［美國(guó)］M.T.布朗 等

1 概 述

21 世紀(jì)伊始，地球與其豐富多樣的生命形式，包括60 億人口，正面臨著嚴(yán)峻的水危機(jī)。所有跡象表明，除非采取正確措施，否則水危機(jī)情況會(huì)更糟，并將持續(xù)惡化。隨著人口增加，人們生活方式的多樣化，人均用水量也在增加。于是專供人類使用的水資源的百分?jǐn)?shù)正在增加，加上可用水在時(shí)空方面的變化，其結(jié)果是水越來(lái)越少，而在有水地區(qū)，可能面臨水質(zhì)問(wèn)題。因此，水問(wèn)題包括水質(zhì)與水量?jī)蓚€(gè)方面。許多研究表明，水危機(jī)是由于水資源管理不善引發(fā)的水資源管理問(wèn)題之一。實(shí)際上，全球許多經(jīng)濟(jì)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是水對(duì)貧困人口日常生活的影響，他們經(jīng)受著與水有關(guān)的各種疾病的折磨，生活在惡劣的水環(huán)境當(dāng)中。發(fā)達(dá)國(guó)家的水問(wèn)題更多的是關(guān)于管理、水質(zhì)與成本分配方面的，而不是供水問(wèn)題。從這個(gè)意義上講，政府已經(jīng)開(kāi)始重視立法解決水問(wèn)題，歐盟水框架指令就是一個(gè)很好的范例。

2 水框架指令(WFD)

水框架指令旨在為歐盟成員國(guó)提供一個(gè)共同的水資源管理方法框架。水不再被人們認(rèn)為是無(wú)限資源，而是維持良好的環(huán)境質(zhì)量(這種環(huán)境又能保證水資源)必不可少的。需要把水作為水生態(tài)系統(tǒng)的基本要素。這一新觀點(diǎn)的基礎(chǔ)是在一個(gè)相互關(guān)連的、有效和透明的立法框架內(nèi)，促進(jìn)水資源的可持續(xù)利用，尤其要關(guān)注水資源的使用和退化。水框架指令的最終目標(biāo)是:到2015 年底全歐洲各類水體達(dá)到良好狀態(tài)。為此，該指令要求執(zhí)行一系列措施:首先，對(duì)各類水體進(jìn)行識(shí)別和分類;其次，評(píng)估發(fā)展的壓力和影響，對(duì)存在與指令目標(biāo)不一致的風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)進(jìn)行識(shí)別;然后，相關(guān)機(jī)構(gòu)必須制定觀測(cè)計(jì)劃(通過(guò)修改現(xiàn)有的河流流域管理計(jì)劃)，以便使每個(gè)流域中水體達(dá)到良好狀態(tài)。指令認(rèn)為，除了傳統(tǒng)的物理化學(xué)指標(biāo)和有毒物質(zhì)或持久污染物質(zhì)的測(cè)量以外，從生物學(xué)和水形態(tài)學(xué)兩方面對(duì)水體質(zhì)量進(jìn)行綜合診斷也是非常重要的。

總之，水框架指令的基本原則(EU－WFD，2000年)為:地表水和地下水不惡化并達(dá)到總體良好狀態(tài);采用污染控制和水資源綜合管理相結(jié)合的方法;與水務(wù)和水生區(qū)利用有關(guān)的全部成本回收;水政策的公共參與和透明。

2.1 水框架指令中的水價(jià)政策

有專家對(duì)水框架指令、指令初稿意圖的分析，以及與全成本回收原則相關(guān)的成本所作的解釋進(jìn)行了很好的總結(jié)。指令規(guī)定，到2010 年，根據(jù)全成本回收原則應(yīng)對(duì)水價(jià)政策進(jìn)行重新調(diào)整。按照水框架指令進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析并考慮污染者付費(fèi)原則。有關(guān)用戶，至少包括產(chǎn)業(yè)部門、居民和農(nóng)業(yè)用戶，都應(yīng)該對(duì)供水服務(wù)的成本回收作出貢獻(xiàn)。

