯水季水量下降 80%，使得位于国家南部的全国最大的灌溉工程不得不停止； （2）含有大量污 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 5 - 染物的废水排放影响下游国家的水质：多瑙河发源于德国南部，流经德国、奥 地利、捷克、斯洛伐克、匈牙利等 9 国，最后注入黑海。多年来，蓝色多瑙河 中下游河段沿河各

19、城市生活废水和工业污水大量排入，造成严重污染问题，变 成“彩色多瑙河”； （3）上游国家对植被的破坏导致下游国家的水文过程发生变 化：位于喜马拉雅山南坡的尼泊尔，93%的能源来自于对树木的采伐，从而导 致森林面积减少，造成土壤流失严重，造成下游国家洪水异常猛烈。 此外，由于匈牙利与斯洛伐克边境的盖巴斯科夫拉基玛洛大坝所产生的 争端，南非、莫桑比克和斯威士兰由于马古加大坝蓄水而不断引发的地震等都 是由于跨国界水资源所带来的问题。 1.3.1.2 国内跨界水环境存在问题 近几年，由于生产用水、蓄水发电等的需要，中国开始在跨国界河流的境 内部分适度开发修建水坝、水道等基础设施需要，而一些周边国家对此

20、却认为 中国对跨国界河流的开发和利用不仅会造成生态环境的破坏，而且会加重水资 源天然分配不公的事实影响，严重威胁到他国水资源安全，甚至国家安全，可 见跨国界河流问题的确已经成为影响中国与周边国家关系的一个重要问题，主 要集中在以下四个方面： （1）水环境污染问题，这一问题主要出现在黑龙江流 域； （2）水资源分配问题，主要发生在伊犁河与额尔齐斯河水域； （3）水资源 开发利用问题，主要集中在澜沧江-湄公河和雅鲁藏布江流域； （4）河流及周 边环境保护问题，这一问题主要集中在怒江水域16。 1.3.2 国内、外跨界水环境管理的研究 1.3.2.1 国外跨界水环境管理的研究 在水资源管理方面，世界

21、上一些国家从 20 世纪初开始，针对水资源短 缺、水环境污染等水资源危机的出现，就提出了相应的水资源管理措施 17,18,19。 莱茵河跨越德国与荷兰，1950 年7月，在荷兰的提议下成立了“莱茵河流 域保护国际委员会”。该委员会中在各国设有计划实施观察组，同时还制订了 需要优先进行水污染治理的企业的名单，对工业企业和污水处理厂提出要求采 用新技术用以减少污染物排放。为了采取计划措施减少突发的水污染事故，观 察组还分为生态工作组、水质工作组、防洪工作组、排放标准工作组、可持续 发展规划工作组，许多的技术和专业方面还增设协调工作组20。 五大湖流经加拿大和美国两国，它的水质环境与加拿大和美国两国

22、10个州 的经济和生活关系密切，1909年，加拿大就和美国签署了1909年边界水域条 约，强调（1）各州、省要对五大湖的水质环境进行保护管理；（2）五大湖 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 6 - 的管理要与按照各州、省相关法律法规相符合；（3）各州、省对五大湖的水 体治理与保护都要有积极的态度；（4）建立基金会来保护大湖区21。 多瑙河流域覆盖欧洲19个国家，其中14个国家的领土大部分位于流域内， 是世界上最国际化的流域，居住着8100万不同语言、文化和历史的人口，多瑙 河为欧洲第二大河，流域总面积约为80.8万km2，全长2863km，平均流量为 6460 m3/s，迄今为止是入黑海的最

23、大河流。20世纪90年代重新成立了包括污 染物排放专家组、突发事件防控组、生态组、防汛组、监测及信息管理组、战 略专家组等在内的多瑙河流域管理委员会。为了加强多瑙河流域水污染的治理 与防控，特别设置了跨界流域经济问题和管理小组，促进多方合作。 跨国界水资源的管理问题在国际上受到密切关注，在全球范围内收集典型 案例用于开展相关的培训，跨国界水资源的管理利益相关者，无论从治理，还 是集体行动等方面有了较多的理论基础；西方的水资源管理思想由于受到其社 会政治体制的影响，在管理模式上也有了许多如墨累达令流域管理、田纳西管 理局(TVA)和莱茵河管理的成功经验22,23。 1999 年 6 月， “国际

