汾河流域基于水環(huán)境容量 建立生態(tài)補(bǔ)償?shù)奶剿?/h1>
2013-09-19 09:06:28劉娜
水利技術(shù)監(jiān)督 2013年3期
劉 娜
（山西省水文水資源勘測局，山西太原 030001）
在我國，愈來愈多區(qū)域的人類活動(dòng)逼近或者超出了水環(huán)境承載能力，導(dǎo)致水生態(tài)環(huán)境負(fù)面影響日趨明顯，水資源短缺、水環(huán)境惡化、水污染事故頻發(fā)、水生態(tài)系統(tǒng)受損等一系列問題嚴(yán)重影響著社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
近年來，生態(tài)補(bǔ)償作為將生態(tài)保護(hù)外部效應(yīng)內(nèi)部化的有效手段，受到了各界廣泛關(guān)注。1998年修改的森林法提出，“國家設(shè)立森林生態(tài)效益補(bǔ)償基金，用于提供生態(tài)效益的防護(hù)林和特種用途林的森林資源、林木的營造、撫育、保護(hù)和管理”。2008年修訂的《水污染防治法》以法律的形式，對(duì)水環(huán)境生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制做出明確規(guī)定“國家通過財(cái)政轉(zhuǎn)移支付等方式，建立健全對(duì)位于飲用水水源保護(hù)區(qū)區(qū)域和江河、湖泊、水庫上游地區(qū)的水環(huán)境生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制?！苯⒔∪鷳B(tài)補(bǔ)償機(jī)制，是從制度上加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的主要內(nèi)容，對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
基于水環(huán)境容量研究成果制定流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，不僅便于確定目前生態(tài)補(bǔ)償?shù)闹骺腕w，同時(shí)利于污染物限排總量的控制。
1 基本概念及特征
1.1 生態(tài)補(bǔ)償概念
廣義的生態(tài)補(bǔ)償不僅包括對(duì)損害資源環(huán)境的行為進(jìn)行收費(fèi)或?qū)ΡＷo(hù)資源環(huán)境的行為進(jìn)行補(bǔ)償，還包括因?qū)Νh(huán)境保護(hù)而喪失發(fā)展機(jī)會(huì)的區(qū)域內(nèi)的居民在資金、技術(shù)、實(shí)物上的補(bǔ)償、政策上的優(yōu)惠，以及為增進(jìn)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，提高環(huán)境水平而進(jìn)行的教育科研費(fèi)用的支出。
狹義的生態(tài)補(bǔ)償是通過制度創(chuàng)新實(shí)行生態(tài)保護(hù)外部性的內(nèi)部化，讓生態(tài)保護(hù)成果的受益者支付相應(yīng)的費(fèi)用；通過制度設(shè)計(jì)解決好生態(tài)產(chǎn)品這一特殊公共產(chǎn)品消費(fèi)中的“搭便車”現(xiàn)象，激勵(lì)公共產(chǎn)品的足額供應(yīng)；解決好生態(tài)投資者的合理回報(bào)，激勵(lì)人們從事生態(tài)保護(hù)投資并使生態(tài)資本增值的一種經(jīng)濟(jì)制度。也就是說，從狹義的角度理解生態(tài)補(bǔ) 償就是對(duì)由人類的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)給生態(tài)系統(tǒng)和自然資源造成的破壞及對(duì)環(huán)境造成的污染的補(bǔ)償、恢復(fù)、綜合治理等一系列活動(dòng)的總稱[1]。與國際上使用的“生態(tài)服務(wù)付費(fèi)”和“生態(tài)效益付費(fèi)”相似，主要采用的類型有直接公共補(bǔ)償、限額交易計(jì)劃、私人直接補(bǔ)償和生態(tài)產(chǎn)品認(rèn)證計(jì)劃四類。
1.2 流域生態(tài)補(bǔ)償特征
