基于水环境基尼系数的辽河流域(辽宁段)水生态补偿标准测算

韩丽娜

(辽宁省锦州水文局，辽宁 锦州 121000)

区域生态环境保护和功能调整的重要依据在于生态补偿标准的科学、合理确定，通过科学制定生态补偿标准可有利于地区加大生态保护的主观意愿，激励各地区大力开展区域生态保护力度[1]。近年来，水生态环境保护成为国内研究的热点[2- 5]，这其中生态补偿标准的科学制定成为水生态研究领域的难点和重点。相关研究成果表明[6- 9]，生态补偿测定标准影响因素较为复杂，需要建立综合流域水环境容量、区域经济发展为一体的估算指标进行区域生态补偿标准的核算。当前，水环境基尼系数可综合考虑上述指标对区域水生态环境的综合影响，在国内一些区域水生态补偿标准的制定中得到具体应用[10- 15]，但在辽宁地区还未得到应用。辽河属于辽宁省第一大河流，辽河水生态保护对于辽宁省社会经济发展稳定至关重要。近些年来，辽宁省加大辽河流域水生态环境保护力度，成立辽河流域综合治理领导小组，强化对辽河流域水生态保护和修复机制、体制的建立，为激励辽河沿线地区加大水生态环境治理和保护力度，制定大禹考核绩效机制，对水生态环境保护进行补偿，为量化补偿标准，客观对对不同地区进行水生态补偿，结合水环境基尼系数，对辽河流域(辽宁段)水生态补偿标准进行测算，从而实现各地区水生态补偿有据可依。

1 生态补偿标准测算方法

通过分析水环境容量以及GDP的累积百分比，采用梯形面积方法对水环境基尼系数进行测算：

(1)

(2)

(3)

式中，Gj—水环境基尼系数；Xjk—各因子累积百分比，%；Mj(k)—水生态补偿标准影响指标值；Yj(k)—水环境指标累积排放比，%；Wj(k)—污染负荷总量，万t；n—计算区域数目。各影响因子的基尼系数按照目标函数最小值进行优化确定：

minG=∑Gj

(4)

各影响因子和排污量削减约束条件分别为：

(5)

(6)

生态补偿标准影响因子总约束条件为：

Wj=(1-dj)Wj′

(7)

按照不同分区对生态补偿标准进行测算：

P=(Wj(k)-Wj(k)′)x

(8)

式中，Wj(k)—优化水环境基尼系数后的污染负荷总量，万t；Wj(k)′—污染负荷在现状年的总量，万t；x—区域单位污染物排放价格，t/万元；q—污染负荷年累积排放量比，%；d—水环境基尼系数优化后的值。

2 辽河流域(辽宁段)水生态补偿标准测算

2.1 辽河流域概况

辽河流域是我国七大流域之一，两个主要组成水系是辽河和大辽河水系。辽河流域总面积为21.96万km2，流域2021年GDP总产值为16098亿元，地表水资源人均占有量为535m3。按照辽河流域2020年水质公报统计数据，2020年辽河流域(辽宁段)26个国家水质监控断面中Ⅴ类水质为18个，Ⅵ类水质为8个，COD和氨氮入河排污量占全省排放总量的比例分别为59.2%和55.3%。为提高辽河流域(辽河段)水生态能力，辽宁省要实现每年对COD排放量削减18万～20万t，年削减率要控制在15%～20%之间的目标。

2.2 辽河流域(辽宁段)基础数据信息

辽河流域(辽宁段)流经的城市为鞍山、沈阳、铁岭、盘锦市。对辽河流域(辽宁段)流经的各行政区的面积，现状年2020年人口和GDP值，以及统计的2022年污水排放量和COD排放总量进行基础信息数据的收集，见表1—2。

表1 辽河流域(辽宁段)各行政区基础信息数据

表2 辽河流域各行政区允许最大COD排放量

2.3 辽河流域(辽宁段)水环境容量和COD累积百分比

分别对辽河流域(辽宁段)水环境容量和COD累积百分比进行测算，结果见表3—4。并对其COD累积百分比和水环境容量及GDP累积百分比关系曲线进行分析，结果如图1所示。

