基于典型案例的流域規劃環評管理成效評估

黃 蕊,李 巍*,韓 宇 (.北京師范大學環境學院,環境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室,北京 00875；.內蒙古自治區環境工程評估中心,內蒙古 呼和浩特 000)

流域開發規劃通過協調水資源綜合利用間的矛盾[1],帶來發電、防洪、航運、灌溉等綜合效益[2].然而流域開發對流域資源生態環境造成復雜影響與累積效應,污染物排放威脅水環境質量[3-4],天然河段開發增加流域中長期環境風險[5],水利工程建設分割水生生物生境[6],流域規劃環評調整規劃實施時序和規模布局,提出不利環境影響預防及減緩措施[7],保護河流生態安全、預防重大環境風險、提高流域開發可持續性[8].

20世紀50年代初編制第一批流域開發規劃以來,我國已經形成以流域綜合開發規劃、水資源配置工程規劃、水環境綜合治理規劃等為主要類別的流域規劃體系.2003年出臺的《環境影響評價法》[9]將開展流域規劃環境影響評價全面法制化.2009年《規劃環境影響評價條例》[10]實施,流域開發規劃環境影響的累積性、綜合性等突出特點得到重視[11],同時相關法規、政策要求、技術導則不斷出臺.原環境保護部先后制定了加強流域規劃環評工作的規范性文件及水電、港口、航道等領域規劃環評工作技術要點,聯合發展改革委、農業部、水利部等印發了加強河流水電、各類水利規劃及水生生物資源保護等領域規劃環評工作的通知和辦法[12].據原環境保護部統計,至 2015年已開展了170余項流域規劃環評項目.至2019年10月,新一批修編流域綜合開發規劃中長江流域 9條重要支流規劃環評已通過審查,黃河流域8條,珠江流域8條,松遼流域4條,流域規劃環評編制與審查工作正有序推進.

始于20世紀80年代的國際環評有效性研究重點關注環評程序完整性[13-15],并通過構建指標體系提出了有效性衡量標準[16].Therivel[17]和 Fischer[18]分別評估了英國重要區域發展規劃和歐盟區域交通規劃,區分了實質成效與程序有效.2002年,國際影響評估協會(IAIA)從可持續發展等6個方面提出評估戰略環評有效性的最佳實踐準則[19],提供了更全面的評價標準.針對流域規劃環評研究,仍主要以一個單獨流域規劃的備選方案或某項功能為研究對象,較少關注多流域規劃環評成效.如Westin等[20]通過案例分析了不同環評備選方案對巴西流域開發規劃的影響,Lacy等[21]總結了智利流域規劃環評對淡水魚類的保護作用.徐瑾等[22]、汪守東等[23]分別研究了太湖流域某開發區規劃及長江內河港口規劃環評過程和存在問題.

本研究在梳理流域規劃環評現有管理要求及相關研究成果的基礎上,選取長江、黃河及珠江流域的25個流域規劃環評典型案例,從改善環境質量、保障生態安全、維系生態功能和促進綠色發展等 4個主要方面,分析和綜合評估流域規劃環評的成效及存在的不足,據此提出提高流域規劃環評質量和加強管理的對策和建議.

1 評估指標和方法

1.1 評估指標

研究借鑒國內外環評有效性分析經驗,綜合考慮當前相關技術導則規范要求及 IAIA最佳實踐準則,圍繞改善環境質量、保障生態安全、維系生態功能、促進綠色發展等四個維度,選取16項指標構建流域規劃環評管理成效評價指標體系(表1).

表1 流域開發規劃環評管理成效評估指標體系Table 1 An indicator system for evaluating performance of the EIAs of WDP

其中,環境質量改善主要關注規劃環評促進流域內水污染控制與環境質量達標情況;生態安全保障則主要從飲用水安全、生態安全、環境風險防控等角度評價規劃環評成效;生態功能維系重點考慮環評成果對維護流域主導生態功能和服務的作用,如保障河流生態用水、保護漁業資源,改善河流連通性、保護魚類“三場一通道”、強化水沙調控等.促進綠色轉型發展是流域開發規劃的更高要求,著重考察環評成果對推動流域產業升級、結構優化、節能減排、提高效率等的影響.

1.2 評估方法

研究調取了2014～2019年間完成并已通過審查的25個重要支流流域規劃環評案例,其中長江流域10個,黃河流域9個,珠江流域6個;涉及流域綜合開發規劃21個,水資源配置工程規劃3個,專業水電規劃1個.

