孟 凱

(寧波大學(xué) 建筑工程與環(huán)境學(xué)院，浙江 寧波 315211)

隨著科學(xué)發(fā)展觀的提出以及和諧社會(huì)的構(gòu)建，可持續(xù)發(fā)展的概念已經(jīng)深入人心，并且具有迫切的現(xiàn)實(shí)需要。資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾日漸突出，人們不得不在環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)，以體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的真正內(nèi)涵。飲用水是人類生存的基本需求，飲用水環(huán)境保護(hù)不僅事關(guān)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，更重要的是直接關(guān)系到公眾的健康，是一個(gè)國(guó)家社會(huì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。因此，制定科學(xué)合理的飲用水水環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目規(guī)劃顯得極為重要和迫切。然而，水環(huán)境保護(hù)的資金投入和水源地流域內(nèi)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失必然會(huì)引起經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效益的消長(zhǎng)，這就需要運(yùn)用一個(gè)兼顧兩者的綜合指標(biāo)體系來權(quán)衡水環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目規(guī)劃實(shí)施的優(yōu)劣得失，并判斷項(xiàng)目實(shí)施是否合理和可行。

1 水環(huán)境生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)

1.1 概念

水環(huán)境生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)相互作用和聯(lián)系，具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)整體。該系統(tǒng)是由水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)以及與保護(hù)健康水環(huán)境相關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)部分產(chǎn)業(yè)組成的。其功能主要體現(xiàn)在水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)在物質(zhì)循環(huán)、資金流動(dòng)、綜合效益消長(zhǎng)等幾個(gè)方面的耦合關(guān)聯(lián)［1］。

1.2 特點(diǎn)

水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)相互聯(lián)系和相互作用。在水環(huán)境生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中，水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，人類如果能夠很好地保護(hù)水環(huán)境、提高生態(tài)效益、實(shí)現(xiàn)生態(tài)目標(biāo)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)便有良好的生態(tài)條件，可以更好地利用自然資源，使生產(chǎn)力得到較快的發(fā)展，提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高，可以不斷地為水環(huán)境的保護(hù)、實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和生態(tài)目標(biāo)提供資金、技術(shù)和物質(zhì)支持，從而保證健康水環(huán)境的維持。相反，如果忽視水環(huán)境的保護(hù)，它所導(dǎo)致的水環(huán)境惡化和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降就會(huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的制約作用，影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。由此可知，兩者間的相互聯(lián)系和相互作用是非常明顯的［2］。

水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的矛盾性。為了保護(hù)水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的健康，需要對(duì)在生產(chǎn)過程中影響水環(huán)境的部分經(jīng)濟(jì)部門采取一系列整改措施，也要投入大量資金用于規(guī)劃和實(shí)施水環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目，這勢(shì)必影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，引起經(jīng)濟(jì)效益的消長(zhǎng)與浮動(dòng)。而一味追求提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的效益，而忽略水環(huán)境保護(hù)的重要性，那么健康的水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)被破壞。由此可見，兩者間的矛盾性很突出。

水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的開放性。由于水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)是自然生態(tài)系統(tǒng)的一部分，它和其所依存的自然生態(tài)系統(tǒng)之間時(shí)時(shí)刻刻都在進(jìn)行著物質(zhì)、能量和信息的交換。另一方面，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的各資源要素之間及其和自然生態(tài)系統(tǒng)間也進(jìn)行著物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞等。所以，兩者均具有開放性。

2 水環(huán)境保護(hù)生態(tài)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效益

正如上面提到的水環(huán)境生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的特點(diǎn)，水環(huán)境生態(tài)效益與社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效益的關(guān)系也存在著相互聯(lián)系、相互影響、相輔相成的矛盾統(tǒng)一性特征。

投入資金保護(hù)水環(huán)境，使水環(huán)境生態(tài)效益提高，維持在一個(gè)健康的水平，勢(shì)必要犧牲和水環(huán)境保護(hù)相關(guān)聯(lián)的某些產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。反之，僅僅考慮經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效益的提升，而忽略健康水環(huán)境的保護(hù)，水環(huán)境生態(tài)效益便會(huì)下降。所以，要科學(xué)的評(píng)價(jià)兩者效益消長(zhǎng)的合理性，就需要建立水環(huán)境保護(hù)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效益綜合評(píng)價(jià)體系。

