（公共管理专业论文）枣庄市水环境预测与污染防治对策研究.pdf

中文摘要 南水北调工程是从根本上解决我国北方地区水资源严重短缺的一项战略 工程，其东线二期工程将于2 0 1 0 年通水。枣庄市地处东线工程必经之地，是南 水北调途经山东的第一站，战略地位举足轻重。南四湖是地跨枣庄市域的一淡水 湖，是南水北调工程的重要调蓄水库，韩庄运河是作为输水干线的一条河流。枣 庄市主要纳污河流分别流入南四湖和韩庄运河。根据近几年监测数据，枣庄市主 要纳污河流污染指数均不同程度超标，已经影响到南四湖、韩庄运河乃至南水北 调东线工程输水干线水质，对调水安全构成威胁。由于水污染具有外部性，且会 随“流”扩散进入调水区下游，使负外部性加大，继而对整个调水沿线水质造成 影响。因此，如何使“流”污染负外部性内部化，使枣庄地域水环境污染得到根 本治理，继而消除对整个东线工程负外部性影响，促进枣庄市经济、社会及环境 的可持续发展，是亟需研究的重大问题。 本文对枣庄市自然、社会和水环境现状进行了简要分析，在借鉴国外水污染 治理成功经验的基础上，根据枣庄市水污染现状和成因，采用指数平滑预测模型、 灰色预测模型以及组合预测模型对枣庄市2 0 1 0 年的城市水环境发展趋势进行了 预测。并据此提出了c o d 总量控制目标及削减计划，推算出需要规划建设的城市 污水处理及回用水处理设施规模。并按照系统性、可持续发展、统一规划、分期 实施的原则，研究了枣庄市水环境污染综合治理对策，以期加快枣庄市水环境污 染治理的进程，并为其他城市进行水环境污染治理提供一些经验和借鉴。 关键词：枣庄市水环境预测污染防治对策研究 s o u t hw a t e rt on o r t ha d j u s t i n ge n g i n e e r i n gi sas t r a t e g i ce n g i n e e r i n gw h i c hc a l l s o l v et h ep r o b l e mt h a tt h ew a t e rr e s o u r c ei nn o r t h e r nr e g i o no fo u rc o u n t r yi s s e r i o u s l yp o o r i t se a s tl i n ee n g i n e e r i n gw i l lf i n i s hi n2 0 1 0y e a r z a o z h u a n gc i t yo f s h a n d o n gp r o v i n c e ，w h i c hl i e sa tt h ee a s tl i n ee n g i n e e r i n g ，i st h ef i r s ts t a t i o no fs o u t h w a t e rt on o a ha a j u s t i n ge n g i n e e r i n gi ns h a nd o n gp r o v i n c ea n di st h es t r a t e g i c p r o m i n e n tp o s i t i o na sw e l l t h es o u t hf o u rl a k ew h i c hi so n ef r e s hw a t e rl a k ea c r o s s z a o z h u a n gc i t y ，i sai m p o r t a n tc i s t e mo ft h es o u t hw a t e rn o r t ha d j u s t se n g i n e e r i n g h a n z h u a n g sc a n a li sar i v e rt h a tc o n d u c t sa n da c t i o n st h ew a t e rt r u n kl i n e t h ed i r t y a n d p o l l u t e dr i v e r si nz a o z h u a n gc i t yf l o wi n t ot h es o u t hf o u rl a k e sa n dh a n z h u a n g sc a n a lr e s p e c t i v e l y t h eb a s i sm o n i t o rd a t ai nt h el a s tf e wy e a r st e l lu st h a tt h e p o l l u t i o ni n d e xn u m b e ro ft h ed i r t yr i v e r s i n z a o z h u a n gc i t ys u p e r sm a r ki n i n d i f f e r e n td e g r e e s i th a sa l r e a d ya f f e c t e dt h ew a t e rq u a l i t yo ft h es o u t hf o u rl a k e s ， h a n z h u a n g sc a n a la n dt h ec a s tl i n ee n