城市黑臭水體治理與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展評價(jià)研究
——以深圳市大康河黑臭水體為例

(河海大學(xué) 水利水電學(xué)院,南京 210098)

可持續(xù)發(fā)展是我國實(shí)施的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略,其重點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與資源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,達(dá)到良性循環(huán)的效果;環(huán)境質(zhì)量是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ),而經(jīng)濟(jì)發(fā)展又是環(huán)境狀況得以保持和改善的物質(zhì)保障[1].黑臭水體治理的前景在《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》中得到了較為完善的規(guī)劃:到2020年,地級及以上城市建成區(qū)的黑臭水體所占比不得超過10%;到2030 年,城市建成區(qū)黑臭水體應(yīng)該趨于0%[2],從而實(shí)現(xiàn)城市黑臭水體治理與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展.可持續(xù)發(fā)展實(shí)質(zhì)上就是人和自然關(guān)系協(xié)調(diào)發(fā)展的規(guī)范[3].

近幾年,由于城市的迅速發(fā)展,城市水體的治理受到了忽視,且污染問題愈演愈烈,黑臭水體面積逐漸擴(kuò)大,進(jìn)而阻礙了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展.鑒于此,我國近幾年大力開展水環(huán)境整治,秉持著可持續(xù)發(fā)展理念,加大了對城市黑臭水體的綜合治理力度.

王旭等[3]從黑臭評價(jià)指標(biāo)、黑臭指數(shù)法、多元線性回歸模型以及綜合評價(jià)法4個(gè)方面對黑臭水體評價(jià)方法進(jìn)行對比與總結(jié),并對未來城市黑臭水體研究作出進(jìn)一步展望,旨在進(jìn)一步明確城市黑臭水體判別技術(shù),為城市水環(huán)境治理和水生態(tài)維護(hù)提供依據(jù).同時(shí),從社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來看,不少學(xué)者提出要注重生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系[4-5]:楊峰等[4]根據(jù)協(xié)調(diào)發(fā)展理論構(gòu)建了環(huán)境-經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展評價(jià)指標(biāo)體系,采用基于層次分析法和熵權(quán)法的組合賦權(quán)法確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重,運(yùn)用協(xié)調(diào)發(fā)展度模型對安徽省環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了縱向的動(dòng)態(tài)對比分析,得出安徽省環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展度呈現(xiàn)由“不協(xié)調(diào)發(fā)展”到“中級協(xié)調(diào)環(huán)境滯后型”到“良好協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)滯后型”的演化軌跡,并提出安徽省環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的對策建議.目前,探索兩者之間發(fā)展關(guān)系的研究有待豐富,本文以協(xié)調(diào)度作為評價(jià)模型,擬對城市黑臭水體和社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展進(jìn)行科學(xué)合理的評價(jià).

1 城市黑臭水體治理與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展評價(jià)相關(guān)理論

1.1 城市黑臭水體

城市水體,即所處城市范圍內(nèi),和城市緊密相連的水體,包含著流經(jīng)城市的地表水體和地下水體[5].城市黑臭水體的發(fā)生,主要是由于人們過度排放污染物、水體中藻類叢生以及細(xì)菌的新陳代謝造成的.污水、垃圾直排等問題不能得到很好地處理是黑臭水體形成的主要原因,根本在于城市環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施不合格.

1.2 協(xié)調(diào)發(fā)展理論及模型

1.2.1 協(xié)調(diào)發(fā)展理論

協(xié)調(diào)與發(fā)展是兩個(gè)完全不同的概念,協(xié)調(diào)指的是復(fù)雜系統(tǒng)中各子集之間的一種和諧、健康、均衡的相互關(guān)系[6].發(fā)展則是指組成整體的子集從小到大、從簡單到復(fù)雜、從混沌無序到和諧有序的發(fā)展過程[2].所以協(xié)調(diào)和發(fā)展概念的交集便是協(xié)調(diào)發(fā)展,它更強(qiáng)調(diào)整體配合的概念,不偏重單個(gè)子集的增長,而是在某一有益的約束下,追求多個(gè)子集的共同發(fā)展,即各子集之間協(xié)調(diào)并進(jìn)、共同發(fā)展、整體提高.

