基于“三线一单”流域开发规划替代方案环评研究

刘 伟,李 巍,毛显强,成润禾（北京师范大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京 100875）

大规模开发活动会对流域生态系统产生持续、大范围的扰动,甚至对河流生态系统以及珍稀物种产生不可逆的影响[1].我国流域开发历史长、范围广、强度高,对流域生态环境的影响和后果极为显著[2].科学规划流域开发并加强生态环境管控,已成为深化流域生态文明建设的必然选择.作为一种法定的环境管理工具,流域开发规划环评在协调我国流域社会经济发展和生态环境保护方面发挥着重要作用[3].国内外相关研究表明,评估替代方案是完善规划目标和成功实施规划环评的关键步骤[4-5].但如何合理评估规划替代方案的生态环境影响,一直是我国流域规划环评的突出弱项.

目前应用于替代方案评估的方法包括成本-效益分析[6],承载力分析法[7],多目标粒子群算法[8],系统动力学方法[9]等.这些定量评价大多技术过程复杂且对数据资料要求较高,同时在评价过程缺乏对公众意见、专家知识、利益诉求等重要信息的考虑和分析[10],由此导致评价过程繁复耗时、结果抽象且难于被决策者所理解[10-11],不利于环评工作与规划编制的互动.快速影响评价矩阵（RIAM）是一种将标准化的评估量表与指标计算相结合的半定量评估方法[12],被认为是在环评过程中快速、全面分析环境影响[13-16]和选取替代方案[17-18]的有效手段.

适宜的评价指标是开展流域开发规划生态环境影响评价的重要依据,现有研究在评价指标体系构建上与环境管理制度结合不够充分,以致环评结果难以较好地指导实践.目前,生态保护红线、环境质量底线、资源利用上线和环境准入负面清单暨“三线一单”正成为一项重要的生态环境管理要求[19].生态保护红线的实质是生态环境安全底线,在红线范围内必须强制性执行严格保护以维持区域的重要生态功能.环境质量底线则是基于环境质量不断优化的原则,结合环境质量现状及相关规划要求,提出分阶段的环境质量目标.资源利用上线是指在自然资源资产“只能增值,不能贬值”的前提下,对水、矿产等资源的消耗设定限制条件.在生态保护红线、环境质量底线与资源利用上线的约束下,基于环境管控单元,以清单形式提出禁止、限制、允许等差别化环境准入要求,即生态环境准入负面清单[20].最新修订的规划环评技术导则总纲（HJ 130-2019）[21]明确要求规划环评工作要充分衔接“三线一单”,并建议将其作为构建评价指标体系的重要依据.成润禾等[22]2018年首次将“三线一单”应用于环评研究,随后从推进城市工业可持续发展的角度[23-24],以“三线一单”为框架构建评价指标体系,分别对鄂尔多斯及广州南沙工业基地的环评替代方案完成了评估筛选.“三线一单”正在成为环境管理模式热点和环境评价研究热点的趋势已经凸显,但不可否认当前的研究经验较少.“三线一单”作为中国最新的环境管理政策[25],为建立一套完善的流域规划环评指标体系、提高环评有效性[22]提供了潜在途径.本研究从加强流域生态环境保护和高质量发展的视角,首次将“三线一单”要求和RIAM技术框架进行整合,构建流域综合规划替代方案评价指标和方法,并应用于福建晋江流域综合规划环评,以此为在流域综合规划环评更好地落实“三线一单”要求和开展替代方案评价并提高环评有效性,探索可行的技术模式和经验.

1 评价方法和指标体系

1.1 构建评价指标体系

“三线一单”从生态保护红线、环境质量底线、资源利用上线三个维度对流域开发设定了生态环境约束,参照 RIAM 常用评价指标体系的结构特征[26],划分出生态保护（EP）、环境改善（EI）、资源利用（RU）、社会经济（SE）四个指标集,同时筛选出 34个具体指标作为本次评价的二级指标（表1）.

表1 流域开发规划替代方案环评指标体系Table 1 The indicator system for evaluating environmental impacts of alternatives of watershed development planning

1.2 基于RIAM的替代方案评价方法

RIAM 方法是一种半定量环境影响评价手段,主要是通过一套设计明确的评判标准并选取适宜的评价指标来完成.具体以环境评价因子为列向量,环境指标为行向量来构建评价矩阵.RIAM 共设计了影响程度A和影响性质B两大类评判准则.其中,准则A采用A1影响范围和A2影响效应来评价影响的程度,指标的变化对区域影响范围越大,A1取值越大,对区域环境产生正效应时A2取值为正,反之为负,且影响效应越强烈A2取值越大;准则B通过B1持久性、B2可逆性和B3累积性来描述影响的特征,当指标变化产生的环境影响持久性越长、可逆性越差、累积性越强,准则B的取值越大（表2）.