2.2 供水成本

水框架指令明確說(shuō)明，成本的概念不僅僅是傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)意義上的成本，還包括與水相關(guān)的環(huán)境成本和與資源有關(guān)的成本。根據(jù)歐洲水經(jīng)濟(jì)研究組織(WATECO)指導(dǎo)文件(EU，2004 年)，全成本回收包括如下3 個(gè)部分:①財(cái)務(wù)成本，定義為運(yùn)行成本、維護(hù)成本、新投資的資本成本、資本成本的折舊成本和機(jī)會(huì)成本、管理成本和供水或處理污水的其他直接成本。②資源成本，定義為由于超過(guò)水資源自然補(bǔ)給或恢復(fù)速率(例如地下水過(guò)量開(kāi)采和地表水過(guò)量使用)引起水資源枯竭而導(dǎo)致放棄以前其他用途的機(jī)會(huì)所花費(fèi)的成本。③環(huán)境成本，定義為用水對(duì)環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境用戶產(chǎn)生損害的成本，也包括經(jīng)濟(jì)方面的外部事項(xiàng)，例如由于水資源惡化產(chǎn)生的社會(huì)影響使得農(nóng)村地區(qū)的服務(wù)部門就業(yè)損失。

財(cái)務(wù)成本用傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)會(huì)計(jì)方法容易計(jì)算，但資源成本與環(huán)境成本在現(xiàn)有水管理政策范圍內(nèi)使用目前的分析工具明顯難以計(jì)值，原因在于:①成本分類不清楚，導(dǎo)致環(huán)境價(jià)值、社會(huì)成本和經(jīng)濟(jì)成本相互混淆;②假設(shè)水資源市場(chǎng)很完善，水有理想的替代品;③傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)分析不能得到與水體物理和生物方面變化相關(guān)的環(huán)境成本;④提高飲用水的清潔度是沒(méi)有市場(chǎng)的?？傊?，評(píng)價(jià)環(huán)境成本和資源成本似乎需要應(yīng)用新的理論和方法進(jìn)行綜合分析，能夠詳細(xì)確定水質(zhì)與水量的下降，這種方法需要在嚴(yán)格定量分析的基礎(chǔ)上給出這些成本的定義和計(jì)算程序，并且要求比較容易管理(從歐盟內(nèi)收集參差不同的可用數(shù)據(jù)開(kāi)始)。

3 能值分析

能值定義為以前直接或間接用于完成一項(xiàng)工作或制作一個(gè)產(chǎn)品的一種有效能。該方法是從生態(tài)能量學(xué)領(lǐng)域中發(fā)展起來(lái)的，其經(jīng)驗(yàn)起源于對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)在自組織期間發(fā)展的能流模式的研究。能值的理論基礎(chǔ)是這樣的觀察結(jié)果，即認(rèn)為所有系統(tǒng)的功能，包括生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，均建立在有效能的轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)上。根本上來(lái)講，這些系統(tǒng)均為能量系統(tǒng)，其展現(xiàn)出的特征結(jié)構(gòu)和組織模式強(qiáng)化了能量的使用。而且，能值理論假設(shè)環(huán)境系統(tǒng)的動(dòng)力和性能可用能量度量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行客觀地測(cè)量和比較。

與經(jīng)濟(jì)價(jià)值觀(根據(jù)效用即得到的某種東西)確定價(jià)值，并采用意愿支付值作為唯一的度量相反，能值提出了一種對(duì)立的價(jià)值觀點(diǎn)，即花費(fèi)在某種東西上的能量、時(shí)間、物質(zhì)越多，其價(jià)值越大。能值常用太陽(yáng)能的等效值進(jìn)行量化和表達(dá)，單位為太陽(yáng)能焦耳(sej)。將所有資源輸入量追溯為產(chǎn)生這些資源輸入量所需要的太陽(yáng)能，能值可以解釋生產(chǎn)一定產(chǎn)品需要的熵?fù)p失，因此便于在一個(gè)共同的基礎(chǔ)上考慮數(shù)量上不同的資源。

能值分析已經(jīng)應(yīng)用于評(píng)價(jià)不同尺度環(huán)境系統(tǒng)的可持續(xù)性，從地球生物圈內(nèi)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性，再到生物燃料的生產(chǎn)、供水替代方案、城市污水處理、水管理和工業(yè)與工業(yè)出現(xiàn)以前的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的歷史對(duì)比等。

