（农业水土工程专业论文）富阳市水环境容量价值研究.pdf

浙江大学硕士学位论文 摘要 本文的主题是水环境容量价值的研究，并以富阳市为例对富阳市的水环境 容量价值进行了计算。水环境容量作为一种自然资源，在经济社会高速发展的 过程中，长期以来被无偿的利用着。随着其开发和利用程度的加大，稀缺性表 现得也越来越突出。本文主要研究成果如下： ( 1 ) 从水环境容量及其价值研究的现状出发，分析了水环境容量的特点， 归纳总结了河流水环境容量计算模型。 ( 2 ) 在总结西方效用价值论、马克思劳动价值论、生态环境价值论、价值 工程价值论等自然资源价值理论的基础上，对水环境容量的价值构成及其具体 表现进行了说明，提出水环境容量价值包括水环境容量的天然价值、附加的人 工价值和稀缺价值三部分，具体表现为存在价值、社会经济价值和生态价值。 ( 3 ) 此外，本文建立了水环境容量综合效益评价模型，并对水环境容量的 有偿使用进行了探讨。水环境容量综合效益评价模型是一种以水环境容量各种 效能所形成的社会劳动量的减少作为效益计量值，并转换成货币量的计算模型， 间接的反映了水环境容量价值。 ( 4 ) 以富阳市为例，在富阳市水环境容量计算的基础上，利用水环境容量 综合效益评价模型，对富阳市的水环境容量价值进行了计算，分析结果较为合 理，同时对富阳市的水环境容量开发利用和保护提出了简要的建议。 关键词：水环境容量、水环境容量价值、自然资源价值论综合效益评价 模型、有偿使用 浙江大学硕士学位论文 a b s t r a c t ih et h e m eo ft h ep a p e ri st h es t u d yo ft h ev a l u eo fw a t e re n v i r o n r n e n t a l c a p a c i t y , a l s ot a k i n gf u y a n gc i t y a sa ne x a m p l et oc a l c u l a t ei t sv a l u eo fw a t e r e n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y a sak i n do fn a t u r a lr e s o u r c e s ，w a t e re n v i r o n m e n t a l c a p a c i t y h a db e e nu s e df r e ef o ral o n gt i m ew h i l et h e e c o n o m ya n ds o c i e t y d e v e l o p e dq u i c k l y t h em o r et h ew a t e rr e s o u r c e sw e r ee x p l o i t e d ，t h em o r eo b v i o u s t h ep r o b l e mo fw a t e rr e s o u r c e ss c a r c i t yb e c a m e t h em a i ns t u d yr e s u l t so ft h ep a p e r a r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) t h ep a p e ra n a l y z e dt h ec h a r a c t e r i s t i co f w a t e re n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yf r o m t h em w r e n ts t u d y , a n ds u m m a r i z e dt h ec a l c u l a t i n gm o d e l so fw a t e re n v i r o n m e n t a l c a p a c i t yo fr i v e r ( 2 ) b a s e do ns u m m a r i z i n gv a l u et h e o r i e so fn a t u r a lr e s o u r c e s ，s u c ha sw e s t e r n u t i l i t yv a l u et h e o r y , m a r x sl a b o rv a l u et h e o r y , e c o l o g i c a le n v i r o n m e n tv a l u et h e o r y , v a l u ep r o j e c tv a l u et h e o r y , e t c ，t h ec o n t e n ta n df o r m o ft h ev a l u eo fw a t e r e n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yw a s a c c o u n t e d ，p u t t i n g f o r w a r dt h ev a l u eo fw a t e r e