1 绪论
1.1 项目背景
饮水安全是全世界面临的四大水资源问题之一，也是当前我国需要着力解决的重要问题之一。据有关资料，全球有11亿人口得不到安全的饮用水，我国有多达数亿人口的饮水安全不能满足要求。饮用水源保护关系到人民群众的饮水安全、社会的繁荣稳定和国家的长治久安。2011年中央一号文件和2012年国务院三号文件都强调实行最严格水资源管理制度，加强水源地保护。保障饮水安全，是海河流域水资源保护和水污染防治的首要目标。
海河流域在国家经济社会发展过程中具有重要战略地位，其中京津冀都市圈是我国的政治文化中心和经济发达地区。随着经济社会的发展，海河流域大型饮用水源普遍存在上游及周边排污口众多、污水排放量大、农业及农村面源污染重、内源污染累积等诸多问题，饮水安全保障工作形势十分严峻。目前，海河流域的20个大型饮用水源中，已有45％不满足地表水Ⅲ类水质标准，60％处于富营养状态，严重影响和威胁着人民群众的身体健康和生活质量的提升。
随着社会生活质量的提高，人们从“有水喝”“能喝水”向“喝好水”“健康饮水”转变，饮用水源保护关系到人民群众的饮水安全、社会的繁荣稳定和国家的长治久安。基于中法双方签订的关于水资源领域的合作协议，中法合作研究外源污染氮磷营养盐控制技术、水源地生态系统修复构建技术、生物监测预警技术、蓝藻暴发应急处置技术，以此整合形成治理-修复-预警-处置四位一体的饮用水源保护成套关键技术，为海河流域饮用水源保护及生态系统修复提供技术支撑。
开展饮用水源保护生态修复成套关键技术研究，既符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要》“环境”领域发展思路中提出的“开发饮用水安全保障技术”的要求，又属于环境重点领域的第14优先主题“生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建”，也是国家国际科技合作计划重点支持的能源环保全球性热点问题和生态环境保护合作重点领域，对于保障饮水安全、解决制约经济社会发展的重大瓶颈问题具有重要意义。
饮用水源保护生态修复成套关键技术研究项目是落实中法海河流域水资源综合管理项目合作的重要行动，也是贯彻中央、国务院水源地保护政策方针的重要举措。该项目的实施不仅有利于提高海河流域供水安全保障能力，实现国家生态环境保护战略目标，而且有利于扩大我国科技对外影响力，提升水利科技实施“走出去”战略的竞争力。
1.1.1 饮用水源保护存在的问题
目前我国饮用水源地仍存在诸多问题，海河流域尤为突出，主要表现在：水资源短缺仍是主要制约因素；水环境问题愈发严峻，污染日趋严重、富营养化问题日益突出、突发水污染事件频发；水生态功能退化日趋严重；饮用水源安全保障力度亟待加强。
1.1.1.1 水资源约束趋紧，人均水资源量偏少
水资源是地球生物赖以生存的资源，又是一种有限的不可替代的自然资源，其储量虽然丰富，但是并非人们以为的取之不尽、用之不竭。地球上总储水量约为13.86亿km3，而和人类生活息息相关的淡水资源仅占2.53％。
中国水资源总量虽然位居世界第6位，但人均水资源量仅为世界平均值的1/4，美国的1/5，加拿大的1/50。全国400多个城市“严重缺水”和“缺水”，水资源利用程度偏高，被联合国列为13个贫水国之一。且我国水资源时空分布差异大，东部与南部地区较多而北部与西部较少，夏秋多而冬春少的结构性缺水问题日益严峻。水利部发布的《2014年中国水资源公报》表明：2014年全国水资源总量为27 266.9亿m3，比常年值偏少1.6％。