g i n e e r i n go fs o u t hw a t e rt on o r t ha d j u s t i n g e n g i n e e r i n g ，a n dh a st h r e a t e ds a f e t yt oe x c h a n g ea n du s ew a t e r t h ep o l l u t i o nt ow a t e r i se x t e r i o r , a n dp r o l i f e r a t e st ot h ed o w n s t r e a mo fa d j u s t i n gw a t e ra r e a , w h i c hm a k e s t h en e g a t i v ee x t e r i o re n l a r g e m e n t ，s u b s e q u e n t l ya f f e c t st h ew a t e r q u a l i t yo f t h ew h o l e l i n e s oh o wc a nw em a k et h ee x t e r i o rp o l l u t i o nn e g a t i v et u r n si n n e rp a r t , a n dh o w c a nw em a k er e g i o nw a t e rp o l l u t i o ni nz a o z h u a n gc i t yg e t ss o l v e da ta l l ，m o e r o v e r r e m o v en e g a t i v ee x t e r i o ri n f l u e n c et ot h ew h o l ee a s tl i n ee n g i n e e r i n gs u b s e q u e n t l y ， a n dp r o m o t et h ee c o n o m y ，s o c i e t ya n de n v i r o n m e n to ft z a o z h u a n gc i t y ，a l e i m p o r t a n tp r o b l e m s a l ln e e dt oh a v eag o o da n de x e c u t i v ew a yt ob es o l v e d ， t h e n a t u r e ，s o c i e t ya n dw a t e re n v i r o n m e n ts t a t u so f z a o z h u a n gc i t yo fs h a n d o n g p r o v i n c ea r eb r i e f l ya n a l y z e di nt h et h e s i s b a s e do nf o r e i g ns u c c e s s f u la n dp r a c t i c a l e x p e r i e n c eo fw a t e rp o l l u t i o np r o t e c t i o na n dd i s p o s a l ，t h ea u t h o ri n t r o d u c es o m e r e a s o n sa n dr e s u l t so fz a o z h u a n gc i t y ，t h e nm a k eu s eo fe x p o n e n ts m o o t h n e s s e s t i m a t i o nm o d e l ，g r e yp r e d i c t i o nm o d e la n dc o m b i n a t i o nf o r e c a s tm o d e lt oe v a l u a t e a n dp r e d i c tt h ei n c o m i n gt r e n do fc i t yw a t e re n v i r o n m e n ti nz a o z h u a n gc i t yb e f o r e 2 010 y e a r c o dt o t a lc o n t r o l l i n gg o a la n dc o n c e n t r a t i o nc o n t r o l l i n ga r ep u tf o r w a r d a n dt h ep l a nd e s i g na n dc o n s t r u c t i o no fc i t yp o l l u t e dw a t e ra n dr e t u r nm a n a g e m e n ta r e d e d u c e da n dc a l c u l a t e da c c o r d i n g l y b a s e do nt h ee c o n o m y ，c o n t i n u u md e v e l o p m e n t ， u n i f i c a t