馬乃毅, 龔義楓

(廣東海洋大學(xué) 管理學(xué)院, 廣東 湛江 524088)

水資源是重要的自然資源和經(jīng)濟(jì)資源,對(duì)人類的生產(chǎn)生活起著重要的作用。在生態(tài)環(huán)境遭到破壞、水污染日益嚴(yán)重、用水結(jié)構(gòu)不合理的情況下,如何有效利用水資源和挖掘污水資源的潛在價(jià)值,助力經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展,已然成為一個(gè)迫在眉睫的問(wèn)題。珠江三角洲城市群是亞太地區(qū)最具活力的經(jīng)濟(jì)區(qū)域之一,人口占全省的70%,GDP占全省的85%。2019年2月18日,中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》,明確提出推動(dòng)粵港澳大灣區(qū)合作的要求。作為中國(guó)開(kāi)放程度最高和經(jīng)濟(jì)活力最強(qiáng)的區(qū)域之一,珠三角城市群與港澳合作共建,能夠推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展,但也必然帶來(lái)水資源環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)同發(fā)展的問(wèn)題[1]。

廣東省仍有較大節(jié)水空間,大力推進(jìn)珠三角9市區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,仍需加強(qiáng)水資源管理[2]?；浉郯拇鬄硡^(qū)中香港、澳門供水主要依靠廣東省珠三角城市供給。目前,香港水務(wù)署也在不斷探索海水淡化、再造水、中水重用和雨水回收等水資源再生利用途徑。澳門淡水資源缺乏,日常95%以上的原水由珠海供應(yīng),水源主要來(lái)自西江,本地水庫(kù)主要起應(yīng)急調(diào)配作用。珠三角城市群作為廣東省經(jīng)濟(jì)發(fā)展龍頭,解決其水資源配置和再生利用問(wèn)題不僅可以緩解廣東省區(qū)域水資源利用問(wèn)題,更能緩解灣區(qū)缺水問(wèn)題。

目前國(guó)內(nèi)對(duì)于污水資源化利用的研究主要集中在污水處理技術(shù)、污水處理行業(yè)現(xiàn)狀等方面。在污水處理技術(shù)方面,曹達(dá)啟等[3]總結(jié)了污水處理過(guò)程中合成藻酸鹽研究現(xiàn)狀,以及好氧顆粒污泥技術(shù)在污水資源化利用中的作用；韓松芳等[4]根據(jù)藻種在城市污水中的生長(zhǎng)與產(chǎn)脂情況以及對(duì)污水的凈化能力篩選出適宜于城市污水培養(yǎng)的藻種,實(shí)現(xiàn)污水無(wú)害化處理和資源有效利用。陳皓琪[5]深入分析了城市污水再利用的兩種處理模式以及4個(gè)主要處理工藝步驟；張光明等[6]從光合細(xì)菌污水資源化技術(shù)對(duì)各類廢污水處理重要影響因素、主要促進(jìn)方法等進(jìn)行綜述并對(duì)未來(lái)研究進(jìn)行了展望。另一部分側(cè)重于對(duì)污水資源化利用現(xiàn)狀的研究。張?jiān)频萚7]提出澳門污水資源再生利用近期、中期和遠(yuǎn)期利用方案；胡洪營(yíng)[8]分析了中國(guó)污水資源化利用及再生水利用存在的問(wèn)題,并提出再生水利用基本原則與主要措施；王洪臣[9]梳理了中國(guó)水資源特征以及用水狀況,提出水資源是制約中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸；劉曉君等[10]選取西北干旱缺水城市對(duì)污水資源化利用與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的關(guān)系進(jìn)行研究。