24、河流合作开发利用和协调管理国际学术讨论会” (ISCUCMIR99)召开，会上交流和讨论了各国在国际河流中开发和管理研究方 面的理论、方法、技术和经验。关于国际河流的合作开发利用和协调管理问题 进行了深入讨论，就环境影响与生态保护、理论、技术方法设定了组织、法律 和原则；就澜沧江一嵋公河流域水资源开发和综合开发、协调管理与可持续发 展等 4 项主题展开了讨论研究。 此外，在爱尔兰 1992 年召开“国际水和环境大会21 世纪的发展与展 望” 24大会，就水资源系统和可持续研究的问题提出研究讨论；在美国 2000 年召开“水资源综合管理研讨会” ，就水资源综合管理的经验进行交流，并探讨 可持续发

25、展水资源综合管理的内容和目标25；在荷兰 2001 年召开“区域水资 源管理研讨会” ， 讨论了水资源区域范围管理相关问题 26。 在排污权交易方面，美国是最早进行该理论研究的国家，也是排污权交易 制度创新的发源地27，1968 年戴尔斯(Dales) 首次将“排污权”这一概念在他的 著作污染、财富和价格一书中提出28。同年，他进一步提出通过产权手 段应用来对水污染进行控制的方案。 在应急决策、应急预案生成技术等方面，美国早在 1968 年就建立国家反 应系统对突发性污染事故提供必要的帮助和支持29。1977 年，美国 Purdue 大 学研制了最早的环境决策支持系统（EDSS）GPLAN（河

26、流净化规划决策的 支持系统） 。为了对环境管理提供技术支持，英、法、意、俄等国均研究了许 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 7 - 多用于应急监测的方法和技术，并开发了突发性环境污染事故的应急响应系 统，同时，建立了多种仿真系统和处理突发事故的模型30。 尽管在跨国界水污染的治理手段方面，各个国家之间都存在着不同，但都 已从原来的多个部门管理变成了单一的管理部门，或由一个部门起主导作用， 其他多个部门合作的管理模式。表现出了多元化、多层次性和公众参与性等。 1.3.2.2 国内跨界水环境管理的研究 2002 年我国流域管理与行政管理相结合的管理机制在中华人民共和国 水法中得到确立，目前我国主

27、要运用的政策手段有：许可证交易、排污收 费、总量控制等，通过这些政策手段来对跨国界水环境的污染进行治理31。 2003 年，戴长雷等32对国际河流的水权问题进行了初步的探讨，贾生元 等33对国际河流的水环境矛盾问题进行了研究。岳恒等34对国际河流的水权 分配原则进行了讨论。大量的文献对调度系统、工程建设体制和水价方面的跨 流域水资源配置的问题进行了研究。其中，刘强35较全面分析了我国跨流域 调水的各方面问题，认为我国跨界水质存在“机制不全、原则不明、体制不顺” 的缺陷，通过借鉴国外的经验和理念，探讨了我国跨流域调水管理，在以下几 方面提出了建议：跨界调水的体制与管理机制、规划期、用水和取水管理

28、等方 面。柴国荣等36对跨国界水资源配置的经济方面问题，如成本收益、分析市 场需求等资源问题进行了研究，并探讨了利益分配机制在中国市场经济条件下 跨界水资源配置的情况，进而解决我国水资源空间分布不均匀的特点。 毛文锋等37就珠三角地区水污染的形成原因，跨界水资源污染的治理等 方面进行研究。赵来军等38通过对国内外排污权交易的分析，跨界流域水污 染纠纷排污权交易建立宏观调控 Stackelberg 动态博弈模型，得出指令配额管 理体制与排污权交易宏观调控管理体制的结论，讨论了影响排污权宏观调控交 易管理体制实施效果的因素。结合松花江水污染事件，丁丽柏等39就责任制 度等方面提出存在的诸多缺欠和不