水資源的流動(dòng)性以及稀缺性是造成流域上下游矛盾的主要根源。如果一個(gè)流域制定了總量控制目標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，應(yīng)對(duì)上游生態(tài)保護(hù)和修復(fù)等有助于環(huán)境容量增加的外部行為進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)性補(bǔ)償，而對(duì)于不利于目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的行為應(yīng)進(jìn)行懲罰性補(bǔ)償，以便于下游環(huán)境治理措施的實(shí)施。因此基于水環(huán)境容量的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制是一種雙項(xiàng)行為。
1.3 水環(huán)境容量和限排總量
水環(huán)境容量是指在給定水域范圍和設(shè)計(jì)水文條件下，水體滿足規(guī)劃水體功能水質(zhì)目標(biāo)的前提下，該水域的最大允許容納污染物的量。
河流水環(huán)境容量的計(jì)算模型主要有零維模型、一維模型和二維模型（見表1）。
表1 河流水環(huán)境容量計(jì)算模型
當(dāng)入河污染物總量大于某一水質(zhì)目標(biāo)下的河段主要污染物水環(huán)境容量時(shí)，水功能區(qū)水體就不能實(shí)現(xiàn)水質(zhì)目標(biāo)，因此綜合考慮水功能區(qū)水質(zhì)狀況、當(dāng)?shù)丶夹g(shù)經(jīng)濟(jì)條件和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平等條件，在確定的時(shí)間內(nèi)，允許污染物進(jìn)入水功能區(qū)的最大數(shù)量，稱為限排總量。
2 實(shí)例分析
2.1 流域概況
汾河流域地處東經(jīng)110°30′～113°32′，北緯35°20′～39°00′，位于山西省的中部和西南部，東西寬188km，南北長412.5km，呈帶狀分布，面積39471km2，占全省國土面積的25.3%。
據(jù)《山西省水功能區(qū)劃》統(tǒng)計(jì)，汾河流域共劃分水功能區(qū)50個(gè)，汾河干流23個(gè)，一級(jí)支流25個(gè)，二級(jí)支流2個(gè)?？缭叫弥?、太原、呂梁、晉中、臨汾、運(yùn)城6市。
2.2 水環(huán)境容量計(jì)算
2.2.1 計(jì)算模型
本研究中河段長度遠(yuǎn)大于河段水面寬度，污染物排入水體后橫向混合長度遠(yuǎn)小于河段的計(jì)算流程長，因此采取水環(huán)境容量計(jì)算一維模型。一維計(jì)算方法主要有段首控制法、段尾控制法和功能區(qū)段尾控制法[2]，段尾控制的目的在于讓水質(zhì)在各段末達(dá)到功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)，進(jìn)而反推出該段段首處的環(huán)境容量[3]，本文利用功能區(qū)段尾控制模型，公式如下：
其中：M為水域納污能力，t/a；C0為初始斷面的污染物濃度，mg/L；Cs水質(zhì)目標(biāo)濃度值，mg/L；k為污染物綜合衰減系數(shù)，1/d；u為設(shè)計(jì)流量下河道斷面的平均流速，m/s；L為計(jì)算河段河長，km；Q為初始斷面的入流流量，m3/s；q為廢污水排放流量，m3/s。
2.2.2 參數(shù)選擇
(1)根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838－2002以及各功能區(qū)制定的水質(zhì)目標(biāo)來確定COD、NH3的水質(zhì)目標(biāo)濃度值Cs。
(2)根據(jù)上一個(gè)水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)濃度值來確定起始斷面COD、 NH3的濃度值C0。
(3)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式法和實(shí)測資料確定COD、NH3的降解系數(shù)k。
(5)采用枯季水文保證率為90%的初始斷面流量作為設(shè)計(jì)流量Q。
(6)采用經(jīng)驗(yàn)公式法來確定流速u。
(7)采用山西省水環(huán)境監(jiān)測中心實(shí)測資料確定廢污水排放流量q 。
2.2.3 結(jié)果分析
