孙向军,柯 琴
(西安理工大学水利水电学院,陕西 西安 710048)
环境经济损益分析是以西方新福利经济学为理论基础,结合环境经济学理论,评价环境影响,以防止生态恶化,促进可持续发展。1965 年,美国学者Hammond 对水污染控制的费用与效益进行了分析,从而使费用效益分析法应用范围更加广阔。之后,A.M.Freeman 对评估环境和资源价值的理论基础及评价方法进行了详细阐述。另外,一些国际组织,如世界银行、亚洲开发银行、经济合作与发展组织等,在环境影响经济损益评价方面也取得了丰硕成果。污染价值损失核算对掌握流域水污染状况、制定科学合理的治理对策具有重要意义,但目前对我国大部分流域对水体污染经济损失核算并未进行,本文通过构建保守的水污染经济损失估算模型,对陕西渭河流域各主要行政市进行水污染经济损失的估算,其结论可作为对陕西渭河流域水污染状况的辅助性证明。
渭河是黄河的最大支流,发源于甘肃省渭源县鸟鼠山,流向自西向东,其下游横贯广阔富饶的八百里秦川,沿岸涉及陕西的宝鸡、杨凌、咸阳、西安、渭南5 个市区。[1]作为关中平原的母亲河,上世纪90 年代以来,水污染状况日趋严重。在2011 年通过《陕西省渭河全线整治规划及实施方案》、2013 年通过《陕西省渭河流域管理条例》之后,陕西省大力实施渭河全线综合整治工程,这使得渭河的水体生态环境正逐步得到改善,为了进一步掌握陕西渭河流域水污染状况、制定科学合理的治理对策,需要进行渭河流域污染价值损失核算。
从水体环境质量与水环境功能特性、人类经济行为的相互效应关系分析,水体污染损失率与污染物浓度符合詹姆斯“浓度- 价值曲线”[2],即污染损失浓度模型为S 型非线性关系,其表达式为:
图1 詹姆斯“浓度- 价值曲线”(参数ai、βi 任意给定)
式中:Ri为第种污染物的污染损失率;ci为水中污染物的浓度;ai、βi为损失参数。
参数确定方法常用的方法是两点法[3],即利用污染物本底浓度和引起污染时的临界浓度两点,将浓度及对应的损失率代入式(1)联立求解得到ai、βi。假定地表水为Ⅱ类时,认为水质良好,对社会经济影响很小,损失率为0.01,位于损失曲线的低端;假定地表水为Ⅴ类时,损失率为0.99,位于损失曲线的顶端;结合《地表水环境质量标准》[4]得ai、βi满足式(2)、(3)。
对于COD 有:
对于NH3-N 有:
对(2)、(3)式运用matlab 编程解得不同污染物的参数值见表1。
表1 参数a、β 计算值
当水体中有多种污染物时,其综合损失率并不等于各项损失率的简单相加,其综合损失率与各单项损失率间的定量关系表达式为:
式中:n 为水体中共存污染物种类数;Ri(n)为综合损失率;Rin为新增污染物损失率。
根据James 模型可得受到污染水资源经济损失值的计算式为:
式中:P水为水资源价格;Q 为水资源量。
本文选取渭河杨凌(渭河干流宝鸡出境)、咸阳铁桥(渭河干流咸阳出境)、新丰镇大桥(渭河干流西安出境)、潼关吊桥(渭河干流渭南出境)四个监测断面的水质数据,陕西省环保厅提供的2012 年~2016 年7 月各监测断面水质数据见表2。
表2 陕西渭河流域断面监测浓度值 单位:mg/L
根据式(1)、(2)可得污染损失率R 见表3。
表3 陕西渭河流域污染损失率R 计算结果
水资源量Q 数据来源于《陕西省水资源公报》(2012 年~2016 年),见表4。
表4 陕西渭河流域各地区水资源量 单位:109 m3
关于P水,目前大多采用市场水价来估算,近期也有通过运用模糊数学建立的水资源价值模型[5]来计算的,但其有很大争议。故本文采取保守策略,选取水资源基本价格2 元/m3来进行估算。
将表3、表4 数据及2 元/m3代入式⑤估算得陕西渭河流域各行政市水污染经济损失的保守值,见表5。
表5 陕西渭河流域各地区水污染损失值 单位:亿元
由于认识和基础数据等原因,其只可看做保守的下限值。表5 对应的直观柱状统计图见图2。
图2 陕西渭河流域各行政市水污染经济损失保守估计值
由水污染经济损失估算可知,宝鸡市与咸阳市水体生态环境较好,水污染造成的经济损失较小,宝鸡市水体生态环境较好,水资源充足,需进一步保持;咸阳市水资源量较少,其水体环境依旧需要提高。西安市损失量在四个行政市中最大,2014年保守损失值达42 亿元以上,这严重阻碍着西安城市经济的发展,表明西安市水污染问题十分严峻,必须引起足够重视,需深入分析其水污染特点及根源,进行有针对性的治理。渭南市作为关中渭河下游区域,在近几年大力发展经济过程中,有所忽略环境问题,其水污染损失有增大趋势。
由估算的渭河流域水污染经济损失值可以看出,在陕西省近年来大力实施渭河全线综合整治工程后,渭河的水体生态环境正逐步得到改善,但仍然存在着极大的提升空间,联系对渭河流域其它方面的研究可以提出如下三条建议:
(1)加强水资源统一管理,具体是既要实现对空间区域、时间跨度的统一管理,但更要实现对水资源开发、利用、治理、配置、节约、保护以及水土保持等活动的横向统一管理。
(2)建设高效节水排污的城镇体系。目前陕西渭河流域各城市水资源短缺的一条有效改善途径是改变传统的城市水循环模式,建立水系统良性循环机制。
(3)加快完善水系网络化建设及实时监测系统,改变传统的后污染治理状况,采取以预防为主的方针,及时防止水污染态势加重,将水体污染消灭于萌芽状态,而不应该在污染严重后才进行治理。