廣州市感潮河涌水環境改善效益評估

陳興茹,白音包力皋

(中國水利水電科學研究院水力學所,北京 100038)

城市河流作為城市生態系統的重要組成部分,承擔著防洪排澇、供水、調節氣候、美化環境、城市景觀和水文化傳承等眾多功能,從價值角度講,具有一定的環境價值。黨的十八大報告將生態文明建設作為中國“五位一體”發展戰略的基本構成。2012年10月,陳雷部長在山東水生態文明建設暨濟南市創建全國水生態文明市工作座談會上發表重要講話,指出“必須把水生態文明建設放在更加突出的位置,推動水利發展方式加快轉變”。根據“水利部關于加快推進水生態，文明建設工作的意見(水資源([2013]1號)”文件,推進水生態系統保護與修復,改善水生態環境是當前我國水生態文明建設工作八項主要內容之一。然而,受過去幾十年追求經濟發展速度和規模的影響,城市河流一度被忽視,成為城市發展的附屬,河流生態水環境問題凸顯。近10年來,城市河流諸多問題日益受到社會各界關注,其生態修復工作正在國內廣泛開展。我國在該領域工作目前面臨的主要問題是規劃、設計開展較多,完工后的跟進工作開展較少,這導致河流生態修復的效果及效益無從考證,前期大量資金投入的回報不能得到清晰的展示。

河流作為自然資源的環境價值在國內外開展了較多的研究,內容主要著眼于環境價值的分類和度量方法上。國內相關研究開展較晚,但進展較快,王浩等[1]以河流、湖泊、濕地為對象研究了其生態價值;韋惠蘭等[2]以自然保護區為例,探討了其經濟效益、生態環境效益和社會效益的評估指標及評估方法;吳阿娜等[3]立足國內外相關研究現狀,指出國內外城市內河研究的不足,提出了評估內河整治效益的方法,并以上海城市內河為對象進行實例應用;吳浩云等[4]以引江濟太工程為例評估了其綜合效益;吳阿娜等[5]以上海城市內河為例評估了內河整治對周邊房地產的影響;張翼飛等[6]以上海城市內河為例,研究了其整治后的產出效益,并參照國內外相關研究成果進行了對比分析,找出了結果存在差別的原因;呂永鵬等[7]在測算上海市長寧區河流生態修復的環境價值基礎上,根據各類價值的利益相關方,初步探討了我國城市河流生態修復的環境價值的實現機制,為我國城市河流生態修復籌措資金途徑提供了技術參考;黃賢金等[8]指出目前的研究主要側重于國民經濟直接效益的測算,對綜合效益貨幣化評估研究有所欠缺，基于此,以長江河道南京段二期整治工程為例開展綜合效益貨幣化評估,從經濟效益、社會效益、生態效益三方面構建綜合效益貨幣化后評估指標體系及評估方法。長江河道南京段二期整治綜合效益評估結果表明效益是投資的5.03倍，其中非防洪效益是防洪效益的6倍多,長期以來水利工程實施的外部性效益被忽略[8]。以上諸多文獻的研究成果具有代表性,它們都表明,以河道整治為代表的水生態環境效益、社會效益(價值)巨大,遠高于工程建設的經濟效益。限于認知水平和研究水平,這部分效益長期被忽略。

筆者在前述研究的基礎上,以廣州市感潮河涌水環境聯合調控示范區作為研究對象,通過搜集實施水環境改善措施前后的數據,比較水環境改善的效果與效益,期望能夠為相關從業者及政府決策部門展示水環境改善工作的巨大效益,從而有利于該項工作籌集資金順暢,帶動更多的相關工作開展,形成水生態環境保護和修復產業與經濟社會發展互動的良性循環。