圖1、圖2分別給出了汾河流域主要城市COD、NH3環(huán)境容量與入河量對(duì)比，其中忻州市、呂梁市、運(yùn)城市COD水環(huán)境容量均大于入河量，說明此三市入河排污口COD入河量在水環(huán)境容量范圍之內(nèi)，并且有部分剩余對(duì)下游水環(huán)境容量具有正貢獻(xiàn)。而太原市、晉中市和臨汾市COD入河量則分別是水環(huán)境容量的3.7倍、4.2倍和2.8倍，入河量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出水環(huán)境容量，將使下游水環(huán)境保護(hù)壓力及成本增加。忻州市、運(yùn)城市NH3水環(huán)境容量略大于入河量，基本能滿足本區(qū)域水功能區(qū)保護(hù)目標(biāo)。太原市、晉中市、呂梁市和臨汾市NH3入河量超出水環(huán)境容量11.8倍、5.0倍、3.7倍和3.5倍，說明此4市入河排污口排放NH3量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了水體自凈能力和稀釋能力，如要達(dá)到水功能區(qū)保護(hù)目標(biāo)應(yīng)大量減排，一旦上游減排任務(wù)未完成將轉(zhuǎn)移到下游，增加下游減排負(fù)擔(dān)和職務(wù)成本。
圖1汾河流域主要城市COD水環(huán)境容量與入河量對(duì)比圖
圖2 汾河流域主要城市NH3環(huán)境容量與入河量對(duì)比圖
根據(jù)2010年山西省水環(huán)境監(jiān)測，汾河干流由于沿河沿岸大量生活污水和工業(yè)廢水的排入，水污染較為嚴(yán)重，干流流經(jīng)的5個(gè)地市23個(gè)水功能區(qū)中由上游至下游各地市水功能區(qū)個(gè)數(shù)達(dá)標(biāo)率為忻州100%，太原44%，晉中、臨汾和運(yùn)城0%。汾河干流水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率也說明由于太原市污染物入河量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了水環(huán)境容量，其直接影響到下游水功能區(qū)達(dá)標(biāo)狀況。與圖1和圖2水環(huán)境容量和入河量對(duì)比結(jié)果一致。
2.3 生態(tài)補(bǔ)償
2.3.1 生態(tài)補(bǔ)償?shù)谋匾?/p>
生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制是以保護(hù)生態(tài)環(huán)境為前提，運(yùn)用市場經(jīng)濟(jì)和政府補(bǔ)償手段，調(diào)節(jié)利益相關(guān)者之間生態(tài)與經(jīng)濟(jì)利益的一種公共制度安排[4]。建立汾河流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，是水生態(tài)環(huán)境外部成本內(nèi)部化的體現(xiàn)，利于形成收益者付費(fèi)、破壞者賠償、建設(shè)者和保護(hù)者受到合理補(bǔ)償?shù)牧夹赃\(yùn)行機(jī)制，一方面有助于調(diào)動(dòng)全社會(huì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)文明，另一方面有利于工業(yè)自覺減排，促進(jìn)流域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，保障全流域公平使用水生態(tài)資源。
2.3.2 補(bǔ)償原則
誰保護(hù)誰收益、誰受益誰補(bǔ)償：即流域下游受益群體對(duì)上游生態(tài)保護(hù)和修復(fù)行為的一種補(bǔ)償關(guān)系。
誰破壞誰補(bǔ)償：即上游排污單位對(duì)下游相關(guān)群體的一種補(bǔ)償關(guān)系。
2.3.3 補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法
基于水環(huán)境容量的流域生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)是通過治理超出水環(huán)境容量的污染物所需要得費(fèi)用來計(jì)算，公式如下：
式中：P為補(bǔ)償費(fèi)用，億元/a；P0為污染物恢復(fù)成本，元/kg；W為污染物入河量，t/a；W0為污染物水環(huán)境容量，t/a。
於方等[5]通過對(duì)污水處理廠調(diào)研分析，認(rèn)為污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用與COD去除率關(guān)系較為顯著。因此本文采用龐愛萍等[3]由《中國城鎮(zhèn)污水處理廠匯編》（2006）計(jì)算得COD恢復(fù)成本P0為5.57×10-5億元/t。