在現(xiàn)有文獻(xiàn)中,只有少部分學(xué)者對(duì)污水資源化利用效益和動(dòng)因進(jìn)行了研究,且污水資源化利用價(jià)值的研究具有明顯的地域偏向,對(duì)西北干旱缺水地區(qū)的研究較多,研究較為具體化,多以某一污水處理項(xiàng)目為研究對(duì)象,缺乏對(duì)城市整體建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的參考意義。本文以非典型缺水地區(qū)為對(duì)象,從可持續(xù)發(fā)展角度,利用熵值法對(duì)珠江三角洲城市群污水資源化利用價(jià)值進(jìn)行測(cè)算,進(jìn)一步挖掘污水資源化利用的再生效益和價(jià)值,以期為污水資源化利用政策制定及工作推進(jìn)提供參考。

1 研究區(qū)域概況

珠三角城市群,包括廣東省廣州、深圳、珠海、佛山、惠州、東莞、中山、江門、肇慶9個(gè)城市,毗鄰香港特別行政區(qū)和澳門特別行政區(qū)。珠三角城市群與港澳文化同源,長(zhǎng)期以來(lái)人員往來(lái)密切,經(jīng)濟(jì)社會(huì)合作歷史悠久。珠三角9市是粵港澳大灣區(qū)的重要組成部分,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,水資源供需矛盾、水質(zhì)污染、用水效率偏低等問(wèn)題隨之出現(xiàn)。2016—2020年,珠三角9市用水總量占全省一半以上,年均達(dá)到51.51%,說(shuō)明水資源的總量與消耗對(duì)珠三角的發(fā)展存在極大的影響,促進(jìn)水資源的有效利用與節(jié)約,有利于對(duì)廣東省各市水資源做好管控,助力粵港澳大灣區(qū)的發(fā)展。

2 指標(biāo)體系構(gòu)建

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與指標(biāo)選取

2.1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)來(lái)源于《廣東省統(tǒng)計(jì)年鑒》《廣東省水資源公報(bào)》,以及各地市的統(tǒng)計(jì)年鑒、國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展公報(bào)和其他公開(kāi)資料。根據(jù)數(shù)據(jù)的有效性和可得性,主要選取了14個(gè)指標(biāo),反映污水資源化利用價(jià)值對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)、資源環(huán)境帶來(lái)的影響。研究樣本包括珠三角的9個(gè)城市,不含港澳的粵港澳大灣區(qū)中的城市。

2.1.2 指標(biāo)選取

結(jié)合相關(guān)學(xué)者的研究,共選取了4個(gè)一級(jí)指標(biāo)和14個(gè)二級(jí)指標(biāo),構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,見(jiàn)表1。

2.2 評(píng)價(jià)方法

熵值法是一種根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)的影響程度所反映的信息大小來(lái)計(jì)算權(quán)重的客觀賦權(quán)法。在信息論中,熵是對(duì)不確定性信息的一種度量。信息量越大,不確定性就越小,熵也就越??；信息量越小,不確定性就越大,熵也越大。一定程度上避免了人為原因造成的主觀偏差,能夠較為科學(xué)地確定權(quán)重。避免了層次分析法等主觀賦權(quán)方法的偏差。具體計(jì)算步驟如下:

1)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,對(duì)各數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理。

對(duì)于正向指標(biāo):

表1 污水資源化利用價(jià)值評(píng)價(jià)體系

(1)

對(duì)于負(fù)向指標(biāo):

(2)

式中:i=2016,2017,…,2020；j=1,2,…,14；maxxij和minxij分別表示在第i年第j個(gè)指標(biāo)值的最大值和最小值；xij為原始數(shù)據(jù)樣本值；yij為歸一化處理后的樣本值；i=1,2,…,m；j=1,2,…,n。

2)計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)下第i年指標(biāo)值的比重Rij。

(3)

3)計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值ej。

(4)

式中，k=1/ln,k>0,ej≥0。

4)計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的差異性系數(shù)gj。

對(duì)于第j項(xiàng)指標(biāo),指標(biāo)的差異性越大,對(duì)方案評(píng)價(jià)作用越大,熵值就越小,差異性系數(shù):

gj=1-ej

(5)