4 方 法

要計(jì)算某種資源、能流或物質(zhì)流的能值，首先要用能量單位(例如焦耳)或質(zhì)量單位(例如克)確定其量值。每單位輸出有效能消耗的輸入能值數(shù)量稱為太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率，表示單位產(chǎn)品的能值投資，因此，可認(rèn)為是一個(gè)質(zhì)量因子，可用來(lái)判斷生物圈對(duì)研究中的產(chǎn)品的支持強(qiáng)度。利用能值轉(zhuǎn)換率通過(guò)能量乘以轉(zhuǎn)換率把有效能轉(zhuǎn)換為能值，如果流量是物質(zhì)，則用比能值(太陽(yáng)能值與質(zhì)量之比;sej/g)來(lái)轉(zhuǎn)換。在用兩種單位分別確定能值時(shí)，經(jīng)常需要計(jì)算轉(zhuǎn)換率和比能，本文采用前人基于全球過(guò)程的計(jì)算值。

4.1 采用能值方法的成本定義

當(dāng)根據(jù)WFD 指南確定供水成本時(shí)，需要用能值術(shù)語(yǔ)對(duì)這三類成本加以定義、計(jì)值并轉(zhuǎn)換成貨幣等效值。能值會(huì)計(jì)與財(cái)務(wù)成本會(huì)計(jì)的區(qū)別是，能值方法不依賴左右價(jià)格的市場(chǎng)，但仍然要計(jì)算能值的價(jià)值，為交流方便，習(xí)慣上把能值的價(jià)值轉(zhuǎn)換為貨幣單位，并將成本合并到經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中以便支持全成本回收。能值轉(zhuǎn)換為貨幣是通過(guò)能值除以一個(gè)轉(zhuǎn)換系數(shù)來(lái)完成的，這個(gè)轉(zhuǎn)換系數(shù)有時(shí)稱為能值貨幣比率(即支持一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的全部能值流量除以該國(guó)GDP)。本文中，能值轉(zhuǎn)換成歐元，采用從西班牙經(jīng)濟(jì)中得出的能值貨幣比率。

三類水成本的能值計(jì)算需要一個(gè)系統(tǒng)圖。圖1是一個(gè)典型流域系統(tǒng)圖，強(qiáng)調(diào)了流動(dòng)和儲(chǔ)存的水體，注明FV(財(cái)務(wù)價(jià)值)、RV(資源價(jià)值)和EV(環(huán)境價(jià)值)，表明在系統(tǒng)哪個(gè)點(diǎn)計(jì)算水資源的能值價(jià)值。由于流域內(nèi)有許多不同類型的儲(chǔ)存水體，可以分別計(jì)算不同水體的能值價(jià)值。

財(cái)務(wù)價(jià)值易于理解，指的是與供水相關(guān)的成本，包括水本身的成本及供水設(shè)施成本，表1 列出幾種不同水源及生產(chǎn)可用水的能值和歐元成本，成本中不包括輸水到終端用戶的部分，這些數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)水成本。本文假設(shè)歐洲水處理系統(tǒng)類似于美國(guó)，顯然，要使這些成本數(shù)據(jù)更加精確，需要對(duì)歐洲水處理成本進(jìn)行詳細(xì)分析。

資源價(jià)值根據(jù)水本身的能值計(jì)算，并按用戶使用的水體類別，如雨水、濕地水、湖泊水、河流水和地下水分別計(jì)算確定。資源成本根據(jù)資源價(jià)值計(jì)算，取決于用水量和水源。

水有兩項(xiàng)重要的資源價(jià)值。一是化學(xué)勢(shì)能，主要以相對(duì)于海水的純度表示，流域內(nèi)水的化學(xué)勢(shì)能依據(jù)每類水相對(duì)于蒸騰植物中鹽水或海洋接收雨水(通常均假設(shè)為35 ×10－12)的吉布斯自由能計(jì)算得到，降雨的吉布斯自由能為4.94 J/g，假設(shè)雨水中溶解的固體物質(zhì)的濃度為10 ×10－9，計(jì)算公式如下:式中G 為吉布斯自由能;R 為通用氣體常數(shù)，8.33 J/mol/K;T 為溫度，300 K;W 為水分子重量，18 g/mol;C1為海水中水的濃度，965 000 ×10－6;C2為雨水中水的濃度，999 990 ×10－6。