29、足，研究了适用范围、形式、本体和确立国 家责任的特点等内容。 Tushaar 指出，过去在很多发展中国家都没有被成功地实施，西方国家花 费了多年甚至几个世纪才形成成功模式。去完成这样一个制度上的蛙式跳跃， 对于如今的发展中国家来说是可能的。 中国跨界水资源管理体现着中国特色。因此，我国的跨界水资源管理的研 究从中国国情出发，先是研究国际河流管理、跨流域水资源配置等方面内容 40 ，进展到当前跨界水污染治理热点的研究。 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 8 - 1.4 研究目的及意义 为了改善目前中俄跨界河流流域水环境状况，防止跨界流域水污染加剧， 本文将跨界流域（黑龙江和乌苏里江）作为研究对

30、象，按照一定原则对跨界流 域断面进行了划分，然后对枯、平、丰各水期水质的时空特征进行分析，从水 环境的质量现状、污染趋势和污染成因等方面入手，以中俄联合监测结果的差 异为切入点，通过中俄环境管理手段、中俄水质标准和地表水监测技术规范的 比对，探寻可能导致这种监测结果差异的原因，提出进一步完善我国跨界水环 境的初步建议，以提高中俄界河流域水环境监测管理的能力和效率，支撑国际 间环境履约。本论文相关研究成果力求为跨界流域水环境改善、水资源危机解 决提供技术支撑。 1.5 研究内容及技术路线 为全面改善中俄跨界河流流域水环境状况，推进跨界流域污染源综合控制 工作，实现中俄跨界流域水环境管理政策的相互

31、借鉴和完善，本论文提出以下 研究内容： （1）针对中俄界河黑龙江与乌苏里江，通过跨界河流子流域的合理划 分，首次全面、系统地开展了丰、平、枯水期各子流域水环境现状调查，并对 各子流域水环境现状进行评价；基于此，对黑龙江和乌苏里江流域水环境状况 随时空的变化特征进行了总结分析，最后对各流域污染物特征进行了分析，并 进行了污染源解析分析。 （2）为了更好地改善跨界河流水环境，论文对中国环境管理手段、地表 水监测技术规范等的异同进行了分析，并评估了中俄环境管理手段和地表水监 测技术规范的异同对流域水环境改善的影响。基于此，提出了我国在跨界水环 境管理政策需求及建议。 综合上述研究内容，确定本论文的技

32、术路线如下见图 1-1： 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 9 - 图 1-1 课题研究的技术路线 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 10 - 第 2 章 研究方法 2.1 引言 本论文研究方法主要包括跨界河流断面布设原则、流域断面名称、流域包 含的行政区域、各流域自然环境特征，并介绍了跨界流域水环境质量分析所采 用的研究方法。 2.2 研究流域特征及断面布设 2.2.1 流域特征 （1）黑龙江 从海拉尔河河源算起，全长 4370km。在我国按其长度仅 次于长江、黄河而居第三位，同时也是世界上的十大巨川之一，是一条重要的 国际界河。它穿越中国、苏联、蒙古三个国家，流域位置在北纬 42-55

33、45， 东经 10820-14120之间，流域面积达 184.3 万 km2，在我国境内的流域面积 为 886950km2。沿程穿越丛山峻岭，汇集大、小支流 950 余条（其中流域面积 在 5 万 km2以上的有 10 条），水量丰富，滔滔东流，最后在苏联境内的庙街 附近注入鄂霍茨克海鞑靼海峡。在我国境内的主要支流有额木尔河、呼玛河、 松花江、乌苏里江等，其中以松花江为最大。 （2）乌苏里江 乌苏里江是黑龙江右岸的一大支流，全长 905km，总 流域面积 18.7 万 km2，在我国境内有 6.58 万 km2，也是我国东北部的重要界 河。其右上源在俄罗斯境内，左上源是源于兴凯湖的松阿察河。两

