黄 蕊,李 巍*,韩 宇 (.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 00875；.内蒙古自治区环境工程评估中心,内蒙古 呼和浩特 000)

流域开发规划通过协调水资源综合利用间的矛盾[1],带来发电、防洪、航运、灌溉等综合效益[2].然而流域开发对流域资源生态环境造成复杂影响与累积效应,污染物排放威胁水环境质量[3-4],天然河段开发增加流域中长期环境风险[5],水利工程建设分割水生生物生境[6],流域规划环评调整规划实施时序和规模布局,提出不利环境影响预防及减缓措施[7],保护河流生态安全、预防重大环境风险、提高流域开发可持续性[8].

20世纪50年代初编制第一批流域开发规划以来,我国已经形成以流域综合开发规划、水资源配置工程规划、水环境综合治理规划等为主要类别的流域规划体系.2003年出台的《环境影响评价法》[9]将开展流域规划环境影响评价全面法制化.2009年《规划环境影响评价条例》[10]实施,流域开发规划环境影响的累积性、综合性等突出特点得到重视[11],同时相关法规、政策要求、技术导则不断出台.原环境保护部先后制定了加强流域规划环评工作的规范性文件及水电、港口、航道等领域规划环评工作技术要点,联合发展改革委、农业部、水利部等印发了加强河流水电、各类水利规划及水生生物资源保护等领域规划环评工作的通知和办法[12].据原环境保护部统计,至 2015年已开展了170余项流域规划环评项目.至2019年10月,新一批修编流域综合开发规划中长江流域 9条重要支流规划环评已通过审查,黄河流域8条,珠江流域8条,松辽流域4条,流域规划环评编制与审查工作正有序推进.

始于20世纪80年代的国际环评有效性研究重点关注环评程序完整性[13-15],并通过构建指标体系提出了有效性衡量标准[16].Therivel[17]和 Fischer[18]分别评估了英国重要区域发展规划和欧盟区域交通规划,区分了实质成效与程序有效.2002年,国际影响评估协会(IAIA)从可持续发展等6个方面提出评估战略环评有效性的最佳实践准则[19],提供了更全面的评价标准.针对流域规划环评研究,仍主要以一个单独流域规划的备选方案或某项功能为研究对象,较少关注多流域规划环评成效.如Westin等[20]通过案例分析了不同环评备选方案对巴西流域开发规划的影响,Lacy等[21]总结了智利流域规划环评对淡水鱼类的保护作用.徐瑾等[22]、汪守东等[23]分别研究了太湖流域某开发区规划及长江内河港口规划环评过程和存在问题.

本研究在梳理流域规划环评现有管理要求及相关研究成果的基础上,选取长江、黄河及珠江流域的25个流域规划环评典型案例,从改善环境质量、保障生态安全、维系生态功能和促进绿色发展等 4个主要方面,分析和综合评估流域规划环评的成效及存在的不足,据此提出提高流域规划环评质量和加强管理的对策和建议.

1 评估指标和方法

1.1 评估指标

研究借鉴国内外环评有效性分析经验,综合考虑当前相关技术导则规范要求及 IAIA最佳实践准则,围绕改善环境质量、保障生态安全、维系生态功能、促进绿色发展等四个维度,选取16项指标构建流域规划环评管理成效评价指标体系(表1).

表1 流域开发规划环评管理成效评估指标体系Table 1 An indicator system for evaluating performance of the EIAs of WDP

其中,环境质量改善主要关注规划环评促进流域内水污染控制与环境质量达标情况;生态安全保障则主要从饮用水安全、生态安全、环境风险防控等角度评价规划环评成效;生态功能维系重点考虑环评成果对维护流域主导生态功能和服务的作用,如保障河流生态用水、保护渔业资源,改善河流连通性、保护鱼类“三场一通道”、强化水沙调控等.促进绿色转型发展是流域开发规划的更高要求,着重考察环评成果对推动流域产业升级、结构优化、节能减排、提高效率等的影响.

1.2 评估方法

研究调取了2014～2019年间完成并已通过审查的25个重要支流流域规划环评案例,其中长江流域10个,黄河流域9个,珠江流域6个;涉及流域综合开发规划21个,水资源配置工程规划3个,专业水电规划1个.