i o nl a y o u t ，s t e pi m p l e m e n tr u l e ，t h ec o m b i n a t i o nm e t h o d sa n dm e a s u r e so f d e a l i n gw i t hw a t e re n v i r o n m e n tp o l l u t i o ni nz a o z h u a n gc i t ya r es t u d i e da n da n a l y z e d t oq u i c k e nt h ep r o c e e d i n go fw a t e re n v i r o n m e n tp o l l u t i o nc u r e ，w h i c hc a na f f o r do r p r o v i d es o m ee x p e r i e n c ea n dm e t h o d sf o ro t h e rc i t i e sa sw e l l k e yw o r d s ：z a o z h u a n gc i t y w a t e re n v i r o n m e n tp r e d i c t i o np o l l u t i o n p r e v e n t i o n c o u n t e r m e a s u r ea n a l y s i s 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和 取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丢洼太堂或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做 的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：藕铒 签字曰期：如缉宫月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解云洼盍堂有关保留、使用学位论文的 觌定。特授权云洼盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和 借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：黍写 签字目期：如6 年宫月l f 日 导师签名 签字日期：秒形年富月佣 第一章导论 1 1 本文研究背景与意义 1 1 1 研究背景 第一章导论 伴随工业化和城市化进程的加快，人类对水资源的需求有增无减，人口与水 资源供需矛盾空前尖锐，1 9 7 2 年联合国召开的第一次环境与发展大会就明确指 出：石油危机之后下一个危机便是水，水将成为制约经济社会发展的最大资源瓶 颈。 中国是一个干旱缺水严重的国家，淡水资源总量为2 8 0 0 0 亿立方米，占全球 水资源的6 ，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2 3 0 0 立方米，仅为世界平均水平的l 4 、美国的l 5 ，在世界上名列1 2 l 位，是全 球1 3 个人均水资源最贫乏的国家之一【l 】。到2 0 世纪末，全国6 0 0 多座城市中， 已有4 0 0 多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达1 1 0 个，全国 城市缺水总量为6 0 亿立方米。水利部预测，2 0 3 0 年中国人口将达到1 6 亿，届 时人均水资源量仅有1 7 5 0 立方米。在充分考虑节水情况下，预计用水总量为7 0 0 0 亿至8 0 0 0 亿立方米，要求供水能力比现在增长1 3 0 0 亿至2 3 0 0 亿立方米，全国 实际可利用水资源鼍接近合理利用水量上限，水资源开发难度极大。 较水资源短缺而言，水体污染是中国水环境面临的更为严重的问题。2 0 0 4 年 全国污水排放总量6 9 3 亿吨，其中工业污水占2 3 ，第三产业和城镇居民生活污 水占1 3 “。2 0 0 4 年，根据水质监测资料，采用国家地表水环境质量标准 ( g b 3 8 3 8 2 0 0 2 ) ，对全国河流、湖泊、水库的水质状况进行了评价，全国1 3 万公 里河流3 2 0 0 多个监测断面全年期水质总体状况是1 3 l ：l 类水河长占6 3 ，i i 类 水河长占2 7 2 ，l i l 类水河长占2 5 9 e ，i v 类水河长占1 2 8 ，v 类水河长占6 o ， 劣v 类水河长占2 1 8 。全年符合和优于i i i 类水的河长占总评价河长的5 9 4 ， 各水资源一级区中，西南诸河、西北诸河、长江、珠江和东南诸河5 个区水质较 好符合和优于i i i 类水的河长占9 7 6 3 ；黄河、海河、松花江、辽河和淮河 5 个区水质较差，符合和优于i l i 类水的河长占4 6 3 l 。在评价的5 0 个湖泊 中，水质符合和优于i 类水的湖泊有1 8 个，部分水体受到污染的1 3 个，水污染 严重的1 9 个。对4 9 个湖泊的营养状态进行评价，1 7 个湖泊处于中营养状态， 3 2 个湖泊处于富营养状态。