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水污染治本之策在綠色發(fā)展
來(lái)源:中國(guó)科學(xué)報(bào)
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作者:趙利利
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發(fā)布時(shí)間: 2017-11-17
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生態(tài)建設(shè)是城市現(xiàn)代化發(fā)展的必然要求,。黨的十九大報(bào)告指出，建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計(jì),，要堅(jiān)持人與自然和諧共生,，必須樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念,。
當(dāng)前，我國(guó)城市水環(huán)境狀況不容樂(lè)觀,，城市化建設(shè)承受著巨大的水污染“陣痛”,。
在近日舉辦的2017中國(guó)城市及區(qū)域環(huán)境發(fā)展論壇上，中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)原理事長(zhǎng)王玉慶表示,，“形成綠色發(fā)展方式和生活方式是城市和區(qū)域環(huán)境治理的根本之策,，中國(guó)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)進(jìn)入中高速增長(zhǎng)新常態(tài)，到了只有轉(zhuǎn)型升級(jí)才能持續(xù)增長(zhǎng)的關(guān)鍵階段,?？萍紕?chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步是轉(zhuǎn)型升級(jí)最強(qiáng)大的動(dòng)力，轉(zhuǎn)向哪兒？轉(zhuǎn)向綠色發(fā)展,?！?/span>
城鎮(zhèn)化凸顯特殊性
水環(huán)境在區(qū)域城市發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，到底有多重要,？中國(guó)工程院院士侯立安舉了個(gè)例子：“比如說(shuō),，我們國(guó)家今年作出了建設(shè)雄安新區(qū)的重大決策，但是,，如果沒(méi)有白洋淀水域,，新區(qū)建設(shè)可能連最基礎(chǔ)的資源條件都不具備?！?/span>
然而,，侯立安同時(shí)表示，目前的白洋淀水域無(wú)論是從水量還是水質(zhì)方面考量,，都難以滿足雄安新區(qū)當(dāng)前建設(shè)和未來(lái)發(fā)展的需求,。
我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，人均水資源量?jī)H為世界平均水平的1/4,。京津冀作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)的重要區(qū)域,，人均水資源不到300 立方米，而聯(lián)合國(guó)制定的人均水資源“最貧窮”標(biāo)準(zhǔn)為500 立方米,。
不僅如此,，嚴(yán)重的水污染問(wèn)題越來(lái)越成為城市現(xiàn)代化建設(shè)的掣肘。數(shù)據(jù)顯示,，2016年全國(guó)地表水1940個(gè)考核斷面（點(diǎn)位）中,，Ⅲ類以下水質(zhì)占32.2%；全國(guó)地下水水質(zhì)較差,、極差的比例分別占45.4%,、14.7%；截至2017年10月底,，全國(guó)295座地級(jí)及以上城市中,，有220座城市發(fā)現(xiàn)黑臭水體，占74.6%,。
“水是生態(tài)系統(tǒng)的控制性要素,，也是最活躍的控制性要素?！敝袊?guó)工程院院士王浩強(qiáng)調(diào)了水資源趨緊的危害,，“人類活動(dòng)影響了水循環(huán)的時(shí)空分布，而水時(shí)空分布的改變則脅迫生態(tài)系統(tǒng)退化,，反過(guò)來(lái)威脅到人類的生存和可持續(xù)發(fā)展,?！?/span>
