城市黑臭水体治理与经济协调发展评价研究
——以深圳市大康河黑臭水体为例

(河海大学 水利水电学院,南京 210098)

可持续发展是我国实施的一项重大战略,其重点就是实现经济与资源、环境协调发展,达到良性循环的效果;环境质量是经济发展的基础,而经济发展又是环境状况得以保持和改善的物质保障[1].黑臭水体治理的前景在《水污染防治行动计划》中得到了较为完善的规划:到2020年,地级及以上城市建成区的黑臭水体所占比不得超过10%;到2030 年,城市建成区黑臭水体应该趋于0%[2],从而实现城市黑臭水体治理与经济的协调发展.可持续发展实质上就是人和自然关系协调发展的规范[3].

近几年,由于城市的迅速发展,城市水体的治理受到了忽视,且污染问题愈演愈烈,黑臭水体面积逐渐扩大,进而阻碍了社会经济的发展.鉴于此,我国近几年大力开展水环境整治,秉持着可持续发展理念,加大了对城市黑臭水体的综合治理力度.

王旭等[3]从黑臭评价指标、黑臭指数法、多元线性回归模型以及综合评价法4个方面对黑臭水体评价方法进行对比与总结,并对未来城市黑臭水体研究作出进一步展望,旨在进一步明确城市黑臭水体判别技术,为城市水环境治理和水生态维护提供依据.同时,从社会经济发展的角度来看,不少学者提出要注重生态环境与经济发展的关系[4-5]:杨峰等[4]根据协调发展理论构建了环境-经济协调发展评价指标体系,采用基于层次分析法和熵权法的组合赋权法确定各项指标的权重,运用协调发展度模型对安徽省环境与经济协调发展状况进行了纵向的动态对比分析,得出安徽省环境与经济协调发展度呈现由“不协调发展”到“中级协调环境滞后型”到“良好协调经济滞后型”的演化轨迹,并提出安徽省环境与经济协调发展的对策建议.目前,探索两者之间发展关系的研究有待丰富,本文以协调度作为评价模型,拟对城市黑臭水体和社会经济协调发展进行科学合理的评价.

1 城市黑臭水体治理与经济协调发展评价相关理论

1.1 城市黑臭水体

城市水体,即所处城市范围内,和城市紧密相连的水体,包含着流经城市的地表水体和地下水体[5].城市黑臭水体的发生,主要是由于人们过度排放污染物、水体中藻类丛生以及细菌的新陈代谢造成的.污水、垃圾直排等问题不能得到很好地处理是黑臭水体形成的主要原因,根本在于城市环境基础设施不合格.

1.2 协调发展理论及模型

1.2.1 协调发展理论

协调与发展是两个完全不同的概念,协调指的是复杂系统中各子集之间的一种和谐、健康、均衡的相互关系[6].发展则是指组成整体的子集从小到大、从简单到复杂、从混沌无序到和谐有序的发展过程[2].所以协调和发展概念的交集便是协调发展,它更强调整体配合的概念,不偏重单个子集的增长,而是在某一有益的约束下,追求多个子集的共同发展,即各子集之间协调并进、共同发展、整体提高.

1.2.2 协调发展评价模型——协调度

协调度是评价协调关系是否密切的定量指标,运用于系统和要素之间[7].协调度常被分为发展协调度和对比协调度.前者用于相同地区在不同时间段的度量;后者则用于相同时间段不同地区的度量.由于本文针对深圳市大康河流域进行评价研究,所以采用发展协调度作为协调发展评价模型.

根据协调度的定义,设描述城市黑臭水体特征的m个指标分别为自然数x1、x2,…,xm;设描述经济特征的n个指标分别为自然数y1、y2,…,yn,因此称函数f(x)、g(y)分别为综合城市黑臭水体治理评价函数和综合经济评价函数.

式中:ai、bj为待定权数或政策系数,它们是所选取的指标在综合评价中所占权重,一般由专家确定.为了计算的方便,令ai、bj都为1,即默认城市黑臭水体治理与经济发展同等重要.当指标越大越好时,=xi/λmax;当指标越小越好时,=λmin/xi.其中:λmax为相应于指标xi的期望值或理想值;λmin为相应于指标xi的失望值或不理想值;的取值同理类推.