在评价的3 2 2 座水库中，水质优良( 优于和符合i h 第一章导论 类水) 的水库有2 6 5 座，占评价水库总数的8 2 3 ；水质未达到类水的水库有 5 7 座，占评价水库总数的1 7 7 ，其中水质为劣v 类水的水库有1 4 座。主要超 标项目为总磷、总氮和高锰酸盐指数。对2 3 8 座水库的营养状态进行评价，三分 之二的水库处于中营养状态，三分之一的水库处于富营养状态1 4 l 。水环境污染日 益加剧与经济社会发展及生态环境保护之间的诸多矛盾，已经成为影响和制约我 国经济、社会和环境协调发展的重要因素。 1 1 2 研究枣庄市水环境治理的重要意义 研究枣庄市水环境治理的意义 主要体现在以下三个方面： 1 关系国家南水北调大局 南水北调东线工程是从根本上 解决山东及以北地区水资源短缺的 战略性措施。枣庄市地处山东省西南 部，位于苏鲁交界，是山东省的南大 门，是南水北调东线工程调水进入山 东的第一站，地处山东供水区上游， 地理位置十分重要( 参见右图1 1 南 水北调东线工程调水示意图) ，鉴于 水体污染具有较强的负外部性( 步 部 不经济性) 以及水体污染会随“调水 水流”扩散进入调水区下游。给下游 ( 山东北部、东部，河北、天津、北 京等) 带来的污染负外部性加大等因 素，因此，做好枣庄市水环境预测及污 染防治研究工作，对枣庄市的水污染 进行分析预测和有效防治，使水污染 负外部性内部化，关乎国家整个南水 图1 1 南水北调东线工程调水示意图 北调东线工程调水成败和国家战略 目标的实施，是落实科学发展观，构建人与自然和谐发展，推动城市社会走上生 产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路的必要举措，也是为煤炭资源型城 市走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势 得到充分发挥的新型工业化道路提供理论支持和政策依据，对建设资源节约型和 第一章导论 环境友好型社会具有促进作用，对枣庄市水污染防治的具体实施提供一些参考， 对全国的水污染防治提供借鉴。 2 关系枣庄可持续发展 做好水污染预测和防治实施工作，对枣庄来说是机遇与挑战并存，是摆在枣 庄城市政府面前一个重大课题，关系到枣庄市“可持续发展”战略和南水北调东线 工程的实施。做好水污染防治研究和预测工作，扭转先发展经济，后治理污染的 旧观念，事关枣庄生态市建设的大局和经济社会既快又好发展的实现。因此，通 过对枣庄市水污染进行深入细致地研究分析，转变水污染治理及保护中不合时宜 的观念和思维模式，探索更为科学、合理、可行的城市水污染防治的方法和实施 途径，以改善枣庄流域的水环境质量，促进区域经济社会持续健康全面发展，保 证南水北调水工程的长期安全运行就显得十分必要。 3 为全国尤其是北方缺水城市提供一个解决水问题的案例 榜样的力量是无穷的，枣庄市的水环境形势同全国其他缺水型城市一样，面 临着严峻的考验，水资源短缺和水环境污染严重影响着现代城市的繁荣、兴盛， 经济社会环境的可持续发展以及社会的稳定和长治久安，关乎到公众的身心健 康。因此，研究分析枣庄市水环境形势和城市水污染防治对策，可以更好地为全 国尤其是北方缺水型地区和城市的水污染防治提供有益的借鉴和帮助，为他们提 供一个解决水污染问题的案例。 1 2 国内外水环境治理现状评述 1 2 1 国外水环境治理状况评述 水环境问题的世界性和长期性，决定了自古以来在全球范围内人们就没有停 止过对于水环境问题的探索。世界大规模的水环境污染治理是在第二次世界大战 以后，随着5 0 年代经济的蓬勃发展带来的6 0 年代日益严重性的水环境污染而展 开的1 5 。 1 德国水环境治理状况 2 0 世纪中期，德国就对改善生态环境，治理水环境污染十分重视，战后颁 布的宪法一基本法中明确指出：国家要本着对后代负责的精神，保护自然生 存的基本条件。德国历届政府奉行全面的环保政策，其国内的水环境保护政策， 在制定初期就具有很好的前瞻性、权威性和可操作性，因此，保证了政策的一贯 性和长期性，这些政策及相关的具体措施经议会通过后，具有法律效力，目前仍 是德国最基本的水环境保护政策措施。 第一章导论 7 0 年代德国许多内河湖泊被严重污染，河水逐渐发黑发臭，流经德国最大 的河流莱茵河一度被戏称为“欧洲最大的下水道”在此形势下，德国政府一方面 积极推进本国的环境保护政策，另一方面，积极推动包括法国、奥地利、卢森堡、 比利时、荷兰、列支敦士登九国在内的欧共体跨境河湖协调委员会的建立。其推 行的国内主要的水环境保护政策包括嘲： 对内河水域环保状态定期发布详细的监测数据。 新建企业必须达标排放，控制入河的n p 量，同时其用水量不得超过当 地年降水量的一定百分比，以防过度排放工业废水。 修建污水处理厂，并设专用下水道，使直接入河污水得以净化。当河水各 监测指标值恢复至正常值后，近年来又提高了废水处理后的质量标准，规定1 万 人以上的居民就必须提供废水处理的净化设备，并需具备由机械净化一生物净化 一除p 一除n 的四级处理程序。 坚持可持续发展的战略，推行生态预算制度，制定了防止化学污染和氯化 纳公约。 经过半个多世纪的努力，德国的水污染防治事业取得了世人瞩目的成就，妥 善地解决了发展经济与环境保护的矛盾，成为世界上治理水环境效果最突出的国 家之一。 