基于各案例流域规划环评报告书及规划环评审查意见,本文按照构建的指标体系分案例开展成效梳理与评估.根据各典型案例规划内容、规划环评及审查意见建议要求和规划响应情况,将各评估指标依据语言逻辑标签划分3个评估等级[24],分别为“一般”(积 1 分)、“好”(积 2 分)、“非常好”(积3分).

结合已有规划环评环境影响识别指标实践标准,采用专家判断法确定各案例指标等级,定性指标分级打分标准见表 2.如指标“保护三场一通道”,若经规划环评鱼类“三场”及洄游通道受到保护,水养条件基本满足鱼类生存需求则属于“一般”;若鱼类“三场”及洄游通道保护基本完好,规划具备完善、具体的保护方案则属于“好”;若鱼类“三场”及洄游通道保护完好,增设鱼道等建议经环评与规划互动已经落实,则属于“非常好”.

表2 定性评价指标分级打分标准Table 2 Grading criteria of qualitative evaluation indicators

同时,由于各流域特征差异明显,削减水污染排放量、协调“三生用水”等定量指标数值应进一步计算其经规划环评调整量占原指标值比例,依据比例数值分布情况划分评估等级.其中,保护饮用水安全、确保生态流量等部分量化指标已经由上层规划或指南提出了一致性的强制性要求,指标数值间差距较小.如《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》(国发〔2012〕3号)提出到2030年水功能区水质达标率应提高到 95%以上.对于该类定量指标,在考察其是否达到一致性标准的同时结合定性指标评估等级划分标准确定分值.并采取李克特量表法获得最终评价结果.

基于上述案例分析评估结果,通过构建BP神经网络进一步分析指标体系内部的权重关系[25-26],反应流域规划环评管理的显著成效指标与相对不足指标.研究以MATLAB软件为计算工具,通过随机函数选取25个案例样本库中部分样本为训练集,其余样本为测试集,建立3层BP神经网络结构.输入层为25个样本中每个样本对应的具有16个指标值的指标向量xmn= (m = 1,2,… ,25,n =1,2,… ,16),隐含层择优设置14个神经元节点oi,并对应输出层案例评价结果y.

将所有训练样本指标向量无量纲化矩阵作为输入矩阵,选取常用激活函数计算各层输出.通过神经网络训练观察结果计算值与实际值间误差,并据计算误差前馈调节层内、层间权重关系.训练过程中,设定主要训练参数学习速率与动量因子均为 0.01,训练最小误差为1×10-7.

当网络达到训练精度要求后,提取输入层与隐含层间权重向量矩阵 W=(wij)n×m.并根据公式(1)得到流域规划环评管理成效评估指标体系权重向量w = wi(i = 1,2,… ,16).

2 评估结果和讨论

2.1 案例分析

围绕4个主题及其指标开展全部25个案例分析(表 3).量化指标中削减水污染排放量单位为万 t污染物/a,三生用水量(EF1)单位为亿m3,由于两值因各流域差异相差较大,分别计算各流域削减量数值占现状水平年水污染排放量比例,及协调用水量占总用水量比例.结果如下(案例顺序与表3一致).

表3 流域开发规划环评管理成效分级评价结果Table 3 Performance ranking of the EIAs of WDP

续表3

续表3

其中黄河上游河段水电规划评价区域为零排放区域,故该规划环评收集的EQ1指标为零.黄河流域水资源矛盾较长江、珠江更为突出,其协调用水量占规划年用水量比例相对较高.基于上述定量指标与定性指标评价结果,划分各案例成效显著等级,并分长江、黄河、珠江三大流域,观察改善环境质量等四类主题结果(图1).

图1 流域开发规划环评管理成效综合评价结果Fig.1 Integrated performance evaluation of the EIAs of WDP

规划环评通过提出刚性约束目标与优化调整规划方案,提高了规划环评质量,保护了流域生态环境,推动了流域绿色发展.改善环境质量方面,基于规划实施环境影响和评估环境承载能力分析,环评提出优化调整流域开发强度、提高污染治理水平等,从而削减污染物排放、保障环境用水.如雅砻江支流安宁河流域水资源总量仅占全流域 12.7%,但工业经济比重不断增加导致主要水污染物 2015年入河量占到全流域 80%以上,经规划环评建议实施产业结构调整、强化工业污染源治理等措施,以此预期可削减工业COD和氨氮排放量分别约7.4万t和1.1万 t.北洛河流域现状水功能区水质达标率仅为28.6%,规划新增高污染项目仍集中在不达标水功能区河段,经环评优化后水资源利用规划减少了流域工业用水配额4000万m3,优化水资源配置保障了环境用水,一定程度上缓解了区域水环境安全风险.