5)計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重:

(6)

3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

3.1 權(quán)重分析

根據(jù)熵值法計(jì)算出2016—2020年珠江三角洲城市群9市的污水資源化利用價(jià)值情況,見(jiàn)表2。在準(zhǔn)則層,4個(gè)指標(biāo)權(quán)重占比排序分別為資源總量與消耗、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)和用水效率,權(quán)重系數(shù)分別為32.23%、27.6%、21.99%、18.17%,可知水資源的總量對(duì)污水資源化利用價(jià)值產(chǎn)生的影響最大,用水效率對(duì)污水資源化利用價(jià)值的影響相對(duì)較小。在次準(zhǔn)則層中,工業(yè)用水量、污水排放量和人口密度的權(quán)重系數(shù)位居前列,權(quán)重系數(shù)分別為14.81%、14.41%、12.34%。3個(gè)指標(biāo)層之間的關(guān)系密切。工業(yè)用水量在一定程度上決定了生產(chǎn)用水,人口密度則決定了生活用水量,生產(chǎn)和生活用水是污水產(chǎn)生的最主要的源頭。以廣州市用水為例,2020年用水總量59.9億m3,工業(yè)用水量 27.5億m3,占比達(dá)45.91%,工業(yè)用水量占據(jù)了用水總量的較大部分,對(duì)污水資源化利用價(jià)值影響較大。污水排放量是污水資源化利用的載體,排放量越大,蘊(yùn)含的潛在利用價(jià)值相應(yīng)較大。人口密度從社會(huì)層面反映了水資源是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)條件,對(duì)污水資源的再生利用利國(guó)利民。

表2 指標(biāo)權(quán)重

3.2 綜合得分評(píng)價(jià)分析

由表3可知,2016—2019年,綜合得分從0.344 7上升到0.356 2,污水資源化利用價(jià)值呈現(xiàn)穩(wěn)步上升,價(jià)值愈發(fā)凸顯。2020年各指標(biāo)均略微下降,說(shuō)明整體污水資源化利用價(jià)值減弱,從宏觀環(huán)境角度,可能原因在于工業(yè)由于其大體量的行業(yè)性質(zhì)規(guī)模效益顯著,集中處理污水和再生利用污水資源優(yōu)勢(shì)明顯。而2020年新冠疫情初始,GDP增速放緩,工業(yè)用水總量減少,2019年9市工業(yè)用水量共計(jì)76.5億m3,2020年工業(yè)用水量共計(jì)67.2億m3,同比下降12.16%,從而對(duì)利用量產(chǎn)生影響。從政策角度,2020年是《“十三五”全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》的收官之年,該規(guī)劃指出到2020年底,中國(guó)將實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施全覆蓋,城市污水處理率達(dá)到95%。地級(jí)及以上城市建成區(qū)基本實(shí)現(xiàn)污水全收集、全處理；京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等區(qū)域提前一年完成。本文評(píng)價(jià)體系中污水資源化利用價(jià)值的降低也說(shuō)明現(xiàn)有污水處理成效突出。

以5年的綜合得分總和來(lái)看(表4),污水資源化利用價(jià)值從大到小的排序?yàn)閺V州、深圳、東莞、佛山、中山、江門、珠海、惠州、肇慶。污水資源利用價(jià)值與區(qū)域發(fā)達(dá)程度有著密切關(guān)系,以2020年為例,綜合得分變化的趨勢(shì)與GDP變化趨勢(shì)相一致(表5),經(jīng)計(jì)算,綜合得分與地方GDP之間的相關(guān)系數(shù)為0.90,兩者具有較強(qiáng)相關(guān)關(guān)系,對(duì)應(yīng)準(zhǔn)則層中的“社會(huì)經(jīng)濟(jì)”指標(biāo)。不同城市之間污水資源化利用存在差異,因而提高珠江三角洲整體污水資源化利用價(jià)值需要精確分析每個(gè)城市的問(wèn)題,根據(jù)其自身區(qū)域特點(diǎn)積極探索提升污水資源化利用措施。