我們定量的研究水環(huán)境保護(hù)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效益綜合指數(shù)，規(guī)劃一系列水環(huán)境保護(hù)工程項(xiàng)目，并比較工程前后綜合指數(shù)的變化情況，以此為依據(jù)判斷工程實(shí)施的合理性和必要性。

3 水環(huán)境保護(hù)生態(tài)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效益評(píng)價(jià)體系

3.1 指標(biāo)體系

把2009年作為基準(zhǔn)年，以水環(huán)境2009年的水質(zhì)數(shù)據(jù)和流域內(nèi)與水環(huán)境保護(hù)相關(guān)的農(nóng)林業(yè)、食品加工業(yè)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和旅游業(yè)4類產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)總收入為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，建立健康水環(huán)境指數(shù)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)指數(shù)運(yùn)算模型，通過基準(zhǔn)年數(shù)據(jù)測(cè)算2個(gè)指數(shù)M1和N1，再運(yùn)用加權(quán)平均法得出2009年水環(huán)境生態(tài)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效益綜合指數(shù)P1。通過水環(huán)境保護(hù)工程的實(shí)施 (規(guī)劃至2012年完工)，預(yù)測(cè)2012年的水質(zhì)數(shù)據(jù)和4類產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)總收入，再重新代入運(yùn)算模型得到M2和N2，得到2012年水環(huán)境生態(tài)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效益綜合指數(shù)P2。P2和P1相比較，值越大說明綜合效益越高，以此來權(quán)衡工程項(xiàng)目實(shí)施的合理性和必要性。

3.2 計(jì)算流程

計(jì)算流程如圖1所示。

圖1 水環(huán)境保護(hù)生態(tài)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效益的計(jì)算流程

3.3 計(jì)算方法

式中:M為水環(huán)境健康指數(shù)，W代表各個(gè)污染物的水環(huán)境容量，J代表各個(gè)污染物的入庫(kù)量，Q代表各個(gè)污染物對(duì)水環(huán)境影響的權(quán)重;i=1代表TN(總氮)，i=2代表 TP(總磷)，i=3代表CODCr，i=4 代表 NH3－N。

因?yàn)門N和TP是影響水環(huán)境的主要污染物，故兩者權(quán)重各取40%，CODcr和 NH3－N占次要地位，權(quán)重各取10%，即Q1=Q2=40%，Q3=Q4=10%。

式中:P為水環(huán)境生態(tài)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效益綜合指數(shù)，因?yàn)樗h(huán)境健康和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)同等重要，故M和N權(quán)重相同，都取50%。

4 實(shí)例研究

4.1 研究區(qū)概況

此次研究的溪下水庫(kù)位于寧波市鄞州區(qū)橫街鎮(zhèn)溪下村境內(nèi)，距寧波市區(qū)約15 km。水庫(kù)由2003年7月28日動(dòng)工興建，2008年7月28日通過工程竣工驗(yàn)收。水庫(kù)是一座以防洪、供水為主，結(jié)合發(fā)電、灌溉等功能為一體的綜合型水利樞紐工程。水庫(kù)集水面積29.9 km2，總庫(kù)容量2 838萬m3，正常庫(kù)容量2 074萬m3。流域內(nèi)共有大雷村，鳳凰村，云洲村，芝嶺村，毛家岙村，雷莊村6個(gè)行政村，常住人口約4 100人。

