陳興茹,白音包力皋

(中國水利水電科學研究院水力學所,北京 100038)

城市河流作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,承擔著防洪排澇、供水、調(diào)節(jié)氣候、美化環(huán)境、城市景觀和水文化傳承等眾多功能,從價值角度講,具有一定的環(huán)境價值。黨的十八大報告將生態(tài)文明建設(shè)作為中國“五位一體”發(fā)展戰(zhàn)略的基本構(gòu)成。2012年10月,陳雷部長在山東水生態(tài)文明建設(shè)暨濟南市創(chuàng)建全國水生態(tài)文明市工作座談會上發(fā)表重要講話,指出“必須把水生態(tài)文明建設(shè)放在更加突出的位置,推動水利發(fā)展方式加快轉(zhuǎn)變”。根據(jù)“水利部關(guān)于加快推進水生態(tài)，文明建設(shè)工作的意見(水資源([2013]1號)”文件,推進水生態(tài)系統(tǒng)保護與修復,改善水生態(tài)環(huán)境是當前我國水生態(tài)文明建設(shè)工作八項主要內(nèi)容之一。然而,受過去幾十年追求經(jīng)濟發(fā)展速度和規(guī)模的影響,城市河流一度被忽視,成為城市發(fā)展的附屬,河流生態(tài)水環(huán)境問題凸顯。近10年來,城市河流諸多問題日益受到社會各界關(guān)注,其生態(tài)修復工作正在國內(nèi)廣泛開展。我國在該領(lǐng)域工作目前面臨的主要問題是規(guī)劃、設(shè)計開展較多,完工后的跟進工作開展較少,這導致河流生態(tài)修復的效果及效益無從考證,前期大量資金投入的回報不能得到清晰的展示。

河流作為自然資源的環(huán)境價值在國內(nèi)外開展了較多的研究,內(nèi)容主要著眼于環(huán)境價值的分類和度量方法上。國內(nèi)相關(guān)研究開展較晚,但進展較快,王浩等[1]以河流、湖泊、濕地為對象研究了其生態(tài)價值;韋惠蘭等[2]以自然保護區(qū)為例,探討了其經(jīng)濟效益、生態(tài)環(huán)境效益和社會效益的評估指標及評估方法;吳阿娜等[3]立足國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀,指出國內(nèi)外城市內(nèi)河研究的不足,提出了評估內(nèi)河整治效益的方法,并以上海城市內(nèi)河為對象進行實例應(yīng)用;吳浩云等[4]以引江濟太工程為例評估了其綜合效益;吳阿娜等[5]以上海城市內(nèi)河為例評估了內(nèi)河整治對周邊房地產(chǎn)的影響;張翼飛等[6]以上海城市內(nèi)河為例,研究了其整治后的產(chǎn)出效益,并參照國內(nèi)外相關(guān)研究成果進行了對比分析,找出了結(jié)果存在差別的原因;呂永鵬等[7]在測算上海市長寧區(qū)河流生態(tài)修復的環(huán)境價值基礎(chǔ)上,根據(jù)各類價值的利益相關(guān)方,初步探討了我國城市河流生態(tài)修復的環(huán)境價值的實現(xiàn)機制,為我國城市河流生態(tài)修復籌措資金途徑提供了技術(shù)參考;黃賢金等[8]指出目前的研究主要側(cè)重于國民經(jīng)濟直接效益的測算,對綜合效益貨幣化評估研究有所欠缺，基于此,以長江河道南京段二期整治工程為例開展綜合效益貨幣化評估,從經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益三方面構(gòu)建綜合效益貨幣化后評估指標體系及評估方法。長江河道南京段二期整治綜合效益評估結(jié)果表明效益是投資的5.03倍，其中非防洪效益是防洪效益的6倍多,長期以來水利工程實施的外部性效益被忽略[8]。以上諸多文獻的研究成果具有代表性,它們都表明,以河道整治為代表的水生態(tài)環(huán)境效益、社會效益(價值)巨大,遠高于工程建設(shè)的經(jīng)濟效益。限于認知水平和研究水平,這部分效益長期被忽略。