n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yi n c l u d e dn a t u r a lv a l u e ，a d d i t i o n a la r t i f i c i a lv a l u ea n dr a r e v a l u e ，i nf o r m so fe x i s t sv a l u e ，s o c i a le c o n o m i cv a l u ea n de c o l o g i c a lv a l u e ( 3 ) b e s i d e s ，t h ep a p e rh a ds e tu pc o m p r e h e n s i v ev a l u ea p p r a i s a lm o d e lt o c a l c u l a t et h ev a l u eo fw a t e re n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y , a n dh a dc a r r i e do nt h e d i s c u s s i o no fu t i l i z a t i o no fw a t e re n v i r o n m e n t a l c a p a c i t yb yp a y m e n t c o m p r e h e n s i v ev a l u ea p p r a i s a lm o d ei sak i n do fs o c i a la m o u n to fl a b o u rf o r m e d w i t hv a r i o u sk i n d so fe f f i c i e n c yo fw a t e re n v i r o n m e n t a l c a p a c i t y a sb e n e f i t m e a s u r i n gv a l u ei nc o m p r e h e n s i v eb e n e f i to fw a t e re n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y , a n d c h a n g e i n t oac a l c u l a t i o nm o d e lo fm o n e t a r yq u a n t i t y , t h ei n d i r e c tv a l u eo f e n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yo f r e f l e c t i o nw a t e r ( 4 ) t h ev a l u eo fw a t e re n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yo ff u y a n gc i t yh a db e e n c a l c u l a t e db yc o m p r e h e n s i v ev a l u ea p p r a i s a lm o d e lo nt h eb a s i so fi t sw a t e r e n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y t h ea n a l y s i sr e s u l tw a sc o m p a r a t i v e l yr a t i o n a l a tt h es a m e t i m e ，t h ep a p e rh a dp o i n t e do u tb r i e fs u g g e s t i o n so nh o wt oe x p l o i ta n dp r o t e c tt h e w a t e re n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yo ff u y a n gc i t y k e y w o r d s ：w a t e re n v i r o n m e n t a lc a p a c i t y ；v a l u eo fw a t e re n v i r o m n e n t a lc a p a c i t y ； v a l u et h e o r yo fn a t u r a lr e s o u r c e s ；c o m p r e h e n s i v ev a l u ea p p r a i s a lm o d e l ；u t i l i z a t i o n b yp a y m e n t 浙江大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 研究的背景和研究意义 环境与可持续发展是当今世界关注的重要议题。1 9 8 7 年，联合国环境和发 展委员会在我们共同的关注的报告中，明确提出了“可持续发展”问题。1 9 8 9 年5 月举行的第1 5 届联合国环境署理事会期间，通过了关于可持续发展的声 明。