曾麗萍，郭競逸，杜 振

(湖北振東宏廈建筑有限公司，湖北 荊門 448000)

1 生態(tài)足跡評價模型

作為生態(tài)物理量角度的評價方法，生態(tài)足跡評價法由William和Wackernagel兩位學(xué)者于20世紀(jì)90年代初期提出，其將具備某種生產(chǎn)能力的生物生產(chǎn)性面積統(tǒng)稱為生態(tài)足跡，即其所消耗的物質(zhì)與能源均能按比例換算為土地面積[1]。通常情況下生態(tài)足跡模型僅僅對所消耗的生物資源加以生態(tài)足跡的量化，而對于水利工程，除了占地和施工人員消耗生物資源之外，工程施工前后還會帶來環(huán)境污染，水利工程調(diào)水后會引起水位下降、水電站運行費用增加等?？傊谏鷳B(tài)足跡評價的過程中，必須增加污染物吸納及河流水位下降方面的計算，并將水利工程生態(tài)足跡劃分為消費生態(tài)足跡、取水生態(tài)足跡和污染生態(tài)足跡3方面，據(jù)此建立漳河水庫治理工程的生態(tài)足跡評價模型[2]。

在具體計算過程中按以下步驟進(jìn)行：

1)將消費品類型劃分為可耕地、森林、草地、化石燃料、建筑用地、水域等六種生產(chǎn)型空間，并通過人們消費與污染所消耗的資源的區(qū)域消耗數(shù)量與區(qū)域產(chǎn)出量之比計算生產(chǎn)型的土地面積。

2)為消除生產(chǎn)型土地生產(chǎn)能力的國家與地區(qū)差異，用產(chǎn)量因子乘以土地面積，以確保產(chǎn)量面積的可比性。

3)為消除不同的單位面積土地生產(chǎn)能力的差異，還必須用土地面積乘以所對應(yīng)的等價因子轉(zhuǎn)化為等價土地面積。

4)上述等價土地面積的加總值即為區(qū)域范圍內(nèi)的生態(tài)足跡。

1.1 工程占地生態(tài)足跡計算

漳河水庫工程其基礎(chǔ)設(shè)施和生活設(shè)施對于耕地、牧草地、林地和水域等生物資源的消耗計算如下：

(1)

(2)

考慮到漳河水庫治理工程基礎(chǔ)設(shè)施及生活設(shè)施等的占地屬于建成地，計算公式可以簡化為：

(3)

1.2 供水生態(tài)足跡計算

漳河水庫工程供水后降低了河流水位，農(nóng)戶利用水電站電力用水泵抽水進(jìn)行灌溉，水電站的占地可以轉(zhuǎn)化為對土地資源的消耗，其生態(tài)足跡計算公式如下：

(4)

Ce=E×CW×H

(5)

式中：A2j為工程供水生態(tài)足跡，hm2；Ce為水泵抽水灌溉耗電量，kW·h；E為單位用水量的耗電量，kW·h/m3；CW為取水總量，m3；H為取水高度，m。

1.3 污染消納生態(tài)足跡

漳河水庫建設(shè)期和管理期內(nèi)所產(chǎn)生的生產(chǎn)廢料和生活垃圾均由垃圾填埋場予以處理，所以可以以垃圾填埋場的占地面積作為工程污染消納的生態(tài)足跡，計算公式如下：

(6)

式中：Aj為污染消納生態(tài)足跡，hm2；Px為生產(chǎn)廢料日處理量，104m3/s；λx為垃圾處理廠生產(chǎn)廢料處理能力與占地面積的相關(guān)系數(shù)，取λx=2.04hm2/(104m3/s)；Pl為垃圾處理廠日處理量，t/d；λl為垃圾填埋場生活垃圾處理能力與占地面積系數(shù)，取λl=0.066hm2/(104m3/s)。

1.4 生態(tài)承載力和生態(tài)壓力指數(shù)

1.4.1 生態(tài)承載力

生態(tài)承載力是研究區(qū)為人類所能提供的生物生產(chǎn)性土地的面積，為保證結(jié)果的準(zhǔn)確性與合理性，在計算生態(tài)承載力時一般扣除12%的生物多樣性保護(hù)面積，公式如下：

(7)

式中：AC為生態(tài)承載力，hm2；Ai為研究區(qū)面積，hm2。

1.4.2 生態(tài)壓力指數(shù)

生態(tài)壓力指數(shù)是項目區(qū)生態(tài)足跡與生態(tài)承載力之比，是反映研究區(qū)內(nèi)生態(tài)資源潛力大小、利用狀況和生態(tài)壓力強度的綜合性指標(biāo)，生態(tài)壓力指數(shù)按下列公式計算：

AI=Aj/Ac

(8)