筆者在前述研究的基礎(chǔ)上,以廣州市感潮河涌水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控示范區(qū)作為研究對象,通過搜集實施水環(huán)境改善措施前后的數(shù)據(jù),比較水環(huán)境改善的效果與效益,期望能夠為相關(guān)從業(yè)者及政府決策部門展示水環(huán)境改善工作的巨大效益,從而有利于該項工作籌集資金順暢,帶動更多的相關(guān)工作開展,形成水生態(tài)環(huán)境保護和修復產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟社會發(fā)展互動的良性循環(huán)。

1 水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控的實施背景

廣州市區(qū)河網(wǎng)密度0.64 km/km2,水面率10%,是著名的水城。但是,河涌水環(huán)境質(zhì)量不佳影響了居民的日常生活和城市景觀,制約了廣州市的經(jīng)濟發(fā)展。根據(jù)廣州市環(huán)境保護局公布的54條河涌的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù),78%的河涌不達標,大部分河涌的水質(zhì)目標為Ⅳ類或Ⅴ類,但大部分河涌的水質(zhì)現(xiàn)狀仍為劣Ⅴ類。針對國家提出的水生態(tài)文明建設(shè)的政策,廣州市也在積極改善水環(huán)境。早在2010年以廣州市亞運會為契機,已經(jīng)開展了大量的水環(huán)境整治工作,取得了良好的成績。在各項水環(huán)境治理措施中,較多地被國內(nèi)外采用的措施有：各種水質(zhì)凈化材料原位凈化、曝氣、調(diào)水稀釋等。其中,各種水質(zhì)凈化材料造價較高；曝氣對大面積水體效果不顯著且需消耗電能；調(diào)水稀釋則需要建設(shè)調(diào)水工程且需要有優(yōu)質(zhì)的水源。對廣州河網(wǎng)而言,具有河網(wǎng)密集、流通性差的特點,對各種水質(zhì)凈化材料的適用性有待實證。廣州市開展調(diào)水盡管具有珠江的水源條件,但河涌眾多,需要修建的調(diào)水工程較多。利用既有閘壩工程,充分利用珠江與內(nèi)河的潮位,采用調(diào)水改善水環(huán)境的措施是適合廣州市水環(huán)境特點的較為有效而且較為經(jīng)濟的措施。廣州市水利科學研究所開展城區(qū)河網(wǎng)水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控研究的主要內(nèi)容是:針對廣州城區(qū)河涌受潮汐影響和驅(qū)動的特點,在分析城區(qū)河涌內(nèi)外水關(guān)系的基礎(chǔ)上,采用現(xiàn)場試驗、機理分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,制定了水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控的規(guī)則,改變河涌水流往復運動的特性,使河涌形成單向流,并采用外水內(nèi)調(diào)的方式,提高河涌水體流速,改善河涌水質(zhì)。該項目的研究成果充分利用原有防洪排澇閘控工程進行挖潛增效,具有成本低、負面影響小的特點,有利于實現(xiàn)河涌水環(huán)境在清淤和截污基礎(chǔ)上的進一步改善,將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益、生態(tài)環(huán)境效益和社會效益。以往多將各項效益進行定性地分析描述,使社會各界尤其是決策者無法衡量其大小,不利于城區(qū)河網(wǎng)水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控研究成果在社會的進一步推廣應(yīng)用。對調(diào)水試驗區(qū)產(chǎn)生的效益進行全面的定量化評估,有助于將該技術(shù)納入經(jīng)濟社會運行體系,有助于該項技術(shù)的廣泛推廣應(yīng)用。