2 日本水环境治理状况 日本是一个资源贫乏但却是世界上保护水环境最先进的国家之一。日本政府 高度重视水环境保护事业，特别是自1 9 7 0 年后，日本政府采取了一系列的方针 政策和措施，通过3 0 多年的不懈努力，使水环境污染得到了有效控制，水环境 质量得到了明显好转，从“公害大国”一跃跨入“防止公害先进国家”行列。日本水 环境污染与水环境思想的发展过程，大致可分为三个阶段1 7 1 ： 第一阶段：1 8 6 8 5 0 年代中期，区域性水环境污染严重，水环境保护开始起 步。 第二阶段：1 9 5 5 6 0 年代末，水环境污染继续加剧，由区域性污染演变为全 国性的严重污染。水环境保护受到重视，污染控制以单因子控制为主要特征。 第二三阶段：1 9 7 0 年现在，水环境保护得到了重大发展，水环境污染得到了 有效控制，水环境质量明湿好转。7 0 年代末，工业污染得到了有效控制，8 0 年 代，有效控制了城市的生活污染。这一阶段水环境管理的主要特征为“单项控制 到综合整治，从浓度控制到总量控制和目标控制，从定性控制到定量控制”。 2 0 世纪6 0 年代至7 0 年代，是日本经济飞速增长时期，也是水污染问题日 益显著化、社会化的时期日本政府加大了水环境保护力度，特别重视水环境立 法工作，强调通过依法治理水环境问题。在此期间，日本先后出台了公害对策 4 第一章导论 基本法、水质污染防治法、海洋污染防治法、恶臭防治法和自 然环境保护法等一系列水环保法律【s 】，基本形成了水环境法规体系，为解决水 污染问题打下了良好的法律基础。与此同时，他们还不断加强水环境管理体制建 设，在特定事业所设立了“防治公害专职管理者”。随着各项相关法令的制定、 水环境管理体制的不断完善，以及企业大规模环保设备投资等努力，水环境治理 初见成效。到上世纪7 0 年代后期，公害问题趋于终结。但随之而来的二次石油 危机、以及经济增长的停滞，又使各个企业面临了新的挑战，水环境治理也出现 了新的课题。同时，资源问题与地球温室效应也开始成为日本普遍关心的公共环 境问题。1 9 7 2 年，日本出台了以节省能源为追求的节能法，1 9 9 3 年又制定 环境基本法。日本的造纸业也通过污染治理发展成为环保型绿色产业。今天 的日本，空气清新、环境优美、山青水绿、市容整洁，充分显示了环境保护工作 的巨大成效。 综观日本的水环境保护发展历程，建立健全法制和水环境行政管理组织机构 体系是日本水环境保护政策的重大发展，是日本水环境保护史上的重要里程碑。 近2 0 年来，日本的水环境污染得到了有效的控制，水环境质量得到明显的改善， 摇身变成了“防止公害的先进国家”，应归于健全的法制和防止公害组织机构的一 元化管理模式，以及推行的一系列可操作的公害防止的对策措施的实施。 3 美国水环境治理状况 在2 0 世纪2 0 年代末，美国只有不到3 0 的城市污水经过处理，而其中大部 分只是经过一级处理，效率高的市政污水处理设施更是寥寥无几。美国政府先后 制定了水污染控制法1 9 4 8 、联邦水污染控制法1 9 5 6 、联邦水污染控 制法修正案1 9 6 1 和水资源质量法1 9 6 5 ，展开对水环境污染的全面防治和 治理。但到7 0 年代初期，美国仍有平均每天约6 3 4 万吨未经处理的污水排到天 然水域内。许多被污染的水域不能养鱼、游泳甚至危及到野生动物，在这种情况 下，美国再次制定了1 9 7 2 年水资源治理法( c w a l 9 7 2 ) ，并于1 9 7 7 年、1 9 8 1 年和1 9 8 7 年三次修订了该法案，加大对水环境污染的治理力度，至7 0 年代末， 美国投入了数万亿美元兴建了1 8 0 0 0 余座城市污水处理厂对水环境污染进行治 理。根据1 9 9 4 年u s e p a 的报告，美国人口在1 9 7 2 年至1 9 9 2 年2 0 年问增加了 2 9 ，国民经济总产值在1 9 7 0 年至1 9 8 8 年1 8 年间增加了6 7 ，这些因素使得 污染物增加了2 8 ，但由于治理有效，美嗣每年排入水域的污染物在2 0 年间减 少了近4 0 1 9 1 。此外，在美国的水战略政策中十分重视饮用水源的保护，并通过 安全饮用水法1 9 9 6 年修正案，向各地提供技术指导，制定水源地保护计划， 通过建立新的饮用水保护标准和加强对现行标准的执法，控制点源和非点源污染 物排放。 第一章导论 在对待科学研究方面，为提高人们对于水环境危害的认识，美国用政策创新 加以解决，对研究计划的制定及实施过程实行风险评价和风险管理。在制定地区 水环保政策方面，美国采取“因地制宜”、“因厂制宜”、“因( 社) 区制宜”和“因行业 制宜”的环保对策，以更经济有效的途径取得更好的环保效果。 4 欧盟水环境治理状况 截止到2 0 0 3 年，欧盟先后颁布了水框架指令、水质量指令、特殊污染物控 制指令、污染源控制与治理指令以及其他相关指令，共计1 9 项i lo j 。这些指令对 保护和改善欧盟成员国的水质起到了非常重要的作用。 水框架指令是欧盟最具雄心的环保立法之一，其目的是通过一个框架法规统 一欧盟水政策的方方面面。概括讲是指在可持续的水环境政策目标( 水供应、环 境保护、降低洪涝与干旱) 中，最优先的目标是水环境保护。指令要求各成员国 的水体水质在1 5 年内达到“良好水质”。