P如果是正值，水環(huán)境容量有剩余，下游因上游來水良好對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償；如果P為負(fù)值，水環(huán)境容量被搶占，上游因未達(dá)到水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)受到懲罰性補(bǔ)償用于下游水體污染治理及水生態(tài)恢復(fù)。
2.3.4 結(jié)果分析
通過計(jì)算忻州市、呂梁市、運(yùn)城市三市由于排污量少使得汾河水環(huán)境受到了保護(hù)。因此可分別得到0.19億元、0.05億元和1.4億元的補(bǔ)償，而太原市、晉中市和臨汾市三市由于排污量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了水環(huán)境容量，并且由于水的流動(dòng)性給下游水環(huán)境造成損壞，應(yīng)分別上繳懲罰性補(bǔ)償28.5億元、7.5億元、 10.3億元，除用于上游補(bǔ)償外，其余用于污水治理及下游水生態(tài)的恢復(fù)。
2.3.5 補(bǔ)償方式
汾河水生態(tài)補(bǔ)償是以改善和恢復(fù)汾河生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)人與自然和諧，保障汾河沿岸公平享有環(huán)境資源為目的的。筆者認(rèn)為目前基于水環(huán)境容量的生態(tài)補(bǔ)償應(yīng)采用限額交易的方式，即政府根據(jù)不同時(shí)期不同的保護(hù)目標(biāo)，為汾河水生態(tài)系統(tǒng)設(shè)定一定時(shí)期內(nèi)的允許破壞量。流域內(nèi)各行政區(qū)可以通過各種保護(hù)措施直接完成其限額任務(wù)，也可以通過其上下游保護(hù)與恢復(fù)措施來平衡其造成的損失，通過市場價(jià)格獲得這種抵消措施，以達(dá)到補(bǔ)償目的。生態(tài)補(bǔ)償是公益事業(yè)應(yīng)堅(jiān)持政府指導(dǎo)、市場運(yùn)作的機(jī)制，采用政府轉(zhuǎn)移支付的方式，徹底改變無償使用水環(huán)境容量的習(xí)慣。
3 結(jié)論與建議
(1)探討了汾河流域基于水環(huán)境容量的生態(tài)補(bǔ)償?shù)慕?，通過水功能區(qū)水環(huán)境容量與入河量的對(duì)比，確定其生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象，即如上游水環(huán)境容量有剩余則下游排污企業(yè)因上游來水水質(zhì)良好對(duì)其補(bǔ)償，如上游排污量超出水環(huán)境容量，則上游企業(yè)需因?qū)ο掠嗡h(huán)境造成損害上繳懲罰性補(bǔ)償，用以污水治理及水生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)。這種方法補(bǔ)償主體明確，有利于主要污染物限排方案的實(shí)施。
(2)結(jié)合汾河水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)控制目標(biāo)確定不同時(shí)期污染物排放限額，建立長效的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，對(duì)流域上下游動(dòng)態(tài)的進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的核算，確定上下游生態(tài)補(bǔ)償關(guān)系。
[1] 呂宗梅.超越與保守——可持續(xù)發(fā)展視野下的環(huán)境法創(chuàng)新[M].北京：法律出版社.2003：56-58
[2] 蘇保林,賈海峰,基于排污口權(quán)重的一維河流水環(huán)境容量計(jì)算[J].水資源保護(hù),2006,22(2),16－18
[3] 龐愛萍,李春暉,劉坤坤,等.基于水環(huán)境容量的漳衛(wèi)南流域雙向生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算[J].中國人口資源與環(huán)境,2010,20(5), 100-103
[4] 陳錦其.浙江生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的實(shí)踐、意義和完善策略研究[J].中共杭州市委黨校學(xué)報(bào),2006(6),17-22
