劉 偉,李 巍,毛顯強,成潤禾（北京師范大學環(huán)境學院,環(huán)境模擬與污染控制國家重點聯(lián)合實驗室,北京 100875）

大規(guī)模開發(fā)活動會對流域生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生持續(xù)、大范圍的擾動,甚至對河流生態(tài)系統(tǒng)以及珍稀物種產(chǎn)生不可逆的影響[1].我國流域開發(fā)歷史長、范圍廣、強度高,對流域生態(tài)環(huán)境的影響和后果極為顯著[2].科學規(guī)劃流域開發(fā)并加強生態(tài)環(huán)境管控,已成為深化流域生態(tài)文明建設的必然選擇.作為一種法定的環(huán)境管理工具,流域開發(fā)規(guī)劃環(huán)評在協(xié)調(diào)我國流域社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護方面發(fā)揮著重要作用[3].國內(nèi)外相關(guān)研究表明,評估替代方案是完善規(guī)劃目標和成功實施規(guī)劃環(huán)評的關(guān)鍵步驟[4-5].但如何合理評估規(guī)劃替代方案的生態(tài)環(huán)境影響,一直是我國流域規(guī)劃環(huán)評的突出弱項.

目前應用于替代方案評估的方法包括成本-效益分析[6],承載力分析法[7],多目標粒子群算法[8],系統(tǒng)動力學方法[9]等.這些定量評價大多技術(shù)過程復雜且對數(shù)據(jù)資料要求較高,同時在評價過程缺乏對公眾意見、專家知識、利益訴求等重要信息的考慮和分析[10],由此導致評價過程繁復耗時、結(jié)果抽象且難于被決策者所理解[10-11],不利于環(huán)評工作與規(guī)劃編制的互動.快速影響評價矩陣（RIAM）是一種將標準化的評估量表與指標計算相結(jié)合的半定量評估方法[12],被認為是在環(huán)評過程中快速、全面分析環(huán)境影響[13-16]和選取替代方案[17-18]的有效手段.

適宜的評價指標是開展流域開發(fā)規(guī)劃生態(tài)環(huán)境影響評價的重要依據(jù),現(xiàn)有研究在評價指標體系構(gòu)建上與環(huán)境管理制度結(jié)合不夠充分,以致環(huán)評結(jié)果難以較好地指導實踐.目前,生態(tài)保護紅線、環(huán)境質(zhì)量底線、資源利用上線和環(huán)境準入負面清單暨“三線一單”正成為一項重要的生態(tài)環(huán)境管理要求[19].生態(tài)保護紅線的實質(zhì)是生態(tài)環(huán)境安全底線,在紅線范圍內(nèi)必須強制性執(zhí)行嚴格保護以維持區(qū)域的重要生態(tài)功能.環(huán)境質(zhì)量底線則是基于環(huán)境質(zhì)量不斷優(yōu)化的原則,結(jié)合環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及相關(guān)規(guī)劃要求,提出分階段的環(huán)境質(zhì)量目標.資源利用上線是指在自然資源資產(chǎn)“只能增值,不能貶值”的前提下,對水、礦產(chǎn)等資源的消耗設定限制條件.在生態(tài)保護紅線、環(huán)境質(zhì)量底線與資源利用上線的約束下,基于環(huán)境管控單元,以清單形式提出禁止、限制、允許等差別化環(huán)境準入要求,即生態(tài)環(huán)境準入負面清單[20].最新修訂的規(guī)劃環(huán)評技術(shù)導則總綱（HJ 130-2019）[21]明確要求規(guī)劃環(huán)評工作要充分銜接“三線一單”,并建議將其作為構(gòu)建評價指標體系的重要依據(jù).成潤禾等[22]2018年首次將“三線一單”應用于環(huán)評研究,隨后從推進城市工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的角度[23-24],以“三線一單”為框架構(gòu)建評價指標體系,分別對鄂爾多斯及廣州南沙工業(yè)基地的環(huán)評替代方案完成了評估篩選.“三線一單”正在成為環(huán)境管理模式熱點和環(huán)境評價研究熱點的趨勢已經(jīng)凸顯,但不可否認當前的研究經(jīng)驗較少.“三線一單”作為中國最新的環(huán)境管理政策[25],為建立一套完善的流域規(guī)劃環(huán)評指標體系、提高環(huán)評有效性[22]提供了潛在途徑.本研究從加強流域生態(tài)環(huán)境保護和高質(zhì)量發(fā)展的視角,首次將“三線一單”要求和RIAM技術(shù)框架進行整合,構(gòu)建流域綜合規(guī)劃替代方案評價指標和方法,并應用于福建晉江流域綜合規(guī)劃環(huán)評,以此為在流域綜合規(guī)劃環(huán)評更好地落實“三線一單”要求和開展替代方案評價并提高環(huán)評有效性,探索可行的技術(shù)模式和經(jīng)驗.