2 漳河水庫治理工程生態(tài)足跡評價

2.1 工程占地生態(tài)足跡

漳河水庫工程完工后，需要常駐管理人員130名，庫區(qū)所建立的房屋和道路屬于建成地，管理人員日常消耗的水稻、蔬菜等生活物資和柏樹林等生產(chǎn)物資所對應(yīng)的土地屬于耕地、林地和草地，將水庫數(shù)據(jù)資料代入上述公式(1)-(3)便可求得水庫工程建設(shè)期和運行期內(nèi)工程占地生態(tài)足跡，詳見表1。

表1 漳河水庫治理工程占地生態(tài)足跡計算

2.2 工程供水灌溉生態(tài)足跡

漳河流域具有豐富的水資源且山高谷深，灌區(qū)海拔高度在550-1210m之間，高程每增加15m，則耕地面積約增加14.9 hm2，而且灌溉效益呈現(xiàn)邊際收益遞減趨勢，在對取水高程要求較高的情況下還必須將工程供水灌溉的經(jīng)濟效益考慮進(jìn)去。漳河水庫治理工程正常蓄水位為1300m，死水位為1080m，水庫建成后在保證基礎(chǔ)供水量的基礎(chǔ)上降低供水成本并為工程下游灌區(qū)提供所需的水資源的全線自流供水完全可以實現(xiàn)，有效擺脫過去水資源受山高谷深等不利因素影響而無法充分利用的狀況，極大地緩解了農(nóng)田灌溉、人畜飲水和生產(chǎn)發(fā)展缺水的問題。結(jié)合漳河水庫治理工程可行性研究報告，漳河流域所能生產(chǎn)的灌區(qū)自流供水量為3124.3萬m3，所減少的下游灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉的提水耗水量為0.09 kW·h/m3，提水高差為45m，結(jié)合式(2)和式(3)可以計算出漳河水庫工程為下游灌區(qū)供水所減少的生態(tài)足跡，過程如下：

(9)

2.3 污染消納生態(tài)足跡增量

漳河水庫工程建設(shè)期內(nèi)每天產(chǎn)生生產(chǎn)廢料850kg，建設(shè)期和運行期內(nèi)管理人員每天產(chǎn)生生活污水10m3，生活垃圾130kg，為了處理生產(chǎn)廢料與生活垃圾必須增加垃圾處理場的占地面積，結(jié)合式(6)可以計算出工程建設(shè)期內(nèi)污染消納生態(tài)足跡量為0.004hm2，運營期內(nèi)污染消納生態(tài)足跡量為0.001hm2。

2.4 工程對流域生態(tài)承載力的影響

漳河流域評價區(qū)區(qū)域面積為2980hm2，漳河水庫治理工程建設(shè)面積1355 hm2，工程的建設(shè)占地減少了流域內(nèi)耕地、草地、林地、住房和交通等面積，其中耕地草地和林地可以歸為耕地，而住房和交通用地屬于建成地，結(jié)合式(7)，可以將漳河流域水庫治理工程實施前后生態(tài)承載力的變化(即為漳河水庫工程對流域生態(tài)承載力的影響)計算如表2所示。

表2 漳河水庫治理工程實施前后生態(tài)承載力的變化

從表2可以看出，漳河水庫治理工程對流域生態(tài)承載力的影響較小，工程實施前承載力為648.93 hm2，工程實施后承載力下降了68.89 hm2，下降了9.81%，治理工程對草地的影響最大，其次是林地和耕地。據(jù)此并結(jié)合式(8)可以計算出供水工程對流域的生態(tài)壓力指數(shù)為0.008，小于1，則說明工程建設(shè)期和運行期對項目區(qū)生態(tài)影響較小，生態(tài)擾動較輕，生態(tài)影響在生態(tài)系統(tǒng)可承載、可接受范圍內(nèi)。

3 結(jié) 論

綜上所述，漳河水庫治理工程在建設(shè)期和運營期內(nèi)均對項目區(qū)流域生態(tài)承載力的影響較小，擾動較輕，在當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)可承載范圍內(nèi)。由于計算過程綜合考慮了污染吸納和流域水位降低對生物生產(chǎn)性土地資源的影響，所以計算結(jié)果較為接近實際，保證了文章對工程環(huán)境影響評價過程和結(jié)果的全面和準(zhǔn)確，對類似水利工程環(huán)境影響評價具有指導(dǎo)意義。

[1]胡朝英，蘇紅兵，張?zhí)烀鳎谏鷳B(tài)足跡的堰塞湖治理工程環(huán)境影響評價[J].人民長江，2017(03)：30-32.

[2]蘇紅兵，張?zhí)烀鳎?，基于生態(tài)足跡的調(diào)水工程環(huán)境影響評價——以牛欄江-滇池補水工程[J].人民長江，2015(05)：48-51.