海河流域是水资源短缺且水污染严重的典型区域，多年平均水资源总量370亿m3，仅占全国的1.3％，海河流域人均水资源量仅270m3，是全国各流域中人均水资源量最少的流域，为全国平均水平的12.8％。根据海河水利委员会发布的《2014年海河流域水资源公报》，2014年海河流域水资源总量仅为216.23亿m3，比多年平均值偏少41.6％。
1.1.1.2 水环境问题愈发严峻
除水资源量之外，自20世纪80年代以来，改革开放使得中国的经济快速发展，然而快速发展却引起了严重的环境污染问题，水环境问题愈发严峻。
（1）水污染日趋严重，污染物由单一型向复杂型转变。河流、湖泊是海河流域重要的饮用水源地，同时也是城市的主要排水通道。海河流域工矿企业粗放式发展，水消耗量大，单位产值污水排放量大，而废水处理率一直很低。随着社会经济发展，饮用水源地受到上游面源及河流的污染、周边企业排污、库周村庄生活污水、库内网箱养鱼等的干扰，水质堪忧。
在20世纪50—60年代，海河流域污水排放量较少，河流水质总体上尚好。70年代末，海河流域已有28％的河流受到不同程度的污染，水污染开始显现。80年代以后，随着工农业的迅速发展，工矿企业废水和城镇生活污水大量增加，海河流域水污染已由局部发展到全流域、由下游蔓延到上游、由城市扩散到农村、由地表延伸到地下。目前，海河流域除山区部分河道水质清洁外，其余各河均受到不同程度的污染，受污染河流占评价河流长度的60％以上，呈现出有河皆污的恶劣局面，水环境污染状况日趋严重（任宪韶，2007）。如官厅水库曾经是北京主要供水水源地之一，20世纪80年代后期，库区水受到严重污染，90年代水质继续恶化，1997年官厅水库被迫退出城市生活饮用水体系。
近年来，由于越来越多的有机和无机污染物进入水体以及这些污染物在水环境中的长期积累和暴露，水体污染的复合性特征也表现得越来越突出，污染物由单一型向复杂型转变：多种污染共存并联合作用，多种污染过程同时发生，多种污染效应表现出协同或拮抗作用，污染物在环境中的行为涉及多介质、多界面，同时发生的物理、化学和生物过程致使我国水体污染问题更加复杂。近年来在我国的许多地表、地下水中检测出了上百甚至几百种有机物、重金属以及氮磷等污染物质，甚至美国环保局提出的“优先控制污染物”和“三致”（致癌、致畸、致突变）等污染物，水质污染呈明显的复合特征。重要水源地中经常出现的污染物中不再仅仅是总氮、化学需氧量等，逐渐出现POP、VOC等，严重威胁水源地的水环境质量安全。
（2）富营养化加剧，蓝藻时有暴发。在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖库水源地缓流水体，导致水体富营养化。在外界温度条件合适的情况下，富营养化水体会引起蓝藻迅速繁殖。密集暴发的蓝藻会导致水中溶解氧迅速下降、水质恶化，从而引起水生动物的大面积死亡，破坏生态平衡。同时，蓝藻死亡时或者其细胞破裂时还会释放出多种藻毒素，也会伤害水生动物以及饮用受其污染水体的牲畜，导致人体出现多种疾病。水体富营养化是一种非常严重且难以处理的水污染问题。
近年来，海河流域水源地的富营养化问题逐渐凸显并且一直向不利方向发展，富营养化水库比例占59.6％。以潘大水库为例，水体的营养化程度显著升高，1995—2010年总氮浓度增长了6.5倍（Ⅲ类降为劣Ⅴ类），总磷浓度增长了4倍（Ⅰ类降为Ⅳ类）。洋河水库、于桥水库等地蓝藻暴发现象频发，在周边城市引发了严重的水危机，在全国范围内引起了关注。
（3）突发水污染事件频发。一直以来，国内外很多地区都面临着不同程度的水质污染问题，河流、湖泊、水库等水体不断受到各种污染事故的威胁。我国正处于社会经济高速发展期，突发水污染事件发生频次、影响范围和危害程度呈上升趋势，如2005年的松花江污染事故，2006年湖南岳阳砷污染事故，2007年太湖水污染事故、江苏沭阳水污染事故，2008年云南阳宗海砷污染事故，2009年江苏盐城水污染事故、湘江重金属污染事故、内蒙古赤峰市新城区水污染事件，给人民群众的生活、工农业生产及生态环境造成了严重威胁。