表2 RIAM评判准则Table 2 The assessment criteria of RIAM

邀请专家依据给定的准则,针对每项评价指标提供准确和独立的评分,将A类准则评分相乘,B类准则评分相加,进而将两项结果相乘作为最终的评估得分.指标的影响评估得分计算如下:

式中:AT、BT分别表示A类准则评分矩阵的乘积和B类准则评分矩阵的加和,ES的最终结果代表给定指标的环境评分,将四个指标类别中所有指标ES值加权相加,得到替代方案的环境影响综合评分[27]（IES）,计算如下:

式中:i代表指标类别,Wc.i和ESc.i分别代表系i指标类别的权重和评价值;Wij和ESij分别代表系i个指标类别系j个指标权重和评价值.由于在RIAM方法评判标准中已考虑评估指标的重要性,i[15],因此对各指标集及其评价指标采用均权处理[27].

通过开发影响等级描述体系,将-108～108的得分范围分为11个环境影响等级段,查找各指标得分和各替代方案总得分所在区间及对应的影响级别,从而得到该替代方案对某一指标以及对整个流域的生态环境影响（表3）.

表3 RIAM中的环境评分与影响等级对照表Table 3 Conversions of the environmental scores to the range bands in RIAM

2 研究区域概况与规划替代方案

2.1 晋江流域开发现状

晋江流域位于福建省东南沿海,流域面积约5629km2,河长约182km,涉及的行政区包括晋江、南安、安溪、永春、丰泽、洛江等县市（区）.晋江流域社会经济发展和人口聚集迅速,流域所在泉州市GDP占到福建省的1/4,该区域被称为闽南金三角的核心地带[28].区域快速发展导致了流域生态环境问题,流域水资源利用率已达到 48.2%,高于国内平均水平,按照现状开发速度,预计到 2030年,流域内水能开发率可达到 60%.水资源短缺严重,晋江流域供水缺口将达到 13.3亿 m3（占总需水量的比重高达37%）[29-30].流域内小水电密集开发特别是 1000kW以下的引水式小水电占总数的 85%以上,大多数没有过鱼设施和保持生态下泄流量的设施和日常管理措施,不仅造成下游河段减脱水严重,致使流域内已无自然状态河流,严重影响了下游生态用水和水体纳污能力,还导致流域内原有的洄游性鱼类等水生生物基本消失[31-32].基于晋江流域当前面临的生态环境问题,调整水电开发布局,加强水资源效率和总量双控,加强生态环境治理和修复是晋江流域维护生态环境结构完整性和生态服务功能,实现流域可持续发展的当务之急和必然选择.

2.2 规划目标和替代方案

规划控制目标围绕解决晋江流域最突出的水资源利用,水能开发和生态环境保护三大问题,提出规划措施安排.从水环境质量达标、生态功能提高和保障流域生态空间完整性等方面提出生态环境保护目标;通过控制水资源开发利用率和节水效率明确水资源开发控制目标;通过水能开发准入条件和小水电清理整顿要求提出水能开发控制目标.晋江流域开发规划基于三大控制目标,结合水资源管理“三条红线”要求提出了6个规划替代方案（表4）.

其中,方案Ⅰ为零方案,即不采取任何干预措施,预计到 2030年水资源开发利用率达到 60%左右,水能开发率达到 60%～70%;方案Ⅱ为侧重于实施流域内引水,将上游地区富裕水资源引入下游缺水地区;方案Ⅲ侧重于将现有水库扩容改造以利用汛期洪水（“蓄丰补枯”）;方案Ⅳ侧重于实施跨流域调水工程,将闽江富裕水资源引入晋江流域;方案Ⅴ侧重于污水处理回用、海水淡化及应用;方案Ⅵ侧重于强化供水调度,减少持续下泄发电.方案具体规划指标见表4.

表4 晋江流域综合规划替代方案Table 4 The alternatives of Jinjiang watershed comprehensive planning

3 结果与讨论

从国家规划环评专家库中筛选出5位资深流域生态、环境、水利和管理方面的专家,在充分熟悉掌握相关资料的基础上依据给定的准则,针对每项评价指标进行评分,在此基础上应用 RIAM 方法开展替代方案评价,结果如图2所示.