[5] 於方,牛坤玉,曹東,等.基于成本核算的城鎮(zhèn)污水處理收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究[J].中國環(huán)境科學(xué),2011,31(9),1578-1584
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近年來，生態(tài)補(bǔ)償作為將生態(tài)保護(hù)外部效應(yīng)內(nèi)部化的有效手段，受到了各界廣泛關(guān)注。1998年修改的森林法提出，“國家設(shè)立森林生態(tài)效益補(bǔ)償基金，用于提供生態(tài)效益的防護(hù)林和特種用途林的森林資源、林木的營造、撫育、保護(hù)和管理”。2008年修訂的《水污染防治法》以法律的形式，對(duì)水環(huán)境生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制做出明確規(guī)定“國家通過財(cái)政轉(zhuǎn)移支付等方式，建立健全對(duì)位于飲用水水源保護(hù)區(qū)區(qū)域和江河、湖泊、水庫上游地區(qū)的水環(huán)境生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制?！苯⒔∪鷳B(tài)補(bǔ)償機(jī)制，是從制度上加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的主要內(nèi)容，對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
基于水環(huán)境容量研究成果制定流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，不僅便于確定目前生態(tài)補(bǔ)償?shù)闹骺腕w，同時(shí)利于污染物限排總量的控制。
1 基本概念及特征
1.1 生態(tài)補(bǔ)償概念
廣義的生態(tài)補(bǔ)償不僅包括對(duì)損害資源環(huán)境的行為進(jìn)行收費(fèi)或?qū)ΡＷo(hù)資源環(huán)境的行為進(jìn)行補(bǔ)償，還包括因?qū)Νh(huán)境保護(hù)而喪失發(fā)展機(jī)會(huì)的區(qū)域內(nèi)的居民在資金、技術(shù)、實(shí)物上的補(bǔ)償、政策上的優(yōu)惠，以及為增進(jìn)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，提高環(huán)境水平而進(jìn)行的教育科研費(fèi)用的支出。
狹義的生態(tài)補(bǔ)償是通過制度創(chuàng)新實(shí)行生態(tài)保護(hù)外部性的內(nèi)部化，讓生態(tài)保護(hù)成果的受益者支付相應(yīng)的費(fèi)用；通過制度設(shè)計(jì)解決好生態(tài)產(chǎn)品這一特殊公共產(chǎn)品消費(fèi)中的“搭便車”現(xiàn)象，激勵(lì)公共產(chǎn)品的足額供應(yīng)；解決好生態(tài)投資者的合理回報(bào)，激勵(lì)人們從事生態(tài)保護(hù)投資并使生態(tài)資本增值的一種經(jīng)濟(jì)制度。也就是說，從狹義的角度理解生態(tài)補(bǔ) 償就是對(duì)由人類的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)給生態(tài)系統(tǒng)和自然資源造成的破壞及對(duì)環(huán)境造成的污染的補(bǔ)償、恢復(fù)、綜合治理等一系列活動(dòng)的總稱[1]。與國際上使用的“生態(tài)服務(wù)付費(fèi)”和“生態(tài)效益付費(fèi)”相似，主要采用的類型有直接公共補(bǔ)償、限額交易計(jì)劃、私人直接補(bǔ)償和生態(tài)產(chǎn)品認(rèn)證計(jì)劃四類。
1.2 流域生態(tài)補(bǔ)償特征
水資源的流動(dòng)性以及稀缺性是造成流域上下游矛盾的主要根源。如果一個(gè)流域制定了總量控制目標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，應(yīng)對(duì)上游生態(tài)保護(hù)和修復(fù)等有助于環(huán)境容量增加的外部行為進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)性補(bǔ)償，而對(duì)于不利于目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的行為應(yīng)進(jìn)行懲罰性補(bǔ)償，以便于下游環(huán)境治理措施的實(shí)施。因此基于水環(huán)境容量的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制是一種雙項(xiàng)行為。