海河流域是我国政治文化中心和经济发达地区，突发水污染事件具有政治影响巨大、极易造成省界矛盾纠纷、重点水源地存在直接污染的潜在威胁、随机性强、处置难度高等特点。20世纪70年代初，海河流域先后发生了3起闻名全国的水污染事件，即1971年的官厅水库、1974年的蓟运河、1975年的白洋淀水污染事件（任宪韶，2007）。近年来，突发水污染事件更是频繁发生，2007年洋河水库蓝藻暴发事件和潘家口、大黑汀水库死鱼事件，2011年徒骇河河南、山东省界毕屯断面COD、氨氮超标事件，2012年岳城水库以上汞离子超标事件，2013年浊漳河苯胺泄露水污染事件，给人民的生产生活都带来了严重的消极影响。突发水污染事件具有发生突然性、瞬间性，后果严重性、破坏性，处置紧急性等特点，很可能在短时内迅速影响受污染区域的生态环境及饮用水源，轻则会造成当地的居民生活、企业生产不便，重则有可能触发更为严重的社会安定问题。
1.1.1.3 水生态功能退化
（1）有河皆干。以滦河等21条主要平原天然河流总长3664km的河道为例，20世纪50年代，水量充沛，常年不干；60年代，18条河流发生不同程度的断流，断流时间平均78d，干涸长度占19％；70年代，断流时间平均173d，干涸长度占39％，漳河、永定河断流时间超过300d；80—90年代，断流时间平均230d左右，干涸长度占52％，永定河、滹沱河、子牙河等断流时间超过300d；进入21世纪，断流时间平均268d，干涸长度占60％，永定河等10条河流断流时间超过300d（任宪韶，2007）。有河皆干，不仅使平原地区失去地表水源地与地下水的补给源，而且干涸的河床成了风沙的源头，积留在河道内的垃圾与污染物也成了地下水的污染源。
（2）湖泊干涸、湿地萎缩。在20世纪50年代，天然湿地在海河平原广泛分布，湖泊密布，湿地连片，面积约1万km2；20世纪末湿地面积只有3852km2，湿地面积减少了57％。
1.1.1.4 饮用水源安全保证有待提高
我国饮用水源地保护法规制度尚不完善，未能形成工程措施和非工程措施并重的饮用水源地安全保障体系。地方保护区未划分严重限制着水源地保护工作的开展，在综合运用法律、经济、行政、技术手段加强饮用水源地管理措施方面存在薄弱环节，对水源涵养和保护力度不够，入河排污和饮用水源保护区水土保持的监督管理力度不强。海河流域均已划定了饮用水源保护区，但缺乏实质性的保护措施。有些水源地虽划定了保护区，却由于各重要水源地均存在跨区域或跨部门管理的问题，导致管理机构的责任和权限划分不明确的混乱局面。其中潘家口-大黑汀水库为跨省供水水源地，岗南水库为跨县市调水水源地，水源地开发与保护矛盾突出，上下游利益冲突明显，虽有上一级水行政主管部门负责管理与保护，对政府及各部门之间的利益关系及权责分配却难以协调。而除阳泉市娘子关泉水源地外，地下水水源地主管责任部门均不属于水利部门，为水源地安全保障评估工作带来不便。
1.1.2 国家高度重视饮用水源安全
水是生命之源，水源安全是饮水安全的重要保障。保护饮用水源地、让群众喝上放心水、确保饮用水卫生安全是关系国计民生的重大问题。
1.1.2.1 2011年中央一号文件
党中央、国务院高度重视饮用水安全工作，针对我国严峻的水安全形势，2011年《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》（中发〔2011〕1号）提出要“加强水源地保护，依法划定饮用水水源保护区，强化饮用水水源应急管理”。明确要求实行最严格水资源管理制度，确立水资源开发利用控制、用水效率控制和水功能区限制纳污“三条红线”，实现水资源高效利用和有效保护，解决我国日益复杂的水资源问题。