基于各案例流域規劃環評報告書及規劃環評審查意見,本文按照構建的指標體系分案例開展成效梳理與評估.根據各典型案例規劃內容、規劃環評及審查意見建議要求和規劃響應情況,將各評估指標依據語言邏輯標簽劃分3個評估等級[24],分別為“一般”(積 1 分)、“好”(積 2 分)、“非常好”(積3分).

結合已有規劃環評環境影響識別指標實踐標準,采用專家判斷法確定各案例指標等級,定性指標分級打分標準見表 2.如指標“保護三場一通道”,若經規劃環評魚類“三場”及洄游通道受到保護,水養條件基本滿足魚類生存需求則屬于“一般”;若魚類“三場”及洄游通道保護基本完好,規劃具備完善、具體的保護方案則屬于“好”;若魚類“三場”及洄游通道保護完好,增設魚道等建議經環評與規劃互動已經落實,則屬于“非常好”.

表2 定性評價指標分級打分標準Table 2 Grading criteria of qualitative evaluation indicators

同時,由于各流域特征差異明顯,削減水污染排放量、協調“三生用水”等定量指標數值應進一步計算其經規劃環評調整量占原指標值比例,依據比例數值分布情況劃分評估等級.其中,保護飲用水安全、確保生態流量等部分量化指標已經由上層規劃或指南提出了一致性的強制性要求,指標數值間差距較小.如《國務院關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》(國發〔2012〕3號)提出到2030年水功能區水質達標率應提高到 95%以上.對于該類定量指標,在考察其是否達到一致性標準的同時結合定性指標評估等級劃分標準確定分值.并采取李克特量表法獲得最終評價結果.

基于上述案例分析評估結果,通過構建BP神經網絡進一步分析指標體系內部的權重關系[25-26],反應流域規劃環評管理的顯著成效指標與相對不足指標.研究以MATLAB軟件為計算工具,通過隨機函數選取25個案例樣本庫中部分樣本為訓練集,其余樣本為測試集,建立3層BP神經網絡結構.輸入層為25個樣本中每個樣本對應的具有16個指標值的指標向量xmn= (m = 1,2,… ,25,n =1,2,… ,16),隱含層擇優設置14個神經元節點oi,并對應輸出層案例評價結果y.

將所有訓練樣本指標向量無量綱化矩陣作為輸入矩陣,選取常用激活函數計算各層輸出.通過神經網絡訓練觀察結果計算值與實際值間誤差,并據計算誤差前饋調節層內、層間權重關系.訓練過程中,設定主要訓練參數學習速率與動量因子均為 0.01,訓練最小誤差為1×10-7.

當網絡達到訓練精度要求后,提取輸入層與隱含層間權重向量矩陣 W=(wij)n×m.并根據公式(1)得到流域規劃環評管理成效評估指標體系權重向量w = wi(i = 1,2,… ,16).

2 評估結果和討論

2.1 案例分析

圍繞4個主題及其指標開展全部25個案例分析(表 3).量化指標中削減水污染排放量單位為萬 t污染物/a,三生用水量(EF1)單位為億m3,由于兩值因各流域差異相差較大,分別計算各流域削減量數值占現狀水平年水污染排放量比例,及協調用水量占總用水量比例.結果如下(案例順序與表3一致).

表3 流域開發規劃環評管理成效分級評價結果Table 3 Performance ranking of the EIAs of WDP

續表3

續表3

其中黃河上游河段水電規劃評價區域為零排放區域,故該規劃環評收集的EQ1指標為零.黃河流域水資源矛盾較長江、珠江更為突出,其協調用水量占規劃年用水量比例相對較高.基于上述定量指標與定性指標評價結果,劃分各案例成效顯著等級,并分長江、黃河、珠江三大流域,觀察改善環境質量等四類主題結果(圖1).

圖1 流域開發規劃環評管理成效綜合評價結果Fig.1 Integrated performance evaluation of the EIAs of WDP

規劃環評通過提出剛性約束目標與優化調整規劃方案,提高了規劃環評質量,保護了流域生態環境,推動了流域綠色發展.改善環境質量方面,基于規劃實施環境影響和評估環境承載能力分析,環評提出優化調整流域開發強度、提高污染治理水平等,從而削減污染物排放、保障環境用水.如雅礱江支流安寧河流域水資源總量僅占全流域 12.7%,但工業經濟比重不斷增加導致主要水污染物 2015年入河量占到全流域 80%以上,經規劃環評建議實施產業結構調整、強化工業污染源治理等措施,以此預期可削減工業COD和氨氮排放量分別約7.4萬t和1.1萬 t.北洛河流域現狀水功能區水質達標率僅為28.6%,規劃新增高污染項目仍集中在不達標水功能區河段,經環評優化后水資源利用規劃減少了流域工業用水配額4000萬m3,優化水資源配置保障了環境用水,一定程度上緩解了區域水環境安全風險.

