广州市感潮河涌水环境改善效益评估

陈兴茹,白音包力皋

(中国水利水电科学研究院水力学所,北京 100038)

城市河流作为城市生态系统的重要组成部分,承担着防洪排涝、供水、调节气候、美化环境、城市景观和水文化传承等众多功能,从价值角度讲,具有一定的环境价值。党的十八大报告将生态文明建设作为中国“五位一体”发展战略的基本构成。2012年10月,陈雷部长在山东水生态文明建设暨济南市创建全国水生态文明市工作座谈会上发表重要讲话,指出“必须把水生态文明建设放在更加突出的位置,推动水利发展方式加快转变”。根据“水利部关于加快推进水生态，文明建设工作的意见(水资源([2013]1号)”文件,推进水生态系统保护与修复,改善水生态环境是当前我国水生态文明建设工作八项主要内容之一。然而,受过去几十年追求经济发展速度和规模的影响,城市河流一度被忽视,成为城市发展的附属,河流生态水环境问题凸显。近10年来,城市河流诸多问题日益受到社会各界关注,其生态修复工作正在国内广泛开展。我国在该领域工作目前面临的主要问题是规划、设计开展较多,完工后的跟进工作开展较少,这导致河流生态修复的效果及效益无从考证,前期大量资金投入的回报不能得到清晰的展示。

河流作为自然资源的环境价值在国内外开展了较多的研究,内容主要着眼于环境价值的分类和度量方法上。国内相关研究开展较晚,但进展较快,王浩等[1]以河流、湖泊、湿地为对象研究了其生态价值;韦惠兰等[2]以自然保护区为例,探讨了其经济效益、生态环境效益和社会效益的评估指标及评估方法;吴阿娜等[3]立足国内外相关研究现状,指出国内外城市内河研究的不足,提出了评估内河整治效益的方法,并以上海城市内河为对象进行实例应用;吴浩云等[4]以引江济太工程为例评估了其综合效益;吴阿娜等[5]以上海城市内河为例评估了内河整治对周边房地产的影响;张翼飞等[6]以上海城市内河为例,研究了其整治后的产出效益,并参照国内外相关研究成果进行了对比分析,找出了结果存在差别的原因;吕永鹏等[7]在测算上海市长宁区河流生态修复的环境价值基础上,根据各类价值的利益相关方,初步探讨了我国城市河流生态修复的环境价值的实现机制,为我国城市河流生态修复筹措资金途径提供了技术参考;黄贤金等[8]指出目前的研究主要侧重于国民经济直接效益的测算,对综合效益货币化评估研究有所欠缺，基于此,以长江河道南京段二期整治工程为例开展综合效益货币化评估,从经济效益、社会效益、生态效益三方面构建综合效益货币化后评估指标体系及评估方法。长江河道南京段二期整治综合效益评估结果表明效益是投资的5.03倍，其中非防洪效益是防洪效益的6倍多,长期以来水利工程实施的外部性效益被忽略[8]。以上诸多文献的研究成果具有代表性,它们都表明,以河道整治为代表的水生态环境效益、社会效益(价值)巨大,远高于工程建设的经济效益。限于认知水平和研究水平,这部分效益长期被忽略。

笔者在前述研究的基础上,以广州市感潮河涌水环境联合调控示范区作为研究对象,通过搜集实施水环境改善措施前后的数据,比较水环境改善的效果与效益,期望能够为相关从业者及政府决策部门展示水环境改善工作的巨大效益,从而有利于该项工作筹集资金顺畅,带动更多的相关工作开展,形成水生态环境保护和修复产业与经济社会发展互动的良性循环。