1 水環境聯合調控的實施背景

廣州市區河網密度0.64 km/km2,水面率10%,是著名的水城。但是,河涌水環境質量不佳影響了居民的日常生活和城市景觀,制約了廣州市的經濟發展。根據廣州市環境保護局公布的54條河涌的水質監測數據,78%的河涌不達標,大部分河涌的水質目標為Ⅳ類或Ⅴ類,但大部分河涌的水質現狀仍為劣Ⅴ類。針對國家提出的水生態文明建設的政策,廣州市也在積極改善水環境。早在2010年以廣州市亞運會為契機,已經開展了大量的水環境整治工作,取得了良好的成績。在各項水環境治理措施中,較多地被國內外采用的措施有：各種水質凈化材料原位凈化、曝氣、調水稀釋等。其中,各種水質凈化材料造價較高；曝氣對大面積水體效果不顯著且需消耗電能；調水稀釋則需要建設調水工程且需要有優質的水源。對廣州河網而言,具有河網密集、流通性差的特點,對各種水質凈化材料的適用性有待實證。廣州市開展調水盡管具有珠江的水源條件,但河涌眾多,需要修建的調水工程較多。利用既有閘壩工程,充分利用珠江與內河的潮位,采用調水改善水環境的措施是適合廣州市水環境特點的較為有效而且較為經濟的措施。廣州市水利科學研究所開展城區河網水環境聯合調控研究的主要內容是:針對廣州城區河涌受潮汐影響和驅動的特點,在分析城區河涌內外水關系的基礎上,采用現場試驗、機理分析和數值模擬相結合的方法,制定了水環境聯合調控的規則,改變河涌水流往復運動的特性,使河涌形成單向流,并采用外水內調的方式,提高河涌水體流速,改善河涌水質。該項目的研究成果充分利用原有防洪排澇閘控工程進行挖潛增效,具有成本低、負面影響小的特點,有利于實現河涌水環境在清淤和截污基礎上的進一步改善,將會產生巨大的經濟效益、生態環境效益和社會效益。以往多將各項效益進行定性地分析描述,使社會各界尤其是決策者無法衡量其大小,不利于城區河網水環境聯合調控研究成果在社會的進一步推廣應用。對調水試驗區產生的效益進行全面的定量化評估,有助于將該技術納入經濟社會運行體系,有助于該項技術的廣泛推廣應用。

2 調水區概況和城市發展定位

2.1 調水區概況

調水共涉及2個行政區內的3個水網,即海珠區的新滘圍、馬涌試驗區,荔灣區的芳村上圍試驗區。

3個水網水環境聯合調控試驗區的基本情況如下:

a. 海珠區新滘圍水環境聯合調控試驗區。包括2個水系網絡:①崗河西北部水網絡,包括1條河和14條河涌,河道總長為33.62 km,水系內設2座閘門;②石榴崗河南部水網絡,包括15條河涌,總長18.17 km。水系內設7座水閘。

b. 荔灣區芳村上圍水環境聯合調控試驗區。位于芳村上圍,在鶴洞路—花地大道南以北,花地河以東,珠江以西三角形區域范圍內。包括沖口涌、沙涌、地鐵A涌、地鐵B涌、茶滘涌、東漖涌和劍沙涌共7條河涌,總長12.03 km,集水面積9.31 km2,涉及閘門5座,分別為沖口水閘、沙涌水閘、茶滘水閘、東漖水閘和劍沙水閘。

c. 海珠區馬涌水環境聯合調控試驗區。馬涌,又叫海珠涌,位于海珠區西北部,西起鳳安橋以西420 m處同珠江后航道相接,東與鴨墩關橋同珠江前航道相連,全長5 940 m,流經7個行政街,途經工業大道、南田路、寶崗大道、江南大道中、曉港公園和濱江東路,流域面積約12 km2。

2.2 試驗區的城市發展定位和土地功能使用定位

根據《廣州市城市發展總體規劃(2005—2020)》,海珠區新滘圍聯合調控試驗區定位為生活和農業;荔灣區的功能定位為加強環境整治,改善人居環境。

3 調水改善水質的效益分析

3.1 水環境聯合調控改善水質的貢獻率分析

由于調水前后均沒有進行截污和清淤,也沒有采取其他的水質改善措施,因此,可以認為水質的變化是由于水環境聯合調控所致。以BOD5，CODCr，NH3-N 3項水質指標作為水環境評價的代表因子,通過分析試驗前后3項指標的變化情況,得到水環境聯合調控對水環境改善的貢獻率。分析表明,不同潮期、不同降雨強度下的3個指標分別減小了56%，34%和40%,其平均值為43%。因此,可以認為水環境聯合調控對河涌水質改善的貢獻率為43%。

