陜西渭河流域水污染經濟損失估算

孫向軍，柯 琴

（西安理工大學水利水電學院，陜西 西安 710048）

環境經濟損益分析是以西方新福利經濟學為理論基礎，結合環境經濟學理論，評價環境影響，以防止生態惡化，促進可持續發展。1965 年，美國學者Hammond 對水污染控制的費用與效益進行了分析，從而使費用效益分析法應用范圍更加廣闊。之后，A.M.Freeman 對評估環境和資源價值的理論基礎及評價方法進行了詳細闡述。另外，一些國際組織，如世界銀行、亞洲開發銀行、經濟合作與發展組織等，在環境影響經濟損益評價方面也取得了豐碩成果。污染價值損失核算對掌握流域水污染狀況、制定科學合理的治理對策具有重要意義，但目前對我國大部分流域對水體污染經濟損失核算并未進行，本文通過構建保守的水污染經濟損失估算模型，對陜西渭河流域各主要行政市進行水污染經濟損失的估算，其結論可作為對陜西渭河流域水污染狀況的輔助性證明。

1 研究區概況

渭河是黃河的最大支流，發源于甘肅省渭源縣鳥鼠山，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、西安、渭南5 個市區。[1]作為關中平原的母親河，上世紀90 年代以來，水污染狀況日趨嚴重。在2011 年通過《陜西省渭河全線整治規劃及實施方案》、2013 年通過《陜西省渭河流域管理條例》之后，陜西省大力實施渭河全線綜合整治工程，這使得渭河的水體生態環境正逐步得到改善，為了進一步掌握陜西渭河流域水污染狀況、制定科學合理的治理對策，需要進行渭河流域污染價值損失核算。

2 污染價值損失模型構建

2.1 污染損失濃度模型

從水體環境質量與水環境功能特性、人類經濟行為的相互效應關系分析，水體污染損失率與污染物濃度符合詹姆斯“濃度- 價值曲線”[2]，即污染損失濃度模型為S 型非線性關系，其表達式為：

圖1 詹姆斯“濃度- 價值曲線”（參數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。

參數確定方法常用的方法是兩點法[3],即利用污染物本底濃度和引起污染時的臨界濃度兩點，將濃度及對應的損失率代入式(1)聯立求解得到ai、βi。假定地表水為Ⅱ類時，認為水質良好，對社會經濟影響很小，損失率為0.01，位于損失曲線的低端；假定地表水為Ⅴ類時，損失率為0.99，位于損失曲線的頂端；結合《地表水環境質量標準》[4]得ai、βi滿足式(2)、(3)。

對于COD 有:

對于NH3-N 有:

對(2)、(3)式運用matlab 編程解得不同污染物的參數值見表1。

表1 參數a、β 計算值

當水體中有多種污染物時，其綜合損失率并不等于各項損失率的簡單相加，其綜合損失率與各單項損失率間的定量關系表達式為：

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

2.2 水污染經濟損失計算

根據James 模型可得受到污染水資源經濟損失值的計算式為：

式中：P水為水資源價格；Q 為水資源量。

3 陜西渭河流域水污染經濟損失估算

3.1 數據來源

本文選取渭河楊凌（渭河干流寶雞出境）、咸陽鐵橋（渭河干流咸陽出境）、新豐鎮大橋（渭河干流西安出境）、潼關吊橋（渭河干流渭南出境）四個監測斷面的水質數據，陜西省環保廳提供的2012 年～2016 年7 月各監測斷面水質數據見表2。

表2 陜西渭河流域斷面監測濃度值 單位：mg/L

3.2 污染損失率的確定

根據式（1）、（2）可得污染損失率R 見表3。

表3 陜西渭河流域污染損失率R 計算結果

3.3 P 水與Q 確定

水資源量Q 數據來源于《陜西省水資源公報》（2012 年～2016 年），見表4。

表4 陜西渭河流域各地區水資源量 單位：109 m3

關于P水，目前大多采用市場水價來估算，近期也有通過運用模糊數學建立的水資源價值模型[5]來計算的,但其有很大爭議。故本文采取保守策略，選取水資源基本價格2 元/m3來進行估算。

3.4 估算結果

將表3、表4 數據及2 元/m3代入式⑤估算得陜西渭河流域各行政市水污染經濟損失的保守值，見表5。

表5 陜西渭河流域各地區水污染損失值 單位：億元

由于認識和基礎數據等原因，其只可看做保守的下限值。表5 對應的直觀柱狀統計圖見圖2。

圖2 陜西渭河流域各行政市水污染經濟損失保守估計值

4 結果分析及結論

由水污染經濟損失估算可知，寶雞市與咸陽市水體生態環境較好，水污染造成的經濟損失較小，寶雞市水體生態環境較好，水資源充足，需進一步保持；咸陽市水資源量較少，其水體環境依舊需要提高。西安市損失量在四個行政市中最大，2014年保守損失值達42 億元以上，這嚴重阻礙著西安城市經濟的發展，表明西安市水污染問題十分嚴峻，必須引起足夠重視，需深入分析其水污染特點及根源，進行有針對性的治理。渭南市作為關中渭河下游區域，在近幾年大力發展經濟過程中，有所忽略環境問題，其水污染損失有增大趨勢。

由估算的渭河流域水污染經濟損失值可以看出，在陜西省近年來大力實施渭河全線綜合整治工程后，渭河的水體生態環境正逐步得到改善，但仍然存在著極大的提升空間，聯系對渭河流域其它方面的研究可以提出如下三條建議：

（1）加強水資源統一管理，具體是既要實現對空間區域、時間跨度的統一管理，但更要實現對水資源開發、利用、治理、配置、節約、保護以及水土保持等活動的橫向統一管理。

（2）建設高效節水排污的城鎮體系。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的城市水循環模式，建立水系統良性循環機制。

（3）加快完善水系網絡化建設及實時監測系統，改變傳統的后污染治理狀況，采取以預防為主的方針，及時防止水污染態勢加重，將水體污染消滅于萌芽狀態，而不應該在污染嚴重后才進行治理。