水框架指令涉及到所有水体，即地表水 ( r r 、河、湖泊、河口、水库、运河和近海海水) 和地下水。为达到上述目标，水 框架指令还涉及到下列条款有关江、河、湖泊、近海和地下水的水质目标。 达到水质目标的实施计划。水价政策框架。对流域管理计划的要求。公众 参与【1 1 1 流域管理的指令摒弃了原来仅以行政和政治边界进行江、河、湖泊管理的模 式，代之以符合流域的自然地理和水力学特征的流域管理模式。欧盟的一些成员 国已经采取了流域管理方法，对每一条河流制定了流域管理计划，且每6 年修订 一次，对地下水和近海海水管理则纳入就近的或恰当的流域中。流域管理计划必 须包括流域特征分析、人类活动对水体水质影响分析和区域水使用的经济分析 等。 污染物排放限值与水质量标准综合控制指令沿袭了污染物排放控制与水质 量保证的联合控制方法来保护欧盟的水环境，因此成员国必须制定控制点源污染 的排放限值和环境质量标准的实施计划，以控制点源和面源污染对水环境的叠加 影响，污染物排放限值必须满足欧盟的城市污水处理指令、硝酸盐指令、杀虫剂 指令和综合污染预防与控制指令。 危险物指令及其子指令将编入水框架指令中的水质标准和排放控制部分。对 于上述指令中没有涉及的特殊污染物和污染源，水框架指令则要求欧盟理事会和 议会根据c o m m p s ( 综合监测与模型计算优先设置方案，c o m b i n e d m o n i t o r i n g - b a s e da n dm o d e l i n g b a s e dp r i o r i t ys e t t i n gs c h e m e ) 程序制定排放限值。 水框架指令首先涉及到了水质问题，并明确指出制定的计划与措施是为了确 保每一个流域内的地下水取水和补充达到平衡i l ”。除使用者能够证明其取水对当 地水环境没有显著影响外，其余的则必须获得许可才能抽取地表水和地下水。指 6 第一章导论 令对饮用水源地的保护更加严格，要求成员国对饮用水源地或将来可能作为饮用 水源地的重要水体制定环境质量标准，且其必须确保净化后的水质能够达到饮用 水指令的要求。指令要求各成员国必须在不同阶段完成指令中规定的不同内容， 到2 0 1 5 年实现其水环境目标。 日本以及西方发达国家在工业化的道路中走过了一条“先污染，后治理”的道 路。有些人认为这是环境发展的必然规律，也有人认为这样的认识是消极和片面 的，无论怎样，我们都应该在我国工业化和城市化的进程和发展中，尽可能多地 总结环境发达国家的经验和教训，前车之鉴，后车之师，我们应发挥自身优势和 特点，“边发展边治理”，走出一条适合我们国情的中国式环保之路。 1 2 2 国内水环境治理的状况评述 我们的祖先很早就懂得了保护环境的重要性。国语中有一则里革断署 匡君的故事就很好地阐述了“山不搓蘖，泽不伐天，鱼禁鲲面，兽长麓糜 蓍庶物也，古之训也”【1 3 】的环境意识和要注意保护自然资源的道理。 建国以来，随着国民经济与社会发展，我国水污染防治工作大体上经历了如 下五个阶段： ( 1 ) 城市排水设施恢复建设阶段。解放初期，国家集中力量治理了北京的 龙须沟、上海的遭家浜等一些污染严重的臭水沟。5 0 年代，随着国民经济恢复 及建设事业的发展，城市排水设施列入国民经济发展计划，保证了一定的投资比 例，许多城市陆续新修了下水道，到1 9 6 0 年，全国城市下水道总长度已经发展 到1 2 5 7 3 公里，比建国初期增加了一倍l l4 】。而且还在北京、上海、兰州、西安、 包头、太原等兴建了城市污水处理厂。为我国城市水污染防治工作打下了良好基 础。 ( 2 ) 推行污水灌溉阶段。6 0 年代，由于在经济发展与基本建设过程中忽视 城市基础设施建设，城市排水设施发展缓慢，从1 9 6 0 年至1 9 7 2 年的1 2 年中， 全国城市下水道只增加了2 0 0 0 公里，与此同时，在城市污水的处置方式上却 在大力推行污水灌溉。 ( 3 ) 加强工业废水治理阶段。7 0 年代初，全国各地陆续建立了“三废治理” 和“环境保护”机构，开始了工业污染源治理工作。随后国家又提出了“谁污染， 谁治理”的厅针与“三同时”( 即一切企业、事业单位，在进行新建、改建和扩建 时，其防止污染和其他公害的设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时 投产) 的要求。特别是8 0 年代以来，水污染防治法规、标准逐步完善，建设项 目环境影响评价、排污收费、排污许可证、限期治理等环境管理制度相继建立， 更加速了工业污染治理进程。 第一章导论 ( 4 ) 开展城市水环境综合整治阶段。1 9 8 5 年提出了要做好城市环境保护工 作必须进行综合整治的思路。1 9 9 1 年提出了必须抓好保、截、治、管、用、引、 排七个环节的治理思路。 ( 5 ) 进入流域治理阶段。由于近十几年来，我国经济持续、快速发展，再 加上乡镇企业异军突起，水污染已经从城市扩展到农村，使一些流域整个水体都 受到污染。因此，自1 9 9 4 年5 月开始，我国从淮河流域治理入手，开始对淮河、 海河、辽河、太湖、巢湖、滇池等三河、三湖流域进行重点治理【1 5 j 。 从总体上看，全国水污染防治工作进展还比较缓慢，取得的成果十分脆弱。 