34、条源于不同 国度上的河流在泥河口子附近相汇合流向东北方向，在下游分为抚远和哈巴罗 夫斯克（伯力）附近，最后注入黑龙江。自河口上溯到松阿察河至兴凯湖西岸 的档壁镇（中），是中俄两国的界河和界湖。乌苏里江干流约为 495km，主要 支流有穆棱河和挠力河，左岸流域面积全部在我国境内。 2.2.2 流域断面布设 利用 GIS 软件，以黑龙江省 1：25 万水系图和地貌图为底图，利用水系 汇聚原则，先找到流域出口，将相同集水区范围的河流划定为一个流域，黑龙 江划分为 9 个小流域，乌苏里江划分为 5 个小流域。 在研究区内的水体黑龙江干流上中游段的（中方）额尔古纳河口下、额木 尔河口下、西尔根气河下、呼

35、玛河口下、法别拉河口下、逊河口下、松花江河 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 11 - 口下、（俄方）石勒喀河口下、结雅河口下、吉利钦河口下、布列亚河口下、 比占河口下和比腊河口下布设了 16 个水质监测断面；在黑龙江主要支流（中 方）额尔古纳河口内、额木尔河口内、呼玛河口内、逊河口内和松花江口内布 设了 5 个水质监测断面；在乌苏里江干流的（中方）松阿察河口下、穆棱河口 下、挠力河口下、（俄方）乌拉河口下、伊曼河口下、比金河口下和和罗河口 下布设了 6 个水质监测断面；在乌苏里江主要支流（中方）松阿察河口内、穆 棱河口内和挠力河口内布设了 4 个水质监测断面。 断面布设结果黑龙江干流 16

36、 个、支流（中方）河口 5 个；乌苏里江干流 6 个、支流（中方）河口 4 个。共布设了 31 个水质监测断面，基本代表了研 究区内的各水域的水质状况。 流域划分、监测断面及所在行政区域详见表 2-1。 表 2-1 各流域及流域内水质监测断面表 流域 名称 小流域名称流域内断面 行政区域 黑龙 江流 域 黑流域 1 额尔古纳河口内、洛古村、兴安镇漠河县 黑流域 2 开库康镇、呼玛县上 塔河县、呼玛县 黑流域 3 沿江村、黑河上、黑河下、高滩 村、车陆 呼玛县、黑河市区、孙吴县、 逊克县 黑流域 4 上道干、嘉荫县上、名山镇、松花 江口上 逊克县、伊春市区、嘉荫县、 鹤岗市区、萝北县、绥滨县 黑

37、流域 5 同江东港、抚远上、小河子 同江市、抚远县、富锦市 额木尔河流 域 额木尔河口内 漠河乡、西林吉镇、图强镇、 兴安镇、劲涛镇 呼玛河流域呼玛河口内 塔河县、呼中区、新林区、松 岭区、加格达奇区、呼玛县 逊河流域 逊河口内 孙吴县、逊克县、五大连池市 松花江流域同江 同江市 乌苏 里江 流域 乌流域 1 龙王庙、858 九连、乌下穆上 虎林市、密山市 乌流域 2 虎头上、饶河上、饶河下 饶河县、虎林市 乌流域 3 东安镇、乌苏镇 同江市、抚远县、饶河县 挠力河流域挠力河口内 双鸭山市区、友谊县、宝清 县、富锦市、七台河市区、饶 河县 穆棱河流域穆棱河口内 虎林市、密山市、鸡东县、鸡 西市

38、区、穆棱市 流域划分图见图 2-1。 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 12 - 图 2-1 黑龙江及乌苏里江监测断面分布图 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 13 - 2.2.3 各子流域自然环境特征 2.2.3.1 黑龙江流域 （1）黑流域 1 处在东经 12128-124，北纬 5329-533之间，位于黑龙江上游的南岸， 西与内蒙古自治区毗邻，东与塔河县开库康乡林木相接，北与俄罗斯的赤塔、 阿穆尔两州隔江相望。区域面积 2100.38km2。 （2）黑流域 2 位于塔河县境内，处在塔河县的北部、中部、西部。地处东经 12327- 12642，北纬 5216-5311，北面隔着黑龙江