保障生态安全方面,环评通过识别重要环境保护目标,采取划定禁止和限制开发单元、调整项目规模与布局避让环境敏感区等措施,保障饮用水安全与生态安全,防控中长期环境风险.如伊洛河规划根据环评建议取消了位于洛南洛河源头水保护区范围内的白洛水电站,通过规划环评具体调整了规划开发方案,消除了水电开发给饮用水安全带来的风险,同时提出确保下游生态流量,进一步强化了对鱼类等水生生物的安全保障.贺江流域国家级保护动物花鳗鲡属产漂流性卵鱼类,原规划未考虑河道生态流量下泄需求,无法实现下游河段花鳗鲡产卵期流水刺激,经规划与环评互动调整后,规划设置专题研究生态流量下放工程和管理措施保障河道内基本生态流量.

维系生态功能方面,环评评估流域生态系统退化状况及规划实施可能影响,提出保留天然河段以恢复河流纵向连通性,避让“三场一通道”以保护生物多样性,优化专业规划方案以完善水沙调控、保护自然景观等.如湟水流域规划经环评调整后取消干流14座规划新增水电站,并提出补救措施改善水生生物栖息环境,保护鱼类洄游通道.窟野河流域属于国家级水土流失重点治理区,规划回应环评建议,细化水土保持措施,制定计划加强规划实施过程中水沙关系变化监测研究并优化调整项目方案,确保流域生态功能不降低.

促进绿色发展方面,环评通过分析流域开发与保护的主要矛盾,评估规划实施对资源环境效率的影响,完善生产力布局、资源优化配置、产业结构升级等调控措施,提高生态环境准入,加快流域人居环境改善和社会经济绿色转型发展.如韩江高陂梯级优化开发方案,减小移民安置规模逾万人;雅砻江开发避让藏传文化代表区康巴藏区,保护历史民族文化.

研究收集案例共优化水资源配置逾 24亿 m3,减少向主要河流排放污染物约20万t,调整223个水利项目方案,从而保留了411km天然河段,避让了43个环境敏感区,保护了国家重点保护动植物 300余种,减少了淹没土地超 20hm2,避免了数万人口移民安置问题.具体流域案例选择及规划环评成效梳理如表3所示.

2.2 综合评价

规划环评通过对流域开发综合规划及各专业规划的布局、规模、实施时序等多方面提出调整意见,在实践中强化了流域规划环评作用,保障了流域资源、环境、生态安全,规划环评成效愈趋显著.

为进一步识别我国流域规划环评突出成效与现存不足,研究采用BP神经网络依据训练样本计算各指标贡献度(表4).

表4 基于指标贡献度的流域开发规划环评成效评价结果Table 4 Performance evaluation of the EIAs of WDP by indicator contributions

评价结果显示,我国流域规划环评正在逐步取得成效,生态安全保障效果较突出.在保障环境用水的同时,环评进一步降低水污染排放水平,确保规划实施中水环境质量不下降.如湖北省鄂北地区水资源配置工程规划环评建议引水过程应优先满足汉江中下游干流河道内生态、航运用水要求,当重要断面下泄流量低于最小值要求时不再引水.

流域自然生态系统内大多成片分布有自然保护区等法定保护区、珍稀动植物栖息地等生物多样性丰富区、历史文化保护地等文化区域以及退化冰川等生态脆弱区,即使采取减缓补偿措施,这些环境敏感区内工程很可能造成难以消除的长远影响.经流域规划环评优化调整布局规模后,各规划案例对范围内涉及的环境敏感区均实施了一定程度的保护和避让.如北盘江流域综合开发规划采纳环评建议,取消了下游打帮河支流黄果树国家级风景名胜区边界上的郎弓、猓戛梯级方案,保护景区脆弱生态环境和自然风景.湘江流域原规划的达浒水库、松江梯级、白滩河电站均位于所在干(支)流的国家级水产种质资源保护区内,规划实施后工程阻隔将对鱼类资源产生不可逆影响,按照环评建议和审查意见要求规划明确取消了上述工程.

