陜西渭河流域水污染經(jīng)濟(jì)損失估算

孫向軍，柯 琴

（西安理工大學(xué)水利水電學(xué)院，陜西 西安 710048）

環(huán)境經(jīng)濟(jì)損益分析是以西方新福利經(jīng)濟(jì)學(xué)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，評(píng)價(jià)環(huán)境影響，以防止生態(tài)惡化，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。1965 年，美國(guó)學(xué)者Hammond 對(duì)水污染控制的費(fèi)用與效益進(jìn)行了分析，從而使費(fèi)用效益分析法應(yīng)用范圍更加廣闊。之后，A.M.Freeman 對(duì)評(píng)估環(huán)境和資源價(jià)值的理論基礎(chǔ)及評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了詳細(xì)闡述。另外，一些國(guó)際組織，如世界銀行、亞洲開(kāi)發(fā)銀行、經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織等，在環(huán)境影響經(jīng)濟(jì)損益評(píng)價(jià)方面也取得了豐碩成果。污染價(jià)值損失核算對(duì)掌握流域水污染狀況、制定科學(xué)合理的治理對(duì)策具有重要意義，但目前對(duì)我國(guó)大部分流域?qū)λw污染經(jīng)濟(jì)損失核算并未進(jìn)行，本文通過(guò)構(gòu)建保守的水污染經(jīng)濟(jì)損失估算模型，對(duì)陜西渭河流域各主要行政市進(jìn)行水污染經(jīng)濟(jì)損失的估算，其結(jié)論可作為對(duì)陜西渭河流域水污染狀況的輔助性證明。

1 研究區(qū)概況

渭河是黃河的最大支流，發(fā)源于甘肅省渭源縣鳥(niǎo)鼠山，流向自西向東，其下游橫貫廣闊富饒的八百里秦川，沿岸涉及陜西的寶雞、楊凌、咸陽(yáng)、西安、渭南5 個(gè)市區(qū)。[1]作為關(guān)中平原的母親河，上世紀(jì)90 年代以來(lái)，水污染狀況日趨嚴(yán)重。在2011 年通過(guò)《陜西省渭河全線整治規(guī)劃及實(shí)施方案》、2013 年通過(guò)《陜西省渭河流域管理?xiàng)l例》之后，陜西省大力實(shí)施渭河全線綜合整治工程，這使得渭河的水體生態(tài)環(huán)境正逐步得到改善，為了進(jìn)一步掌握陜西渭河流域水污染狀況、制定科學(xué)合理的治理對(duì)策，需要進(jìn)行渭河流域污染價(jià)值損失核算。

2 污染價(jià)值損失模型構(gòu)建

2.1 污染損失濃度模型

從水體環(huán)境質(zhì)量與水環(huán)境功能特性、人類經(jīng)濟(jì)行為的相互效應(yīng)關(guān)系分析，水體污染損失率與污染物濃度符合詹姆斯“濃度- 價(jià)值曲線”[2]，即污染損失濃度模型為S 型非線性關(guān)系，其表達(dá)式為：

圖1 詹姆斯“濃度- 價(jià)值曲線”（參數(shù)ai、βi 任意給定）

式中：Ri為第種污染物的污染損失率；ci為水中污染物的濃度；ai、βi為損失參數(shù)。

參數(shù)確定方法常用的方法是兩點(diǎn)法[3],即利用污染物本底濃度和引起污染時(shí)的臨界濃度兩點(diǎn)，將濃度及對(duì)應(yīng)的損失率代入式(1)聯(lián)立求解得到ai、βi。假定地表水為Ⅱ類時(shí)，認(rèn)為水質(zhì)良好，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響很小，損失率為0.01，位于損失曲線的低端；假定地表水為Ⅴ類時(shí)，損失率為0.99，位于損失曲線的頂端；結(jié)合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[4]得ai、βi滿足式(2)、(3)。

對(duì)于COD 有:

對(duì)于NH3-N 有:

對(duì)(2)、(3)式運(yùn)用matlab 編程解得不同污染物的參數(shù)值見(jiàn)表1。

表1 參數(shù)a、β 計(jì)算值

當(dāng)水體中有多種污染物時(shí)，其綜合損失率并不等于各項(xiàng)損失率的簡(jiǎn)單相加，其綜合損失率與各單項(xiàng)損失率間的定量關(guān)系表達(dá)式為：