1 評價方法和指標體系

1.1 構(gòu)建評價指標體系

“三線一單”從生態(tài)保護紅線、環(huán)境質(zhì)量底線、資源利用上線三個維度對流域開發(fā)設定了生態(tài)環(huán)境約束,參照 RIAM 常用評價指標體系的結(jié)構(gòu)特征[26],劃分出生態(tài)保護（EP）、環(huán)境改善（EI）、資源利用（RU）、社會經(jīng)濟（SE）四個指標集,同時篩選出 34個具體指標作為本次評價的二級指標（表1）.

表1 流域開發(fā)規(guī)劃替代方案環(huán)評指標體系Table 1 The indicator system for evaluating environmental impacts of alternatives of watershed development planning

1.2 基于RIAM的替代方案評價方法

RIAM 方法是一種半定量環(huán)境影響評價手段,主要是通過一套設計明確的評判標準并選取適宜的評價指標來完成.具體以環(huán)境評價因子為列向量,環(huán)境指標為行向量來構(gòu)建評價矩陣.RIAM 共設計了影響程度A和影響性質(zhì)B兩大類評判準則.其中,準則A采用A1影響范圍和A2影響效應來評價影響的程度,指標的變化對區(qū)域影響范圍越大,A1取值越大,對區(qū)域環(huán)境產(chǎn)生正效應時A2取值為正,反之為負,且影響效應越強烈A2取值越大;準則B通過B1持久性、B2可逆性和B3累積性來描述影響的特征,當指標變化產(chǎn)生的環(huán)境影響持久性越長、可逆性越差、累積性越強,準則B的取值越大（表2）.

表2 RIAM評判準則Table 2 The assessment criteria of RIAM

邀請專家依據(jù)給定的準則,針對每項評價指標提供準確和獨立的評分,將A類準則評分相乘,B類準則評分相加,進而將兩項結(jié)果相乘作為最終的評估得分.指標的影響評估得分計算如下:

式中:AT、BT分別表示A類準則評分矩陣的乘積和B類準則評分矩陣的加和,ES的最終結(jié)果代表給定指標的環(huán)境評分,將四個指標類別中所有指標ES值加權(quán)相加,得到替代方案的環(huán)境影響綜合評分[27]（IES）,計算如下:

式中:i代表指標類別,Wc.i和ESc.i分別代表系i指標類別的權(quán)重和評價值;Wij和ESij分別代表系i個指標類別系j個指標權(quán)重和評價值.由于在RIAM方法評判標準中已考慮評估指標的重要性,i[15],因此對各指標集及其評價指標采用均權(quán)處理[27].

通過開發(fā)影響等級描述體系,將-108～108的得分范圍分為11個環(huán)境影響等級段,查找各指標得分和各替代方案總得分所在區(qū)間及對應的影響級別,從而得到該替代方案對某一指標以及對整個流域的生態(tài)環(huán)境影響（表3）.

表3 RIAM中的環(huán)境評分與影響等級對照表Table 3 Conversions of the environmental scores to the range bands in RIAM