不同類型的水體溶解的固體物質(zhì)的濃度不同，因此其化學(xué)勢(shì)能(Enwater)稍有差異，用公式(1)和相應(yīng)的鹽度計(jì)算可得其化學(xué)勢(shì)能，每種水體的能值由其能量乘以相應(yīng)的轉(zhuǎn)換率而得:

圖1 顯示3 種水成本的典型流域系統(tǒng)

表1 土壤水與飲用水的能值成本

表2 幾種陸地水體的全球平均化學(xué)勢(shì)能、轉(zhuǎn)換率、能值和歐元價(jià)值

該能值等于資源價(jià)值，表2 列出了圖1 中幾種不同水體的全球平均化學(xué)勢(shì)能的能值和能值歐元價(jià)值，采用2008 年西班牙的能值貨幣比率4.8 E12sej/計(jì)算貨幣價(jià)值。

水的第2 個(gè)資源價(jià)值是重力勢(shì)能，即水從高處流到低處所做的功，計(jì)算公式如下:

式中Engeop為重力勢(shì)能;Q 為流量;ρ 為水的密度;h為平均海拔高度;g 為重力。

水的重力勢(shì)能能值通過(guò)重力勢(shì)能乘以各海拔高度平均轉(zhuǎn)換率得到:

表3 列出了不同海拔高度每立方米水的重力勢(shì)能、能值和歐元價(jià)值，采用2008 年西班牙的能值貨幣比率4.8 E12sej/計(jì)算貨幣價(jià)值。

表3 不同海拔高度水的全球平均重力勢(shì)能、轉(zhuǎn)換率、能值和歐元價(jià)值

由于水有化學(xué)勢(shì)能和重力勢(shì)能兩項(xiàng)單獨(dú)的價(jià)值，因此，在耗費(fèi)水的質(zhì)量或數(shù)量時(shí)，就可以計(jì)算出用去的水的資源價(jià)值。例如，如果一個(gè)用戶在流域內(nèi)一定海拔取水，但在同海拔只回歸一半，則用戶應(yīng)支付失去的重力勢(shì)和化學(xué)勢(shì)的價(jià)值。同樣，如果用戶取出的水全部回歸，但失去部分化學(xué)勢(shì)，因?yàn)榇藭r(shí)水?dāng)y帶較高濃度的溶解固體物質(zhì)負(fù)荷，那么用戶應(yīng)支付水資源質(zhì)量差異價(jià)值，即化學(xué)勢(shì)能差異價(jià)值，由于取走的水全部回歸，水依然具有重力勢(shì)能。

按水框架指令定義的環(huán)境成本對(duì)其進(jìn)行計(jì)算是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的任務(wù)。首先，環(huán)境成本定義為用水對(duì)環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境用戶造成的損害。其次，環(huán)境成本可能還包括潛在的風(fēng)險(xiǎn)，例如，用水可能增加洪水發(fā)生的概率。對(duì)于第2 種成本，還暗含著保險(xiǎn)成本。本文忽略潛在風(fēng)險(xiǎn)，認(rèn)為針對(duì)用水提供一個(gè)綜合的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)具有一定的難度。相反，應(yīng)重點(diǎn)考慮實(shí)際的潛在損害。

以圖1 為例，環(huán)境成本的假設(shè)為，水是任一地區(qū)生產(chǎn)過(guò)程必要的輸入物?？偟纳a(chǎn)力，即該地區(qū)總能值產(chǎn)值(GEmP)，是水、環(huán)境系統(tǒng)和進(jìn)口能量、商品和勞務(wù)各項(xiàng)輸入量的總和。假設(shè)總產(chǎn)出與水的可用量以及用水量之間是線性關(guān)系，則水的邊際能值價(jià)值是GEmP 除以用水量，但線性關(guān)系未必準(zhǔn)確，尤其是特殊情況，本文分析中假設(shè)存在線性關(guān)系，則計(jì)算水的邊際能值價(jià)值公式如下:

式中MEmVwater為水的邊際能值價(jià)值，sej/m3;GEmP為區(qū)域GDP 的能值價(jià)值;Watertataluse為降水量與地下水二者使用量之和。

4.2 能值貨幣價(jià)值的計(jì)算

研究以西班牙為例，2008 年西班牙的能值貨幣比率(轉(zhuǎn)換系數(shù))為4.8 E12sej/，轉(zhuǎn)換系數(shù)按如下公式計(jì)算:

式中EIMV 為貨幣價(jià)值的能值密度;GEmP 為總能值產(chǎn)值(2008 年經(jīng)濟(jì)使用總能值);GDP 為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(2008 年)。

5 案例研究

福伊克斯(Foix)流域位于西班牙塔拉戈納(Tarragona)省東北部，面積相對(duì)較小(301.3 km2)，河流在巴塞羅納省的庫(kù)貝勒斯(Cubelles)海灣入海，形成一個(gè)小三角洲。該河全長(zhǎng)163.8 km，且有3條主要支流:瑪咩拉(Marmellar)、龐頓(Pontons)和里特拉(Llitra)。福伊克斯流域包括11 個(gè)子流域。流域內(nèi)有4 條主要河流，即福伊克斯河、龐頓河、瑪咩拉河，以及里特拉河。

福伊克斯河大壩主要用于蓄水而非發(fā)電，具有和加泰羅尼亞流域內(nèi)其他許多大壩同樣的特性。攔蓄到的水水質(zhì)較差，這就導(dǎo)致2009 年水庫(kù)中的漁業(yè)生產(chǎn)數(shù)度中斷。

流域內(nèi)年均降水量為586 mm，年均河川徑流量?jī)H947 萬(wàn)m3，相應(yīng)的河道平均流量為0.3 m3/s。福伊克斯河水流情勢(shì)是地中海河流的典型，除了秋季暴雨時(shí)期以外，終年流量較小。對(duì)于現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)和城市需求來(lái)說(shuō)，降水明顯不足，導(dǎo)致常年使用地下水。盡管水資源短缺，但該地區(qū)也偶然發(fā)生暴雨，而且大部分雨水不易收集。

年均溫度上升，內(nèi)陸相對(duì)濕度逐年下降，在較高海拔地區(qū)，蒸發(fā)量容易增加，結(jié)果導(dǎo)致可用水量用于含水層的補(bǔ)給，總的缺水量每年約為500 萬(wàn)m3。

流域內(nèi)人口分布不勻，內(nèi)陸山區(qū)人口逐漸減少，而沿海地區(qū)人口增加。流域常駐人口約為10 萬(wàn)人，在大約15 個(gè)重要的村莊中，由于暑假期間游客人數(shù)很多，人口變動(dòng)較大，幾乎翻番。

由于河源地區(qū)水的可獲量有限，福伊克斯流域內(nèi)地下水非常重要。實(shí)際上，上述城市化在傳統(tǒng)上由抽取深層地下水供給，抽水的深度和水量已增加到需要量的幾倍，但這種方法不能從根本上解決水問(wèn)題。

5.1 案例研究方法

5.1.1 地表水資源的估算

水質(zhì)管理需要跨學(xué)科的決策，該決策基于水質(zhì)對(duì)變化控制的響應(yīng)。用數(shù)學(xué)模型能很好地描述不同來(lái)源產(chǎn)生的污水負(fù)荷與接納水體的最終合成水質(zhì)之間的關(guān)系。

由于只有2 個(gè)子流域有水質(zhì)監(jiān)控站點(diǎn)，4 個(gè)子流域有流量監(jiān)測(cè)站，因此需要用模擬方法來(lái)描述整個(gè)流域。本文用著名的地表水質(zhì)模型Qua12 kW 來(lái)模擬該流域，模型由美國(guó)環(huán)保局研發(fā)。該模型需要該地區(qū)的降水量、蒸發(fā)量、數(shù)字土地模型、監(jiān)控站數(shù)據(jù)，以及沿河的入流量和出流量數(shù)據(jù)，包括點(diǎn)源和發(fā)散源，然后運(yùn)行模型以獲得每個(gè)子流域的平均流量。