王浩進(jìn)一步闡述了城市發(fā)展與水環(huán)境問(wèn)題之間的關(guān)系，“城市化發(fā)展過(guò)程通常呈現(xiàn)出一條‘S’型曲線,，被稱為諾瑟姆曲線,。這條曲線抽象了許多發(fā)達(dá)國(guó)家的城市化發(fā)展規(guī)律，證明城市化率達(dá)到30%~70%時(shí)是城市化最快的時(shí)期,。以人口計(jì)算,，2016年我們國(guó)家城市化率是57%，這表明我國(guó)正處于城市化高速發(fā)展的時(shí)期,?！彼J(rèn)為，城市水問(wèn)題的“中國(guó)困境”與我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程直接相關(guān),。
我國(guó)城市水問(wèn)題有其特殊性和復(fù)雜性,。除氣候原因之外，王浩表示,，一方面，我國(guó)人口多,、城市密集,，每平方公里建成區(qū)擁有1萬(wàn)~2萬(wàn)人，而美國(guó)僅為3000人,；與西方國(guó)家“空心化”程度較高不同,，我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以實(shí)體經(jīng)濟(jì)和制造業(yè)居多，排放的污染負(fù)荷比較大,。另一方面,，我國(guó)城市化發(fā)展過(guò)程中存在著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)跟不上的問(wèn)題，比如設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低以及污水處理能力和質(zhì)量達(dá)不到要求等,。
破解新型污染難題
“水十條”實(shí)施兩年來(lái),，我國(guó)總體水環(huán)境質(zhì)量有了一定程度的改善，“南水北調(diào)”工程的全面通水也帶來(lái)了顯著的生態(tài)和社會(huì)效益,。據(jù)南水北調(diào)中線建設(shè)管理局?jǐn)?shù)據(jù),，截至2017年5月底，南水北調(diào)中線工程向北方累計(jì)供水77.79億立方米,，沿線京津冀豫四省市受益人口已達(dá)5300多萬(wàn),。北京市“南水”的日供水量超過(guò)七成，地下水位出現(xiàn)明顯回升,。
盡管如此,，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式尚未得到根本改變，城市水資源問(wèn)題仍然不容小覷,?！半S著環(huán)境保護(hù)力度的加大和環(huán)保執(zhí)法的深入,，傳統(tǒng)形式的污染逐步減少，而新型污染源則有上升趨勢(shì),，并且對(duì)城市水環(huán)境影響較大,。”王浩說(shuō),。
城市水污染的根本來(lái)源是生活和工業(yè)排污等傳統(tǒng)污染源,，但是，以城市垃圾不當(dāng)處理引起的水污染,、大氣污染干濕沉降等為代表的新型污染源近年來(lái)日益引起人們的重視,。
“當(dāng)前，我國(guó)垃圾堆存量已經(jīng)達(dá)到60億噸,，全國(guó)660個(gè)城市中有200個(gè)城市陷入垃圾圍城的困境,。”王浩介紹道,，我國(guó)城市垃圾的主要處理方式是填埋處理,，垃圾在填埋過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生威脅周圍水源和公眾健康的垃圾滲濾液，形成二次污染,，“即使在填埋場(chǎng)封場(chǎng)后的數(shù)年內(nèi),，這種現(xiàn)象仍會(huì)持續(xù)。垃圾滲濾液是一種非常復(fù)雜的高濃度有機(jī)污水,，有機(jī)物和氨氮的含量都很高,，它比垃圾堆放的直接污染更為嚴(yán)重?！?/span>
“不要小看大氣干濕沉降,。”王浩說(shuō),，“我們經(jīng)過(guò)詳細(xì)的大數(shù)據(jù)實(shí)地原型觀測(cè)發(fā)現(xiàn),，太湖流域的總污染負(fù)荷中，來(lái)自大氣的污染源占到20%,。華北地區(qū),，包括北京，每年每平方公里光是鉛沉降就達(dá)到6~8公斤,，硫沉降為14~16噸,，還有其他很多數(shù)據(jù)，這些是城市水污染的新型污染源,?！?/span>