1.1.2.2 2012年国务院三号文件
2012年《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》（国发〔2012〕3号）明确提出了实行最严格水资源管理制度的指导思想、基本原则、目标任务、管理措施和保障措施，主要内容概括来说，就是确定“三条红线”，实施“四项制度”。其中一条红线为确立水功能区限制纳污红线，一项制度为实施水功能区限制纳污制度，即加强水功能区限制纳污红线管理，严格控制入河湖排污总量，包括严格水功能区监督管理，加强饮用水源地保护，推进水生态系统保护与修复。
1.1.2.3 十八大以来新理念
党的十八大把生态文明建设列入我们国家“五位一体”战略布局当中，同时把水利放在生态文明建设的突出位置。党的十八届三中全会明确提出加快建立生态文明制度，并将水资源管理、水环境保护、水生态修复、水价改革等纳入生态文明制度建设重要内容。
十八大以来，习近平总书记多次就治水发表重要论述，提出了新时期治水兴水的新思路，形成了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的十六字治水方针，其中贯彻系统治理的思想方法促进水生态建设，统筹水资源开发利用与节约保护，协调好水利建设与生态环境的关系，把山、水、林、田、湖作为一个生命共同体，统筹推进治水和治山、治水和治林、治水和治田，开展水生态综合治理，提升水源涵养能力和生态自我修复功能，着力构建生态安全屏障。
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》明确，必须要牢固树立和贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，把强化水安全保障摆在重要位置，对加快重大水利工程和民生水利项目建设、完善水利基础设施网络进行科学规划，对落实最严格水资源管理制度、加强水环境保护和治理作出重点安排。
近年来，国家推进生态文明建设，落实最严格水资源管理制度，保护和修复生态环境，保障河湖基本生态用水，维护河湖健康，促进水资源可持续利用，对全面保障饮用水源安全都提出了更高的要求。
1.1.3 水利部始终突出保护优先原则切实保障饮水安全
水利部作为水行政主管部门，始终把保障城乡饮用水安全作为民生水利的首要任务，始终突出保护优先原则，积极推进各项保护工作落实，强调做好水质保障工作，时刻确保供水安全，水利部组织编制了《全国城市饮用水水源地安全保障规划》（2008—2020年），先后核准公布了三批“全国重要饮用水水源地名录”。
为进一步贯彻落实2011年中央一号文件要求，切实保障饮水安全，2011年6月，水利部印发了《关于开展全国重要饮用水水源地安全保障达标建设的通知》（水资源〔2011〕329号），决定自2011年开始，开展全国重要饮用水水源地安全保障达标建设，力争用5年的时间，列入名录的全国重要饮用水水源地达到“水量保证、水质合格、监控完备、制度健全”，初步建成重要饮用水水源地安全保障体系。
按照水利部统一部署，自2011年各流域机构和各级地方水行政主管部门开展重要饮用水水源地达标建设和安全评估等大量工作，重要水源地安全状况和监管水平不断提高，确保饮水水源安全，为经济社会可持续发展提供可靠的水源保障。
1.1.4 中法合作基础
饮用水源保护生态修复成套关键技术合作研究项目是基于2009年中法关于水资源领域的协议，落实中法双方关于水资源领域的合作海河流域项目第一阶段、第二阶段合作协议的重要内容之一。