作为2 0 世纪8 0 年代提出的一个新的发展观，可持续发展的提出是应时代 的变迁、社会经济发展的需要而产生的。具体的说可持续发展是指要促进人与 自然的和谐，实现经济发展和人口、资源、环境相协调，坚持走生产发展、生 活富裕、生态良好的文明发展道路，保证一代接一代的永续发展，其中环境是 非常重要的一个因素。1 9 9 4 年7 月4 日，国务院批准了我国的第一个国家级可 持续发展战略中国2 l 世纪人口、环境与发展白皮书，其中环境问题作 为可持续发展的一个重要内容，被提上了日程。 环境污染给生态系统造成直接的破坏和影响，如沙漠化、森林破坏、也给 生态系统和人类社会造成间接的危害，有时这种间接的环境效应的危害比当时 造成的直接危害更大，也更难消除。人类进入2 l 世纪以来，环境污染已经威胁 到我们人类的生存和发展。国外的一位国家元首曾这样说过，当前环境恶化是 人类面临的除核战争之外的最大危险：英国的每日电讯报曾做过一次民意 测验，测验的结果是公众认为当今全球的环境恶化相当于第三次世界大战。这 并不是危言耸听，英国一位著名的生态学家爱德华，他也把全球的生态恶化比 喻为没有枪声的第三次世界大战。他说，由于这场大战，大自然在衰退、在退 化，其速度之快，以至于如果让这种趋势继续发展下去，地球将很快失去供养 人类生存的能力。水环境污染作为环境污染的一个方面，水污染使水环境质量 恶化，饮用水源的质量普遍下降，威胁人的身体健康，也严重制约着经济的发 展。 改革开放以来，我国工业化和城市化的步伐不断加快，g d p 已经持续2 0 年多年以超过7 的速度增长，令世人瞩目。但在经济粗放型模式的操作下， 工业化过程中产生的废水排放量大大超出水环境容量，对水环境造成的破坏以 及由此而对经济增长产生的负面影响已经越来越强烈地显现出来，严重威胁着 人们生存的安全，并成为制约我国国民经济增长的瓶颈之一川。1 9 8 0 年全国污 水排放量为3 1 0 亿吨之多，1 9 9 7 年急剧增加到5 8 4 亿吨，2 0 0 2 年稍有减少，仍 高达4 3 9 5 亿吨。2 0 0 2 年我国化学需氧量c o d 排放量达到1 3 6 6 9 万吨，超过 环境容量的7 0 。2 0 0 2 年我国各级环境监测站对5 3 2 条河流9 5 0 0 0 k m 河段进 行监测，结果表明，全国己有4 3 6 条河流1 9 0 0 k i n 河段受到不同程度的污染， 其中4 8 0 0 k m 河段( 大都流经城市或工矿区附近的河段) 污染严重。 同时我国水资源污染治理力度也一直跟不上形势的发展，主要表现为污水 处理设施落后，污水处理率低。我国城市排水设施普遍比供水设施落后，1 9 9 6 浙江大学硕士学位论文 年，我国城市供水设施服务人口的普及率达到9 4 5 ，而同年城市污水处理率 仅为1 3 1 ，而且城市污水的日处理能力的增加幅度远低于城市日供水能力增 长的幅度，1 9 9 0 1 9 9 8 年城市市政公共污水处理厂平均年增加日处理能力11 0 万立方米左右，而城市供水年增加供水能力8 5 0 万立方米左右。由此导致我国 水环境恶化状况难以缓解或好转，进而加剧我国水资源短缺形势。 水环境容量资源是一种可更新资源。只要区域污染的排放量不超过区域水 环境容量，这种资源就可以无限循环地利用下去，但是，我国许多城市或地区 的污染物排放量已经大大地超过了区域水环境容量。研究水环境容量价值，就 是为了在可持续发展思想指导下，在自然资源价值论的基础上，在我国容量控 制管理体系实现向污染物容量控制得转变中，运用经济手段调节水资源环境容 量的供需矛盾，合理充分地利用水资源和水环境容量，使经济建设与水资源保 护同步进行，促进社会经济持续发展。因此，水环境容量价值的研究十分重要， 并具有现实意义，加强水环境容量价值的研究不但是一项十分必要的任务，而 且也是一项十分紧迫的任务。 1 2 水环境容量及其价值研究概述 1 , 2 1 水环境容量研究概述 一、水环境容量概念及其分类 环境容量( c a r r y i n gc a p a c i t yo f e n v i r o n m e n t ) 是一个从生态学中发展起来 的概念。与它相近的一个概念是环境承受力( e n v i r o n m e n t a lb e a r i n gc a p a c i t y ) ， 也称环境承载力( e n v i r o n m e n t a ll o a dc a p a c i t y ) ，环境忍耐力( e n v i r o n m e n t a l t o l e r a n c e ) 。环境容量并不是一个法律术语，而是环境科学的固有称谓【2 】。1 8 3 8 年，比利时数学生物学家p e 弗胡斯特( v e r h n s t ) 从马尔萨斯的生物总数增长 率出发，提出了逻辑斯谛方程，认为生物种群在环境中可以利用的食物量有一 个最大值，相应地动物种群的增加也有一个极限，种群增长越接近这个极限值， 增长速度越慢，直到停止增长。这个极限值在生态学中被定义为“环境容量”口j 。 该理论随后被应用到人l 研究、环境保护、土地利用、移民等领域。6 0 年代末， 日本为了改善水和大气的环境质量状况，提出了环境容量的概念，首先将“环境 容量”的概念借用到环境保护科学中来。