2 研究區(qū)域概況與規(guī)劃替代方案

2.1 晉江流域開發(fā)現(xiàn)狀

晉江流域位于福建省東南沿海,流域面積約5629km2,河長約182km,涉及的行政區(qū)包括晉江、南安、安溪、永春、豐澤、洛江等縣市（區(qū)）.晉江流域社會經(jīng)濟發(fā)展和人口聚集迅速,流域所在泉州市GDP占到福建省的1/4,該區(qū)域被稱為閩南金三角的核心地帶[28].區(qū)域快速發(fā)展導致了流域生態(tài)環(huán)境問題,流域水資源利用率已達到 48.2%,高于國內(nèi)平均水平,按照現(xiàn)狀開發(fā)速度,預計到 2030年,流域內(nèi)水能開發(fā)率可達到 60%.水資源短缺嚴重,晉江流域供水缺口將達到 13.3億 m3（占總需水量的比重高達37%）[29-30].流域內(nèi)小水電密集開發(fā)特別是 1000kW以下的引水式小水電占總數(shù)的 85%以上,大多數(shù)沒有過魚設施和保持生態(tài)下泄流量的設施和日常管理措施,不僅造成下游河段減脫水嚴重,致使流域內(nèi)已無自然狀態(tài)河流,嚴重影響了下游生態(tài)用水和水體納污能力,還導致流域內(nèi)原有的洄游性魚類等水生生物基本消失[31-32].基于晉江流域當前面臨的生態(tài)環(huán)境問題,調(diào)整水電開發(fā)布局,加強水資源效率和總量雙控,加強生態(tài)環(huán)境治理和修復是晉江流域維護生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)完整性和生態(tài)服務功能,實現(xiàn)流域可持續(xù)發(fā)展的當務之急和必然選擇.

2.2 規(guī)劃目標和替代方案

規(guī)劃控制目標圍繞解決晉江流域最突出的水資源利用,水能開發(fā)和生態(tài)環(huán)境保護三大問題,提出規(guī)劃措施安排.從水環(huán)境質(zhì)量達標、生態(tài)功能提高和保障流域生態(tài)空間完整性等方面提出生態(tài)環(huán)境保護目標;通過控制水資源開發(fā)利用率和節(jié)水效率明確水資源開發(fā)控制目標;通過水能開發(fā)準入條件和小水電清理整頓要求提出水能開發(fā)控制目標.晉江流域開發(fā)規(guī)劃基于三大控制目標,結(jié)合水資源管理“三條紅線”要求提出了6個規(guī)劃替代方案（表4）.

其中,方案Ⅰ為零方案,即不采取任何干預措施,預計到 2030年水資源開發(fā)利用率達到 60%左右,水能開發(fā)率達到 60%～70%;方案Ⅱ為側(cè)重于實施流域內(nèi)引水,將上游地區(qū)富裕水資源引入下游缺水地區(qū);方案Ⅲ側(cè)重于將現(xiàn)有水庫擴容改造以利用汛期洪水（“蓄豐補枯”）;方案Ⅳ側(cè)重于實施跨流域調(diào)水工程,將閩江富裕水資源引入晉江流域;方案Ⅴ側(cè)重于污水處理回用、海水淡化及應用;方案Ⅵ側(cè)重于強化供水調(diào)度,減少持續(xù)下泄發(fā)電.方案具體規(guī)劃指標見表4.

表4 晉江流域綜合規(guī)劃替代方案Table 4 The alternatives of Jinjiang watershed comprehensive planning

3 結(jié)果與討論

從國家規(guī)劃環(huán)評專家?guī)熘泻Y選出5位資深流域生態(tài)、環(huán)境、水利和管理方面的專家,在充分熟悉掌握相關(guān)資料的基礎上依據(jù)給定的準則,針對每項評價指標進行評分,在此基礎上應用 RIAM 方法開展替代方案評價,結(jié)果如圖2所示.

圖2 規(guī)劃替代方案RIAM評價結(jié)果Fig.2 The evaluating results of planning alternatives by RIAM

替代方案I為零規(guī)劃方案,評價結(jié)果顯示方案I對“資源利用”、“環(huán)境改善”、“生態(tài)保護”和“社會經(jīng)濟”四類各指標主要造成負影響,明顯劣于其他剩余替代方案.替代方案 II側(cè)重于實施流域內(nèi)引水工程,即將晉江流域上游富裕水資源通過工程措施引至下游缺水地區(qū).評價結(jié)果顯示,替代方案II對“資源利用”以中等正影響和沒有影響為主,對“環(huán)境改善”以正影響為主,對“生態(tài)保護”以正影響和負影響為主,對“社會經(jīng)濟”以正影響為主.替代方案 III側(cè)重于現(xiàn)有水庫擴容改造及蓄豐補枯,評價結(jié)果顯示,替代方案III對“資源利用”、“環(huán)境改善”以沒有影響為主,對“生態(tài)保護”以正影響和沒有影響為主,對“社會經(jīng)濟”以正影響和中等正影響為主.替代方案Ⅳ側(cè)重于跨（閩江）流域調(diào)水,評價結(jié)果顯示,替代方案Ⅳ對 “環(huán)境改善”各項指標均產(chǎn)生正影響,對“資源利用”和“社會經(jīng)濟”以正影響為主,對“生態(tài)保護”以正影響、負影響和中等負影響為主.替代方案Ⅴ側(cè)重于污水處理回用和海水淡化等非常規(guī)水資源利用,評價結(jié)果顯示,替代方案Ⅴ對四類指標均以沒有影響為主,其中對“生態(tài)保護”和“社會經(jīng)濟”也表現(xiàn)為一定的正影響.替代方案Ⅵ側(cè)重于供水調(diào)度,即減少持續(xù)發(fā)電用水,優(yōu)先保證供水.評價結(jié)果顯示,替代方案Ⅵ對“資源利用”、“環(huán)境改善”、“生態(tài)保護”均以正影響為主,其中對“社會經(jīng)濟”主要表現(xiàn)為沒有影響和正影響.

