海河流域限制排污總量分解方案的公平性研究

張 浩，惠 蕾，石 維，繆萍萍

(1.海河流域水資源保護局，天津 300170;2.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院，江蘇南京 210098;

3.陜西省水利電力勘測設(shè)計研究院，陜西 西安 710001;4.海河流域水資源保護科學(xué)研究所，天津 300170;5.河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，天津 300250)

為貫徹落實最嚴(yán)格的水資源管理制度，強化流域水資源保護監(jiān)督管理，迫切需要從嚴(yán)核定水域納污容量，建立以限制排污總量為控制核心的水功能區(qū)限制納污制度。限制排污總量［1－3］是以實現(xiàn)水功能區(qū)達標(biāo)為目的，對入河污染物進行限量控制的定額指標(biāo)，也可稱作允許納污量。將限制排污總量按照“全國—流域—省市”逐層分解，是實施水功能區(qū)限制納污紅線管理和強化水資源保護監(jiān)督管理的重要基礎(chǔ)，同時也是各級政府開展水污染防治和污染減排的重要依據(jù)。

海河流域城市眾多，各地經(jīng)濟社會發(fā)展存在較大差異。京津冀都市圈是我國政治文化中心、重要工業(yè)基地和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地，西北部內(nèi)蒙古自治區(qū)則以農(nóng)業(yè)為主，是重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地。限制排污總量分解方案的公平性，將對各地水環(huán)境容量的利用以及經(jīng)濟社會發(fā)展產(chǎn)生重要影響。鑒于基尼系數(shù)在分布均勻度量化評價方面的優(yōu)勢，本文選用基尼系數(shù)作為公平性指標(biāo)，從人口、GDP、污水處理能力以及多年平均水資源量等多個角度對現(xiàn)有的限制排污總量分解方案的公平性進行分析。

1 研究方法

基尼系數(shù)最早是由意大利經(jīng)濟學(xué)家Gini根據(jù)洛倫茲曲線提出的，在經(jīng)濟學(xué)中用來衡量居民收入分配差異狀況［4-6］。

設(shè)居民收入的實際分配曲線(洛倫茲曲線)為m=φ(x);絕對公平分配曲線為l=L(x)，則有

因為c點坐標(biāo)為(1，1)，式(1)可以變?yōu)?/p>

式中:g為基尼系數(shù);S1為L(x)與φ(x)包圍的面積;S2為φ(x)與x軸包圍的面積。

圖1 洛侖茲曲線與基尼系數(shù)示意圖

基尼系數(shù)值越小，表明分配越公平;反之則表明分配越不公平［6］。按照國際慣例，通常把0.4作為分配公平性的“警戒線”?；嵯禂?shù)在0.2以下，表示分配高度平均;基尼系數(shù)為0.2～0.3表示分配相對平均;基尼系數(shù)為0.3～0.4表示分配比較合理;基尼系數(shù)為0.4～0.5表示分配差距偏大;基尼系數(shù)高于0.5表示分配高度不平均［8-9］。

2 成果分析

本文選取人口、GDP、污水處理能力、多年平均水資源量作為限制排污總量的影響因子，將基尼系數(shù)引入限制排污總量分解方案公平性研究中，基尼系數(shù)根據(jù)洛倫茲曲線圖中的面積來計算［7］，具體如圖2所示。

將基尼系數(shù)應(yīng)用到限制排污總量分解方案的公平性研究中，以海河流域為例，COD和 NH3-N全流域限制排放總量分別為14.55萬 t和1.2萬 t。依照現(xiàn)有分配方案，分解到流域內(nèi)7個省區(qū)，各省區(qū)所占比例見表1。

圖2 各影響因子洛倫茲曲線

表1 海河流域各省市指標(biāo)占全流域總量比例 %

選取人口、GDP、污水處理能力、多年平均水資源量作為限制排污總量的影響因子，海河流域各省區(qū)各項指標(biāo)占全流域的比例見表1。人口-限制排污總量的基尼系數(shù)可以反映流域內(nèi)各省區(qū)人均污染物入河量分配的差異;GDP-限制排污總量的基尼系數(shù)反映了流域內(nèi)各省區(qū)單位GDP污染物入河量的差異;污水處理能力-限制排污總量的基尼系數(shù)反映了流域內(nèi)各省區(qū)污水處理能力與污染物入河量的匹配程度;多年平均水資源量-限制排污總量的基尼系數(shù)反映了流域內(nèi)各省區(qū)水資源豐枯程度與污染物入河量的匹配程度。