1 9 7 5 年，日本学者将定性的环境容量 概念发展到定量化【4 1 并提出了把一定区域内的水体的污染物总量控制在一定 的允许范围内，对污染物排放量进行总量控制，以保护该水域环境的观点，指 出在环境保护领域，环境容量是指“在人类生存和自然状态不受危害的前提下， 某一环境所能容纳的某种污染物的最大负荷量1 5 】。”这样，环境容量的研究就逐 步向定量化、计量化方向发展，环境容量的研究也就成为了环境管理、环境总 量控制等的理论基础。 水环境容量源于环境容量，国内外很多学者提出过许多水环境容量的定义 ”j ，这些定义大致可分为以下几类：水环境容量是污染物容许排放总量与相 一2 一 浙江大学硕士学位论文 应的环境标准浓度的比值：水环境容量是环境的自净同化能力；水环境容 量是指不危害环境的最大允许纳污能力；水环境容量是环境标准值与本底值 确定的基本水环境容量和自净同化能力确定的变动水环境容量之和。上述各种 定义从不同侧面反映了水环境容量的部分涵义，但并非是对水环境容量的全面 定义。 通常将水环境容量( w a t e re n v i r o n m e m a lc a p a c i t y ) 定义为某一水环境单元 在特定的环境目标下所能容纳污染物的量，也就是指环境单元依靠自身特性使 本身功能不至于破坏的前提下能够允许的污染物的量【”。考虑到水环境容量受 时间、地点的影响，因此，水环境容量可进一步表述为“一定的水环境单元，在 一定时间内，满足一定的环境目标的前提下，水体所能承受外加的某种( 类1 污 染物的负荷量”j 。 水环境容量是基于对流域水文特征、排污方式、污染物迁移转化规律进行 充分科学研究的基础上，结合环境管理需求确定的管理控制目标。水环境容量 既反映流域的自然属性( 水文特性) ，同时反映人类对环境的需求( 水质目标) ， 水环境容量随着水资源情况的不断变化和人们环境需求的不断提高而不断发生 变化。水环境容量与最大允许纳污量区别在于：允许纳污量是指在排污口空间 分布及排污方式给定条件下环境单元所能允许排放污染物质的量，允许纳污量 不仅与水质标准有关，而且与污染源的时空分布有关。在实际计算中，由于允 许水环境容量无法计算，人们常常把最大纳污量作为环境容量。此时，水环境 容量也称为实际环境容量，而把上面定义的环境容量称为理想环境容量。我国 有众多的河流、海湾、湖泊、水库，它们蕴藏着宝贵的水环境容量资源，可以 通过水体所具有的存储、输移、降解污染物的能力而使自身有所净化。 我国的科研工作者在一系列对水环境容量的攻关成果的基础上对水环境容 量的涵义，组成及其应用有了进一步的认识和发展，具体包括以下几方面【6 9 06 ： 1 、水环境容量因环境目标的不同而分为自然环境容量和管理环境容量；管 理环境容量是相应于一定规划没计条件下的最大允许纳污量，并随条件变化而 变化； 2 、可分配环境容量是水体环境在一定规划设计条件下的所能容纳的可控污 染物量； 3 、总量控制负荷分配中实际可使用的部分是可分配环境容量，其值随分配 原则的变化而变化；分配原则主要有两条，为经济优化原则和公平合理原则： 4 、水环境自净( 同化) 容量是水环境容量资源中开发利用的主要部分，是 可不断再生的资源。 由上可以知道，水环境容量可以定义为“水体环境在规定的环境目标下所能 容纳的污染物量。”环境目标、水体环境特性、污染物特性是水环境容量的三类 影响因素。根据不同的应用机制，水环境容量可以分类如下 1 7 - 2 1 】： ( 一) 按水环境目标分类，水环境容量可以分为自然水环境容量和管理水 环境容量。自然水环境容量是指以环境基准值作为环境目标的水环境容量。其 一3 浙江大学硕士学位论文 概念模型为： e = i k ( c 基一c ) d v ( 1 1 ) 式中，e 为水环境容量；ka 为表征水体对污染物稀释和自净能力的自然规 律参数；c ；为污染物在水体中的基准值；c 为污染物在水体中的浓度：v 为水 体体积。 自然环境容量反映水体污染物的客观性质，即反映水体以不造成对水生生 态和人体健康的不良影响为前提下对污染物容纳的能力。它与人们的意愿无关， 不受人为社会因素影响，反映了水环境容量的客观性。 管理水环境容量则是指以环境标准值作为环境目标的。其概念模型为： e2i k 目( c 标- - c ) d v2i k 自噼社c 基一c ) d v ( 1 - 2 ) 式中，k # 为表征以技术经济指标为约束条件的社会效益参数，一般k 1 ； c # 为污染物在水体中的标准值( c 镕一k # c # ) 。 管理水环境容量反映以满足人为规定的水质标准为约束条件，它不仅与自 然属性有关，而且与技术上能达到的治理水平及经济上能承受的支付能力有关， 显然这个意义上的环境容量正是我们所指的水环境容量。 ( 二) 按降解机制分类，水环境容量可以分为稀释容量和自净容量。稀释 容量是指在污水和天然水体混合的过程中，污染物浓度由高到低，从而显示天 然水对污染物有一定的稀释能力，当污染物通过水体物理稀释作用而达到水质 目标时所能容纳的污染物的量称为稀释容量。自净容量是指水体通过物理、化 学、生物等作用对污染物所具有的降解作用。这两种容量相互独立可以分别计 算。 ( 三) 按污染物分类，水环境容量可以分为有机物水环境容量、重金属水 环境容量等。有机物环境容量是指环境单元对有机物所能容纳的量。