图2 规划替代方案RIAM评价结果Fig.2 The evaluating results of planning alternatives by RIAM

替代方案I为零规划方案,评价结果显示方案I对“资源利用”、“环境改善”、“生态保护”和“社会经济”四类各指标主要造成负影响,明显劣于其他剩余替代方案.替代方案 II侧重于实施流域内引水工程,即将晋江流域上游富裕水资源通过工程措施引至下游缺水地区.评价结果显示,替代方案II对“资源利用”以中等正影响和没有影响为主,对“环境改善”以正影响为主,对“生态保护”以正影响和负影响为主,对“社会经济”以正影响为主.替代方案 III侧重于现有水库扩容改造及蓄丰补枯,评价结果显示,替代方案III对“资源利用”、“环境改善”以没有影响为主,对“生态保护”以正影响和没有影响为主,对“社会经济”以正影响和中等正影响为主.替代方案Ⅳ侧重于跨（闽江）流域调水,评价结果显示,替代方案Ⅳ对 “环境改善”各项指标均产生正影响,对“资源利用”和“社会经济”以正影响为主,对“生态保护”以正影响、负影响和中等负影响为主.替代方案Ⅴ侧重于污水处理回用和海水淡化等非常规水资源利用,评价结果显示,替代方案Ⅴ对四类指标均以没有影响为主,其中对“生态保护”和“社会经济”也表现为一定的正影响.替代方案Ⅵ侧重于供水调度,即减少持续发电用水,优先保证供水.评价结果显示,替代方案Ⅵ对“资源利用”、“环境改善”、“生态保护”均以正影响为主,其中对“社会经济”主要表现为没有影响和正影响.

对“资源利用”、“环境改善”“生态保护”和“社会经济”四个指标集进行综合评价,结果（IES）如表5.通过比较6种替代方案的评价结果,其中方案Ⅱ表现最优,方案I表现最差.6个方案按从优到劣排序如下:方案Ⅱ＞方案Ⅵ＞方案Ⅳ＞方案Ⅲ＞方案Ⅴ＞方案I.

表5 替代方案综合评价得分Table 5 IESs of the planning alternatives

方案Ⅱ对大部分指标产生正影响,且综合评分明显优于剩余替代方案,由此可以判断该方案的实施对晋江流域的“环境改善”、“生态保护”、“资源利用”和“社会经济”发展方面主要起到积极作用.从流域综合规划环评的角度出发,方案Ⅱ的实施是切实可行的.评价结果表明,方案Ⅱ在优化水资源配置、保障下游生态用水、严控小水电开发等方面更具优势,可作为推荐方案进入详评阶段.

本研究以最新的环境管理政策“三线一单”为框架建立起一套流域开发规划替代方案评价指标体系.“三线一单”的目标导向性及精细化化特点将复杂的流域开发问题逐步分解成具体的指标,进一步形成了针对晋江流域开发规划替代方案的评价标准,为建立一套完善的流域开发规划环评指标体系做出了有效的技术探索.同时,“三线一单”框架可以完全整合中国最新的环境管理政策[23],从而大大提高环评结果的有效性.

4 结论

开展流域开发规划环评对促进流域合理开发和高质量发展具有重要作用,但是作为规划环评重要内容之一的替代方案评价仍是我国流域综合规划环评的一项短板.鉴于流域开发规划环评普遍具有复杂程度高、工作难度大等特点,为了快速、有效地对替代方案进行综合评价和比选,亟需结合最新环境管理要求进一步改进评价方法,提高评价效率和水平.

4.1 本研究依托“三线一单”管理框架并集成国际上应用较为成熟的 RIAM 技术体系,建立了体现我国流域环境管理要求的替代方案评价指标和方法,并应用于福建晋江流域综合规划环评,结合专家评分对 6个替代方案进行了综合评价和比选,既加快了环评工作与规划编制的互动,也为合理构建流域规划环评指标体系提供了新的思路和经验,同时也有利环评成果更符合政策要求,强化环评对实践的指导作用.

4.2 “三线一单”正式应用于环评研究的时间较短、案例较少,本研究是一次基于“三线一单”框架完善流域开发规划替代方案评价指标体系并提高环评有效性的尝试性探索.

4.3 研究建立的环评指标和方法对于在流域综合规划环评中落实“三线一单”管控要求、促进规划编制与环评过程互动和从整体上提高环评效率及有效性具有积极作用.