根据环境库兹涅茨( k u z n e t s ) 曲线学说，中国目前正处于经济起飞时期，中国 的环境污染状况正处于环境库兹涅茨曲线倒u 型的左侧，环境污染属于上升阶 段【1 6 j 。当前和今后一个时期全国水污染防治工作仍面临严峻挑战。淮河等“三河 三湖”流域水环境治理仍然任重道远。从国际经验看，在人均g d p 2 0 0 0 美元到 3 0 0 0 美元发展阶段，环境问题开始得到重视，但总体上还呈恶化趋势，只有当 人均g d p 达到4 0 0 0 5 0 0 0 美元左右时，环境质量才会好转。2 0 0 5 年，我国人均 g d p 仅为1 7 0 3 16 】美元，因此，我国不能再走先发展经济再治理环境的老路，而 要树立可持续发展观，正确处理好经济发展与环境保护和资源支撑的关系，将治 理关口前移，提前开始治理，提前改善环境，走边发展边治理的可持续路子。 党的十六届五中全会提出全面、协调、可持续的科学发展观，强调人与自然 和谐发展，强调走可持续发展的新型工业化道路和建设生产发展、生活富裕、生 态良好的小康社会的奋斗目标为我们更好地开展2 l 世纪的水污染防治工作进一 步指明了方向。 1 3 本文研究的基本思路和主要内容 城市水污染防治涉及到多学科、多部门、多层次，属于典型的系统控制工程。 具体而言，城市水污染防治系统即涉及污染源的地理位置、污水治理与排放状况， 又涉及到自然及社会环境状况、环境污染状况；既同国家环保方针政策有关，又 同每个地区科学技术水平、环境管理水平、经济能力有关，受到社会、政治、经 济、技术，自然、资源等诸多条件的制约和影响，技术性和政策性都很强。我国 在该方面的理论和应用研究仍处于发展阶段，至目前为止，还存在许多理论、技 术和运行管理等方面的问题需要探讨和解决。我国应在借鉴国外成功经验的基础 上，实事求足，因地制宜，探索开发符合我国国情的城市水污染综合防治之路。 本文研究的基本思路见图i 1 ，主要研究内容如下： 第一章：导论部分。简述本文研究背景意义内容及国内外水环境治理现 状。 第一章导论 第二章：理论依据部分。主要介绍了研究水环境治理的三种理论( 外部性理 论、博弈理论、系统理论) 。 第三章：现状分析部分。分别介绍了枣庄市自然、经济社会发展、水环境现 状及水污染成因分析。 第四章：分析预测部分。简述了城市水环境预测的内涵、作用、原则及基本 理论与方法，重点介绍了采用指数平滑预测模型、灰色预测模型以及组合预测模 型对枣庄市水环境发展趋势进行预测，在此基础上依据河流水环境容量提出水污 染物总量控制目标及削减计划。 第五章：对策建议部分简单介绍水环境综合治理原则及污染物削减目标， 重点介绍了水污染综合防治的对策建议和保障措施。 第六章：结论部分。对本文研究进行总结，对未来研究提出展望。 9 第一章导论 1 0 第二章水环境治理的主要理论依据 第二章水环境治理的主要理论依据 2 1 水环境治理的外部性理论 2 1 1 概述 外部性( e x t e r n a l i t y ) 是由英国福利经济学家庇古首先提出，并由美国新制度经 济学家科斯加以丰富和完善的一个重要经济学概念l l ”。它是伴随着生产或消费活 动而产生的，具体指在实际经济活动中，生产者或消费者的活动对其他生产者或 消费者带来的非市场性的影响。其中，有益的影响称为外部经济性，或正外部性； 有害的影响称为外部不经济性，或负外部性。与水环境治理问题有关的外部性， 主要是指生产的外部不经济性，即企业在生产过程中产生了水环境污染，而治理 费用却由社会承担，企业私人成本小于社会成本，产生了负外部性。该理论的提 出，扩大了经济理论研究者的视野，深化了人们对市场经济的认识，奠定了可持 续发展思想的理论基础，为政府提出了一套解决水环境问题的对策。 2 1 2 利用外部性理论分析水污染问题 1 水环境污染具有外部不经济性 水环境污染是一种典型的环境外部不经济现象，水资源一经使用便以污水的 形式排出使用区，不达标排放的污水排入河道造成水体污染，影响污水排入区人 们生产、生活的正常进行。这种外部不经济性还会随着“流”扩散，使外部不经济 性更大，对水体下游负面影响更大。这样就会增加社会的边际成本，而用水者却 不负担排污引起的这部分成本，导致边际社会成本( s m c ) 大于边际私人成本 r p m c ) 以及资源的过度利用、污染物的过度排放、水环境污染的过度恶化。 2 冰环境污染是“公地悲剧”的真实写照 英国学者哈丁于1 9 6 8 年在科学杂志上发表的文章中提出“公地的悲剧” 【l 町。他认为，在没有制度的约束下，公共事物中的自由给所有人带来了灾难，有 限的公共资源与无限的个人欲望之间必然会发生资源的滥用、破坏甚至枯竭。 鉴于纳污河流的水环境承载力即水环境容量是有限的，而作为经济人的排污 厂家在追求个人利益最大化时的欲望是无限的，他们会利用水资源的准公共物品 第二章水环境治理的主要理论依据 属性，而去尽可能增加自己的生产量即污水排放量，使私人边际成本( m p c ) 小 于社会边际成本( m s c ) ，以赚取超额利润。而每增加一定的排污量都会给水环 境带来损害，分摊给了生活在环境中的全体人民。由于排污厂家只会考虑如何扩 大自己的生产量( e p 排污量) 以增加自己的收入，完全不会考虑整个水环境的污染 和退化，从而导致水环境污染和退化越来越严重，最终不得不花更多的费用专门 治理水环境污染，从而酿成水环境“公地悲剧”。 