表3 辽河流域(辽宁段)的水环境容量累积百分比

表4 辽河流域(辽宁段)基于GDP的COD累积百分比测算结果

图1 基于水环境容量及GDP的COD累积排放比分布曲线

从辽河流域(辽宁段)上游到下游，水环境容量和COD排放量累积百分比呈现明显的递增变化，盘锦为辽河入海口，其水环境容量和COD排放累积百分比最高，铁岭段对水环境容量和COD累积百分比的贡献率在30%以上，属于辽河流域(辽宁段)污水排放量最大的区域，其次为沈阳地区，其中沈阳市区和康平县的累积贡献率均在15%～20%之间，鞍山各行政区水环境容量和COD排放量累积百分比贡献率低于10%，属于辽河流域(辽宁段)排污量较小的地区。盘锦地区的水环境容量和COD排放量累积百分比要高于鞍山地区，其各地区累积贡献率在8%～10%之间。从辽河流域(辽宁段)COD累积百分比和水环境容量及GDP累积百分比的关系曲线可看出，GDP累积百分比和COD累积百分比的关系曲线斜率要高于水环境容量关系曲线的斜率，CDP越大其污水排放量越高，使得COD排放量也越大，其关系曲线斜率也越大。

2.4 水环境基尼系数计算

按照水环境基尼系数计算方法，以辽宁省COD排放量年削减18万～20万t，年削减率控制在15%～20%之间为目标条件，以各行政区COD允许排放量为约束条件对水环境容量和CDP贡献率2个要素下的水环境基尼系数进行优化计算，结果见表5，并结合优化后的水环境基尼系数对辽河流域(辽宁段)各行政区COD排放量进行优化，结果见表6。

表5 优化前后辽河流域(辽宁段)水环境基尼系数

表6 优化前后辽河流域(辽宁段)COD排放量

采用辽河流域(辽宁段)COD排放削减量和削减率分别作为约束和目标条件，对流域总的水环境基尼系数进行优化，优化后水环境基尼系数相比于优化前有所降低，水环境容量和GDP贡献率下的水环境基尼系数优化后在0.209～0.374之间。通过优化后，辽河流域(辽宁段)COD排放量都相比于优化前有所减少，排放量减少比例在6.4%～15.3%之间。各行政区多使用排污权要高于少使用排污权，结合排放权的使用比例对其COD排放量进行分析，总体而言，GDP越高的其COD排放量少使用率减少明显，而GDP相对较低的行政区其少使用排放量有所增加。

2.5 辽河流域(辽宁段)水生态补偿标准测算

结合水生态补偿标准测算方法，利用优化后的辽河流域(辽宁段)各行政区多使用COD排放量和水环境基尼系数对各区域水生态补偿标准进行测算，结果见表7。

表7 辽河流域(辽宁段)各行政区水生态补偿标准测算结果

COD排放量是辽河流域(辽宁段)水生态补偿标准测算主要依据，在COD最大允许排放量控制范围内，按照各行政分区COD排放量削减量为测算标准，削减量越高其补偿标准越高，按照2020年辽河流域(辽宁段)COD排放削减量和水生态补偿标准1000元/t进行测算，辽河流域(辽宁段)总的水生态补偿额度为4.5亿元，沈阳、鞍山、铁岭、盘锦市区由于工业和生活污水排放量要高于其他县区，削减COD排放量其对应的经济损失量也较大，其水生态补偿标准也相对较高。

3 结论

(1)水生态补偿标准应是个动态调整的标准，要结合社会经济发展水平和污水控制指标对其标准进行动态调整，一般应分为2个阶段，第1个阶段为按最低限度进行补偿，补偿标准不应高于地方财政实际支付能力，本文主要测算的是最低限度标准。第2个阶段效益补偿阶段，可对产生的水生态效益进行阶段效益补偿。

(2)辽河流域(辽宁段)水生态补偿应建立流域横向生态补偿机制，以市级横向补偿为主，省级纵向补偿为辅的水生态补偿机制，逐步实现水生态补偿机制的全覆盖。

(3)本文主要从COD排放量为控制指标，通过计算水环境基尼系数对不同区域水生态补偿标准进行测算，考虑控制指标相对单一，在后续研究中还应加入流域其他水污染控制指标进行水生态补偿标准测算，进一步提高测算科学性。