(河海大學 水利水電學院,南京 210098)

可持續(xù)發(fā)展是我國實施的一項重大戰(zhàn)略,其重點就是實現(xiàn)經(jīng)濟與資源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,達到良性循環(huán)的效果;環(huán)境質(zhì)量是經(jīng)濟發(fā)展的基礎,而經(jīng)濟發(fā)展又是環(huán)境狀況得以保持和改善的物質(zhì)保障[1].黑臭水體治理的前景在《水污染防治行動計劃》中得到了較為完善的規(guī)劃:到2020年,地級及以上城市建成區(qū)的黑臭水體所占比不得超過10%;到2030 年,城市建成區(qū)黑臭水體應該趨于0%[2],從而實現(xiàn)城市黑臭水體治理與經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展.可持續(xù)發(fā)展實質(zhì)上就是人和自然關系協(xié)調(diào)發(fā)展的規(guī)范[3].

近幾年,由于城市的迅速發(fā)展,城市水體的治理受到了忽視,且污染問題愈演愈烈,黑臭水體面積逐漸擴大,進而阻礙了社會經(jīng)濟的發(fā)展.鑒于此,我國近幾年大力開展水環(huán)境整治,秉持著可持續(xù)發(fā)展理念,加大了對城市黑臭水體的綜合治理力度.

王旭等[3]從黑臭評價指標、黑臭指數(shù)法、多元線性回歸模型以及綜合評價法4個方面對黑臭水體評價方法進行對比與總結,并對未來城市黑臭水體研究作出進一步展望,旨在進一步明確城市黑臭水體判別技術,為城市水環(huán)境治理和水生態(tài)維護提供依據(jù).同時,從社會經(jīng)濟發(fā)展的角度來看,不少學者提出要注重生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的關系[4-5]:楊峰等[4]根據(jù)協(xié)調(diào)發(fā)展理論構建了環(huán)境-經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標體系,采用基于層次分析法和熵權法的組合賦權法確定各項指標的權重,運用協(xié)調(diào)發(fā)展度模型對安徽省環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展狀況進行了縱向的動態(tài)對比分析,得出安徽省環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展度呈現(xiàn)由“不協(xié)調(diào)發(fā)展”到“中級協(xié)調(diào)環(huán)境滯后型”到“良好協(xié)調(diào)經(jīng)濟滯后型”的演化軌跡,并提出安徽省環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的對策建議.目前,探索兩者之間發(fā)展關系的研究有待豐富,本文以協(xié)調(diào)度作為評價模型,擬對城市黑臭水體和社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展進行科學合理的評價.

1 城市黑臭水體治理與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展評價相關理論

1.1 城市黑臭水體

城市水體,即所處城市范圍內(nèi),和城市緊密相連的水體,包含著流經(jīng)城市的地表水體和地下水體[5].城市黑臭水體的發(fā)生,主要是由于人們過度排放污染物、水體中藻類叢生以及細菌的新陳代謝造成的.污水、垃圾直排等問題不能得到很好地處理是黑臭水體形成的主要原因,根本在于城市環(huán)境基礎設施不合格.

1.2 協(xié)調(diào)發(fā)展理論及模型

1.2.1 協(xié)調(diào)發(fā)展理論

協(xié)調(diào)與發(fā)展是兩個完全不同的概念,協(xié)調(diào)指的是復雜系統(tǒng)中各子集之間的一種和諧、健康、均衡的相互關系[6].發(fā)展則是指組成整體的子集從小到大、從簡單到復雜、從混沌無序到和諧有序的發(fā)展過程[2].所以協(xié)調(diào)和發(fā)展概念的交集便是協(xié)調(diào)發(fā)展,它更強調(diào)整體配合的概念,不偏重單個子集的增長,而是在某一有益的約束下,追求多個子集的共同發(fā)展,即各子集之間協(xié)調(diào)并進、共同發(fā)展、整體提高.

1.2.2 協(xié)調(diào)發(fā)展評價模型——協(xié)調(diào)度

協(xié)調(diào)度是評價協(xié)調(diào)關系是否密切的定量指標,運用于系統(tǒng)和要素之間[7].協(xié)調(diào)度常被分為發(fā)展協(xié)調(diào)度和對比協(xié)調(diào)度.前者用于相同地區(qū)在不同時間段的度量;后者則用于相同時間段不同地區(qū)的度量.由于本文針對深圳市大康河流域進行評價研究,所以采用發(fā)展協(xié)調(diào)度作為協(xié)調(diào)發(fā)展評價模型.

根據(jù)協(xié)調(diào)度的定義,設描述城市黑臭水體特征的m個指標分別為自然數(shù)x1、x2,…,xm;設描述經(jīng)濟特征的n個指標分別為自然數(shù)y1、y2,…,yn,因此稱函數(shù)f(x)、g(y)分別為綜合城市黑臭水體治理評價函數(shù)和綜合經(jīng)濟評價函數(shù).