3 水环境污染是信息不对称所致 信息不对称是参与事件的双方或多方获取信息的渠道和数量是不一样的。其 基本特征是i l9 】：有关交易的信息在交易者之间的分布是不对称的，即一方比另一 方占有较多的相关信息，处于信息优势地位，而另一方则处于信息劣势地位。对 于水环境污染而言，污染者和被污染者之间信息是不对称的，污染者对其生产过 程、生产技术、排污状况等方面比被污者掌握信息多，他往往会隐瞒信息，实施 污染行为。而被污染者对水环境污染信息和危害知之甚少，加之水污染管理部门 之间相互争权、推诿扯皮、各行其是，对水污染事件置若罔闻，致使水污染愈演 愈重。 2 1 3 水环境污染问题的解决途径 1 外部不经济性内部化 水质恶化及其外部不经济性的实质是私人成本的社会化，所以要从根本上解 决水环境污染问题，只有将这种外部成本内部化，即让排污者产生污染的外部费 用进入他们自己的生产或消费决策，由其自己承担或“内部消化”即环保界普遍接 受的“污染者负担”或“污染者付费原则”i 捌。常见的方法主要有下面几类： ( 1 ) 管制。水环境污染是“市场失灵”的典型现象i “1 ，光靠市场手段无法解决 水环境保护问题，因此必须由政府出面通过管制进行干预，直接控制污水的排放 浓度或排放量，或进行前端过程控制。管制手段在世界各国的水环境保护政策实 践中一直是占主导地位的手段。当直接管制污染水平可行时，政府更愿意采用这 种拮施。因为管制是对经济主体的活动进行控制，有关法律和标准对企业和消费 者是强制性的，因此在执行效果方面存在着较大确定性。其中，对水污染事件最 有代表性的管制手段就是实施排污标准。 ( 2 ) 征税。即利用税收的方法迫使生产企业实现水污染外部性的内部化，即 实行“污染者付费, , 1 2 2 1 。当一个经济主体因排放污水而施加一种外部社会成本时， 政府应该对它施加一项税收，该税收等于其生产每一连续单位的产出所造成的损 害，即税收应恰好等于边际损害成本，从而使经济主体的私人成本等于社会成本。 第二章水环境治理的主要理论依据 目前被各国政府普遍采纳的一项税收是征收污染税。除了使用税收的方法外，还 可以对因实施治污行为而产生正外部性作用的生产和消费方式进行补贴以弥补 其边际收益，鼓励产出量扩大到社会最大效率的水平。 ( 3 ) 自愿协商。即不要政府干预，让市场自己来达到最优的一种完全自由化 的市场方法。科斯定理指出，在产权明确、交易成本为零的前提下，通过市场交 易可以消除外部性1 2 3 l 。在外部性的内部化中，政府应当做的只是重组产权而不是 直接干预市场。只要有了设计适当的产权，就可以靠有关当事人的自愿协商或判 断解决外部性问题。比如排污权交易制度就是自愿协商的一个运用。 ( 4 ) 社会准则。即对人们进行社会准则的教育以解决外部性。斯蒂格里茨认 为，进行社会准则和社会价值的宣传和教育是解决外部不经济的另一种方法。这 种教育就是“黄金律”教育，即“要产生正外部效应”和“不要产生负外部效应”。与 此同时，通过民间社会力量进行的社会舆论监督也可在一定程度上有效地防止甚 至制止负的外部性的产生，报刊、广播、电视等新闻媒介对水环境及资源的破坏 者进行广泛深入的曝光和跟踪报道可形成对水污染外部不经济的制造者的外部 约束监督机制。 2 朋确公共产权的归属 水环境污染外部不经济性产生的根本原因在于水资源具有公共物品的属性， 即水资源没有明确的产权，所有权缺失。社会中的每个人都可以根据自己的费用 效益原则使用水资源，并排放废弃物，这样必然造成资源开发和利用领域的“公 共悲剧”。人们在滥用资源，损害他人( 带来巨大的外部不经济性) 的时候，不仅造 成了环境资源的严重恶化( 社会资源的低效和浪费) ，也损害了自己的经济福利 1 2 1 1 。 水污染具有典型的负外部性使污染厂家按利润最大化原则确定的产量与按 社会福利最大化原则确定的产量严重偏离，从而使污染物过度排放，环境资源无 法实现优化配置。“新制度”学派认为，外部性存在的原因在于缺乏对产权归属的 确认，或是由于私有产权界定的不可分性】。因此，在处理经济活动中的外部性 或公共物品等问题时，通常不需要任何形式的政府行动，既不需要税收、补贴等 于段，也不需要各种形式的政府规制，市场仍然是最有效的。只要产权已明确界 定并受到法律的有效保护，那么交易的任何一方拥有产权都能带来同样的资源最 优配置的结果。由此可见，外部性问题完全可由私人合约得到解决。外部性的发 生是因为作为公共资源的水资源出于制度或技术上的原因，其价值属性无法有效 地私有化的结果。因此，克服外部性最有效的方法首先就是明晰或重新界定水资 源产权，使外部成本内部化。 3 流域开发利用外部性内部化 第二章水环境治理的主要理论依据 ( 1 ) 加强流域的管理，把行政区划分块管理转变为以流域为单元的综合防 治和管理，并建立流域的水资源利用和水污染防治统一的权威管理机构。 ( 2 ) 建立健全流域开发与水资源保护的法律、法规体系，对开发利用行为 进行管制。 ( 3 ) 支持和鼓励流域开发企业实行外部成本内部化措施。对于从事流域开 发的企业，政府应当鼓励它们实行外部成本内部化的措施，在技术上给予指导， 在税收、信贷方面给予优惠政策。 ( 4 ) 普及保护环境和水资源的教育。各级管理部门要采取多种方式对公众 进行水资源教育，唤醒公众的