表3 2016—2020年珠三角地區(qū)污水資源化利用價(jià)值綜合得分

從不同城市的角度,以平均值來(lái)看,廣州、深圳的綜合得分最高,為0.608 7、0.459 5。兩個(gè)城市都是廣東的副省級(jí)城市,經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展使得對(duì)水資源的需求愈發(fā)強(qiáng)烈,在水資源總量一定的情況,“節(jié)流”與“再生”便是大城市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。綜合得分排名最后的4個(gè)城市分別為惠州、肇慶、珠海、江門,綜合得分分別為1.157 8、1.261 0、1.381 4、1.453 0?；葜?、肇慶、江門3個(gè)城市水資源總量較大,珠海雖然水資源總量不大,但人均水資源量遠(yuǎn)高于廣州、深圳。綜合得分排名最后的4個(gè)城市,污水資源化價(jià)值不高的原因主要為水資源較為豐富,且經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)珠三角其他城市較為落后,經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源緊張的矛盾遠(yuǎn)不如廣州、深圳尖銳。

表4 2016—2020年珠三角9市污水資源化利用價(jià)值及排序

表5 2020年珠三角9市污水資源化利用價(jià)值綜合得分與GDP數(shù)據(jù)

4 結(jié)論與建議

從資源總量與消耗、用水效率、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)4個(gè)維度,構(gòu)建污水資源化利用價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,測(cè)算出珠江三角洲9市在2016—2020年的污水資源化利用價(jià)值。結(jié)果表明:①珠三角污水資源化利用價(jià)值波動(dòng)上升；②利用價(jià)值與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān),經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá),利用價(jià)值越高；③廣州、深圳、東莞污水資源化利用價(jià)值較高,珠海、肇慶、惠州污水資源化利用價(jià)值較低。對(duì)于珠江三角洲城市圈來(lái)說(shuō),要統(tǒng)籌規(guī)劃,根據(jù)各城市用水需求與用水特點(diǎn)合理調(diào)配資金資源,把水資源的再生利用擺在戰(zhàn)略地位,加快推動(dòng)污水資源化利用進(jìn)程。針對(duì)研究結(jié)果,提出如下建議:

1)對(duì)于污水資源化利用價(jià)值較高的城市,加大政府投資力度,提高對(duì)再生水行業(yè)的技術(shù)支持力度,確保再生水水量穩(wěn)定、水質(zhì)可控；建立明確的再生水利用獎(jiǎng)懲機(jī)制,將再生水利用量與污水排放量掛鉤,較大的污水排放量對(duì)應(yīng)較大的再生水利用量,對(duì)未達(dá)用量標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè),次年實(shí)行較高供水價(jià)格；構(gòu)建再生水資產(chǎn)的交易機(jī)制,充分發(fā)揮在經(jīng)濟(jì)活躍地區(qū)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì),明確“誰(shuí)投資、誰(shuí)受益”的原則,推動(dòng)非常規(guī)水資產(chǎn)交易市場(chǎng)化。

2)對(duì)于污水資源化利用價(jià)值較低的城市,雖然目前還未面臨水資源再生利用的危機(jī),但要有長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光,從粵港澳大灣區(qū)整體協(xié)同發(fā)展的角度,制定水資源利用與再生利用的長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃,加大基礎(chǔ)配套設(shè)施的建設(shè)力度,統(tǒng)籌規(guī)劃污水處理廠、再生水廠和環(huán)境治理設(shè)施；加大再生水利用的宣傳力度,通過(guò)媒體宣傳、樣板工程和建立示范工程等多種喜聞樂(lè)見(jiàn)的形式,普及污水資源化利用知識(shí),營(yíng)造全社會(huì)節(jié)水和再生水利用的良好氛圍。