侯立安也認(rèn)為，水體中非常規(guī)污染物的威脅在逐漸加大,?！跋窨股?、干擾素、激素,、藻毒素以及一些塑料,、微顆粒等對(duì)水安全的威脅逐漸成為國(guó)際關(guān)注的熱點(diǎn)，這些污染物在引發(fā)人類機(jī)體致病的同時(shí)也給水污染處理帶來(lái)了很大的困難,?！?/span>
在當(dāng)前污染物種類多元化的情況下，傳統(tǒng)水處理工藝的凈水效果非常有限,。以飲用水為例,，目前全國(guó)95%以上的公共供水廠是在飲用水衛(wèi)生新標(biāo)準(zhǔn)頒布之前建設(shè)的，很難確保徹底去除水中含有的消毒副產(chǎn)物,、重金屬,、有機(jī)物等殘留物。
“我們90%左右的自來(lái)水廠還是過(guò)去的混凝,、沉淀,、過(guò)濾，對(duì)于滿足新國(guó)標(biāo)106項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的凈水工藝,，特別是新型污染物的處理,，顯然它力不從心?！焙盍舱f(shuō)。
科學(xué)建立水生態(tài)保障體系
按照綠色發(fā)展要求,，解決城市水環(huán)境面臨的問(wèn)題還要靠走綠色發(fā)展道路,。王玉慶表示，當(dāng)前,，信息技術(shù),、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能制造及新能源的結(jié)合大大提高了生產(chǎn)力，減少了環(huán)境污染,，新經(jīng)濟(jì)模式的興起為綠色發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的機(jī)遇,。
“水污染問(wèn)題在水里，原因在岸上,?！蓖鹾普J(rèn)為，目前一些排放標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的科學(xué)性,、合理性及與我國(guó)國(guó)情的適合程度都“不大對(duì)頭”,。以流域?yàn)閱卧ㄟ^(guò)識(shí)別點(diǎn)源,、面源,、內(nèi)源,、外源的貢獻(xiàn)來(lái)評(píng)估河流環(huán)境承載能力，進(jìn)而確定水污染排放控制總量的水污染問(wèn)診方式事實(shí)上要求“目標(biāo)倒逼核算技術(shù)”,。
王浩表示,，“首先要確定河段的生態(tài)服務(wù)功能，其次確定其水質(zhì)等級(jí)及水環(huán)境容量,，在此基礎(chǔ)上,，經(jīng)過(guò)污染源調(diào)查、軟件模擬算出入河污染總量,，從而得出污染物總量,。把控制的污染物總量分解到各個(gè)河段的面源入口、大氣干濕沉降以及排污口,，再?gòu)呐盼劭诘姆纸饬康雇频疥懹蛏?，分向排污企業(yè)，這樣倒推的排放標(biāo)準(zhǔn)才是科學(xué)的,?！?/span>
無(wú)論水問(wèn)題的表現(xiàn)形式如何，生態(tài)流域問(wèn)題是產(chǎn)生水問(wèn)題的根本癥結(jié),。城市水生態(tài)建設(shè)其實(shí)是要通過(guò)一系列措施實(shí)現(xiàn)良性的水循環(huán),，使水與人類社會(huì)相適應(yīng)。
王浩把生態(tài)流域建設(shè)的科學(xué)內(nèi)涵概括為洪澇的海綿化,、黑臭的清潔化,、雨水的資源化?！皬纳鷳B(tài)流域的科學(xué)內(nèi)涵出發(fā),，城市水環(huán)境治理的根本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)三大耦合平衡。一是洪水水量的平衡,，做到水量的下瀉和分散滯留平衡,；二是污染的產(chǎn)生和消減平衡；三是雨水的控制量和城鄉(xiāng)利用量,、回用量之間的相互平衡,。”