在实际计 算中，常常选用具有代表性的有机物指标，如：c o d 、b o d 、酚等从而计算各 自的环境容量。有机物环境容量又可分为易降解和难降解的有机物环境容量。 此外，还可按可再生性分类分为可更新容量和不可更新容量；按可分配性 分类可以分为可分配容量和不可分配容量；按水域特征分为河流水环境容量、 湖泊水环境容量、海湾水环境容量等。在实际计算中使用的是管理环境容量。 二、水环境容量的影响因素 水环境容量的研究，广义的理解，就是研究水体中的污染物通过稀释、扩 散、沉降、生物降解等物理、化学和生化作用，削减污染物浓度或者使有害浓 度变为无害浓度的过程。这个过程不仅与污染物的属性有关，而且受水域的水 文情势和底质组成以及人类活动等多种环境因素的影响【2 “。 影响水域水环境容量的要素很多，概况起来主要有以下四个方面【2 叫： 1 、水域特性。水域特性是确定水环境容量的基础，主要包括：几何特征( 岸 边形状、水底地形、水深或体积) ；水文特征( 流量、流速、降雨、径流等) ； 4 浙江大学硕士学位论文 化学性质( p h 值，硬度等) ；物理自净能力( 挥发、扩散、稀释、沉降、吸附) ： 化学自净能力( 氧化、水解等) ；生物降解( 光合作用、呼吸作用) 。 2 、环境功能要求。到目前为止，我国各类水域一般都划分了水环境功能区。 不同的水环境功能区提出不同的水质功能要求。不同的功能区划，对水环境容 量的影响很大：水质要求高的水域，水环境容量小；水质要求低的水域，水环 境容量大。例如对于c o d 环境容量，要求达i i i 类水域的环境容量仅为要求达 v 类水域环境容量的1 2 。 3 、污染物质。不同污染物本身具有不同的物理化学特性和生物反应规律， 不同类型的污染物对水生生物和人体健康的影响程度不同。因此，不同的污染 物具有不同的环境容量，但具有一定的相互联系和影响，提高某种污染物的环 境容量可能会降低另一种污染物的环境容量。因此，对单因子计算出的环境容 量应作一定的综合影响分析，较好的方式是联立约束条件同时求解各类需要控 制的污染物质的环境容量。 4 、排污方式。水域的环境容量与污染物的排放位置与排放方式有关。一般 来说，在其他条件相同的情况下，集中排放的环境容量比分散排放小，瞬时排 放比连续排放的环境容量小，岸边排放比河心排放的环境容量小。因此，限定 的排污方式是确定环境容量的一个重要确定因素。 综上所述，水环境容量( e ) 是自然环境( 水域特性z ) 、水质目标( s ) 、污染物 特性( p ) 、污染物排放方式及空间分布( o ) 和时间( t ) 的函数。可表示为： e = f ( z ，s ，p ，o ，t ) ( 1 - 3 ) 式中，e 为水环境容量；z 为自然因素；s 为水质目标；p 为污染物特性；o 为污染物排放方式及空间分布：t 为时间。 在实际应用中，自然因素( z ) 常体现在流量q 上，污染物的排放方式及空间 分布常常是给定的，污染物特性是一定的，那么在一定时间内，p 、o 、t 为常 量。 则实际环境容量的函数可表示为： e = f ( q ，s ) ( 1 4 ) 三、国内外水环境容量研究回顾 环境容量是环境科学的一个基本理论问题，也是环境管理中的一个重要的实 际应用问题。在实践中，环境容量是环境目标管理的基本依据，是环境规划的主 要环境约束条件，也是污染物总量控制的关键技术支持同。上世纪6 0 年代末日本 提出污染物排放总量控制问题。之后，日本学者西村肇根据总量控制原则，提出 环境容量定义的表达式皿”： x = k y ( 1 5 ) 式中，x 为排污负荷；y 为污染物的环境浓度；k 为环境容量。 一5 一 浙江大学硕士学位论文 日本环境厅委托日本卫生工学小组提出1 9 7 5 年环境容量计算化调查报告 后，环境容量的应用逐渐推广，成为污染物总量控制的理论基础。西村肇提出的 定义克服了浓度控制的缺点，但是作为容量因子，在概念上并不确切。我国学者 根据在一个开放的生态环境系统中，在只有外力作用下，才能在一定限度内使被 扰动的生态环境恢复原状的思想，对环境容量进行了新的定义1 7 1 。 w = u 。p ( 1 - 6 ) 式中，w 为环境容量；p ) b 环境比容；u 为环境体积。 欧美发达国家一般很少使用环境容量的概念，而是用同化容量口“、最大允许 纳污量口“、水体容许排污水平等概念。 国外学者对环境容量概念的描述，经历如下过程1 7 j ： 环境容量的概念，最初来源于类比电工学中的电容量。认为环境容量是污染 物允许排放总量与环境中污染物浓度的比值。 环境容量是环境对污染物的自净同化能力。即环境容量( 自净能力) 是污染 物允许排放总量与该污染物在环境中降解速率的比值。 以上给出的两种环境容量概念，都仅限于自然环境对污染物所具有的环境容 量，没有考虑人为活动及环境功能对环境容量的影响。 环境容量是最大允许纳污量。日本学者吉川博在环境工学的系统化中提 出：“环境容量是自然还原能力、人工处理设施和人们对环境的意见等所规定的 整个生活圈内所允许的活动容量”；月本学者矢野雄幸还提出：“环境容量是按环 境质量标准确定的一定范围内的环境所能承纳的最大污染物负荷量”【2 ”。 这些定义已经接近现代环境容量的概念。 水环境容量作为环境容量研究中的一个重要分支，我国对水环境容量的研究 开始于7 0 年代，其发展大致经历了下列三个阶段： 8 0 年代初，我国环境科学工作者在对一些地区的环境质量评价中分别探讨了 水污染自净规律、水质模型、水质排放标准制定等数学方法，从不同角度，提出 和应用了水环境容量的概念。 “六五”国家环境保护科学技术攻关期间，有力地推动了我国水环境容量地研 究。一部分高校和科研机构联合攻关，把水环境容量理论同水污染控制规划相结 合，出现了一批有实效的成果，初步显示了水环境容量理论与实际相结合的威力， 这一时期的研究对污染物在水体中的物理、化学行为进行了比较深入、系统的探 讨； “七五”国家环境保护科技攻关研究把水环境容量理论推向系统化、实用化的 新阶段。1 9 8 5 年以来，随着我国环保事业的发展，全国一些重点城市和地区相继 提出了城市综合整治规划、水污染综合防治规划、污染物总量控制规划以及水环 境功能区划，为环境容量理论的研究和实际应用提供了广阔的天地。 目前我国水环境容量研究已经比较成熟，相应的数学模型和计算软件都已经 有建立和开发。关于这一方面的研究成果已有很多，并获得了广泛应用，相应水 环境容量是一种稳态的水环境容量即在较小的流量条件下，河流水质达到要求的 一6 一 浙江大学硕士学位论文 标准值，但是没有充分利用平、丰水期环境容量的资源( 尤其是对于季节性河流) ， 为了充分利用水体的自净能力。全国大部分城市和一些河流都展开了水环境容量 的核算工作。对于环境容量的计算，通常采用9 0 保证率的设计流量来计算水环 境容量。同时，也出现了一些计算水环境容量的一种简便方法2 8 1 。 l 2 。2 水环境容量价值研究现状分析 一、环境价值研究概述 环境价值中的价值是哲学中的价值，是主体与客体之间需求和满足需求的关 系环境价值产生来自两个方面。一是天然生成，二是人类创造【2 。从环境学的定 义看，环境价值是反映人们对环境质量的期望程度、效用要求重视或重要程度的 观念，是人们在长期的反复社会实践中并经科学研究形成的。从环境价值反映的 内容看，环境价值同价值概念一样是由于环境本身质量的稀缺性造成的，正由于 这种稀缺性使环境本身具有了价值。能够充分满足任何人对它有消费需求的事 物，不管它在其他方面有多少种需要，它都不具有经济价值。譬如美丽的日落、 洁净的空气在几万年前或那些所有人都可以“随意”享用它的地方是没有价值的； 而一旦其不再能“被随意”享用，它便具有了经济价值。除去稀缺性外，事物本身 的质量( 素质) 也是产生、衡量其价值的条件，同一事物会因质量的不同造成价值 的差异。环境价值的产生是由于环境质量的下降和有关环境因素如洁净的空气与 水体、景观等的消失所引起的【j w 。由于多年来传统价值观的影响，人们往往忽视 了环境价值作为价值域中的重要组成部分，从而导致价值追求的偏颇，进而成为 今天环境危机的重要原因1 3 “。环境价值问题是目前环境经济学核心的问题之一。 随着资源的匮乏和环境污染问题的日益突出、我国环境保护工作的深入发展以及 可持续发展战略的开始实旅，讲环境价值、用环境价值，已成为时代发展的需要， 日益受到广泛的重视，成为近年来国内外研究的重点和热点p “。 合理地阐释环境价值是进一步研究环境价值的基础。目前，学术界对环境价 值尚无完全统一的定义，研究者通常根据研究对象和研究目的的需要自己加以界 定。沿用中国环境保护法中的概念，环境是指影响人类生存和发展的各种天 然的和经人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、 草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村 等。从资源角度看问题，环境也是一种自然资源，而且具备自然资源所具有的价 值。到目前为止，对环境有价值这点基本达成了共识。 我国对水环境价值的研究主要处在理论阶段，对水环境价值核算研究尚处于 起步阶段，尚未建立起相应的比较全面的数学模型。中国科学院东北地理与农业 生态研究所谢忠岩先生在其图们江流域水环境价值的能值研究一文中，利用能值 理论，对水环境价值进行了量化，对图们江流域水环境价值进行了分析，探讨了 在水的能值收支平衡中所发挥的效益及不同环节上的能值转换口”。另外，谢忠岩 先生还在其水环境价值的数学模型及量化计算一文中，对水环境价值数学模型的 建立过程进行了详细介绍，以图们江流域作为典型流域进行了量化计算，计算出 7 一 浙江大学硕士学位论文 流域的宏观水环境价值，并对流域水环境价值与社会经济的耦合关系进行了分 析。 二、水环境容量价值的研究基础 通过对资料的收集和论文的参阅后，我们可以发现单独对水环境容量价值的 研究比较少见。陕西省环境科学研究设计院司全印、冉新权等人和西安理工大学 周孝德教授等在国家环保总局所立的关中地区水环境污染控制与生态环境保护 研究项目中，以可持续发展的思想为指导，以认识、改善、培植和保护关中水 资源依存的区域生态环境为着眼点，通过历史的回顾，总结关中水环境的演变过 程，研究其发展趋势，认识其特点和问题，分析了关中水环境最突出的污染问题 产生的原因，并应用环境经济理论对黑河汇流区农户生产活动所造成的环境损失 进行了分析：对水环境容量价值、三门峡水库对渭河下游生态环境的影响等问题 进行了探讨，并提出河道生态需水量的概念和计算方法。此外，西安理工大学曹 刚在其导师周孝德的指导下，对水环境容量价值的进行了比较深入的研究。曹刚 先生在其硕士论文河流水环境容量研究中，详细归纳总结了河流水环境容量 计算模型。