1.3 水環(huán)境容量和限排總量
水環(huán)境容量是指在給定水域范圍和設(shè)計(jì)水文條件下，水體滿足規(guī)劃水體功能水質(zhì)目標(biāo)的前提下，該水域的最大允許容納污染物的量。
河流水環(huán)境容量的計(jì)算模型主要有零維模型、一維模型和二維模型（見表1）。
表1 河流水環(huán)境容量計(jì)算模型
當(dāng)入河污染物總量大于某一水質(zhì)目標(biāo)下的河段主要污染物水環(huán)境容量時(shí)，水功能區(qū)水體就不能實(shí)現(xiàn)水質(zhì)目標(biāo)，因此綜合考慮水功能區(qū)水質(zhì)狀況、當(dāng)?shù)丶夹g(shù)經(jīng)濟(jì)條件和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平等條件，在確定的時(shí)間內(nèi)，允許污染物進(jìn)入水功能區(qū)的最大數(shù)量，稱為限排總量。
2 實(shí)例分析
2.1 流域概況
汾河流域地處東經(jīng)110°30′～113°32′，北緯35°20′～39°00′，位于山西省的中部和西南部，東西寬188km，南北長412.5km，呈帶狀分布，面積39471km2，占全省國土面積的25.3%。
據(jù)《山西省水功能區(qū)劃》統(tǒng)計(jì)，汾河流域共劃分水功能區(qū)50個(gè)，汾河干流23個(gè)，一級(jí)支流25個(gè)，二級(jí)支流2個(gè)?？缭叫弥?、太原、呂梁、晉中、臨汾、運(yùn)城6市。
2.2 水環(huán)境容量計(jì)算
2.2.1 計(jì)算模型
本研究中河段長度遠(yuǎn)大于河段水面寬度，污染物排入水體后橫向混合長度遠(yuǎn)小于河段的計(jì)算流程長，因此采取水環(huán)境容量計(jì)算一維模型。一維計(jì)算方法主要有段首控制法、段尾控制法和功能區(qū)段尾控制法[2]，段尾控制的目的在于讓水質(zhì)在各段末達(dá)到功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)，進(jìn)而反推出該段段首處的環(huán)境容量[3]，本文利用功能區(qū)段尾控制模型，公式如下：
其中：M為水域納污能力，t/a；C0為初始斷面的污染物濃度，mg/L；Cs水質(zhì)目標(biāo)濃度值，mg/L；k為污染物綜合衰減系數(shù)，1/d；u為設(shè)計(jì)流量下河道斷面的平均流速，m/s；L為計(jì)算河段河長，km；Q為初始斷面的入流流量，m3/s；q為廢污水排放流量，m3/s。
2.2.2 參數(shù)選擇
(1)根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838－2002以及各功能區(qū)制定的水質(zhì)目標(biāo)來確定COD、NH3的水質(zhì)目標(biāo)濃度值Cs。
(2)根據(jù)上一個(gè)水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)濃度值來確定起始斷面COD、 NH3的濃度值C0。
(3)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式法和實(shí)測資料確定COD、NH3的降解系數(shù)k。
(5)采用枯季水文保證率為90%的初始斷面流量作為設(shè)計(jì)流量Q。
(6)采用經(jīng)驗(yàn)公式法來確定流速u。
(7)采用山西省水環(huán)境監(jiān)測中心實(shí)測資料確定廢污水排放流量q 。
2.2.3 結(jié)果分析
