海河流域限制排污总量分解方案的公平性研究

张 浩，惠 蕾，石 维，缪萍萍

(1.海河流域水资源保护局，天津 300170;2.河海大学水文水资源学院，江苏南京 210098;

3.陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西 西安 710001;4.海河流域水资源保护科学研究所，天津 300170;5.河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250)

为贯彻落实最严格的水资源管理制度，强化流域水资源保护监督管理，迫切需要从严核定水域纳污容量，建立以限制排污总量为控制核心的水功能区限制纳污制度。限制排污总量［1－3］是以实现水功能区达标为目的，对入河污染物进行限量控制的定额指标，也可称作允许纳污量。将限制排污总量按照“全国—流域—省市”逐层分解，是实施水功能区限制纳污红线管理和强化水资源保护监督管理的重要基础，同时也是各级政府开展水污染防治和污染减排的重要依据。

海河流域城市众多，各地经济社会发展存在较大差异。京津冀都市圈是我国政治文化中心、重要工业基地和高新技术产业基地，西北部内蒙古自治区则以农业为主，是重要的畜牧业生产基地。限制排污总量分解方案的公平性，将对各地水环境容量的利用以及经济社会发展产生重要影响。鉴于基尼系数在分布均匀度量化评价方面的优势，本文选用基尼系数作为公平性指标，从人口、GDP、污水处理能力以及多年平均水资源量等多个角度对现有的限制排污总量分解方案的公平性进行分析。

1 研究方法

基尼系数最早是由意大利经济学家Gini根据洛伦兹曲线提出的，在经济学中用来衡量居民收入分配差异状况［4-6］。

设居民收入的实际分配曲线(洛伦兹曲线)为m=φ(x);绝对公平分配曲线为l=L(x)，则有

因为c点坐标为(1，1)，式(1)可以变为

式中:g为基尼系数;S1为L(x)与φ(x)包围的面积;S2为φ(x)与x轴包围的面积。

图1 洛仑兹曲线与基尼系数示意图

基尼系数值越小，表明分配越公平;反之则表明分配越不公平［6］。按照国际惯例，通常把0.4作为分配公平性的“警戒线”。基尼系数在0.2以下，表示分配高度平均;基尼系数为0.2～0.3表示分配相对平均;基尼系数为0.3～0.4表示分配比较合理;基尼系数为0.4～0.5表示分配差距偏大;基尼系数高于0.5表示分配高度不平均［8-9］。

2 成果分析

本文选取人口、GDP、污水处理能力、多年平均水资源量作为限制排污总量的影响因子，将基尼系数引入限制排污总量分解方案公平性研究中，基尼系数根据洛伦兹曲线图中的面积来计算［7］，具体如图2所示。

将基尼系数应用到限制排污总量分解方案的公平性研究中，以海河流域为例，COD和 NH3-N全流域限制排放总量分别为14.55万 t和1.2万 t。依照现有分配方案，分解到流域内7个省区，各省区所占比例见表1。

图2 各影响因子洛伦兹曲线

表1 海河流域各省市指标占全流域总量比例 %

选取人口、GDP、污水处理能力、多年平均水资源量作为限制排污总量的影响因子，海河流域各省区各项指标占全流域的比例见表1。人口-限制排污总量的基尼系数可以反映流域内各省区人均污染物入河量分配的差异;GDP-限制排污总量的基尼系数反映了流域内各省区单位GDP污染物入河量的差异;污水处理能力-限制排污总量的基尼系数反映了流域内各省区污水处理能力与污染物入河量的匹配程度;多年平均水资源量-限制排污总量的基尼系数反映了流域内各省区水资源丰枯程度与污染物入河量的匹配程度。

按照前述方法绘制各影响因子与限制排污总量的洛伦兹曲线(图2)，由洛伦兹曲线量算出海河流域限制排污总量与4个影响因子之间的基尼系数，如表2所示。

表2 海河流域有关影响因子与COD，NH3-N之间的基尼系数计算结果

3 结论与建议

a.运用基尼系数对海河流域限制排污总量分解方案进行研究，结果表明，基尼系数可以很好地反映各省区限制排污总量分解的公平性，这对流域实施水功能区限制纳污红线管理具有重要的理论和实际意义。

b.从各省区的污水处理能力分析，目前的分解方案处于高度公平的状态;从人口与多年平均水资源量的角度分析，目前的分解方案也相对公平。表明限制排污总量分解与各省污水处理设施建设情况匹配程度较高，同时兼顾了各省区人口与水源量的差异。

c.从GDP的角度分析，目前限制排污总量分解方案的公平性差距较大，主要体现在内蒙古自治区以全流域0.01%的GDP总量分别占有了全流域COD和NH3-N排放总量的0.48%和0.83%。表明目前的分解方案为内蒙古自治区的经济发展预留了一定的环境容量，考虑到各省区未来一定时期内经济社会发展的公平性，这种差异是可以接受的。

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