按照前述方法繪制各影響因子與限制排污總量的洛倫茲曲線(圖2)，由洛倫茲曲線量算出海河流域限制排污總量與4個影響因子之間的基尼系數(shù)，如表2所示。

表2 海河流域有關(guān)影響因子與COD，NH3-N之間的基尼系數(shù)計算結(jié)果

3 結(jié)論與建議

a.運用基尼系數(shù)對海河流域限制排污總量分解方案進行研究，結(jié)果表明，基尼系數(shù)可以很好地反映各省區(qū)限制排污總量分解的公平性，這對流域?qū)嵤┧δ軈^(qū)限制納污紅線管理具有重要的理論和實際意義。

b.從各省區(qū)的污水處理能力分析，目前的分解方案處于高度公平的狀態(tài);從人口與多年平均水資源量的角度分析，目前的分解方案也相對公平。表明限制排污總量分解與各省污水處理設(shè)施建設(shè)情況匹配程度較高，同時兼顧了各省區(qū)人口與水源量的差異。

c.從GDP的角度分析，目前限制排污總量分解方案的公平性差距較大，主要體現(xiàn)在內(nèi)蒙古自治區(qū)以全流域0.01%的GDP總量分別占有了全流域COD和NH3-N排放總量的0.48%和0.83%。表明目前的分解方案為內(nèi)蒙古自治區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展預(yù)留了一定的環(huán)境容量，考慮到各省區(qū)未來一定時期內(nèi)經(jīng)濟社會發(fā)展的公平性，這種差異是可以接受的。

［1］李紅亮，米玉華.河北省水功能區(qū)納污能力及限制排污總量研究［J］.水資源保護，2011，27(1):76-79.(LI Hongliang，MI Yuhua.Study on the permissible pollution bearing capacity and gross discharge control of water function zones in Hebei Province［J］.Water Resources Protection，2011，27(1):76-79.(in Chinese))

［2］張紅舉，章杭惠，汪傳剛.太湖流域省際邊界地區(qū)入河污染物總量控制［J］.水資源保護，2010，26(5):42-49.(ZHANG Hongju，ZHANG Hanghui，WANG Chuangang.Total pollutant amount control in inter provincial border area of Taihu Basin［J］.Water Resources Protection，2011，2010，26(5):42-49.(in Chinese))

［3］郭蕾，鐘定勝，辛志偉.人工調(diào)控強烈地區(qū)水污染物排放總量控制與分配方法［J］.水資源保護，2010，26(5):62-66.(GUO Lei，ZHONG Dingsheng，XIN Zhiwei.Research on total water pollutant amount control and allocation method in artificial regulated regions［J］.Water Resources Protection，2010，26(5):62-66.(in Chinese))

［4］劉德地，陳曉宏.一種區(qū)域用水量公平性的評估方法［J］.水科學(xué)進展，2008，19(2):268-272.(LIU Dedi，CHEN Xiaohong.Method for evaluating the fairness of water use in Guangdong Province［J］.Advances in Water Science，2008，19(2):268-272.(in Chinese))

［5］王小軍，張建云，劉九夫，等.我國生活用水公平問題研究［J］.自然資源學(xué)報，2011，26(2):329-334.(WANG Xiaojun，ZHANG Jianyun，LIU Jiufu. Discussion on evaluating the fairness of domestic water use in China［J］.Journal of Natural Resources，2011，26(2):329-334.(in Chinese))

［6］何俊，黃顯峰.區(qū)域水資源量非均衡性評價［J］.河海大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2013，41(2):130-135.(HE Jun，HUANG Xianfeng. Evaluation of non-equilibrium distribution of regional water resources quantity［J］.Journal of Hohai University:Natural Sciences，2013，41(2):130-135.(in Chinese))

［7］劉穎，謝萌，丁勇.對基尼系數(shù)計算方法的比較與思考［J］.統(tǒng)計與決策，2004(9):15-16.(LIU Ying，XIE Meng，DING Yong.The Comparision and reflection:Gini coefficient calculation methods［J］.Statistics and Decision，2004(9):15-16.(in Chinese))

［8］秦迪嵐，韋安磊，盧少勇.基于環(huán)境基尼系數(shù)的洞庭湖區(qū)水污染總量分配［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2013，27(1):8-15.(QIN Dilan，WEIAnlei，LU Shaoyong. Totalwater pollutant load allocation in Dongting Lake Area based on the environmental Gini coefficient method［J］.Research of Environmental Sciences，2013，27(1):8-15.(in Chinese))

［9］葉兆木，王飛，葉堤.基于基尼系數(shù)的化學(xué)需氧量排放公平性評估［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011，34(10):200-205.(YE Zhaomu，WANG Fei，YE Ti.Fair evaluation of COD based on Gini coefficient［J］.Environmental Sciences and Technology，2011，34(10):200-205.(in Chinese))