LINEST函數(shù)在松花江流域水污染防治項目中的應(yīng)用

王薔

（松遼水利委員會水文局（信息中心），吉林長春 130021）

東北經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處于重要的轉(zhuǎn)型期。近年來中央提出了振興東北老工業(yè)基地的戰(zhàn)略，為加快產(chǎn)業(yè)調(diào)整、加速振興創(chuàng)造了歷史性機(jī)遇。水資源是重要的戰(zhàn)略資源，是東北經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項關(guān)鍵因素。因此，系統(tǒng)了解東北地區(qū)水資源利用和水污染現(xiàn)狀，密切結(jié)合松花江流域農(nóng)業(yè)發(fā)展、老工業(yè)基地改造及城市化的發(fā)展趨勢，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長模式。針對松花江流域近期和中長期面臨的水環(huán)境問題，建立有效的水污染防治對策，促進(jìn)松花江流域水資源在區(qū)域工農(nóng)業(yè)之間的合理配置與科學(xué)利用，改善水環(huán)境質(zhì)量，避免再走發(fā)展—污染—治理—再發(fā)展的老路，實現(xiàn)松花江流域社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，做到GDP經(jīng)濟(jì)增長、資源保證率和環(huán)境承載率三者統(tǒng)一。

“十二五”期間開展的松花江流域水污染防治管理項目（亞行TA），利用LINEST函數(shù)模型最小二乘法原理，對包括建設(shè)成本、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、污水處理能力、對下游水質(zhì)影響、貸款償付能力等一系列已知函數(shù)進(jìn)行了最佳直線擬合，并以數(shù)組公式的形式附加回歸統(tǒng)計值，進(jìn)而根據(jù)多目標(biāo)分析原理，從納入松花江流域水資源保護(hù)規(guī)劃的205個“長名單”計劃項目中，選出了擬優(yōu)先建設(shè)的54項城市/工業(yè)污水處理工程，其中城市污水處理工程43項，工業(yè)污水處理工程11項。

1 優(yōu)先項目的選擇原理

1.1 選擇標(biāo)準(zhǔn)

在松花江流域所轄的各個省市縣里，現(xiàn)有多種類型的污水處理設(shè)施和處理方法。在項目優(yōu)選階段,不是對所有納入計劃的項目進(jìn)行單獨(dú)評估或排序，而是聚焦于流域?qū)用娴囊幌盗许椖?。在集合全部子項目的基礎(chǔ)上，制定出針對每個項目的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)前期準(zhǔn)備情況選擇這個項目是否應(yīng)該包括一個或多個污水處理工程。

為了在“長名單”中選出優(yōu)先項目，制定了如下標(biāo)準(zhǔn)：

1）污水處理能力：對于特定項目而言，這是一項基于單純依靠設(shè)施的設(shè)計處理能力而降低污染水平的綜合措施；

2）降低COD負(fù)荷：該標(biāo)準(zhǔn)提供了一個綜合手段，采用冬季枯水期COD負(fù)荷的處理過程進(jìn)行計算，衡量一個項目降低有機(jī)物負(fù)荷的貢獻(xiàn)程度；

3）需要優(yōu)先降低的污染物：該標(biāo)準(zhǔn)提供了一個措施，要求工程優(yōu)先降低有毒污染物負(fù)荷；

4）無需優(yōu)先降低的污染物：主要包括富營養(yǎng)化物質(zhì)和細(xì)菌等污染物；

5）對下游水源地的影響：可以通過簡單的水質(zhì)模型工具檢測下游水樣，判斷擬建工程對下游水源地可能產(chǎn)生的影響；

6）投資影響因素（平均新增成本）：該措施整合了每個獨(dú)立化標(biāo)準(zhǔn)，包括投資成本、運(yùn)行成本和使污染負(fù)荷去減少到一個恒定值的成本效益水平，通過元/公斤COD去除率得以體現(xiàn)；

7）開工準(zhǔn)備：該措施系評估項目的前期工作，在其規(guī)劃過程中所處的相對階段（項目建議書、預(yù)可研、可研等等）以及可行性研究、環(huán)境和社會評價、初步設(shè)計等報告的批復(fù)情況；

8）財務(wù)評價：該措施基于項目所在地受益者對項目投資的承受能力，通過項目投資成本和當(dāng)?shù)谿DP的比值來體現(xiàn)。

1.2 總體方法

通常情況下，項目是否能在短期內(nèi)降低污染負(fù)荷（COD）并達(dá)到水質(zhì)目標(biāo)，是確定優(yōu)先和非優(yōu)先項目的取舍因素，并應(yīng)依次將全部項目劃分成3組：亟待建設(shè)項目、優(yōu)先級別項目和非優(yōu)先項目。首先，基于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，根據(jù)水資源利用和污染物負(fù)荷的比率來評估當(dāng)前和今后污染物排放量及承載率。在流域?qū)用鎸{入“長名單”的項目進(jìn)行重新歸類的基礎(chǔ)上，依據(jù)相關(guān)水質(zhì)目標(biāo)進(jìn)行初始經(jīng)濟(jì)分析。然后,根據(jù)納污總量對進(jìn)入“長名單”項目進(jìn)行水質(zhì)影響評價，評估現(xiàn)階段的項目建設(shè)能否充分改善流域水質(zhì)。

使用邏輯決策方法對每組項目進(jìn)行排序。該方法可通過投資變量，對所有納入排序的項目進(jìn)行“成本—效益”敏感性分析，同時在決策過程中充分考慮到各個利益相關(guān)方的偏好。

優(yōu)先級別項目的選擇方法，見圖1。

2 LINEST函數(shù)模型在“成本——效益”比選中的應(yīng)用

2.1 LINEST函數(shù)模型

LINEST函數(shù)模型在松花江流域水污染治理規(guī)劃項目中，匯聚了最佳直線擬合、數(shù)組公式、附加回歸統(tǒng)計等多種計算手段，利用多目標(biāo)分析原理確定擬建項目所產(chǎn)生的影響，確保以最小成本達(dá)到環(huán)境指標(biāo)。

圖1 優(yōu)先級別項目選擇框架

假定a為原有規(guī)劃推薦的優(yōu)先項目，b為原有規(guī)劃推薦的一般項目，以運(yùn)行維護(hù)費(fèi)y和污水處理能力x進(jìn)行比較，選出運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低、污水處理能力相對較高的項目作為優(yōu)先項目：

式中：a，b均為項目運(yùn)行維護(hù)費(fèi)（元/t）和污水處理能力（104t/d）的對數(shù)組成的數(shù)組。

2.2 LINEST函數(shù)模型的應(yīng)用

利用上述原理，也可將運(yùn)行維護(hù)費(fèi)和投資成本、投資成本和污水處理能力進(jìn)行比較，選出投資成本或運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低、污水處理能力相對較高的項目作為優(yōu)先項目。具體比較結(jié)果，見圖2～4。

圖2 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)與污水處理能力的比較

圖3 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)與污水處理能力的比較

在充分考慮優(yōu)先選擇標(biāo)準(zhǔn)的情況下，通過對各推薦項目的投資成本、運(yùn)行維護(hù)成本與污水處理能力三者之間的比較，對原有規(guī)劃推薦的優(yōu)先和一般項目進(jìn)行優(yōu)先排序，從中確定分期實施的污水治理與污染控制優(yōu)先項目，進(jìn)而確定未來3～5年優(yōu)先建設(shè)項目。

圖4 投資成本與污水處理能力的比較