保障生態安全方面,環評通過識別重要環境保護目標,采取劃定禁止和限制開發單元、調整項目規模與布局避讓環境敏感區等措施,保障飲用水安全與生態安全,防控中長期環境風險.如伊洛河規劃根據環評建議取消了位于洛南洛河源頭水保護區范圍內的白洛水電站,通過規劃環評具體調整了規劃開發方案,消除了水電開發給飲用水安全帶來的風險,同時提出確保下游生態流量,進一步強化了對魚類等水生生物的安全保障.賀江流域國家級保護動物花鰻鱺屬產漂流性卵魚類,原規劃未考慮河道生態流量下泄需求,無法實現下游河段花鰻鱺產卵期流水刺激,經規劃與環評互動調整后,規劃設置專題研究生態流量下放工程和管理措施保障河道內基本生態流量.

維系生態功能方面,環評評估流域生態系統退化狀況及規劃實施可能影響,提出保留天然河段以恢復河流縱向連通性,避讓“三場一通道”以保護生物多樣性,優化專業規劃方案以完善水沙調控、保護自然景觀等.如湟水流域規劃經環評調整后取消干流14座規劃新增水電站,并提出補救措施改善水生生物棲息環境,保護魚類洄游通道.窟野河流域屬于國家級水土流失重點治理區,規劃回應環評建議,細化水土保持措施,制定計劃加強規劃實施過程中水沙關系變化監測研究并優化調整項目方案,確保流域生態功能不降低.

促進綠色發展方面,環評通過分析流域開發與保護的主要矛盾,評估規劃實施對資源環境效率的影響,完善生產力布局、資源優化配置、產業結構升級等調控措施,提高生態環境準入,加快流域人居環境改善和社會經濟綠色轉型發展.如韓江高陂梯級優化開發方案,減小移民安置規模逾萬人;雅礱江開發避讓藏傳文化代表區康巴藏區,保護歷史民族文化.

研究收集案例共優化水資源配置逾 24億 m3,減少向主要河流排放污染物約20萬t,調整223個水利項目方案,從而保留了411km天然河段,避讓了43個環境敏感區,保護了國家重點保護動植物 300余種,減少了淹沒土地超 20hm2,避免了數萬人口移民安置問題.具體流域案例選擇及規劃環評成效梳理如表3所示.

2.2 綜合評價

規劃環評通過對流域開發綜合規劃及各專業規劃的布局、規模、實施時序等多方面提出調整意見,在實踐中強化了流域規劃環評作用,保障了流域資源、環境、生態安全,規劃環評成效愈趨顯著.

為進一步識別我國流域規劃環評突出成效與現存不足,研究采用BP神經網絡依據訓練樣本計算各指標貢獻度(表4).

表4 基于指標貢獻度的流域開發規劃環評成效評價結果Table 4 Performance evaluation of the EIAs of WDP by indicator contributions

評價結果顯示,我國流域規劃環評正在逐步取得成效,生態安全保障效果較突出.在保障環境用水的同時,環評進一步降低水污染排放水平,確保規劃實施中水環境質量不下降.如湖北省鄂北地區水資源配置工程規劃環評建議引水過程應優先滿足漢江中下游干流河道內生態、航運用水要求,當重要斷面下泄流量低于最小值要求時不再引水.

流域自然生態系統內大多成片分布有自然保護區等法定保護區、珍稀動植物棲息地等生物多樣性豐富區、歷史文化保護地等文化區域以及退化冰川等生態脆弱區,即使采取減緩補償措施,這些環境敏感區內工程很可能造成難以消除的長遠影響.經流域規劃環評優化調整布局規模后,各規劃案例對范圍內涉及的環境敏感區均實施了一定程度的保護和避讓.如北盤江流域綜合開發規劃采納環評建議,取消了下游打幫河支流黃果樹國家級風景名勝區邊界上的郎弓、猓戛梯級方案,保護景區脆弱生態環境和自然風景.湘江流域原規劃的達滸水庫、松江梯級、白灘河電站均位于所在干(支)流的國家級水產種質資源保護區內,規劃實施后工程阻隔將對魚類資源產生不可逆影響,按照環評建議和審查意見要求規劃明確取消了上述工程.