1 水环境联合调控的实施背景

广州市区河网密度0.64 km/km2,水面率10%,是著名的水城。但是,河涌水环境质量不佳影响了居民的日常生活和城市景观,制约了广州市的经济发展。根据广州市环境保护局公布的54条河涌的水质监测数据,78%的河涌不达标,大部分河涌的水质目标为Ⅳ类或Ⅴ类,但大部分河涌的水质现状仍为劣Ⅴ类。针对国家提出的水生态文明建设的政策,广州市也在积极改善水环境。早在2010年以广州市亚运会为契机,已经开展了大量的水环境整治工作,取得了良好的成绩。在各项水环境治理措施中,较多地被国内外采用的措施有：各种水质净化材料原位净化、曝气、调水稀释等。其中,各种水质净化材料造价较高；曝气对大面积水体效果不显著且需消耗电能；调水稀释则需要建设调水工程且需要有优质的水源。对广州河网而言,具有河网密集、流通性差的特点,对各种水质净化材料的适用性有待实证。广州市开展调水尽管具有珠江的水源条件,但河涌众多,需要修建的调水工程较多。利用既有闸坝工程,充分利用珠江与内河的潮位,采用调水改善水环境的措施是适合广州市水环境特点的较为有效而且较为经济的措施。广州市水利科学研究所开展城区河网水环境联合调控研究的主要内容是:针对广州城区河涌受潮汐影响和驱动的特点,在分析城区河涌内外水关系的基础上,采用现场试验、机理分析和数值模拟相结合的方法,制定了水环境联合调控的规则,改变河涌水流往复运动的特性,使河涌形成单向流,并采用外水内调的方式,提高河涌水体流速,改善河涌水质。该项目的研究成果充分利用原有防洪排涝闸控工程进行挖潜增效,具有成本低、负面影响小的特点,有利于实现河涌水环境在清淤和截污基础上的进一步改善,将会产生巨大的经济效益、生态环境效益和社会效益。以往多将各项效益进行定性地分析描述,使社会各界尤其是决策者无法衡量其大小,不利于城区河网水环境联合调控研究成果在社会的进一步推广应用。对调水试验区产生的效益进行全面的定量化评估,有助于将该技术纳入经济社会运行体系,有助于该项技术的广泛推广应用。

2 调水区概况和城市发展定位

2.1 调水区概况

调水共涉及2个行政区内的3个水网,即海珠区的新滘围、马涌试验区,荔湾区的芳村上围试验区。

3个水网水环境联合调控试验区的基本情况如下:

a. 海珠区新滘围水环境联合调控试验区。包括2个水系网络:①岗河西北部水网络,包括1条河和14条河涌,河道总长为33.62 km,水系内设2座闸门;②石榴岗河南部水网络,包括15条河涌,总长18.17 km。水系内设7座水闸。

b. 荔湾区芳村上围水环境联合调控试验区。位于芳村上围,在鹤洞路—花地大道南以北,花地河以东,珠江以西三角形区域范围内。包括冲口涌、沙涌、地铁A涌、地铁B涌、茶滘涌、东漖涌和剑沙涌共7条河涌,总长12.03 km,集水面积9.31 km2,涉及闸门5座,分别为冲口水闸、沙涌水闸、茶滘水闸、东漖水闸和剑沙水闸。

c. 海珠区马涌水环境联合调控试验区。马涌,又叫海珠涌,位于海珠区西北部,西起凤安桥以西420 m处同珠江后航道相接,东与鸭墩关桥同珠江前航道相连,全长5 940 m,流经7个行政街,途经工业大道、南田路、宝岗大道、江南大道中、晓港公园和滨江东路,流域面积约12 km2。

2.2 试验区的城市发展定位和土地功能使用定位

根据《广州市城市发展总体规划(2005—2020)》,海珠区新滘围联合调控试验区定位为生活和农业;荔湾区的功能定位为加强环境整治,改善人居环境。

3 调水改善水质的效益分析

3.1 水环境联合调控改善水质的贡献率分析

由于调水前后均没有进行截污和清淤,也没有采取其他的水质改善措施,因此,可以认为水质的变化是由于水环境联合调控所致。以BOD5，CODCr，NH3-N 3项水质指标作为水环境评价的代表因子,通过分析试验前后3项指标的变化情况,得到水环境联合调控对水环境改善的贡献率。分析表明,不同潮期、不同降雨强度下的3个指标分别减小了56%，34%和40%,其平均值为43%。因此,可以认为水环境联合调控对河涌水质改善的贡献率为43%。