1.1.4.1 中法合作协议
2009年12月，在时任国务院总理温家宝和法国总理弗朗索瓦·菲永的见证下，水利部部长陈雷与法国生态、能源、可持续发展和海洋部国务秘书多米尼克·比斯罗在人民大会堂共同签署了《中华人民共和国水利部与法兰西共和国生态、能源、可持续发展和海洋部关于水资源领域的合作协议》（见附录1），双方确定将海河流域为中法水资源领域合作重点研究区域，中法海河流域水资源综合管理项目正式启动。
1.1.4.2 中法合作项目阶段合作协议
2011年7月4日，在水利部副部长矫勇和法国驻华大使白林的见证下，中法双方在中国北京签订了《中华人民共和国和法兰西共和国关于水资源领域的合作海河流域项目第一阶段合作协议》（见附录2）。2011年7月至2012年3月，通过互访与培训深入了解各自流域机构的运行及管理机制，为拟定具体合作项目做充分准备。
2012年3月12日，在水利部部长陈雷和法国合作部部长亨利·德兰古尔见证下，中法双方在法国马赛签订了《中华人民共和国和法兰西共和国关于水资源领域合作海河流域项目第二阶段合作协议》（见附录3）。选择海河流域的州河流域为项目研究区，通过国际合作专项、技术咨询等开展中法国际合作，双方通过互派代表团，组织技术培训、开展实地考察等多种形式，在水资源保护、水环境监测、水生态系统保护与修复、面源污染控制、蓝藻暴发预测模型、生态治污、水质监测和预警系统等方面开展双边合作与技术交流，推进了海河流域水资源保护与综合管理。
1.1.4.3 中法双方优势互补
（1）水生态保护与修复经验和技术方面。法国是欧洲发展较早且较快的国家，随着经济社会的快速发展，20世纪50—60年代曾出现了严重的水环境污染危机。法国政府在水生态保护与修复方面做出了积极努力，通过推进行政立法、建立管理机制、运用经济手段和开发应用新技术等多种手段加强水资源综合治理，使国内水环境污染得到有效控制，水生态系统得到根本性改善；同时在水质监测、湿地修复、污水处理、洪水防治、河流恢复、河道疏浚淤泥、湖库蓝藻暴发预警等方面积累了大量的经验，也开发出了先进的技术。
欧盟制定的水框架指令将保护水环境作为首要目标，其对河流污染物、生物种类等生态指标均有明确的定量要求，目标是到2020年，地表水、地下水和近海水域的水体达到良好的状态。为达到这个目标，法国从水质监测、水政监察、规划制定以及项目实施等方面做出了安排部署。在水质监测方面，法国已经建成了6600多个地表水和3100多个地下水监测站点，并通过信息平台，实现了数据的整合、统一管理与在线公开查询等功能，为各类水事活动提供基础数据支撑；水政监察方面，建立了水督察制度和水行政许可制度，2014年法国通过水督察制度处理水事案件1330件，检查了5.5万项行政许可事项；在规划管理方面，采用“自下而上”的方法，以子流域为单位，邀请地方政府行政管理机构代表和经济上的利益相关方参与管理规划或措施计划的编制，便于得到其在投资和具体实施过程中的支持。据了解，2009—2015年法国有超过40亿欧元的资金用于河流、水体的环境改善和生态修复项目，达到良好状态的水体已经由2009年的41％提高到2013年的43％。
我国随着人口的快速增长和经济社会的高速发展，水生态系统承受越来越大的压力，出现了水源枯竭、水体污染和富营养化等问题，河道断流、湿地萎缩消亡、地下水超采、绿洲退化等现象也在多地发生。近年来已开展北方水库蓝藻暴发阈值研究、海河流域平原河道生态保护与修复模式研究等科研项目，建立了人工湿地净化污水的示范工程，在水资源保护方面取得了一系列具有实际应用价值的研究成果与技术，并对水源地进行了长期的跟踪监测。另外，国内在河流、湖泊污染水体生态修复方面也开展了大量研究，所取得的相关技术也值得借鉴。针对海河流域典型区域、典型问题开展水生态系统保护和修复的试点，引入法国水生态保护与修复理念和技术，通过试点研究，提出系统的可复制、可推广的成果，加快高新技术的引进消化吸收和创新再推广。