圖1、圖2分別給出了汾河流域主要城市COD、NH3環(huán)境容量與入河量對(duì)比，其中忻州市、呂梁市、運(yùn)城市COD水環(huán)境容量均大于入河量，說明此三市入河排污口COD入河量在水環(huán)境容量范圍之內(nèi)，并且有部分剩余對(duì)下游水環(huán)境容量具有正貢獻(xiàn)。而太原市、晉中市和臨汾市COD入河量則分別是水環(huán)境容量的3.7倍、4.2倍和2.8倍，入河量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出水環(huán)境容量，將使下游水環(huán)境保護(hù)壓力及成本增加。忻州市、運(yùn)城市NH3水環(huán)境容量略大于入河量，基本能滿足本區(qū)域水功能區(qū)保護(hù)目標(biāo)。太原市、晉中市、呂梁市和臨汾市NH3入河量超出水環(huán)境容量11.8倍、5.0倍、3.7倍和3.5倍，說明此4市入河排污口排放NH3量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了水體自凈能力和稀釋能力，如要達(dá)到水功能區(qū)保護(hù)目標(biāo)應(yīng)大量減排，一旦上游減排任務(wù)未完成將轉(zhuǎn)移到下游，增加下游減排負(fù)擔(dān)和職務(wù)成本。
圖1汾河流域主要城市COD水環(huán)境容量與入河量對(duì)比圖
圖2 汾河流域主要城市NH3環(huán)境容量與入河量對(duì)比圖
根據(jù)2010年山西省水環(huán)境監(jiān)測，汾河干流由于沿河沿岸大量生活污水和工業(yè)廢水的排入，水污染較為嚴(yán)重，干流流經(jīng)的5個(gè)地市23個(gè)水功能區(qū)中由上游至下游各地市水功能區(qū)個(gè)數(shù)達(dá)標(biāo)率為忻州100%，太原44%，晉中、臨汾和運(yùn)城0%。汾河干流水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率也說明由于太原市污染物入河量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了水環(huán)境容量，其直接影響到下游水功能區(qū)達(dá)標(biāo)狀況。與圖1和圖2水環(huán)境容量和入河量對(duì)比結(jié)果一致。
2.3 生態(tài)補(bǔ)償
2.3.1 生態(tài)補(bǔ)償?shù)谋匾?/p>
生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制是以保護(hù)生態(tài)環(huán)境為前提，運(yùn)用市場經(jīng)濟(jì)和政府補(bǔ)償手段，調(diào)節(jié)利益相關(guān)者之間生態(tài)與經(jīng)濟(jì)利益的一種公共制度安排[4]。建立汾河流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，是水生態(tài)環(huán)境外部成本內(nèi)部化的體現(xiàn)，利于形成收益者付費(fèi)、破壞者賠償、建設(shè)者和保護(hù)者受到合理補(bǔ)償?shù)牧夹赃\(yùn)行機(jī)制，一方面有助于調(diào)動(dòng)全社會(huì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)文明，另一方面有利于工業(yè)自覺減排，促進(jìn)流域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，保障全流域公平使用水生態(tài)資源。
2.3.2 補(bǔ)償原則
誰保護(hù)誰收益、誰受益誰補(bǔ)償：即流域下游受益群體對(duì)上游生態(tài)保護(hù)和修復(fù)行為的一種補(bǔ)償關(guān)系。
誰破壞誰補(bǔ)償：即上游排污單位對(duì)下游相關(guān)群體的一種補(bǔ)償關(guān)系。
2.3.3 補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法
基于水環(huán)境容量的流域生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)是通過治理超出水環(huán)境容量的污染物所需要得費(fèi)用來計(jì)算，公式如下：
式中：P為補(bǔ)償費(fèi)用，億元/a；P0為污染物恢復(fù)成本，元/kg；W為污染物入河量，t/a；W0為污染物水環(huán)境容量，t/a。
於方等[5]通過對(duì)污水處理廠調(diào)研分析，認(rèn)為污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用與COD去除率關(guān)系較為顯著。因此本文采用龐愛萍等[3]由《中國城鎮(zhèn)污水處理廠匯編》（2006）計(jì)算得COD恢復(fù)成本P0為5.57×10-5億元/t。
P如果是正值，水環(huán)境容量有剩余，下游因上游來水良好對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償；如果P為負(fù)值，水環(huán)境容量被搶占，上游因未達(dá)到水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)受到懲罰性補(bǔ)償用于下游水體污染治理及水生態(tài)恢復(fù)。