3.2 评估内容与方法

水环境联合调控改善水质后,水体价值主要表现在3个方面:经济效益、生态环境效益和社会效益。各效益的评估内容和评估方法见表1。

表1 水环境联合调控改善水质效益评估内容与评估方法

3.3 评估结果

3.3.1 运行成本

年运行成本计算公式如下:

C=WTnEP

式中:C为年运行成本;W为参加调水总闸功率，kW；T为时间，h;n为次数;EP为电价，元/(kW·h)。

根据《广东省物价局关于调整销售电价的通知》(粤价[2009]267号)的有关规定,非工业电价(不满1 kV)为0.898 5元,依据该公式计算得出的年运行成本为:C=181.1×0.25×365×1×0.898 5=1.48万元。

3.3.2 经济效益

a. 减少水环境治理投资。广州市建委公布的听证报告显示,广州2007年四大污水处理处理污水的平均成本为2.37元/m3。以广州大坦沙污水厂运行成本0.4元/m3作为年运行费的计算依据,则单位污水的处理总成本为2.77元/m3。参照污水处理厂的污水处理指标,得到水环境联合调控改善水质可以节省的投资为1.66元/m3。水环境联合调控改善水质的水量为(平均水深按照1m计算)合计248万m3,得到可节省的费用为412万元。这相当于节约的年污水处理费用。

b. 带动经济效益。河涌水环境改善后对经济的带动作用主要表现为2个方面:一是周围原有土地利用地块的升值,包括房产、店铺、工业仓储用地的升值；二是新开发房地产地价的增长。对这两种效益的计算方法分别参照国内相关研究成果,并根据广州市具体情况确定。

根据上述相关研究成果及调查结果,将不同季节上风向、下风向的辐射范围进行平均,取每米河道对房地产业的影响平均范围为河道两岸各50 m。

根据《广州统计年鉴2010》,2009年广州市房地产新开工面积比例计算依据如表2所示。

表2 荔湾区、海珠区2009年新开工面积情况

根据广州市国土房管局公布的数据,2010年实施的土地所有权基准地价为:中心城区住宅用地均价为1 599元/m2,商业地价为6 267元/m2。具体计算时根据研究对象区域内不同土地利用面积估算效益。

吴阿娜等[5]以上海张家浜为例,对河流综合整治对房地产带动的效益进行了评价。结果表明,张家浜河道自1998年花巨资综合整治后,水环境质量得到明显改善,周围水景住宅迅速升值,较浦东新区相同地段其他位置的住宅高出约1 000元/m2,根据升值前基准价,升值率约为5%～10%。

由于广州与上海同属特大城市,经济发展水平相当,且张家浜河整治前为黑臭,水质为劣Ⅴ类,整治后水质优于Ⅳ类水平,与本次评价的河涌调水前后水质变化相似。因此,本研究采用类比法计算水环境联合调控后,河涌水质改善对荔湾区和海珠区地价和房地产价格所带来的影响。

将上述各项效益相加,即可得到水环境联合调控对改善水质所带来的年经济效益，如表3所示。

表3 水环境联合调控改善水质产生的年经济效益汇总

3.3.3 生态环境效益评估

a. 涵养水源。根据资料查询结果,三峡水利枢纽总库容为393亿m3,实际总投资约1 800亿元,则折合水库建造成本为4.58元/m3。以此为计算依据,则广州市3个调水试验区水质改善后每年可涵养的水源量为248万m3,折合年效益为1 136万元/a。

b. 生物多样性保护。国外很多学者对生物多样性保护的价值研究较早,取得了一些成果。本次采用国外资料类比法进行生物多样性保护的生态效益计算。根据Costanza[9]的研究成果,沼泽或泛滥平原可提供栖息地或避难所的服务功能的年生态效益为439美元/hm2,折合人民币2 997.3元/万m2(以100美元兑换人民币682.75元计),3个试验区内河涌水面面积248万m2,则得到生物多样性保护的价值为74.3万元/a。

