王開放,曾 甄
(浙江省水利水電勘測設計院,浙江 杭州 310002)
為建設美麗浙江,2013年以來浙江省大力實施“五水共治”(治污水、防洪水、排澇水、保供水、抓節(jié)水),全省水質、水環(huán)境、水生態(tài)等得到一定改善。特別是“十三五”以來,全省河湖庫塘清淤工作全面展開,“十三五”計劃清淤總量約3.51億m3。
全省清淤項目點多面廣,涵蓋河道、湖漾、水庫、山塘、池塘等各種水域類型,既有工程性清淤項目,也有以“一事一議”等形式開展的非工程性清淤項目。地域類型可分為平原、山區(qū)和海島3種。同時,清淤項目規(guī)模跨度較大,清淤技術和淤泥處理處置方式多種多樣,因此,客觀地科學評估對河湖庫塘清淤項目效果具有一定難度。目前,國內對河湖庫塘清淤效果多是定性評價,本文擬從清淤產生的生態(tài)、經濟和社會效益角度出發(fā),進一步細化效益分類、采集資料數(shù)據,采用替代法和問卷調查等手段,研究一種定量分析河湖庫塘清淤效果評估的方法。
根據清淤目的不同,清淤可分為工程清淤和環(huán)保清淤。工程清淤主要為了疏通水道、增容等;環(huán)保清淤(或生態(tài)清淤),主要是為了治理河道、湖泊富營養(yǎng)化內源污染,其目的是通過底泥的疏挖去除湖泊底泥所含的污染物,清除污染水體的內源,減少底泥污染物向水體釋放,并為水生態(tài)系統(tǒng)的恢復創(chuàng)造條件。工程清淤與環(huán)保清淤對比情況見表1。
表1 工程清淤與生態(tài)清淤對比情況表
續(xù)表1
淤泥固化處理方法在國外已經應用了幾十年,屬于成熟型技術。我國處理淤泥的脫水方法仍處于推廣階段,脫水工法主要包括:①天然晾曬;②淤泥熱處理(焚燒);③土工袋濾水工法;④離心式脫水工法;⑤帶式壓濾脫水干化工法;⑥板框式壓濾脫水干化工法等。各種脫水方法簡要對比見表2(除工法②)。
表2 各種淤泥脫水工法簡要對比表
目前,自然干化處理仍為全省主要的淤泥處理方式,積極推廣機械固化、物理排水固化等減量化處理方式具有廣闊市場。
浙江省淤泥處置方式主要包括:①自然堆填固結;②農業(yè)肥田;③低洼地回填;④地基回填;⑤廢棄礦山回填;⑥圍墾區(qū)回填;⑦培堤加固加高;⑧園林綠化;⑨制磚制陶;⑩焚燒;衛(wèi)生填埋等。目前,浙江省淤泥處置仍以自然堆填固結處置方式為主,資源利用率較低。
因此,各地應因地制宜,科學選擇淤泥處置方式,實現(xiàn)淤泥資源化利用,例如:對無污染和污染程度低的淤泥,大力推廣淤泥用于農業(yè)肥田和土地改良利用;充分利用廢棄礦坑、低洼地進行淤泥回填;推進淤泥作為市政園林綠化的重要料源,結合培堤筑路等。
圖1 清淤效益評價流程圖
目前,國內對河湖庫塘清淤效果多是定性評價,本文旨在通過效益分析、資料收集、方法研究等手段,提出一種采用替代法定量化評價河湖庫塘清淤效果的方法。評價流程見圖1。
將河湖庫塘清淤帶來的效果分為生態(tài)效益、經濟效益和社會效益3個方面。針對這3個方面效益進一步細化為5種評估效益,生態(tài)效益分為水環(huán)境效益、底泥處置效益;經濟效益分為防洪減災效益、水資源利用效益;社會效益細化為生活環(huán)境改善及景觀休閑效益。
針對上述5種效益,宜于清淤前后及實施過程中,通過現(xiàn)場調研、跟蹤分析和采樣檢測等方式收集項目的相關資料,主要包括:①清淤臺賬(清淤位置、清淤方式、淤泥處理與處置方式、施工過程,施工的重點、難點及實施處理方法,清淤總結);②清淤前、后對比照片;③清淤前、后水環(huán)境常規(guī)水質參數(shù)檢測資料;④淤泥檢測資料;⑤水資源區(qū)域分布;⑥群眾滿意度調查等。
在充分調研基礎上,可采用替代法對5種效益進行定量評估。其中,水環(huán)境效益可用同等水環(huán)境指標改善時新建污水處理廠投資替代;底泥處置效益可用淤泥方量折減后土方量的利用效益替代;防洪減災效益可用新建等庫容水庫投資替代;水資源利用效益可用清淤增加的水資源供給量替代;生活環(huán)境改善及景觀休閑效益可用群眾滿意度指標百分比定量表示。
在建立清淤效益評價指標的基礎上,針對生態(tài)效益和經濟效益,分別計算取得相應清淤效益所需的其他工程措施投資,并通過工程經濟分析做出國民經濟評價(如:生態(tài)效益中水環(huán)境效益以達到相同的水質改善效果需新建污水處理廠的建設投資表示)。針對社會效益,通過現(xiàn)場問卷調研,統(tǒng)計分析得出群眾滿意度指標,不作為定量評價的重點,本文不做闡述。
對群眾滿意度指標不做過多闡述,主要選取水環(huán)境改善效益、淤泥利用效益、防洪減災效益和水資源利用效益4個方面進行清淤項目定量效益評估,并在此基礎上進行國民經濟評價。
(1)水環(huán)境改善效益:采用替代法,考慮通過建設替代污水處理廠,達到相同的水質改善效果,將替代污水處理廠的建設投資作為水環(huán)境改善的效益。計算公式如下:
式中:B3為清淤后第1年的水環(huán)境改善效益(萬元);m為清淤后與現(xiàn)有污水廠處理后污染物減少量的比;I0為現(xiàn)有污水處理廠的建設投資(暫以10萬t/d污水處理廠建設投資計,萬元)。
式中:Δ、Δ0分別為清淤前后與現(xiàn)有污水廠處理前后污染物的變化量(mg/L);t為替代污水處理廠的規(guī)模(萬t/d);t0為現(xiàn)有污水處理廠的規(guī)模,取10萬t/d(現(xiàn)有污水處理廠設計時一般選用COD作為進出水水質設計指標);Δc、Δc0分別為清淤前后和現(xiàn)有污水廠處理前后水質指標的變化量(后文示例暫以水體中高錳酸鹽指數(shù)作為清淤前后水質分析指標,COD指數(shù)約為高錳酸鹽指數(shù)的4倍,mg/L)。
(2)淤泥利用效益:以淤泥處理后不同用途產生的直接經濟效益估算。計算公式如下:
式中:Yl為清淤后第1年的淤泥利用效益(萬元);V為清淤項目的清淤方量(萬m3);s為淤泥壓縮率,即自然干化的淤泥壓縮率取50%,機械固結的淤泥壓縮率取30%;x為每立方米淤泥帶來的利用效益,即采取圍墾區(qū)回填、場地回填等方式,效益記為10元/m3,采取制磚制陶、園林綠化等方式,效益記為20元/m3。
(3)防洪減災效益:防洪減災效益以增加的等庫容水庫建設的投資來估算。計算公式如下:
式中:Hz為清淤后第1年的防洪減災效益(萬元);V為清淤項目的清淤方量(萬m3);s為淤泥壓縮率,即自然干化的淤泥壓縮率取50%,機械固結的淤泥壓縮率取30%;b為新建水庫每立方庫容均攤建設成本,根據對各區(qū)域新建水庫建設成本的估算,新建水庫建設成本暫取30元/m3。
(4)水資源利用效益:清淤工程實施后,水體容積增加,增加的水資源用做灌溉用水、工業(yè)或生活用水所產生的利用效益來估算。
式中:Sl為清淤后第1年的水資源利用效益(萬元);V為清淤項目的清淤方量(萬m3);μ為復蓄指數(shù),即河道項目復蓄指數(shù)取2,水庫山塘復蓄指數(shù)取1.5;δ為每立方水資源利用的市場價格,即河道水主要功能為農業(yè)灌溉取0.2元/m3,水庫、湖漾、山塘水主要功能為工業(yè)或生活用水取原水價格1.5元/m3。
根據前述效益分析,清淤項目主要效益為淤泥利用效益、水資源利用效益及水環(huán)境改善效益。其中,淤泥利用效益在項目完工后當年發(fā)生,僅計入第1年的淤泥利用效益;水資源利用效益以清淤項目水資源利用效益維持10 a計,每年的效益增長與河床復淤效應抵消,每年水資源利用效益均計為第1年效益值;清淤的環(huán)境改善效益計為5 a,第1年水環(huán)境改善效益為100%,此后每年的水環(huán)境改善效益衰減為第1年的20%、15%、10%及5%;防洪減災效益以維持10 a計,每年的效益增長與復淤效應抵消,每年防洪減災效益均計為第1年效益值。
因此,將清淤項目的施工期計為1 a,效益發(fā)揮年限計為10 a,計算期為11 a;社會折現(xiàn)率取8%,根據SL 72 —2013《水利建設項目經濟評價規(guī)范》,計算經濟效益費用比、經濟凈現(xiàn)值和內部收益率進行國民經濟評價。
以浙江省某河道為例:全長7.58 km,河道寬10 ~ 16 m。本項目重點對5 058 m河段進行清草、清障、清漂浮物、清除河床內淤積的淤泥及沉淀物,同時結合河道岸帶修復整治。清淤工程總清淤量4.33萬m3,清淤項目總投資325.00萬元,采用斷流水力沖挖的施工方式實施。淤泥采用自然堆填固結,消納堆場位于工程的東岸低洼地塊。清淤前后的水質檢測資料見表3,淤泥檢測指標見表4。
表3 某河道清淤前、后水質檢測資料表
表4 某河道底泥檢測資料表
清淤項目實施后,河道水質有所改善,水質由劣Ⅴ類變?yōu)棰纛悾拥勒w環(huán)境不斷提升。本清淤項目施工期計為1 a,效益發(fā)揮年限為10 a,計算期為11 a。根據上述清淤效益評估定量分析方法計算,該河道清淤項目產生的淤泥利用效益約為21.65萬元,增加水資源利用效益約1.73萬元,水環(huán)境改善效益約1 044.00萬元,防洪減災效益約64.95萬元(水資源利用效益、防洪減災效益均維持10 a和水環(huán)境改善效益衰減期5 a)。
在此基礎上,根據SL 72 — 2013《水利建設項目經濟評價規(guī)范》計算分析,本清淤項目的經濟指標為:內部收益率為277%,經濟凈現(xiàn)值1 525.00萬元,經濟效益費用比為4.69。從國民經濟評價指標得出,本項目經濟內部收益率等各項指標都較好,表明本項目效益顯著。
清淤實施后,有利于相關區(qū)域完善防洪排澇體系,增加水資源量、改善水環(huán)境、防護減災等綜合效益,其效益在未來一段時間內持續(xù)發(fā)揮作用,生態(tài)、經濟、社會等效益顯著。由于清淤涉及指標多,同時清淤施工又具有不可追溯性,建議在今后清淤實施過程中做好資料整理、清淤前后加強檢測等工作,以便后期效益評價。