然而,跨界環境影響分析、中長期生態風險及社會經濟、歷史文化與生態環境間協調發展等方面亟待加強.如岷江流域規劃采納環評建議,通過產業結構調整、清潔生產等措施進一步加強水污染源控制,建立和實施生態恢復保證金等制度,加快流域綠色發展.沁河流域工業發展對流域水質影響突出,其中晉城市有全國最大的無煙煤基地和化肥原料基地,規劃環評明確要求優化升級產業結構,提高項目準入的“環境門檻”,加快晉城市“一區六園”生態工業園區建設.鄱陽湖區農田面源對總磷污染貢獻率約81.6%,湖區上游撫河流域規劃新增近4萬hm2農田灌溉面積,將進一步加大湖區水環境改善壓力[27],規劃響應環評建議調整農業種植和養殖結構結構,發展蜜桔等特色農業和生態農業,推動湖區綠色發展.

研究調取的 25個典型案例主要分布于長江、黃河及珠江三大流域,其中流域綜合開發規劃21個,水資源配置工程規劃 3個,專業水電規劃1個.各綜合開發規劃由專業規劃組成,且因流域差異存在不同.如水資源開發利用規劃、水資源保護和水生態修復規劃、防洪減災規劃、水土保持規劃及水能開發規劃等專業規劃較為普遍.此外,長江各支流流域綜合開發規劃多提出水利血防規劃,黃河各支流流域規劃多單獨制定流域管理規劃.

三大流域規劃環評管理成效總體相似但略有區別.黃河流域規劃環評重點關注水資源配置方案優化,協調“三生用水”以解決區域突出的水資源供需矛盾.如無定河流域內工農業用水量持續增加且上游水利工程導致下游河道減水明顯,2015年水功能區水質達標率僅為 42%,規劃環評為保障河道環境用水和提高水質達標率要求規劃進一步優化水資源配置,減少工業用水配額2.43億m3.

長江流域水污染問題嚴重,環評通過進一步加強水污染防控保障流域生態環境安全.沅江流域受磷化工污染和水電開發影響突出,干支流污染負荷持續加重,規劃環評要求嚴控磷化工開發,同時取消一級支流外全部水電開發規劃,補充下游環境用水,確保洞庭湖區水質改善.

珠江流域生物多樣性豐富,規劃環評強化“三場一通道”保護,保護魚類生境完整性與連通性.如韓江流域規劃依據環評建議將干流、一級支流源頭區列為禁止開發河段,保護共87km天然河段的水生生境,同時優化河口五閘調度運行方式,實施過魚生態調度、增設過魚設施,暢通花鰻鱺等保護動物洄游通道.

同時,伴隨新時期“水十條”、“河長制”、“三線一單”等新管理制度的加快實施,特別是認真落實習總書記關于加強長江、黃河流域生態保護和高質量發展的重要指示精神,流域規劃環評管理和應用仍需進一步加強和改進.具體建議重點做好2項工作:1)著重提高流域規劃環評質量.應進一步完善流域規劃環評專項導則指引,切實加強流域開發累積性生態環境影響分析與中長期生態環境風險評價,避免重大生態環境風險發生,確保流域開發生態環境安全.2)強化流域規劃環評成果落實.應在規劃環評全過程中銜接“三線一單”相關管理要求,強化“河長制”監督與環境影響跟蹤評價,延伸后續環境管理鏈條,借鑒國際先進經驗,加強流域綜合管理.在保障流域水資源、水環境、水生態安全的基礎上,修復并完善流域生態服務功能,推動流域社會、經濟、文化、環境全方位的高質量發展.

3 結論

3.1 經過20余年的理論探索與實踐,我國流域規劃環評相關法律法規、管理制度與技術導則愈加完善,通過流域規劃環評改善環境質量、保障生態安全、維系生態功能、促進綠色發展的實質成效日趨顯著.依據研究建立評估指標體系評價結果,水資源優化配置、水污染減排、環境敏感區及物種生境完整性保護等方面成效尤其顯著.研究案例共優化水資源配置逾24億m3,調整223個水利項目方案,避讓43個環境敏感區,保護了數百種保護物種.而經規劃環評推進流域綠色發展的方式措施仍需加強.

3.2 流域開發綜合規劃及其下各專業規劃的布局、規模、實施時序等多方面提出調整意見,統籌并平衡了水資源開發利用和水環境與水生態保護.此外,流域規劃環評還從調整流域功能定位,提高流域環境保護水平,以及專業規劃優化調整(如補充開展流域漁業規劃,優化水土保持規劃方案、防洪規劃布局)等角度對規劃實施提出要求.分別在黃河、長江及珠江流域,較好地處理了水資源供需矛盾、水環境污染威脅及水生生態環境保護的等區域性挑戰,在實踐中強化了流域規劃環評作用,保障了流域環境、資源、生態安全.