4.2 溪下水庫(kù)水環(huán)境健康現(xiàn)狀

水庫(kù)投入使用1年多以來，由于修建時(shí)殘留的植被殘?bào)w等水土廢物還沒能凈化完全，導(dǎo)致水體能見度不高，水質(zhì)不好，再加上上游河道產(chǎn)生的污染物經(jīng)河流進(jìn)入庫(kù)區(qū)，水質(zhì)變化趨勢(shì)不容樂觀，未能達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)過實(shí)地調(diào)查，造成水體污染的主要污染源是水庫(kù)上游五大源頭，分別是生活污染源、農(nóng)林業(yè)污染源、工業(yè)污染源、畜禽養(yǎng)殖污染源、旅游污染源。生活污染源主要指生活污水和生活垃圾;農(nóng)林業(yè)污染源主要指農(nóng)田和經(jīng)濟(jì)作物化肥過量施用;工業(yè)污染源主要指部分食品加工廠排出的廢水;畜禽養(yǎng)殖污染源主要指畜禽糞便;旅游污染源主要指農(nóng)家樂產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的污水。五大污染源排污系數(shù)見表1。

表1 各類污染源的排污系數(shù)

對(duì)實(shí)地進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果流域內(nèi)的常住人口4 150人，耕地 208 hm2，經(jīng)濟(jì)林面積3 248 hm2，養(yǎng)豬576頭，羊80只，雞4 600只，農(nóng)家樂年旅游人數(shù)8萬人，食品加工廠年排放污水量1 012 t。

結(jié)合表1和對(duì)實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)，經(jīng)過污染物入河量、入庫(kù)量測(cè)算，可算出影響水庫(kù)水質(zhì)的主要污染物的年產(chǎn)生量 (表2)。

水庫(kù)自身有凈化水體的功能，即水環(huán)境容量，采用總體達(dá)標(biāo)水環(huán)境容量方法，利用完全混合公式進(jìn)行水環(huán)境容量的計(jì)算［3］，具體公式如下:

表2 各污染物的入庫(kù)量

式中:W為水環(huán)境容量值 (kg·a－1);Q0、C0為進(jìn)口斷面的入流流量和污染物濃度 (mg·L－1);q為旁側(cè)入流流量 (m3·s－1);CS為該水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);V為水體體積;K為水質(zhì)各類污染物降解系數(shù)(L·d－1)。根據(jù)水庫(kù)基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)，計(jì)算得出水庫(kù)水環(huán)境容量 (表3)。

表3 各污染物Ⅱ類水環(huán)境容量

對(duì)表2、3數(shù)據(jù)進(jìn)行比較可知，在水庫(kù)以期達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)的前提下，進(jìn)入水庫(kù)的污染物并不能被水體完全自凈，尤其是TN和TP大部分滯留在庫(kù)區(qū)內(nèi)，嚴(yán)重影響水質(zhì)，距Ⅱ類水質(zhì)的要求相差甚遠(yuǎn)。不能被水環(huán)境自身凈化，而需要通過工程削減的污染量見表4。

表4 需要削減的污染量

4.3 流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)概況

根據(jù)鄞州區(qū)橫街鎮(zhèn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)收益分配統(tǒng)計(jì)年報(bào)，可知流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)情況總體較好，近年來經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，人民生活富足。由于對(duì)水庫(kù)產(chǎn)生污染的主要是農(nóng)林業(yè)、食品加工業(yè)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和旅游業(yè)，故只討論這4類產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)收入概況。通過調(diào)研，流域內(nèi)農(nóng)耕規(guī)模較小，上游山地主要為毛竹林和經(jīng)濟(jì)林，經(jīng)濟(jì)收益可觀;工業(yè)以食品加工小企業(yè)為主，排放污水的有5家，經(jīng)濟(jì)效益較好;養(yǎng)殖以散戶為主，收入中等;農(nóng)家樂產(chǎn)業(yè)發(fā)展方興未艾，多家都已經(jīng)發(fā)展為餐飲、住宿、娛樂為一體的山間度假經(jīng)營(yíng)企業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)年報(bào)，近年來溪下水庫(kù)流域內(nèi)4類產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)總收入見表5。

表5 2004－2008年流域內(nèi)4類產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)收入

根據(jù)經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)方法中的時(shí)間預(yù)測(cè)法，把各個(gè)年份的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)趨勢(shì)延續(xù)下去，并外推未來［4］，運(yùn)用自回歸分析的處理方法，估算出2009年四類產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)收入，繼而估算2010－2012年4類產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)收入。