5.1.2 福伊克斯水資源財(cái)務(wù)價(jià)值的估算

在對(duì)供水市場(chǎng)進(jìn)行成本加權(quán)平均基礎(chǔ)上，計(jì)算該流域水資源的財(cái)務(wù)價(jià)值，從而求得財(cái)務(wù)成本。根據(jù)報(bào)告，供水成本權(quán)重分別是城市24%、工業(yè)22%、家畜2%、灌溉52%，該文件總結(jié)了卡他勞那(Cartalona)各水體的界限、壓力、影響以及與WFD 要求不符的可能風(fēng)險(xiǎn)。

5.1.3 福伊克斯水資源價(jià)值的能值計(jì)算

分兩部分計(jì)算地表水資源價(jià)值，首先計(jì)算化學(xué)勢(shì)能(水質(zhì))，然后計(jì)算重力勢(shì)能(水量)，二者共同構(gòu)成資源價(jià)值，進(jìn)而計(jì)算資源成本。由于水資源具有明顯的時(shí)空差異，本文采用基于GIS 的方法，按流域和月份計(jì)算水資源價(jià)值。

資源價(jià)值的能值計(jì)算所需大多數(shù)據(jù)(流量、降雨量、蒸發(fā)量等)取自不同的報(bào)告，為了使用同樣的歐洲數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析，土地使用的詳細(xì)信息取自CORINE 應(yīng)用。

5.1.4 福伊克斯水資源的環(huán)境價(jià)值

由于沒(méi)有福伊克斯流域的區(qū)域生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)，本文以國(guó)家尺度計(jì)算水的環(huán)境價(jià)值，并假設(shè)流域發(fā)展能力與西班牙全國(guó)一致。將總可用水量(包括2008 年西班牙降水量和地下水使用量)，以及2008年西班牙GDP，代入公式(5)計(jì)算水的環(huán)境價(jià)值。其合理性在于，區(qū)域生產(chǎn)利用了全部降水量，要么直接作為灌溉用水或城市供水，或間接使用如土壤、森林或漁業(yè)(人類可從其收獲中受益)，這樣計(jì)算的環(huán)境價(jià)值與水指令中闡述的環(huán)境成本的概念相符合。

5.2 案例研究結(jié)果

5.2.1 福伊克斯水資源的財(cái)務(wù)成本

給福伊克斯流域各經(jīng)濟(jì)部門供水的財(cái)務(wù)成本估計(jì)為520 萬(wàn)/a，總用水量為970 萬(wàn)m3，計(jì)算數(shù)據(jù)由CWA 提供，平均成本為0.54/m3。

5.2.2 福伊克斯水資源的資源價(jià)值

福伊克斯流域各子流域內(nèi)，水的資源價(jià)值按月計(jì)算。以1 月份為例，計(jì)算列出了流域內(nèi)水的化學(xué)勢(shì)和重力勢(shì)的資源能值價(jià)值，還列出了每立方米水的能值價(jià)值和貨幣價(jià)值。1 月份水中化學(xué)勢(shì)能值的貨幣價(jià)值在0.62～0.75/m3之間變動(dòng)，其重力勢(shì)能值的貨幣價(jià)值在0.01～0.04/m3之間變動(dòng)。顯然，在福伊克斯流域內(nèi)，水的化學(xué)勢(shì)是最重要的，海拔較高的子流域內(nèi)的水，有較高的重力勢(shì)貨幣價(jià)值。

冬季月份水的化學(xué)勢(shì)和重力勢(shì)能值最高。此時(shí)，降水量最大，夏末水的化學(xué)勢(shì)能值增加，可能是由于該時(shí)期蒸發(fā)較高，因此總的徑流量較少。干旱期重力勢(shì)最低，化學(xué)勢(shì)雖然低于冬季月份，但呈增加趨勢(shì)。

每立方米水的最高貨幣價(jià)值發(fā)生在最旱月份，此時(shí)水流量最小。低流量月份每單位河流流量的雨水輸入最大，產(chǎn)生最高的能值和貨幣價(jià)值。1 a 內(nèi)大多時(shí)候，各子流域間的資源價(jià)值相對(duì)一致，在干旱期稍有變動(dòng)。1～4 月，10～12 月平均值約為0.5/m3，5～9 月平均值為1.62/m3。