在研究劳动价值论、效用价值沦、均衡价值论等资源价值论的基础上， 用马克思的劳动价值论分析了水环境容量价值的内涵，指出水环境容量价值包括 产权价值、附加劳动价值和稀缺价值三个部分，在研究众多资源价值模型的基础 上，并考虑到水环境容量资源的特殊性，提出了效益评价模型和模糊数学模型。 最后，以关中地区为例，应用效益评价模型，对渭河水系容量价值进行计算，得 出了比较满意的结果，为关中地区渭河水系的环境保护提供了一定的参考。珠江 流域水资源保护局的刘晨和伍丽萍在其水污染造成的经济损失分析计算一文 中提到：水环境容量价值的计量，是在水环境容量计算的基础上，将其货币计价， 可采用单项环境经济效益计算的方法进行，如恢复费用法，用建同样规模的污水 处理厂的投资及运转费，换算成治理每吨污染物的成本，即为水环境容量的货币 价格。厦门大学国家教育部海洋生态环境开放研究实验室陈伟琪、张珞平等在其 近岸海域环境容量的价值及其价值量评估初探一文中，在分析海洋与人类活动的 关系基础上，着重对以功能形式服务于人类的海洋环境容量的环境资源属性及其 价值量的形成和影响因素等作了分析与探讨。指出海域水环境容量的价值取决于 自然、社会、经济及科学技术水平等诸多因素，但在特定的社会、经济及科技条 件下，其大小与海域水环境容量资源的资源量成正比。并以厦门西海域为例，介 绍如何运用市场价格信息对于某一特定的海域其已知的环境总容量的价值进行 初步的货币化评估。为海域环境容量有偿使用的收费计量提供理论依据和简单实 用的方法。 在市场经济新形势下，如何利用价格机制有效地配置水环境容量资源，强化 水环境管理，这是我国水环境保护工作所面临的重要问题之一。尽管目前我国对 水环境价值核算研究尚处于起步阶段，对水环境容量价值的研究尚未展开，但已 经具备了展开水环境容量价值研究的基础p 。 早在1 9 8 0 年我国就开始了水环境容量的研究工作。经过“六五”、“七五”两届 一r 一 浙江大学硕士学位论文 水环境容量科技攻关研究，建立了一系列比较完善的水环境容量计算方法口”。从 1 9 9 0 年起，随着排放水污染物总量控制和许可证制度的实施，在全国建立了总量 控制实施体系，水环境容量的计算方法进一步完善f3 6 1 。完善的水环境容量计算方 法为水环境容量资源的有偿使用提供了技术支持。 水环境保护功能区划分与水环境综合整治规划是推行污染物总量控制，实现 水环境目标管理的重要基础工作。随着排污许可证等五项环境管理新制度的实 施，水环境保护功能区划分与水环境综合整治规划工作已在全国开展。通过划分 水环境保护功能区与制定水环境综合整治规划，不仅可以明确区域水质保护e 1 标，区域水环境容量和区域污染物削减量，而且还可以明确控制污染的最佳方案 与治理投资。这为水环境容量资源的有偿使用奠定了基础。 排污许可证制度是以污染物总量控制为核心的环境管理新制度。据1 9 9 1 年统 计，全国就已经有了1 0 7 个城市和江苏、山西两省全面开展了排污许可证工作。 排污许可证制度在形式上是限定企业的最大允许排污量，实际上是对水环境容量 资源使用权的分配。通过实施排污许可证制度不仅明确了区域水环境容量或区域 污染物削减量，而且对每一个企业确定了其最大允许排污量。这为水环境容量资 源的有偿使用提供了有利条件。 水环境容量是区域工业经济发展所必需的重要自然资源之一，其赋存数量的 多寡对经济发展的影响很大口7 i 。虽然对水环境容量资源价值的研究很少，但对水 环境容量资源具有价值，认识是一致的。许多学者对水环境容量具有价值进行了 直接或间接的说明。例如： 在市场经济新形势下，如何利用价格机制有效的配制水环境容量资源，强化 水资源管理，是我国水环境保护工作所面临的重要问题之一i j 。 污染物进入水体后，受混合、扩散作用而逐渐被稀释，天然河流的这种污水 净化能力具有一定的经济价值【j 。 水环境容量及其价值在水污染物被净化、水环境质量在污染负荷的冲击下被 保持、被恢复的过程中得以充分的显现口w 。 污染物具有支付价值、支付价格。( 石坚荣1 9 8 5 ) 1 3 课题的提出 根据国内外的研究状况可以得知，关于水环境容量的研究国内外均有大量的 文献研究资料可以参考，但是关于水环境价值，特别是水环境容量价值的研究较 为薄弱。以往对水环境的价值研究呈现重水资源的经济价值而轻其生态价值的特 点，在研究水环境容量问题时，没有将水环境容量作为有价值的财产通过市场进 行有效率地合理的开发。 在国家环境保护“十五”计划中，我国政府就规定了“十五”期| 白j 主要污染 物排放总量控制指标。国家环保总局已于2 0 0 3 年开展了全国范围内的大气和水环 境容量测算工作，并于2 0 0 4 年9 月完成。基准年2 0 0 2 年中国化学需氧量c o d 排放 量达到1 3 6 69 万吨，超过环境容量的7 0 。目前，我国的经济增长仍是依靠资源 9 一 浙江大学硕士学位论文 和能源的大量消耗，排污总量的绝对量还相当大，绝对量仍然大大高于环境容量。 随着我国人口增加和经济发展，公众对环境质量要求的不断提高。水环境容量作 为社会经济发展的重要资源，其可供利用量逐渐减少，日趋紧张，稀缺性日益明 显。基于现状，本课题进行了水环境容量价值的研究，计划在分析水环境容量价 值构成的基础上，建立水环境容量的综合效益评价模型，以富阳市的实际情况为 依托，计算富阳市的水环境容量及其价值，为充分合理的利用有限的水环境容量 资源，促进城市水污染排污许可证制度的落实，为水环境容量的有偿使用提供技 术支持。 