2 調(diào)水區(qū)概況和城市發(fā)展定位

2.1 調(diào)水區(qū)概況

調(diào)水共涉及2個行政區(qū)內(nèi)的3個水網(wǎng),即海珠區(qū)的新滘圍、馬涌試驗區(qū),荔灣區(qū)的芳村上圍試驗區(qū)。

3個水網(wǎng)水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控試驗區(qū)的基本情況如下:

a. 海珠區(qū)新滘圍水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控試驗區(qū)。包括2個水系網(wǎng)絡(luò):①崗河西北部水網(wǎng)絡(luò),包括1條河和14條河涌,河道總長為33.62 km,水系內(nèi)設(shè)2座閘門;②石榴崗河南部水網(wǎng)絡(luò),包括15條河涌,總長18.17 km。水系內(nèi)設(shè)7座水閘。

b. 荔灣區(qū)芳村上圍水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控試驗區(qū)。位于芳村上圍,在鶴洞路—花地大道南以北,花地河以東,珠江以西三角形區(qū)域范圍內(nèi)。包括沖口涌、沙涌、地鐵A涌、地鐵B涌、茶滘涌、東漖涌和劍沙涌共7條河涌,總長12.03 km,集水面積9.31 km2,涉及閘門5座,分別為沖口水閘、沙涌水閘、茶滘水閘、東漖水閘和劍沙水閘。

c. 海珠區(qū)馬涌水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控試驗區(qū)。馬涌,又叫海珠涌,位于海珠區(qū)西北部,西起鳳安橋以西420 m處同珠江后航道相接,東與鴨墩關(guān)橋同珠江前航道相連,全長5 940 m,流經(jīng)7個行政街,途經(jīng)工業(yè)大道、南田路、寶崗大道、江南大道中、曉港公園和濱江東路,流域面積約12 km2。

2.2 試驗區(qū)的城市發(fā)展定位和土地功能使用定位

根據(jù)《廣州市城市發(fā)展總體規(guī)劃(2005—2020)》,海珠區(qū)新滘圍聯(lián)合調(diào)控試驗區(qū)定位為生活和農(nóng)業(yè);荔灣區(qū)的功能定位為加強環(huán)境整治,改善人居環(huán)境。

3 調(diào)水改善水質(zhì)的效益分析

3.1 水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控改善水質(zhì)的貢獻率分析

由于調(diào)水前后均沒有進行截污和清淤,也沒有采取其他的水質(zhì)改善措施,因此,可以認為水質(zhì)的變化是由于水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控所致。以BOD5，CODCr，NH3-N 3項水質(zhì)指標作為水環(huán)境評價的代表因子,通過分析試驗前后3項指標的變化情況,得到水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控對水環(huán)境改善的貢獻率。分析表明,不同潮期、不同降雨強度下的3個指標分別減小了56%，34%和40%,其平均值為43%。因此,可以認為水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控對河涌水質(zhì)改善的貢獻率為43%。

3.2 評估內(nèi)容與方法

水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控改善水質(zhì)后,水體價值主要表現(xiàn)在3個方面:經(jīng)濟效益、生態(tài)環(huán)境效益和社會效益。各效益的評估內(nèi)容和評估方法見表1。

表1 水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控改善水質(zhì)效益評估內(nèi)容與評估方法

3.3 評估結(jié)果

3.3.1 運行成本

年運行成本計算公式如下:

C=WTnEP

式中:C為年運行成本;W為參加調(diào)水總閘功率，kW；T為時間，h;n為次數(shù);EP為電價，元/(kW·h)。

根據(jù)《廣東省物價局關(guān)于調(diào)整銷售電價的通知》(粵價[2009]267號)的有關(guān)規(guī)定,非工業(yè)電價(不滿1 kV)為0.898 5元,依據(jù)該公式計算得出的年運行成本為:C=181.1×0.25×365×1×0.898 5=1.48萬元。