對“資源利用”、“環(huán)境改善”“生態(tài)保護”和“社會經(jīng)濟”四個指標集進行綜合評價,結(jié)果（IES）如表5.通過比較6種替代方案的評價結(jié)果,其中方案Ⅱ表現(xiàn)最優(yōu),方案I表現(xiàn)最差.6個方案按從優(yōu)到劣排序如下:方案Ⅱ＞方案Ⅵ＞方案Ⅳ＞方案Ⅲ＞方案Ⅴ＞方案I.

表5 替代方案綜合評價得分Table 5 IESs of the planning alternatives

方案Ⅱ?qū)Υ蟛糠种笜水a(chǎn)生正影響,且綜合評分明顯優(yōu)于剩余替代方案,由此可以判斷該方案的實施對晉江流域的“環(huán)境改善”、“生態(tài)保護”、“資源利用”和“社會經(jīng)濟”發(fā)展方面主要起到積極作用.從流域綜合規(guī)劃環(huán)評的角度出發(fā),方案Ⅱ的實施是切實可行的.評價結(jié)果表明,方案Ⅱ在優(yōu)化水資源配置、保障下游生態(tài)用水、嚴控小水電開發(fā)等方面更具優(yōu)勢,可作為推薦方案進入詳評階段.

本研究以最新的環(huán)境管理政策“三線一單”為框架建立起一套流域開發(fā)規(guī)劃替代方案評價指標體系.“三線一單”的目標導向性及精細化化特點將復雜的流域開發(fā)問題逐步分解成具體的指標,進一步形成了針對晉江流域開發(fā)規(guī)劃替代方案的評價標準,為建立一套完善的流域開發(fā)規(guī)劃環(huán)評指標體系做出了有效的技術(shù)探索.同時,“三線一單”框架可以完全整合中國最新的環(huán)境管理政策[23],從而大大提高環(huán)評結(jié)果的有效性.

4 結(jié)論

開展流域開發(fā)規(guī)劃環(huán)評對促進流域合理開發(fā)和高質(zhì)量發(fā)展具有重要作用,但是作為規(guī)劃環(huán)評重要內(nèi)容之一的替代方案評價仍是我國流域綜合規(guī)劃環(huán)評的一項短板.鑒于流域開發(fā)規(guī)劃環(huán)評普遍具有復雜程度高、工作難度大等特點,為了快速、有效地對替代方案進行綜合評價和比選,亟需結(jié)合最新環(huán)境管理要求進一步改進評價方法,提高評價效率和水平.

4.1 本研究依托“三線一單”管理框架并集成國際上應用較為成熟的 RIAM 技術(shù)體系,建立了體現(xiàn)我國流域環(huán)境管理要求的替代方案評價指標和方法,并應用于福建晉江流域綜合規(guī)劃環(huán)評,結(jié)合專家評分對 6個替代方案進行了綜合評價和比選,既加快了環(huán)評工作與規(guī)劃編制的互動,也為合理構(gòu)建流域規(guī)劃環(huán)評指標體系提供了新的思路和經(jīng)驗,同時也有利環(huán)評成果更符合政策要求,強化環(huán)評對實踐的指導作用.

4.2 “三線一單”正式應用于環(huán)評研究的時間較短、案例較少,本研究是一次基于“三線一單”框架完善流域開發(fā)規(guī)劃替代方案評價指標體系并提高環(huán)評有效性的嘗試性探索.

4.3 研究建立的環(huán)評指標和方法對于在流域綜合規(guī)劃環(huán)評中落實“三線一單”管控要求、促進規(guī)劃編制與環(huán)評過程互動和從整體上提高環(huán)評效率及有效性具有積極作用.