3.2 評估內容與方法

水環境聯合調控改善水質后,水體價值主要表現在3個方面:經濟效益、生態環境效益和社會效益。各效益的評估內容和評估方法見表1。

表1 水環境聯合調控改善水質效益評估內容與評估方法

3.3 評估結果

3.3.1 運行成本

年運行成本計算公式如下:

C=WTnEP

式中:C為年運行成本;W為參加調水總閘功率，kW；T為時間，h;n為次數;EP為電價，元/(kW·h)。

根據《廣東省物價局關于調整銷售電價的通知》(粵價[2009]267號)的有關規定,非工業電價(不滿1 kV)為0.898 5元,依據該公式計算得出的年運行成本為:C=181.1×0.25×365×1×0.898 5=1.48萬元。

3.3.2 經濟效益

a. 減少水環境治理投資。廣州市建委公布的聽證報告顯示,廣州2007年四大污水處理處理污水的平均成本為2.37元/m3。以廣州大坦沙污水廠運行成本0.4元/m3作為年運行費的計算依據,則單位污水的處理總成本為2.77元/m3。參照污水處理廠的污水處理指標,得到水環境聯合調控改善水質可以節省的投資為1.66元/m3。水環境聯合調控改善水質的水量為(平均水深按照1m計算)合計248萬m3,得到可節省的費用為412萬元。這相當于節約的年污水處理費用。

b. 帶動經濟效益。河涌水環境改善后對經濟的帶動作用主要表現為2個方面:一是周圍原有土地利用地塊的升值,包括房產、店鋪、工業倉儲用地的升值；二是新開發房地產地價的增長。對這兩種效益的計算方法分別參照國內相關研究成果,并根據廣州市具體情況確定。

根據上述相關研究成果及調查結果,將不同季節上風向、下風向的輻射范圍進行平均,取每米河道對房地產業的影響平均范圍為河道兩岸各50 m。

根據《廣州統計年鑒2010》,2009年廣州市房地產新開工面積比例計算依據如表2所示。

表2 荔灣區、海珠區2009年新開工面積情況

根據廣州市國土房管局公布的數據,2010年實施的土地所有權基準地價為:中心城區住宅用地均價為1 599元/m2,商業地價為6 267元/m2。具體計算時根據研究對象區域內不同土地利用面積估算效益。

吳阿娜等[5]以上海張家浜為例,對河流綜合整治對房地產帶動的效益進行了評價。結果表明,張家浜河道自1998年花巨資綜合整治后,水環境質量得到明顯改善,周圍水景住宅迅速升值,較浦東新區相同地段其他位置的住宅高出約1 000元/m2,根據升值前基準價,升值率約為5%～10%。

由于廣州與上海同屬特大城市,經濟發展水平相當,且張家浜河整治前為黑臭,水質為劣Ⅴ類,整治后水質優于Ⅳ類水平,與本次評價的河涌調水前后水質變化相似。因此,本研究采用類比法計算水環境聯合調控后,河涌水質改善對荔灣區和海珠區地價和房地產價格所帶來的影響。

將上述各項效益相加,即可得到水環境聯合調控對改善水質所帶來的年經濟效益，如表3所示。

表3 水環境聯合調控改善水質產生的年經濟效益匯總

3.3.3 生態環境效益評估

a. 涵養水源。根據資料查詢結果,三峽水利樞紐總庫容為393億m3,實際總投資約1 800億元,則折合水庫建造成本為4.58元/m3。以此為計算依據,則廣州市3個調水試驗區水質改善后每年可涵養的水源量為248萬m3,折合年效益為1 136萬元/a。

b. 生物多樣性保護。國外很多學者對生物多樣性保護的價值研究較早,取得了一些成果。本次采用國外資料類比法進行生物多樣性保護的生態效益計算。根據Costanza[9]的研究成果,沼澤或泛濫平原可提供棲息地或避難所的服務功能的年生態效益為439美元/hm2,折合人民幣2 997.3元/萬m2(以100美元兌換人民幣682.75元計),3個試驗區內河涌水面面積248萬m2,則得到生物多樣性保護的價值為74.3萬元/a。