3.3.2 經(jīng)濟效益

a. 減少水環(huán)境治理投資。廣州市建委公布的聽證報告顯示,廣州2007年四大污水處理處理污水的平均成本為2.37元/m3。以廣州大坦沙污水廠運行成本0.4元/m3作為年運行費的計算依據(jù),則單位污水的處理總成本為2.77元/m3。參照污水處理廠的污水處理指標,得到水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控改善水質(zhì)可以節(jié)省的投資為1.66元/m3。水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控改善水質(zhì)的水量為(平均水深按照1m計算)合計248萬m3,得到可節(jié)省的費用為412萬元。這相當于節(jié)約的年污水處理費用。

b. 帶動經(jīng)濟效益。河涌水環(huán)境改善后對經(jīng)濟的帶動作用主要表現(xiàn)為2個方面:一是周圍原有土地利用地塊的升值,包括房產(chǎn)、店鋪、工業(yè)倉儲用地的升值；二是新開發(fā)房地產(chǎn)地價的增長。對這兩種效益的計算方法分別參照國內(nèi)相關(guān)研究成果,并根據(jù)廣州市具體情況確定。

根據(jù)上述相關(guān)研究成果及調(diào)查結(jié)果,將不同季節(jié)上風向、下風向的輻射范圍進行平均,取每米河道對房地產(chǎn)業(yè)的影響平均范圍為河道兩岸各50 m。

根據(jù)《廣州統(tǒng)計年鑒2010》,2009年廣州市房地產(chǎn)新開工面積比例計算依據(jù)如表2所示。

表2 荔灣區(qū)、海珠區(qū)2009年新開工面積情況

根據(jù)廣州市國土房管局公布的數(shù)據(jù),2010年實施的土地所有權(quán)基準地價為:中心城區(qū)住宅用地均價為1 599元/m2,商業(yè)地價為6 267元/m2。具體計算時根據(jù)研究對象區(qū)域內(nèi)不同土地利用面積估算效益。

吳阿娜等[5]以上海張家浜為例,對河流綜合整治對房地產(chǎn)帶動的效益進行了評價。結(jié)果表明,張家浜河道自1998年花巨資綜合整治后,水環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善,周圍水景住宅迅速升值,較浦東新區(qū)相同地段其他位置的住宅高出約1 000元/m2,根據(jù)升值前基準價,升值率約為5%～10%。

由于廣州與上海同屬特大城市,經(jīng)濟發(fā)展水平相當,且張家浜河整治前為黑臭,水質(zhì)為劣Ⅴ類,整治后水質(zhì)優(yōu)于Ⅳ類水平,與本次評價的河涌調(diào)水前后水質(zhì)變化相似。因此,本研究采用類比法計算水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控后,河涌水質(zhì)改善對荔灣區(qū)和海珠區(qū)地價和房地產(chǎn)價格所帶來的影響。

將上述各項效益相加,即可得到水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控對改善水質(zhì)所帶來的年經(jīng)濟效益，如表3所示。

表3 水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控改善水質(zhì)產(chǎn)生的年經(jīng)濟效益匯總

3.3.3 生態(tài)環(huán)境效益評估

a. 涵養(yǎng)水源。根據(jù)資料查詢結(jié)果,三峽水利樞紐總庫容為393億m3,實際總投資約1 800億元,則折合水庫建造成本為4.58元/m3。以此為計算依據(jù),則廣州市3個調(diào)水試驗區(qū)水質(zhì)改善后每年可涵養(yǎng)的水源量為248萬m3,折合年效益為1 136萬元/a。

b. 生物多樣性保護。國外很多學者對生物多樣性保護的價值研究較早,取得了一些成果。本次采用國外資料類比法進行生物多樣性保護的生態(tài)效益計算。根據(jù)Costanza[9]的研究成果,沼澤或泛濫平原可提供棲息地或避難所的服務(wù)功能的年生態(tài)效益為439美元/hm2,折合人民幣2 997.3元/萬m2(以100美元兌換人民幣682.75元計),3個試驗區(qū)內(nèi)河涌水面面積248萬m2,則得到生物多樣性保護的價值為74.3萬元/a。