1 4 本章小节 本章叙述了水环境容量价值研究开展的背景以及水环境现状，回顾总结了水 环境容量及其价值研究的情况。我国目前对水环境容量价值的研究甚少，但水环 境容量和自然资源价值理论研究较多，在国内外都已经有大量的研究成果，为水 环境容量价值的研究奠定了基础。目前我国水污染问题依然严峻，水环境容量价 值的研究具有重大的现实意义，本章还就课题的提出以及本文的主要内容进行了 说明。 1 0 浙江大学硕士学位论文 第2 章水环境容量计算模型 2 1 水环境容量的特点 2 1 1 水环境容量最基本的特征 1 、有限性 在一定的时间、空间、自然条件及社会经济条件下，当区域保持一定的稳定 结构与功能时，水环境所能容纳的物质量是有限的。尤其是区域的自然过程、社 会经济发展方式、规模对于水环境容量的阈值有极大的制约。而且，无论从区域 环境整体结构还是其功能来说，水环境要保持稳定都必须遵从最小限制因子原 则。因此，不论是整体环境单元还是单一环境要素，环境容量都是有限的，人类 活动必须在环境容量阂值之内才能保持所处环境单元的稳定发展【4 “。 2 、客观性 环境容量作为一种自然系统净化、处理、容纳污染物的能力，同能量一样， 是看不到，摸不着的，但确实又客观存在的。环境容量虽然受到自然过程与社会 发展行为的约束，人类也可以通过优化环境系统的能量、物质及结构而提高容量， 但不等于环境容量可以任意改变，特别是环境的自净能力，是环境系统自身演化 过程而决定的一种能力，人类的利用活动只能基于这个基础上。 3 、稳定性 在一定的自然条件，一定的人类社会活动方式与规模，以及一定的经济技术 水平和保持相对稳定的各部分结构、功能的前提下，环境单元作为一个独立的环 境系统处于动态平衡之中，在其中发生的能量于物质的流动保持相对稳定的状 态，环境容量是这种能量、物质流动中的一部分，必然具有相对的稳定性【2 “。而 且，在给定的环境单元，在一定的评价指标体系及计量手段下，环境容量的大小 是固定的，不依人们的意志为转移。环境容量这一属性的存在，使其在遭受损害 时，不易在第一时间被人们所发现。因此它提醒我们，在设计与环境容量相关的 制度规范时，要注意制度的超前性。 4 、变化性 因水环境目标不同，水环境容量将随自然因素、各种社会和经济状况、人类 生活水平等因素的变化而变化。随着人们生活水平的日益提高，对环境的要求也 愈来愈高，水环境容量将在一定范围内减少。 5 、可控性 在自然领域中，各种生态环境因素的降解能力是有限的，但是人们可以通过 增减能量、物质投入，改良环境系统结构提高其环境容量。在社会经济领域中人 类可以通过对所使用的技术、设备、生产工艺进行优化改革，同时兴建污染处理 设施来扩大整个社会的污染物净化能力，从而达到控制环境容量的目的。 6 、周期性、地域性 浙江大学硕士学位论文 环境单元的容量是与环境中大气、水体、土地、生物、人类社会等各因素容 量分不开的。由于受到各类区域的水文、地理、气象条件等因素的影响，不同水 域对污染物的物理、化学和生物净化能力存在明显的差异。各因素不仅在分布上 有明显的地域差别，在时间上也有一定变化，尤其自然环境因素会随时间发生周 期性变化，如河流有丰水、枯水期，生物会随季节发生繁茂与凋萎的演替等等。 因此，与之紧密相关的环境容量同样存在地域性、周期性。 7 、系统性 河流、湖泊等水域一般处在大的流域系统中，水域与陆域、上游与下游、左 岸与右岸构成不同尺度的空间生态系统，因此，在确定局部水域水环境容量时， 必须从流域的角度出发，合理协调流域内各水域的水环境容量。 2 1 2 水环境容量的资源特点 水环境容量作为一种资源既有一般资源的特点，也有其自身的特点，主要表 现为：天然性、有用性、稀缺性、可更新性和共享性等特点【2 “3 “”。 1 、资源性 水环境容量是一种自然资源，其价值体现在对排入污染物的缓冲作用，即容 纳一定量的污染物也能满足人类生产、生活和生态系统的需要；但水域的环境容 量是有限的可再生自然资源，一旦污染负荷超过水环境容量，其恢复将十分缓慢 与艰难。 2 、天然性 水环境容量是大自然万物作用、长期运动变化而赋予人类的宝贵财富，并不 是人类劳动的成果。虽然自有人类以来，自然资源的质和量的变化都受到了人类 活动的影响，打上了人类劳动的烙印，然而追根求源水环境容量作为一种自然资 源是自然作用的成果。 3 、有用性 自然水体具有存储、输移、降解或使污染物无害化的能力【45 1 。水环境容量的 有用性是指它在维持生态系统平衡中的作用以及在人类生存和发展中的作用。水 是生命的摇篮，是生命活动必不可少的资源。生命起源于水，任何有机体的生命 活动离不开水，水是生物体的重要组成部分。水也是人类生活和经济活动不可或 缺的重要资源，无论工业、农业、日常生活，还是在整个生态系统中，水都是其 前提和基础。 4 、稀缺性 地球上自然资源的储量是有限的。对于非生态资源而言，随着人类消耗量的 增加，资源储量会逐渐减少直至耗尽；对于生态资源而言，如果人类的利用速度 超过其更新的速度，也会导致枯竭。这最终将使蕴含于不同自然资源之中的环境 容量资源也一体耗尽和枯竭【4 “。因而相对于自然系统的自身需求和人类社会的生 存需求而言，环境容量具有明显的稀缺性。它的这一特征为其实现价值