c. 環境美化。目前,關于環境美化效益的計算通常采用條件價值法(CVM),方式通常有郵寄、電話和面談三種。通過設計支付意愿(WTP)調查表,設定一系列問題,采訪足夠大的樣本,考慮不同職業、收入狀況,以受訪者對環境改善的愿意支付的貨幣價值作為確定環境美化的效益的依據。張翼飛對上海漕河涇為例,該河面臨黑臭的局面雖經整治,但夏季水質仍不能滿足景觀水體最低為Ⅳ類水體的標準,為評估河流環境改善后的效益,采取了支付意愿法進行公眾調查,結果為要改變現有水體黑臭的狀況使其達到景觀水體的標準,居民的支付意愿為160元/(a·戶),每戶平均按照3人計算,則約為53元/(a·人)。根據《廣州市統計年鑒2010》中公布的3個試驗區的人口數為:荔灣區70.65萬人、海珠區93.73萬元,合計164.38萬人,由此估算得到調水區水環境改善的支付意愿為8 712萬元/a。

d. 生態環境總效益。將上述計算的水環境聯合調控改善水質的生態環境效益進行匯總,得到年收益為4 267萬元,調水改善水質的貢獻率為43%。

3.3.4 總效益

將以上能夠量化的成本及經濟效益、生態環境效益進行匯總,得到2009年荔灣區和海珠區的成本、收益如表4所示。成本主要為每天由于水環境聯合調控而增加的運行電費,合計為14 848元/a。對于社會效益。由于水環境聯合調控所帶來的社會效益目前尚不能進行定量化,但應該看到的是,社會效益是支持城市經濟發展和社會安定的重要保障條件,因此這部分效益巨大。綜上所述,水環境聯合調控改善水質每年可獲得的總效益為7.93億元。可見,水環境聯合調控的益本比較大。

表4 水環境聯合調控年運行成本、年效益匯總 萬元

4 結 論

對廣州市水環境聯合調控三個調水試驗區的經濟效益、生態環境效益和社會效益進行了評估,得到的主要結論如下:

a. 通過對水環境聯合調度改善水質的貢獻率分析可以看出,在試驗區河網不實施截污、清淤的前提下,實施水環境聯合調控對改善NH3-N,BOD5和CODCr的貢獻率分別為47%，58%和38%,3項水質指標的平均貢獻率為43%。

b. 水環境聯合調控成本較低,效益較大,益本比較大。根據效益類別可將效益劃分為3類,即經濟效益、生態環境效益和社會效益。

社會效益具有隱性、長期性、滯后性、外部性等特點。分析表明,水環境聯合調控效益更多地表現為改善城市環境和人居環境,減少居民患病風險。良好的水環境推動了城市總體環境質量的提高,為城市經濟發展和社會進步提供了外部支撐,并為建立人水和諧的關系奠定了基礎。

對水環境聯合調控產生的年經濟效益和年生態環境效益評估的結果表明,經濟效益為7.46億元、生態環境效益為4267萬元、總效益為7.93億元。

參考文獻：

[1] 王浩,陳敏健,唐克旺.水生態環境價值和保護對策[M].北京:清華大學出版社,北京交通大學出版社,2004.

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[4] 吳浩云,周丹平,何佳,等,引江濟太工程綜合效益的評估及方法探討[J].湖泊科學,2008,20(5):639-647.

[5] 吳阿娜,邰俊.城市內河綜合整治工程對周邊房產的影響研究[J].世界地理研究,2004,13(2):77-82.

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[7] 呂永鵬,徐啟新.城市河流生態修復的環境價值及實現機制[J].水利學報,2010，41(3):278-285.

[8] 黃賢金,高敏燕,李濤章.水利工程項目綜合效益貨幣化評估[J].中國水利,2012(16):52-54.

[9] COSTANZA R. The value of the world’s ecosystem services and natural capital[J].Nature,1997,387:253-260.