用于時(shí)序分析的線性回歸公式是:

式中:y為預(yù)測(cè)值;t為時(shí)間變數(shù);a、b為回歸系數(shù)。

運(yùn)用最小二乘法和二階倒數(shù)，可得出如下公式，用來計(jì)算a、b的值:

式中:ˉy，ˉb均為平均數(shù)。

數(shù)據(jù)項(xiàng)為5年的產(chǎn)值收入，總項(xiàng)數(shù)為奇數(shù)，取t中值 (2006年時(shí)間變數(shù))為0，故2004、2005、2007、2008年時(shí)間變數(shù)各取 －2、 －1、1、2，Σt=0。則2009年的時(shí)間變數(shù)為3。

通過計(jì)算，預(yù)測(cè)2009年4類產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)總收入為13 517萬元。同法，可預(yù)測(cè)出2010、2011、2012年4類產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)總收入分別為15 067萬元、16 435萬元、18 141萬元。

4.4 水環(huán)境保護(hù)工程設(shè)計(jì)

基于保護(hù)飲用水源水環(huán)境，使得上游入庫(kù)污染物得到削減，因此針對(duì)五大污染源對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生的影響，結(jié)合實(shí)地勘察，制定水環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目規(guī)劃，工程自2010年開始，歷時(shí)3年，于2012年完工，以期凈化水環(huán)境，達(dá)到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為目的。工程本著技術(shù)投入先易后難，資金投入逐漸增加的原則逐年展開，具體的工程布置和工程估價(jià)見表6(污染物削減量和造價(jià)估算均以經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn))。

4.5 綜合評(píng)價(jià)

工程實(shí)施之后，4類污染物質(zhì)被大量削減，入庫(kù)量減少，水環(huán)境得到改善。然而4類產(chǎn)業(yè)由于工程資金的投入和部分生產(chǎn)的受限，經(jīng)濟(jì)總收入及其增長(zhǎng)也受到影響。工程前后的具體比較見表7。

通過工程前后污染物入庫(kù)量的數(shù)據(jù)變化以及2008－2012年度4類產(chǎn)業(yè)總收入值的測(cè)算，代入到指標(biāo)體系計(jì)算流程中，可得出下列數(shù)據(jù):

表6 水環(huán)境保護(hù)工程的規(guī)劃布置

表7 水環(huán)境保護(hù)工程預(yù)期效果

由測(cè)算結(jié)果P2＞P1，可判斷工程實(shí)施之后，雖然經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效益有所下降，但水環(huán)境生態(tài)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)綜合效益是增加的，這就鑒證了水環(huán)境保護(hù)工程實(shí)施的合理性和必要性。

5 小結(jié)

水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃應(yīng)與流域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃相協(xié)調(diào)，科學(xué)合理地開發(fā)利用水資源，并留有余地，以保護(hù)當(dāng)代和后代賴以生存的水環(huán)境，維持水資源的永續(xù)利用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，更要重視健康水環(huán)境的維護(hù)，并且秉承以人為本、因地制宜、統(tǒng)籌兼顧的原則開展水環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目規(guī)劃的實(shí)施。規(guī)劃的實(shí)施即使使短期內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)效益降低，但水環(huán)境生態(tài)經(jīng)濟(jì)綜合收益是不會(huì)減少的，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這才是資源環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展在可持續(xù)發(fā)展模式下切實(shí)可行的道路。

［1］張瑞恒.水資源經(jīng)濟(jì)論［M］.北京:中國(guó)大地出版社，2003:51－56.

［2］黃奕龍，湯潔.水資源可持續(xù)利用的生態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)［J］.吉林地質(zhì)，2001，20(4):62－63.

［3］翁煥新.城市水資源控制與管理［M］.杭州:浙江大學(xué)出版社，1998:235－238.

［4］張今聲.現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)計(jì)劃方法與模型［M］.長(zhǎng)春:吉林人民出版社，1989:46－47.