根据协调度的概念,f(x)与g(y)的差距应越小越好,这里引入离差系数Cv来表示两值之间的差值关系:

式中:S为标准差.Cv越小越好,则C′应越大越好.

根据式(4),为使计算结果具有一定的层次性,城市黑臭水体治理与经济协调度的计算公式确定为:

式中:C为协调度;k为调节系数,一般取值为2～5,本文取k=2.式(5)即本文所推导的协调度计算模型.

2 城市黑臭水体治理与经济协调发展评价指标体系

2.1 评价指标体系的建立

结合国内外学术研究成果,遵从科学、系统等指标选择原则,建立城市黑臭水体治理与社会经济协调发展评价指标体系,见表1.

表1 城市黑臭水体治理与经济协调发展评价指标体系

氧化还原电位(ORP)、溶解氧(DO)、氨氮(NH3-N)以及透明度(T)是用来评价黑臭水体级别的4项指标[8].透明度(T)即水体透光程度,是一项最能直接反映水质状况的评价指标,当水体中泥沙、藻类植物、微生物等物质增加到一定程度时,便会出现浑浊现象[9].透明度可根据水体浑浊程度,大致分为7级:黑色、灰黑色、灰褐色、深绿色、黄绿色、浅绿色和无色[10].有机氮化物氧化分解的第一步产物是以NH3和NH4+的形式存在的氨氮.氨氮越多水体污染越严重.溶解氧、氧化还原电位以及氨氮这3项指标主要体现在水体气味上,水体气味以距河流1m处的异味程度为判别标准,可分为无味、有异味、臭和恶臭4级[10].

城市水体黑臭指标分级见表2.

表2 城市水体黑臭程度分级标准

2.2 经济建设的评价指标

本文选取城市生产总值、人均生产总值、第三产业增加值占GDP比重、社会消费总额4个指标来反映城市经济的发展情况.

3 实例研究

3.1 大康河流域黑臭水体及治理情况

以深圳市大康河流域为研究对象,对城市黑臭水体治理与经济协调发展进行评价研究.根据大康河流域水环境问题及污染源特征综合分析,大康河干流段黑臭和新塘村排水渠黑臭段(如图1所示)旱季核心污染源为生活点源、工业点源污染.大康河黑臭水体全长8.18km 左右,包括大康河干流5.8km 及上游樟树河1.59km 源头段:起于油田路,止于汇入龙岗河的河口;新塘村排水渠0.79km 段:起于安康路与沙荷路交汇处西侧,止于山子下路与安康路交汇处.大康河流域经过治理后,黑臭水体基本全面消除,治理效果对比如图2、图3所示.

图1 大康河流域黑臭水体位置图

图2 治理前大康河流域黑臭水体状况图

图3 治理后大康河流域黑臭水体现状图

3.2 构造黑臭水体治理与经济协调发展评价指标

选取大康河河口断面为水质监测点,通过建立微型水站或者小型机柜站的方式对水质数据实时监测.大康河流域治理前后指标体系详见表3.根据《深圳市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》,确定深圳市经济发展相关的指标体系见表4.

表3 深圳市大康河监测点治理前后所得数据

表4 深圳市经济发展指标体系

根据公式(1),分别求出深圳市黑臭水体治理效益函数f(x)、g(y)后按公式(3),求出Cv,结果见表5.

表5 计算结果表

4 成果分析与建议

由表5可知,协调度Cv从2016年的1.158变成2019年的0.093,说明深圳市经济发展与黑臭水体治理属于良好协调型,社会经济因为城市黑臭水体的治理得到了进一步的发展,同时经济的发展也给黑臭水体治理项目提供了所需资金.因此今后应该更加重视城市黑臭水体的治理.现就城市黑臭水体治理给出以下几点建议:

1)加强智能化监测管理,完善河长制制度,以区域河长管理为基础,加强河流预警能力建设,及时发现污染并进行治理,保证河流满足标准和目标值要求[5].

2)加大对点源污染、面源污染、内源污染的控制力度,采用创新技术减少污染物的产生,使得水体环境容量得到控制,达到治理目标.

3)因地制宜,各地区黑臭水体依据自身情况建立“一河一策”、“一口一策”等相关治理方案.