1.2.2 協(xié)調(diào)發(fā)展評價(jià)模型——協(xié)調(diào)度

協(xié)調(diào)度是評價(jià)協(xié)調(diào)關(guān)系是否密切的定量指標(biāo),運(yùn)用于系統(tǒng)和要素之間[7].協(xié)調(diào)度常被分為發(fā)展協(xié)調(diào)度和對比協(xié)調(diào)度.前者用于相同地區(qū)在不同時(shí)間段的度量;后者則用于相同時(shí)間段不同地區(qū)的度量.由于本文針對深圳市大康河流域進(jìn)行評價(jià)研究,所以采用發(fā)展協(xié)調(diào)度作為協(xié)調(diào)發(fā)展評價(jià)模型.

根據(jù)協(xié)調(diào)度的定義,設(shè)描述城市黑臭水體特征的m個(gè)指標(biāo)分別為自然數(shù)x1、x2,…,xm;設(shè)描述經(jīng)濟(jì)特征的n個(gè)指標(biāo)分別為自然數(shù)y1、y2,…,yn,因此稱函數(shù)f(x)、g(y)分別為綜合城市黑臭水體治理評價(jià)函數(shù)和綜合經(jīng)濟(jì)評價(jià)函數(shù).

式中:ai、bj為待定權(quán)數(shù)或政策系數(shù),它們是所選取的指標(biāo)在綜合評價(jià)中所占權(quán)重,一般由專家確定.為了計(jì)算的方便,令ai、bj都為1,即默認(rèn)城市黑臭水體治理與經(jīng)濟(jì)發(fā)展同等重要.當(dāng)指標(biāo)越大越好時(shí),=xi/λmax;當(dāng)指標(biāo)越小越好時(shí),=λmin/xi.其中:λmax為相應(yīng)于指標(biāo)xi的期望值或理想值;λmin為相應(yīng)于指標(biāo)xi的失望值或不理想值;的取值同理類推.

根據(jù)協(xié)調(diào)度的概念,f(x)與g(y)的差距應(yīng)越小越好,這里引入離差系數(shù)Cv來表示兩值之間的差值關(guān)系:

式中:S為標(biāo)準(zhǔn)差.Cv越小越好,則C′應(yīng)越大越好.

根據(jù)式(4),為使計(jì)算結(jié)果具有一定的層次性,城市黑臭水體治理與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度的計(jì)算公式確定為:

式中:C為協(xié)調(diào)度;k為調(diào)節(jié)系數(shù),一般取值為2～5,本文取k=2.式(5)即本文所推導(dǎo)的協(xié)調(diào)度計(jì)算模型.

2 城市黑臭水體治理與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展評價(jià)指標(biāo)體系

2.1 評價(jià)指標(biāo)體系的建立

結(jié)合國內(nèi)外學(xué)術(shù)研究成果,遵從科學(xué)、系統(tǒng)等指標(biāo)選擇原則,建立城市黑臭水體治理與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展評價(jià)指標(biāo)體系,見表1.

表1 城市黑臭水體治理與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展評價(jià)指標(biāo)體系

氧化還原電位(ORP)、溶解氧(DO)、氨氮(NH3-N)以及透明度(T)是用來評價(jià)黑臭水體級別的4項(xiàng)指標(biāo)[8].透明度(T)即水體透光程度,是一項(xiàng)最能直接反映水質(zhì)狀況的評價(jià)指標(biāo),當(dāng)水體中泥沙、藻類植物、微生物等物質(zhì)增加到一定程度時(shí),便會(huì)出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象[9].透明度可根據(jù)水體渾濁程度,大致分為7級:黑色、灰黑色、灰褐色、深綠色、黃綠色、淺綠色和無色[10].有機(jī)氮化物氧化分解的第一步產(chǎn)物是以NH3和NH4+的形式存在的氨氮.氨氮越多水體污染越嚴(yán)重.溶解氧、氧化還原電位以及氨氮這3項(xiàng)指標(biāo)主要體現(xiàn)在水體氣味上,水體氣味以距河流1m處的異味程度為判別標(biāo)準(zhǔn),可分為無味、有異味、臭和惡臭4級[10].