c. 环境美化。目前,关于环境美化效益的计算通常采用条件价值法(CVM),方式通常有邮寄、电话和面谈三种。通过设计支付意愿(WTP)调查表,设定一系列问题,采访足够大的样本,考虑不同职业、收入状况,以受访者对环境改善的愿意支付的货币价值作为确定环境美化的效益的依据。张翼飞对上海漕河泾为例,该河面临黑臭的局面虽经整治,但夏季水质仍不能满足景观水体最低为Ⅳ类水体的标准,为评估河流环境改善后的效益,采取了支付意愿法进行公众调查,结果为要改变现有水体黑臭的状况使其达到景观水体的标准,居民的支付意愿为160元/(a·户),每户平均按照3人计算,则约为53元/(a·人)。根据《广州市统计年鉴2010》中公布的3个试验区的人口数为:荔湾区70.65万人、海珠区93.73万元,合计164.38万人,由此估算得到调水区水环境改善的支付意愿为8 712万元/a。

d. 生态环境总效益。将上述计算的水环境联合调控改善水质的生态环境效益进行汇总,得到年收益为4 267万元,调水改善水质的贡献率为43%。

3.3.4 总效益

将以上能够量化的成本及经济效益、生态环境效益进行汇总,得到2009年荔湾区和海珠区的成本、收益如表4所示。成本主要为每天由于水环境联合调控而增加的运行电费,合计为14 848元/a。对于社会效益。由于水环境联合调控所带来的社会效益目前尚不能进行定量化,但应该看到的是,社会效益是支持城市经济发展和社会安定的重要保障条件,因此这部分效益巨大。综上所述,水环境联合调控改善水质每年可获得的总效益为7.93亿元。可见,水环境联合调控的益本比较大。

表4 水环境联合调控年运行成本、年效益汇总 万元

4 结 论

对广州市水环境联合调控三个调水试验区的经济效益、生态环境效益和社会效益进行了评估,得到的主要结论如下:

a. 通过对水环境联合调度改善水质的贡献率分析可以看出,在试验区河网不实施截污、清淤的前提下,实施水环境联合调控对改善NH3-N,BOD5和CODCr的贡献率分别为47%，58%和38%,3项水质指标的平均贡献率为43%。

b. 水环境联合调控成本较低,效益较大,益本比较大。根据效益类别可将效益划分为3类,即经济效益、生态环境效益和社会效益。

社会效益具有隐性、长期性、滞后性、外部性等特点。分析表明,水环境联合调控效益更多地表现为改善城市环境和人居环境,减少居民患病风险。良好的水环境推动了城市总体环境质量的提高,为城市经济发展和社会进步提供了外部支撑,并为建立人水和谐的关系奠定了基础。

对水环境联合调控产生的年经济效益和年生态环境效益评估的结果表明,经济效益为7.46亿元、生态环境效益为4267万元、总效益为7.93亿元。

参考文献：

[1] 王浩,陈敏健,唐克旺.水生态环境价值和保护对策[M].北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社,2004.

[2] 韦惠兰,张可荣.自然保护区综合效益评估理论与方法[M].北京:科学出版社,2006.

[3] 吴阿娜,车越.城市内河综合整治效益的后评估方法及实证[J].水利学报,2005,36(9):1088-1093.

[4] 吴浩云,周丹平,何佳,等,引江济太工程综合效益的评估及方法探讨[J].湖泊科学,2008,20(5):639-647.

[5] 吴阿娜,邰俊.城市内河综合整治工程对周边房产的影响研究[J].世界地理研究,2004,13(2):77-82.

[6] 张翼飞,刘宇辉.城市景观河流生态修复的产出研究及有效性可靠性检验[J].中国地质大学学报,2007,7(2):39-44.

[7] 吕永鹏,徐启新.城市河流生态修复的环境价值及实现机制[J].水利学报,2010，41(3):278-285.

[8] 黄贤金,高敏燕,李涛章.水利工程项目综合效益货币化评估[J].中国水利,2012(16):52-54.

[9] COSTANZA R. The value of the world’s ecosystem services and natural capital[J].Nature,1997,387:253-260.