（2）水资源保护与管理方面。法国自1964年颁布水法以来，一直以流域管理作为水资源管理的主要方式。河流水量与水质、生态环境、湿地保护、防洪等事务均以流域为单元进行统一管理。流域管理中，又有流域委员会和流域管理局，二者根据法律的规定，各司其职，分工明确，运转协调。流域管理局通过地方政府上交水费等渠道筹集资金，统一用于水资源开发、污染防治、水质改进等。这种模式基本实现了涉水事务统一管理，避免了多部门、流域与地方重复管理的弊端，得到法国乃至欧洲的广泛认同。
在水资源保护方面，法国生态、可持续发展和能源部负责根据欧盟水框架指令要求，制定相关政策，要求本国各流域编制水环境改善规划。从2004年开始，开展编制了3轮各为期6年的“水资源管理与整治指导方案”（SDAGE）。各流域水务管理署组织各地水务局以及中央政府下设在大区和省的相关政府机构正在编制2016—2021年SDAGE，要求应在2015年12月获批准。编制SDAGE的关键工作是要开展河流状况的诊断分析，目的是告知公众以及流域相关人员，水体的状况、变化、破坏程度，人类活动的影响，以及用水的经济问题等。报告主要对河流流域进行描述（水体、类型等）、对区域被人类占用的情况进行描述、对人类活动对水生环境造成的压力进行描述并评估影响、对水体状态进行评估预测在2021年不能达标的风险、对成本回收进行评估以及对受保护区进行登记等。最后，由流域委员会批准通过状况分析报告，作为编制SDAGE的重要支撑。
我国的水资源保护与管理体制是流域管理与行政区域管理相结合的管理体制，建立了七大流域机构。随着《水法》《水污染防治法》《水土保持法》《防洪法》等涉水法律的颁布，流域机构在水资源管理、综合规划、工程建设方面开展了大量卓有成效的工作，但至今尚无真正的流域法，流域管理机构法律地位不明确，与地方水利部门职能存在一定的交叉，各地在经济发展、社会需求等的驱动下，不会自觉地、主动地从全流域的利益、从流域可持续发展的角度来开发、利用本行政区域内的自然资源和自然环境，导致“地方强、流域弱”的问题突出。加之我国水污染监管与防治、水生态治理等职责涉及多部门，各相关管理部门的职能定位交叉，缺乏有效的跨部门、跨地区的协调机制与平台，更加弱化了涉水事务流域统一管理的职能。
我国在流域管理上，虽不能照搬法国的管理模式，但可以在一定程度上进行借鉴。建议在国家水行政主管部门的管理下，进一步强化流域机构在水资源开发利用、涉水环境保护、水利工程建设等方面的职能，正确处理中央和地方、流域管理与行政区域管理、统一管理与分级管理以及水资源开发、利用、节约和保护的关系，明确各自权限分工，充分运用间接管理、动态管理和事后监督管理等手段，建立地方、部门共同参与的管理协调机制，逐步解决“多龙治水”的局面，实现流域综合管理。同时，进一步推动涉水相关法律体系的健全与完善，给流域机构履行职责提供法律支撑和保障。
总之，通过中法国际合作，中方拟达到学习法国在饮用水源保护和污染治理方面的技术和经验，引进生物预警监测技术和方法，形成海河流域饮用水源保护成套关键技术，实现饮用水源保护成套关键技术从理论到实践的跨越，为流域水资源综合管理提供技术支撑等目的。法方拟达到探讨不同地域饮用水源保护的技术特点，分享饮用水源保护成套关键技术，共同提升饮用水源保护研究水平等目的。通过中法合作开发，不断改进完善相关技术，形成针对海河流域水源地生态修复关键技术上的集成，以保障海河流域供水安全。