式中：n 為水體中共存污染物種類數(shù)；Ri（n）為綜合損失率；Rin為新增污染物損失率。

2.2 水污染經(jīng)濟(jì)損失計(jì)算

根據(jù)James 模型可得受到污染水資源經(jīng)濟(jì)損失值的計(jì)算式為：

式中：P水為水資源價(jià)格；Q 為水資源量。

3 陜西渭河流域水污染經(jīng)濟(jì)損失估算

3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文選取渭河楊凌（渭河干流寶雞出境）、咸陽(yáng)鐵橋（渭河干流咸陽(yáng)出境）、新豐鎮(zhèn)大橋（渭河干流西安出境）、潼關(guān)吊橋（渭河干流渭南出境）四個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)數(shù)據(jù)，陜西省環(huán)保廳提供的2012 年～2016 年7 月各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 陜西渭河流域斷面監(jiān)測(cè)濃度值 單位：mg/L

3.2 污染損失率的確定

根據(jù)式（1）、（2）可得污染損失率R 見(jiàn)表3。

表3 陜西渭河流域污染損失率R 計(jì)算結(jié)果

3.3 P 水與Q 確定

水資源量Q 數(shù)據(jù)來(lái)源于《陜西省水資源公報(bào)》（2012 年～2016 年），見(jiàn)表4。

表4 陜西渭河流域各地區(qū)水資源量 單位：109 m3

關(guān)于P水，目前大多采用市場(chǎng)水價(jià)來(lái)估算，近期也有通過(guò)運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)建立的水資源價(jià)值模型[5]來(lái)計(jì)算的,但其有很大爭(zhēng)議。故本文采取保守策略，選取水資源基本價(jià)格2 元/m3來(lái)進(jìn)行估算。

3.4 估算結(jié)果

將表3、表4 數(shù)據(jù)及2 元/m3代入式⑤估算得陜西渭河流域各行政市水污染經(jīng)濟(jì)損失的保守值，見(jiàn)表5。

表5 陜西渭河流域各地區(qū)水污染損失值 單位：億元

由于認(rèn)識(shí)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等原因，其只可看做保守的下限值。表5 對(duì)應(yīng)的直觀柱狀統(tǒng)計(jì)圖見(jiàn)圖2。

圖2 陜西渭河流域各行政市水污染經(jīng)濟(jì)損失保守估計(jì)值

4 結(jié)果分析及結(jié)論

由水污染經(jīng)濟(jì)損失估算可知，寶雞市與咸陽(yáng)市水體生態(tài)環(huán)境較好，水污染造成的經(jīng)濟(jì)損失較小，寶雞市水體生態(tài)環(huán)境較好，水資源充足，需進(jìn)一步保持；咸陽(yáng)市水資源量較少，其水體環(huán)境依舊需要提高。西安市損失量在四個(gè)行政市中最大，2014年保守?fù)p失值達(dá)42 億元以上，這嚴(yán)重阻礙著西安城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，表明西安市水污染問(wèn)題十分嚴(yán)峻，必須引起足夠重視，需深入分析其水污染特點(diǎn)及根源，進(jìn)行有針對(duì)性的治理。渭南市作為關(guān)中渭河下游區(qū)域，在近幾年大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)過(guò)程中，有所忽略環(huán)境問(wèn)題，其水污染損失有增大趨勢(shì)。

由估算的渭河流域水污染經(jīng)濟(jì)損失值可以看出，在陜西省近年來(lái)大力實(shí)施渭河全線綜合整治工程后，渭河的水體生態(tài)環(huán)境正逐步得到改善，但仍然存在著極大的提升空間，聯(lián)系對(duì)渭河流域其它方面的研究可以提出如下三條建議：

（1）加強(qiáng)水資源統(tǒng)一管理，具體是既要實(shí)現(xiàn)對(duì)空間區(qū)域、時(shí)間跨度的統(tǒng)一管理，但更要實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源開(kāi)發(fā)、利用、治理、配置、節(jié)約、保護(hù)以及水土保持等活動(dòng)的橫向統(tǒng)一管理。

（2）建設(shè)高效節(jié)水排污的城鎮(zhèn)體系。目前陜西渭河流域各城市水資源短缺的一條有效改善途徑是改變傳統(tǒng)的城市水循環(huán)模式，建立水系統(tǒng)良性循環(huán)機(jī)制。

（3）加快完善水系網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)的后污染治理狀況，采取以預(yù)防為主的方針，及時(shí)防止水污染態(tài)勢(shì)加重，將水體污染消滅于萌芽狀態(tài)，而不應(yīng)該在污染嚴(yán)重后才進(jìn)行治理。