式中:ai、bj為待定權數(shù)或政策系數(shù),它們是所選取的指標在綜合評價中所占權重,一般由專家確定.為了計算的方便,令ai、bj都為1,即默認城市黑臭水體治理與經(jīng)濟發(fā)展同等重要.當指標越大越好時,=xi/λmax;當指標越小越好時,=λmin/xi.其中:λmax為相應于指標xi的期望值或理想值;λmin為相應于指標xi的失望值或不理想值;的取值同理類推.

根據(jù)協(xié)調(diào)度的概念,f(x)與g(y)的差距應越小越好,這里引入離差系數(shù)Cv來表示兩值之間的差值關系:

式中:S為標準差.Cv越小越好,則C′應越大越好.

根據(jù)式(4),為使計算結果具有一定的層次性,城市黑臭水體治理與經(jīng)濟協(xié)調(diào)度的計算公式確定為:

式中:C為協(xié)調(diào)度;k為調(diào)節(jié)系數(shù),一般取值為2～5,本文取k=2.式(5)即本文所推導的協(xié)調(diào)度計算模型.

2 城市黑臭水體治理與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標體系

2.1 評價指標體系的建立

結合國內(nèi)外學術研究成果,遵從科學、系統(tǒng)等指標選擇原則,建立城市黑臭水體治理與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標體系,見表1.

表1 城市黑臭水體治理與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標體系

氧化還原電位(ORP)、溶解氧(DO)、氨氮(NH3-N)以及透明度(T)是用來評價黑臭水體級別的4項指標[8].透明度(T)即水體透光程度,是一項最能直接反映水質(zhì)狀況的評價指標,當水體中泥沙、藻類植物、微生物等物質(zhì)增加到一定程度時,便會出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象[9].透明度可根據(jù)水體渾濁程度,大致分為7級:黑色、灰黑色、灰褐色、深綠色、黃綠色、淺綠色和無色[10].有機氮化物氧化分解的第一步產(chǎn)物是以NH3和NH4+的形式存在的氨氮.氨氮越多水體污染越嚴重.溶解氧、氧化還原電位以及氨氮這3項指標主要體現(xiàn)在水體氣味上,水體氣味以距河流1m處的異味程度為判別標準,可分為無味、有異味、臭和惡臭4級[10].

城市水體黑臭指標分級見表2.

表2 城市水體黑臭程度分級標準

2.2 經(jīng)濟建設的評價指標

本文選取城市生產(chǎn)總值、人均生產(chǎn)總值、第三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重、社會消費總額4個指標來反映城市經(jīng)濟的發(fā)展情況.

3 實例研究

3.1 大康河流域黑臭水體及治理情況

以深圳市大康河流域為研究對象,對城市黑臭水體治理與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展進行評價研究.根據(jù)大康河流域水環(huán)境問題及污染源特征綜合分析,大康河干流段黑臭和新塘村排水渠黑臭段(如圖1所示)旱季核心污染源為生活點源、工業(yè)點源污染.大康河黑臭水體全長8.18km 左右,包括大康河干流5.8km 及上游樟樹河1.59km 源頭段:起于油田路,止于匯入龍崗河的河口;新塘村排水渠0.79km 段:起于安康路與沙荷路交匯處西側,止于山子下路與安康路交匯處.大康河流域經(jīng)過治理后,黑臭水體基本全面消除,治理效果對比如圖2、圖3所示.

圖1 大康河流域黑臭水體位置圖

圖2 治理前大康河流域黑臭水體狀況圖

圖3 治理后大康河流域黑臭水體現(xiàn)狀圖

3.2 構造黑臭水體治理與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標

選取大康河河口斷面為水質(zhì)監(jiān)測點,通過建立微型水站或者小型機柜站的方式對水質(zhì)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測.大康河流域治理前后指標體系詳見表3.根據(jù)《深圳市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》,確定深圳市經(jīng)濟發(fā)展相關的指標體系見表4.

表3 深圳市大康河監(jiān)測點治理前后所得數(shù)據(jù)

表4 深圳市經(jīng)濟發(fā)展指標體系

根據(jù)公式(1),分別求出深圳市黑臭水體治理效益函數(shù)f(x)、g(y)后按公式(3),求出Cv,結果見表5.

表5 計算結果表

4 成果分析與建議

由表5可知,協(xié)調(diào)度Cv從2016年的1.158變成2019年的0.093,說明深圳市經(jīng)濟發(fā)展與黑臭水體治理屬于良好協(xié)調(diào)型,社會經(jīng)濟因為城市黑臭水體的治理得到了進一步的發(fā)展,同時經(jīng)濟的發(fā)展也給黑臭水體治理項目提供了所需資金.因此今后應該更加重視城市黑臭水體的治理.現(xiàn)就城市黑臭水體治理給出以下幾點建議:

1)加強智能化監(jiān)測管理,完善河長制制度,以區(qū)域河長管理為基礎,加強河流預警能力建設,及時發(fā)現(xiàn)污染并進行治理,保證河流滿足標準和目標值要求[5].

2)加大對點源污染、面源污染、內(nèi)源污染的控制力度,采用創(chuàng)新技術減少污染物的產(chǎn)生,使得水體環(huán)境容量得到控制,達到治理目標.

3)因地制宜,各地區(qū)黑臭水體依據(jù)自身情況建立“一河一策”、“一口一策”等相關治理方案.