5.2.3 福伊克斯流域水資源的環(huán)境價(jià)值

西班牙總用水量為8 500 億m3/a，其中降水量為8 400 億m3，地下水為78 億m3。2008 年，西班牙的GEmP 為4.55×1024sej，用公式(5)計(jì)算西班牙水資源的邊際能值價(jià)值為:

福伊克斯水資源的能值歐元等效價(jià)值(定義為平均環(huán)境價(jià)值，根據(jù)這種環(huán)境價(jià)值可以計(jì)算水的環(huán)境成本(EC))，利用水的邊際能值價(jià)值MEmVwater除以西班牙經(jīng)濟(jì)的EIMV 得出:

5.2.4 福伊克斯流域水資源的全成本回收

全成本是作為財(cái)務(wù)、資源和環(huán)境三部分的貨幣價(jià)值之和計(jì)算得出的。水資源的財(cái)務(wù)成本估算值為0.54/m3。由于時(shí)空差異，資源價(jià)值在0.21～3.17/m3之間?？傊?，福伊克斯流域全年各時(shí)期各子流域水的平均資源價(jià)值為0.87/m3?；谶呺H能值價(jià)值的環(huán)境成本為1.42/m3。因此，總的平均成本為2.83/m3。

雖然每一項(xiàng)成本都會(huì)變化，取決于水源、地形、氣候，并在一定程度上取決于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，但這種先確定價(jià)值再根據(jù)價(jià)值計(jì)算成本的方法可應(yīng)用于任何一個(gè)要得出類似結(jié)果的流域。

6 結(jié) 語(yǔ)

在應(yīng)用基于水資源平均價(jià)值的某一個(gè)固定數(shù)以前，要考慮以下3 個(gè)方面:①要收回每立方米水的全部成本，假設(shè)條件是所有的水都是從該系統(tǒng)中取用且沒(méi)有回歸，例如灌溉用水和被蒸發(fā)的冷卻水。如果有部分水回歸系統(tǒng)，那么只對(duì)用掉的那部分水收費(fèi)。顯然，如果回歸水是被污染的水，不能再用，則收回全部成本是合理的。②采用同樣的推理方法，如果水只是在一定過(guò)程中“借用”一段時(shí)間，用后全部回歸，且沒(méi)有任何改變(幾乎不可能)，則不收費(fèi)。如果取用的水全部回歸，但受污染的程度較大，則用前面給出的化學(xué)勢(shì)能公式計(jì)算用掉的化學(xué)勢(shì)能數(shù)量。③用平均值容易，但忽略了水的時(shí)空差異性。例如福伊克斯流域內(nèi)，水的資源價(jià)值隨時(shí)空變化較大(0.21～3.71/m3)。

福伊克斯流域的案例研究只計(jì)算了地表水的供水價(jià)值。類似的方法可用于地下水。表2 中，地下水的化學(xué)勢(shì)平均能值是雨水的6 倍。因此，可以假設(shè)福伊克斯流域內(nèi)含水層的水的資源價(jià)值比地表水要高得多。要計(jì)算福伊克斯流域地下水的真實(shí)價(jià)值，需要更詳細(xì)地研究該流域內(nèi)地下水動(dòng)力學(xué)特性。

正確執(zhí)行WFD 確定的概念和規(guī)則涉及創(chuàng)建一個(gè)復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，它能為新的水資源管理政策提供必要的工具和合適的標(biāo)準(zhǔn)。這些政策從環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、水資源保護(hù)的角度出發(fā)，必須建立在可持續(xù)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，而且是透明的。另外，能確保全成本回收的稅收需要WFD 明確給出一個(gè)計(jì)算環(huán)境成本的方法，用傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)分析很難計(jì)算資源成本。本文提出并證實(shí)的方法可能在建立一個(gè)全成本計(jì)算的程序方面具有價(jià)值，這樣的程序可導(dǎo)致回收水的更加真實(shí)的成本，而且更重要的是建立一個(gè)有鼓勵(lì)作用的程序，以維持和保護(hù)水資源。