c. 環(huán)境美化。目前,關(guān)于環(huán)境美化效益的計算通常采用條件價值法(CVM),方式通常有郵寄、電話和面談三種。通過設(shè)計支付意愿(WTP)調(diào)查表,設(shè)定一系列問題,采訪足夠大的樣本,考慮不同職業(yè)、收入狀況,以受訪者對環(huán)境改善的愿意支付的貨幣價值作為確定環(huán)境美化的效益的依據(jù)。張翼飛對上海漕河涇為例,該河面臨黑臭的局面雖經(jīng)整治,但夏季水質(zhì)仍不能滿足景觀水體最低為Ⅳ類水體的標準,為評估河流環(huán)境改善后的效益,采取了支付意愿法進行公眾調(diào)查,結(jié)果為要改變現(xiàn)有水體黑臭的狀況使其達到景觀水體的標準,居民的支付意愿為160元/(a·戶),每戶平均按照3人計算,則約為53元/(a·人)。根據(jù)《廣州市統(tǒng)計年鑒2010》中公布的3個試驗區(qū)的人口數(shù)為:荔灣區(qū)70.65萬人、海珠區(qū)93.73萬元,合計164.38萬人,由此估算得到調(diào)水區(qū)水環(huán)境改善的支付意愿為8 712萬元/a。

d. 生態(tài)環(huán)境總效益。將上述計算的水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控改善水質(zhì)的生態(tài)環(huán)境效益進行匯總,得到年收益為4 267萬元,調(diào)水改善水質(zhì)的貢獻率為43%。

3.3.4 總效益

將以上能夠量化的成本及經(jīng)濟效益、生態(tài)環(huán)境效益進行匯總,得到2009年荔灣區(qū)和海珠區(qū)的成本、收益如表4所示。成本主要為每天由于水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控而增加的運行電費,合計為14 848元/a。對于社會效益。由于水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控所帶來的社會效益目前尚不能進行定量化,但應(yīng)該看到的是,社會效益是支持城市經(jīng)濟發(fā)展和社會安定的重要保障條件,因此這部分效益巨大。綜上所述,水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控改善水質(zhì)每年可獲得的總效益為7.93億元?？梢?水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控的益本比較大。

表4 水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控年運行成本、年效益匯總 萬元

4 結(jié) 論

對廣州市水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控三個調(diào)水試驗區(qū)的經(jīng)濟效益、生態(tài)環(huán)境效益和社會效益進行了評估,得到的主要結(jié)論如下:

a. 通過對水環(huán)境聯(lián)合調(diào)度改善水質(zhì)的貢獻率分析可以看出,在試驗區(qū)河網(wǎng)不實施截污、清淤的前提下,實施水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控對改善NH3-N,BOD5和CODCr的貢獻率分別為47%，58%和38%,3項水質(zhì)指標的平均貢獻率為43%。

b. 水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控成本較低,效益較大,益本比較大。根據(jù)效益類別可將效益劃分為3類,即經(jīng)濟效益、生態(tài)環(huán)境效益和社會效益。

社會效益具有隱性、長期性、滯后性、外部性等特點。分析表明,水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控效益更多地表現(xiàn)為改善城市環(huán)境和人居環(huán)境,減少居民患病風險。良好的水環(huán)境推動了城市總體環(huán)境質(zhì)量的提高,為城市經(jīng)濟發(fā)展和社會進步提供了外部支撐,并為建立人水和諧的關(guān)系奠定了基礎(chǔ)。

對水環(huán)境聯(lián)合調(diào)控產(chǎn)生的年經(jīng)濟效益和年生態(tài)環(huán)境效益評估的結(jié)果表明,經(jīng)濟效益為7.46億元、生態(tài)環(huán)境效益為4267萬元、總效益為7.93億元。

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