39、与俄罗斯相望。边境线长 173km。区域面积 10822.11km2。 境内河流众多，主要河流有盘古河、西尔根河，盘古河长 220km，西尔根 河长 133km。 （3）黑流域 3 本区处在东经 12611-12846，北纬 4926-5135之间，位于黑龙江右 岸，西接小兴安岭，东临黑龙江，与俄罗斯阿穆尔州首府布拉戈维申斯克隔江 相望。全区幅员面积为 13743.007km2。 本区境内江河纵横，大小河流有 60 多条，主要河流有 26 条，较大河流有 黑龙江（流经境内长达 184.3km），有共别拉河、法别拉河、石金河、达音 河、逊别拉河、门鹿河、泥鳅河、根里河、卧都河等。 （4）黑流域

40、4 黑龙江省北部边疆，小兴安岭中段、东段北麓，小兴安岭与三江平原交接 地带，处在东经 12816-13155，北纬 4726-4927之间。地势高而多山，沿 黑龙江及东部小部分地区地势比较平坦。与阿穆尔州、哈巴罗夫斯克边疆区、 比罗比詹犹太自治州等城镇隔江相望。区域面积 18436.974km2。 河流众多，水资源丰富，黑龙江沿北侧流过，嘉荫河、结烈河、乌云河、 乌拉嘎河、平阳河等 100 余条，皆属黑龙江水系，水利资源丰富。 （5）黑流域 5 本 区 处 在 东 经 13225-13431 ， 北 纬 4716-4825 之 间 ， 区 域 面 积 8578.4869km2。北隔黑龙江与俄罗

41、斯下列宁斯克耶相对。 （6）额木尔河流域 本区包括除了漠河乡北部以外的整个漠河县。漠河县位于大兴安岭北麓， 黑龙江上游南岸，祖国的最北端，地理坐标为东经 12107-12420，北纬 5210-5333，是我国纬度最高的县份。辖区面积为 16234.309km2。 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 14 - 境内额木尔河，是流经全境的唯一一条最长的黑龙江支流，全长 469km。 小河有 800 余条，全县容水量超过 42 亿 m3，出境水量 35 亿 m3，人均占有水 量超过 3 万 m3，高于全国平均水平。 （7）呼玛河流域 本区位于东经 1224556-1264049，北纬 521556

42、-513626之间，辖 区面积 31231.82km2。 本区江河密布，泡沼众多，水资源极为丰富。呼玛河由西向东注入黑龙 江，境内流程 209.6km，是境内最长的一条河流。 （8）逊河流域 本 区 处 于 东 经 12628-12836 ， 北 纬 48-4926 之 间 ， 全 区 总 面 积 15848.047km2。 本区水资源丰富，逊河及其支流由南向北，由西向东贯穿全境。 （9）松花江流域 本 区 处 在 东 经 12225-13233 ， 北 纬 4334-5136 之 间 ， 流 域 面 积 270827.53km2。 全省境内江河湖泊众多，有松花江、嫩江两大水系，湖泊、水库众多

43、。 2.2.3.2 乌苏里江流域 （1）乌流域 1 处在 13155-13324，北纬 4519-4537之间，区域面积 4659.396km2。 （2）乌流域 2 处 在 东 经13216-13414 ， 北 纬4558-4711 之 间 ， 区 域 面 积 8211.97km2。处于三江平原西南部，东及东南以乌苏里江和松阿察河为界，与 俄罗斯联邦隔水相望。 （3）乌流域 3 处 在 东 经13239-1353 ， 北 纬4715-4826 之 间 ， 区 域 面 积 6274.8097km2。 （4）挠力河流域 本区地处中高纬度，东经 13110-1349，北纬 4548-4720之间，全

44、区 总面积 19733.22km2。 境内有大小河流 20 多条，主要河流有挠力河、蛤蟆通河、宝石河等。西 部有安邦河及其支流马蹄河，东部有七星河及支流扁石河等。地下水储量充 沛。 （5）穆棱河流域 本 区 处 在 东 经 12950-13330 ， 北 纬 4350-4553 之 间 ， 区 域 面 积 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 15 - 18230.124km2。 水系资源丰富，60 多条主要河流总径流量 89.4 亿 m3。境内最大河流穆棱 河，境内流径长 502km。穆棱河发源于老爷岭山脉东坡穆棱窝集岭，由西南向 东北流经穆棱、鸡西、鸡东、密山、虎林等县（市），至虎林市湖北闸