城市水體黑臭指標(biāo)分級見表2.

表2 城市水體黑臭程度分級標(biāo)準(zhǔn)

2.2 經(jīng)濟(jì)建設(shè)的評價(jià)指標(biāo)

本文選取城市生產(chǎn)總值、人均生產(chǎn)總值、第三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重、社會(huì)消費(fèi)總額4個(gè)指標(biāo)來反映城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展情況.

3 實(shí)例研究

3.1 大康河流域黑臭水體及治理情況

以深圳市大康河流域?yàn)檠芯繉ο?對城市黑臭水體治理與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展進(jìn)行評價(jià)研究.根據(jù)大康河流域水環(huán)境問題及污染源特征綜合分析,大康河干流段黑臭和新塘村排水渠黑臭段(如圖1所示)旱季核心污染源為生活點(diǎn)源、工業(yè)點(diǎn)源污染.大康河黑臭水體全長8.18km 左右,包括大康河干流5.8km 及上游樟樹河1.59km 源頭段:起于油田路,止于匯入龍崗河的河口;新塘村排水渠0.79km 段:起于安康路與沙荷路交匯處西側(cè),止于山子下路與安康路交匯處.大康河流域經(jīng)過治理后,黑臭水體基本全面消除,治理效果對比如圖2、圖3所示.

圖1 大康河流域黑臭水體位置圖

圖2 治理前大康河流域黑臭水體狀況圖

圖3 治理后大康河流域黑臭水體現(xiàn)狀圖

3.2 構(gòu)造黑臭水體治理與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展評價(jià)指標(biāo)

選取大康河河口斷面為水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn),通過建立微型水站或者小型機(jī)柜站的方式對水質(zhì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測.大康河流域治理前后指標(biāo)體系詳見表3.根據(jù)《深圳市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》,確定深圳市經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)的指標(biāo)體系見表4.

表3 深圳市大康河監(jiān)測點(diǎn)治理前后所得數(shù)據(jù)

表4 深圳市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)體系

根據(jù)公式(1),分別求出深圳市黑臭水體治理效益函數(shù)f(x)、g(y)后按公式(3),求出Cv,結(jié)果見表5.

表5 計(jì)算結(jié)果表

4 成果分析與建議

由表5可知,協(xié)調(diào)度Cv從2016年的1.158變成2019年的0.093,說明深圳市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與黑臭水體治理屬于良好協(xié)調(diào)型,社會(huì)經(jīng)濟(jì)因?yàn)槌鞘泻诔羲w的治理得到了進(jìn)一步的發(fā)展,同時(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也給黑臭水體治理項(xiàng)目提供了所需資金.因此今后應(yīng)該更加重視城市黑臭水體的治理.現(xiàn)就城市黑臭水體治理給出以下幾點(diǎn)建議:

1)加強(qiáng)智能化監(jiān)測管理,完善河長制制度,以區(qū)域河長管理為基礎(chǔ),加強(qiáng)河流預(yù)警能力建設(shè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染并進(jìn)行治理,保證河流滿足標(biāo)準(zhǔn)和目標(biāo)值要求[5].

2)加大對點(diǎn)源污染、面源污染、內(nèi)源污染的控制力度,采用創(chuàng)新技術(shù)減少污染物的產(chǎn)生,使得水體環(huán)境容量得到控制,達(dá)到治理目標(biāo).

3)因地制宜,各地區(qū)黑臭水體依據(jù)自身情況建立“一河一策”、“一口一策”等相關(guān)治理方案.