此外,，創(chuàng)新水生態(tài)保障技術(shù)也是綠色發(fā)展的要義所在,，這就意味著要在水專項(xiàng)、“973”計(jì)劃,、國(guó)家科技支撐計(jì)劃等項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,，進(jìn)一步開展包括新型污染物的強(qiáng)化去除技術(shù)、管網(wǎng)安全輸配技術(shù)等在內(nèi)的大量技術(shù)攻關(guān)和工程示范,。正如侯立安所言,，集成具有流域特色的“從源頭到龍頭”的水安全保障技術(shù)體系,。另外，創(chuàng)新水生態(tài)保障技術(shù)也要探索大數(shù)據(jù),、水質(zhì)監(jiān)管系統(tǒng)等,，“互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算,、大數(shù)據(jù)也要利用起來(lái)”,。
當(dāng)前，我國(guó)城市水環(huán)境狀況不容樂(lè)觀,，城市化建設(shè)承受著巨大的水污染“陣痛”,。
在近日舉辦的2017中國(guó)城市及區(qū)域環(huán)境發(fā)展論壇上，中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)原理事長(zhǎng)王玉慶表示,，“形成綠色發(fā)展方式和生活方式是城市和區(qū)域環(huán)境治理的根本之策,，中國(guó)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)進(jìn)入中高速增長(zhǎng)新常態(tài)，到了只有轉(zhuǎn)型升級(jí)才能持續(xù)增長(zhǎng)的關(guān)鍵階段,?？萍紕?chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步是轉(zhuǎn)型升級(jí)最強(qiáng)大的動(dòng)力，轉(zhuǎn)向哪兒？轉(zhuǎn)向綠色發(fā)展,?！?/span>
城鎮(zhèn)化凸顯特殊性
水環(huán)境在區(qū)域城市發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，到底有多重要,？中國(guó)工程院院士侯立安舉了個(gè)例子：“比如說(shuō),，我們國(guó)家今年作出了建設(shè)雄安新區(qū)的重大決策，但是,，如果沒(méi)有白洋淀水域,，新區(qū)建設(shè)可能連最基礎(chǔ)的資源條件都不具備?！?/span>
然而,，侯立安同時(shí)表示，目前的白洋淀水域無(wú)論是從水量還是水質(zhì)方面考量,，都難以滿足雄安新區(qū)當(dāng)前建設(shè)和未來(lái)發(fā)展的需求,。
我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，人均水資源量?jī)H為世界平均水平的1/4,。京津冀作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)的重要區(qū)域,，人均水資源不到300 立方米，而聯(lián)合國(guó)制定的人均水資源“最貧窮”標(biāo)準(zhǔn)為500 立方米,。
不僅如此,，嚴(yán)重的水污染問(wèn)題越來(lái)越成為城市現(xiàn)代化建設(shè)的掣肘。數(shù)據(jù)顯示,，2016年全國(guó)地表水1940個(gè)考核斷面（點(diǎn)位）中,，Ⅲ類以下水質(zhì)占32.2%；全國(guó)地下水水質(zhì)較差,、極差的比例分別占45.4%,、14.7%；截至2017年10月底,，全國(guó)295座地級(jí)及以上城市中,，有220座城市發(fā)現(xiàn)黑臭水體，占74.6%,。
“水是生態(tài)系統(tǒng)的控制性要素,，也是最活躍的控制性要素?！敝袊?guó)工程院院士王浩強(qiáng)調(diào)了水資源趨緊的危害,，“人類活動(dòng)影響了水循環(huán)的時(shí)空分布，而水時(shí)空分布的改變則脅迫生態(tài)系統(tǒng)退化,，反過(guò)來(lái)威脅到人類的生存和可持續(xù)發(fā)展,?！?/span>
王浩進(jìn)一步闡述了城市發(fā)展與水環(huán)境問(wèn)題之間的關(guān)系，“城市化發(fā)展過(guò)程通常呈現(xiàn)出一條‘S’型曲線,，被稱為諾瑟姆曲線,。這條曲線抽象了許多發(fā)達(dá)國(guó)家的城市化發(fā)展規(guī)律，證明城市化率達(dá)到30%~70%時(shí)是城市化最快的時(shí)期,。以人口計(jì)算,，2016年我們國(guó)家城市化率是57%，這表明我國(guó)正處于城市化高速發(fā)展的時(shí)期,?！彼J(rèn)為，城市水問(wèn)題的“中國(guó)困境”與我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程直接相關(guān),。