然而,跨界环境影响分析、中长期生态风险及社会经济、历史文化与生态环境间协调发展等方面亟待加强.如岷江流域规划采纳环评建议,通过产业结构调整、清洁生产等措施进一步加强水污染源控制,建立和实施生态恢复保证金等制度,加快流域绿色发展.沁河流域工业发展对流域水质影响突出,其中晋城市有全国最大的无烟煤基地和化肥原料基地,规划环评明确要求优化升级产业结构,提高项目准入的“环境门槛”,加快晋城市“一区六园”生态工业园区建设.鄱阳湖区农田面源对总磷污染贡献率约81.6%,湖区上游抚河流域规划新增近4万hm2农田灌溉面积,将进一步加大湖区水环境改善压力[27],规划响应环评建议调整农业种植和养殖结构结构,发展蜜桔等特色农业和生态农业,推动湖区绿色发展.

研究调取的 25个典型案例主要分布于长江、黄河及珠江三大流域,其中流域综合开发规划21个,水资源配置工程规划 3个,专业水电规划1个.各综合开发规划由专业规划组成,且因流域差异存在不同.如水资源开发利用规划、水资源保护和水生态修复规划、防洪减灾规划、水土保持规划及水能开发规划等专业规划较为普遍.此外,长江各支流流域综合开发规划多提出水利血防规划,黄河各支流流域规划多单独制定流域管理规划.

三大流域规划环评管理成效总体相似但略有区别.黄河流域规划环评重点关注水资源配置方案优化,协调“三生用水”以解决区域突出的水资源供需矛盾.如无定河流域内工农业用水量持续增加且上游水利工程导致下游河道减水明显,2015年水功能区水质达标率仅为 42%,规划环评为保障河道环境用水和提高水质达标率要求规划进一步优化水资源配置,减少工业用水配额2.43亿m3.

长江流域水污染问题严重,环评通过进一步加强水污染防控保障流域生态环境安全.沅江流域受磷化工污染和水电开发影响突出,干支流污染负荷持续加重,规划环评要求严控磷化工开发,同时取消一级支流外全部水电开发规划,补充下游环境用水,确保洞庭湖区水质改善.

珠江流域生物多样性丰富,规划环评强化“三场一通道”保护,保护鱼类生境完整性与连通性.如韩江流域规划依据环评建议将干流、一级支流源头区列为禁止开发河段,保护共87km天然河段的水生生境,同时优化河口五闸调度运行方式,实施过鱼生态调度、增设过鱼设施,畅通花鳗鲡等保护动物洄游通道.

同时,伴随新时期“水十条”、“河长制”、“三线一单”等新管理制度的加快实施,特别是认真落实习总书记关于加强长江、黄河流域生态保护和高质量发展的重要指示精神,流域规划环评管理和应用仍需进一步加强和改进.具体建议重点做好2项工作:1)着重提高流域规划环评质量.应进一步完善流域规划环评专项导则指引,切实加强流域开发累积性生态环境影响分析与中长期生态环境风险评价,避免重大生态环境风险发生,确保流域开发生态环境安全.2)强化流域规划环评成果落实.应在规划环评全过程中衔接“三线一单”相关管理要求,强化“河长制”监督与环境影响跟踪评价,延伸后续环境管理链条,借鉴国际先进经验,加强流域综合管理.在保障流域水资源、水环境、水生态安全的基础上,修复并完善流域生态服务功能,推动流域社会、经济、文化、环境全方位的高质量发展.

3 结论

3.1 经过20余年的理论探索与实践,我国流域规划环评相关法律法规、管理制度与技术导则愈加完善,通过流域规划环评改善环境质量、保障生态安全、维系生态功能、促进绿色发展的实质成效日趋显著.依据研究建立评估指标体系评价结果,水资源优化配置、水污染减排、环境敏感区及物种生境完整性保护等方面成效尤其显著.研究案例共优化水资源配置逾24亿m3,调整223个水利项目方案,避让43个环境敏感区,保护了数百种保护物种.而经规划环评推进流域绿色发展的方式措施仍需加强.

3.2 流域开发综合规划及其下各专业规划的布局、规模、实施时序等多方面提出调整意见,统筹并平衡了水资源开发利用和水环境与水生态保护.此外,流域规划环评还从调整流域功能定位,提高流域环境保护水平,以及专业规划优化调整(如补充开展流域渔业规划,优化水土保持规划方案、防洪规划布局)等角度对规划实施提出要求.分别在黄河、长江及珠江流域,较好地处理了水资源供需矛盾、水环境污染威胁及水生生态环境保护的等区域性挑战,在实践中强化了流域规划环评作用,保障了流域环境、资源、生态安全.