2.3.4 結(jié)果分析
通過計(jì)算忻州市、呂梁市、運(yùn)城市三市由于排污量少使得汾河水環(huán)境受到了保護(hù)。因此可分別得到0.19億元、0.05億元和1.4億元的補(bǔ)償，而太原市、晉中市和臨汾市三市由于排污量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了水環(huán)境容量，并且由于水的流動(dòng)性給下游水環(huán)境造成損壞，應(yīng)分別上繳懲罰性補(bǔ)償28.5億元、7.5億元、 10.3億元，除用于上游補(bǔ)償外，其余用于污水治理及下游水生態(tài)的恢復(fù)。
2.3.5 補(bǔ)償方式
汾河水生態(tài)補(bǔ)償是以改善和恢復(fù)汾河生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)人與自然和諧，保障汾河沿岸公平享有環(huán)境資源為目的的。筆者認(rèn)為目前基于水環(huán)境容量的生態(tài)補(bǔ)償應(yīng)采用限額交易的方式，即政府根據(jù)不同時(shí)期不同的保護(hù)目標(biāo)，為汾河水生態(tài)系統(tǒng)設(shè)定一定時(shí)期內(nèi)的允許破壞量。流域內(nèi)各行政區(qū)可以通過各種保護(hù)措施直接完成其限額任務(wù)，也可以通過其上下游保護(hù)與恢復(fù)措施來平衡其造成的損失，通過市場價(jià)格獲得這種抵消措施，以達(dá)到補(bǔ)償目的。生態(tài)補(bǔ)償是公益事業(yè)應(yīng)堅(jiān)持政府指導(dǎo)、市場運(yùn)作的機(jī)制，采用政府轉(zhuǎn)移支付的方式，徹底改變無償使用水環(huán)境容量的習(xí)慣。
3 結(jié)論與建議
(1)探討了汾河流域基于水環(huán)境容量的生態(tài)補(bǔ)償?shù)慕?，通過水功能區(qū)水環(huán)境容量與入河量的對(duì)比，確定其生態(tài)補(bǔ)償對(duì)象，即如上游水環(huán)境容量有剩余則下游排污企業(yè)因上游來水水質(zhì)良好對(duì)其補(bǔ)償，如上游排污量超出水環(huán)境容量，則上游企業(yè)需因?qū)ο掠嗡h(huán)境造成損害上繳懲罰性補(bǔ)償，用以污水治理及水生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)。這種方法補(bǔ)償主體明確，有利于主要污染物限排方案的實(shí)施。
(2)結(jié)合汾河水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)控制目標(biāo)確定不同時(shí)期污染物排放限額，建立長效的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，對(duì)流域上下游動(dòng)態(tài)的進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的核算，確定上下游生態(tài)補(bǔ)償關(guān)系。
[1] 呂宗梅.超越與保守——可持續(xù)發(fā)展視野下的環(huán)境法創(chuàng)新[M].北京：法律出版社.2003：56-58
[2] 蘇保林,賈海峰,基于排污口權(quán)重的一維河流水環(huán)境容量計(jì)算[J].水資源保護(hù),2006,22(2),16－18
[3] 龐愛萍,李春暉,劉坤坤,等.基于水環(huán)境容量的漳衛(wèi)南流域雙向生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算[J].中國人口資源與環(huán)境,2010,20(5), 100-103
[4] 陳錦其.浙江生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的實(shí)踐、意義和完善策略研究[J].中共杭州市委黨校學(xué)報(bào),2006(6),17-22
[5] 於方,牛坤玉,曹東,等.基于成本核算的城鎮(zhèn)污水處理收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究[J].中國環(huán)境科學(xué),2011,31(9),1578-1584
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