我國(guó)城市水問(wèn)題有其特殊性和復(fù)雜性,。除氣候原因之外，王浩表示,，一方面，我國(guó)人口多,、城市密集,，每平方公里建成區(qū)擁有1萬(wàn)~2萬(wàn)人，而美國(guó)僅為3000人,；與西方國(guó)家“空心化”程度較高不同,，我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以實(shí)體經(jīng)濟(jì)和制造業(yè)居多，排放的污染負(fù)荷比較大,。另一方面,，我國(guó)城市化發(fā)展過(guò)程中存在著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)跟不上的問(wèn)題，比如設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低以及污水處理能力和質(zhì)量達(dá)不到要求等,。
破解新型污染難題
“水十條”實(shí)施兩年來(lái),，我國(guó)總體水環(huán)境質(zhì)量有了一定程度的改善，“南水北調(diào)”工程的全面通水也帶來(lái)了顯著的生態(tài)和社會(huì)效益,。據(jù)南水北調(diào)中線建設(shè)管理局?jǐn)?shù)據(jù),，截至2017年5月底，南水北調(diào)中線工程向北方累計(jì)供水77.79億立方米,，沿線京津冀豫四省市受益人口已達(dá)5300多萬(wàn),。北京市“南水”的日供水量超過(guò)七成，地下水位出現(xiàn)明顯回升,。
盡管如此,，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式尚未得到根本改變，城市水資源問(wèn)題仍然不容小覷,?！半S著環(huán)境保護(hù)力度的加大和環(huán)保執(zhí)法的深入,，傳統(tǒng)形式的污染逐步減少，而新型污染源則有上升趨勢(shì),，并且對(duì)城市水環(huán)境影響較大,。”王浩說(shuō),。
城市水污染的根本來(lái)源是生活和工業(yè)排污等傳統(tǒng)污染源,，但是，以城市垃圾不當(dāng)處理引起的水污染,、大氣污染干濕沉降等為代表的新型污染源近年來(lái)日益引起人們的重視,。
“當(dāng)前，我國(guó)垃圾堆存量已經(jīng)達(dá)到60億噸,，全國(guó)660個(gè)城市中有200個(gè)城市陷入垃圾圍城的困境,。”王浩介紹道,，我國(guó)城市垃圾的主要處理方式是填埋處理,，垃圾在填埋過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生威脅周圍水源和公眾健康的垃圾滲濾液，形成二次污染,，“即使在填埋場(chǎng)封場(chǎng)后的數(shù)年內(nèi),，這種現(xiàn)象仍會(huì)持續(xù)。垃圾滲濾液是一種非常復(fù)雜的高濃度有機(jī)污水,，有機(jī)物和氨氮的含量都很高,，它比垃圾堆放的直接污染更為嚴(yán)重?！?/span>
“不要小看大氣干濕沉降,。”王浩說(shuō),，“我們經(jīng)過(guò)詳細(xì)的大數(shù)據(jù)實(shí)地原型觀測(cè)發(fā)現(xiàn),，太湖流域的總污染負(fù)荷中，來(lái)自大氣的污染源占到20%,。華北地區(qū),，包括北京，每年每平方公里光是鉛沉降就達(dá)到6~8公斤,，硫沉降為14~16噸,，還有其他很多數(shù)據(jù)，這些是城市水污染的新型污染源,?！?/span>
侯立安也認(rèn)為，水體中非常規(guī)污染物的威脅在逐漸加大,?！跋窨股?、干擾素、激素,、藻毒素以及一些塑料,、微顆粒等對(duì)水安全的威脅逐漸成為國(guó)際關(guān)注的熱點(diǎn)，這些污染物在引發(fā)人類機(jī)體致病的同時(shí)也給水污染處理帶來(lái)了很大的困難,?！?/span>