45、处，河 道分成两路。一路沿穆兴水路（分洪河道）注入兴凯湖；一路沿穆棱河原河道 继续东流，在虎头以南 18km 处之桦树林子注入乌苏里江。河流长度 834km， 流域面积 18427km2。穆棱河在鸡冠山以上为上游，绝大部分地区山岭重叠， 谷深河窄，坡陡流急，是穆棱河流域的暴雨中心，也是洪水源地。由于暴雨集 中，地表侵蚀严重。穆棱河属山区性河流，河道总落差 699m，多年平均径流 量为 23.5 亿 m3，折合径流量为 133.5mm，水能资源较丰富，理论蕴藏量为 10.9 万千瓦，尚待开发利用。 2.3 研究方法 2.3.1 层次分析方法 层次分析法（Analytic Hierarchy Pr

46、ocess，简称 AHP）特别适用于那些难 于完全定量分析的问题41，它是决策一些较为复杂、较为模糊问题的简易方 法。层次分析法是美国运筹学家 T. L. Saaty 教授在二十世纪 70 年代初期提出 的一种较为简便、灵活而又实用的多准则的决策方法，国内外的许多学者在各 自的领域都曾应用层次分析法进行研究，并取得了一定的进展424344。 人们在对社会的、经济的以及科学管理领域问题的系统的分析中，常常面 临由多种因素构成的一个既互相制约又互相关联的系统，这个系统不但复杂， 而且缺少进行定量数据，层次分析法提供了一种新的、简洁而实用的建模方 法，对这类问题进行决策和排序。 大体上可分 4 个步

47、骤，进行层次分析法建模： 从建立递阶层次结构模型到构造出各层次中的所有判断矩阵到层次单排序 及一致性检验到层次总排序及一致性检验。 层次分析法计算方法：设上一层次（A层）包含 m AA, 1共m个因素，它 们的层次总排序权重分别为 a1,，am。又设其后的下一层次（ B 层）包含 n 个因素 B1,，Bn，它们关于 Aj的层次单排序权重分别为 njj bb, 1 （当 i B与 j A 无关联时， 0 ij b ）。现求 B 层中各因素关于总目标的权重，即求 B 层各因素 的层次总排序权重 n bb, 1 ，计算按下表（表 2-2）所示方式进行，即 m j jiji abb 1 ，ni, 1。

48、 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - 16 - 表2-2 层次分析法各因素权重表 层A A1 a1 A2 a2 Am am B层总 排序权值 层B B1 b11 b12 b1m m j jajb 1 1 B2 b21 b22 b2m m j jajb 1 2 . . . Bn bn1 b n2 b nm m j bnjaj 1 对层次总排序需作一致性检验，检验仍象层次总排序那样由高层到低层逐 层进行。这是因为虽然各层次均已经过层次单排序的一致性检验，各成对比较 判断矩阵都已具有较为满意的一致性。但当综合考察时，各层次的非一致性仍 有可能积累起来，引起最终分析结果较严重的非一致性。 设 B 层中

49、与 Aj相关的因素的成对比较判断矩阵在单排序中经一致性检 验，求得单排序一致性指标为 CI(j)，（j=1,m），相应的平均随机一致性指 标为 RI(j)（CI(j)、RI(j)）已在层次单排序时求得，则 B 层总排序随机一致性比 例为： m j j m j j ajRI ajCI CR 1 1 )( )( （2-1） 当 10. 0CR 时，认为层次总排序结果具有较满意的一致性并接受该分析。 2.3.2 秩相关系数法 衡量环境污染变化趋势在统计上有无显著性，一种常用的技术是 Daniel 趋势检验，它使用了 spearman 秩相关系数，称为秩相关系数法45。使用这种 方法要具备足够的数据，一般至少应采用 4 个期间的数