在當(dāng)前污染物種類多元化的情況下，傳統(tǒng)水處理工藝的凈水效果非常有限,。以飲用水為例,，目前全國(guó)95%以上的公共供水廠是在飲用水衛(wèi)生新標(biāo)準(zhǔn)頒布之前建設(shè)的，很難確保徹底去除水中含有的消毒副產(chǎn)物,、重金屬,、有機(jī)物等殘留物。
“我們90%左右的自來(lái)水廠還是過(guò)去的混凝,、沉淀,、過(guò)濾，對(duì)于滿足新國(guó)標(biāo)106項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的凈水工藝,，特別是新型污染物的處理,，顯然它力不從心?！焙盍舱f(shuō)。
科學(xué)建立水生態(tài)保障體系
按照綠色發(fā)展要求,，解決城市水環(huán)境面臨的問(wèn)題還要靠走綠色發(fā)展道路,。王玉慶表示，當(dāng)前,，信息技術(shù),、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能制造及新能源的結(jié)合大大提高了生產(chǎn)力，減少了環(huán)境污染,，新經(jīng)濟(jì)模式的興起為綠色發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的機(jī)遇,。
“水污染問(wèn)題在水里，原因在岸上,?！蓖鹾普J(rèn)為，目前一些排放標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的科學(xué)性,、合理性及與我國(guó)國(guó)情的適合程度都“不大對(duì)頭”,。以流域?yàn)閱卧ㄟ^(guò)識(shí)別點(diǎn)源,、面源,、內(nèi)源,、外源的貢獻(xiàn)來(lái)評(píng)估河流環(huán)境承載能力，進(jìn)而確定水污染排放控制總量的水污染問(wèn)診方式事實(shí)上要求“目標(biāo)倒逼核算技術(shù)”,。
王浩表示,，“首先要確定河段的生態(tài)服務(wù)功能，其次確定其水質(zhì)等級(jí)及水環(huán)境容量,，在此基礎(chǔ)上,，經(jīng)過(guò)污染源調(diào)查、軟件模擬算出入河污染總量,，從而得出污染物總量,。把控制的污染物總量分解到各個(gè)河段的面源入口、大氣干濕沉降以及排污口,，再?gòu)呐盼劭诘姆纸饬康雇频疥懹蛏?，分向排污企業(yè)，這樣倒推的排放標(biāo)準(zhǔn)才是科學(xué)的,?！?/span>
無(wú)論水問(wèn)題的表現(xiàn)形式如何，生態(tài)流域問(wèn)題是產(chǎn)生水問(wèn)題的根本癥結(jié),。城市水生態(tài)建設(shè)其實(shí)是要通過(guò)一系列措施實(shí)現(xiàn)良性的水循環(huán),，使水與人類社會(huì)相適應(yīng)。
王浩把生態(tài)流域建設(shè)的科學(xué)內(nèi)涵概括為洪澇的海綿化,、黑臭的清潔化,、雨水的資源化?！皬纳鷳B(tài)流域的科學(xué)內(nèi)涵出發(fā),，城市水環(huán)境治理的根本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)三大耦合平衡。一是洪水水量的平衡,，做到水量的下瀉和分散滯留平衡,；二是污染的產(chǎn)生和消減平衡；三是雨水的控制量和城鄉(xiāng)利用量,、回用量之間的相互平衡,。”
此外,，創(chuàng)新水生態(tài)保障技術(shù)也是綠色發(fā)展的要義所在,，這就意味著要在水專項(xiàng)、“973”計(jì)劃,、國(guó)家科技支撐計(jì)劃等項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,，進(jìn)一步開展包括新型污染物的強(qiáng)化去除技術(shù)、管網(wǎng)安全輸配技術(shù)等在內(nèi)的大量技術(shù)攻關(guān)和工程示范,。正如侯立安所言,，集成具有流域特色的“從源頭到龍頭”的水安全保障技術(shù)體系,。另外，創(chuàng)新水生態(tài)保障技術(shù)也要探索大數(shù)據(jù),、水質(zhì)監(jiān)管系統(tǒng)等,，“互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算,、大數(shù)據(jù)也要利用起來(lái)”,。