流域水體污染控制與治理技術(shù)集成及效益評估
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水專項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的評估流程與評估節(jié)點(diǎn)
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以COD灰水足跡為指標(biāo)的遼河流域（左上圖及右上圖）及太湖流域（左下圖及右下圖）2008年與2013年的污染程度對比，整體呈現(xiàn)好轉(zhuǎn)趨勢。
編者按
近日，中央環(huán)保督察“回頭看”已陸續(xù)結(jié)束各省的進(jìn)駐工作。進(jìn)駐期間督察組發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古烏梁素海、云南玉溪杞麓湖、河南省黃河濕地等地區(qū)依然面臨著較為嚴(yán)重的水環(huán)境問題。加強(qiáng)科技支撐、加快治理步伐已成為水污染治理工作越來越不可或缺的重要手段。
作為《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》設(shè)立的16個重大科技專項(xiàng)之一，“水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)”自2007年實(shí)施以來，經(jīng)過“十一五”、“十二五”兩個五年計劃的組織實(shí)施，取得了豐碩的科技成果。如何促進(jìn)水專項(xiàng)成果更為有效地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，讓水專項(xiàng)科研成果切實(shí)服務(wù)于我國水環(huán)境治理工作，是水專項(xiàng)的重要命題。
但事實(shí)上，面對巨大的治理需求，我國水環(huán)境治理相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚無法與治理需求相匹配，集中體現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)總體治理能力與技術(shù)水平有待進(jìn)一步提高，尤其是擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)、工藝、核心設(shè)備相對不足。因此，基于水專項(xiàng)現(xiàn)階段的研究成果，“流域水體污染控制與治理技術(shù)集成及效益評估”課題通過梳理、總結(jié)，凝練集成了水污染治理、管理與飲用水安全保障三大技術(shù)體系，構(gòu)建了水專項(xiàng)產(chǎn)業(yè)化評估方法并進(jìn)行了案例分析，并從環(huán)境科技進(jìn)步、流域控源減排與水質(zhì)改善、以及對流域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展角度，嘗試分析了水專項(xiàng)的實(shí)施效益。
構(gòu)建水體污染控制治理、管理及飲用水安全保障三大技術(shù)體系
建立水專項(xiàng)技術(shù)評估與集成方法
課題組根據(jù)水專項(xiàng)技術(shù)的不同層次，提出了水污染防治單項(xiàng)技術(shù)和集成技術(shù)的技術(shù)就緒度評價方法，按照水專項(xiàng)技術(shù)的不同層次，制定了水專項(xiàng)治理、管理和產(chǎn)品裝備管理平臺類三大類技術(shù)的9級就緒度準(zhǔn)則，針對水專項(xiàng)集成技術(shù)特征提出以系統(tǒng)成熟度矩陣計算法為方法的集成技術(shù)評價方法，評價了湖濱帶生態(tài)修復(fù)技術(shù)的就緒度，有力支撐了水專項(xiàng)技術(shù)凝練過程中單項(xiàng)和集成技術(shù)的評價。
同時，根據(jù)水專項(xiàng)技術(shù)特征，課題組還將水污染防治技術(shù)分成源頭減排類、污染治理類、水質(zhì)凈化類、生態(tài)修復(fù)類這四大類，針對不同類別的治理技術(shù)，分別建立包含經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo)與技術(shù)指標(biāo)的多維評估指標(biāo)體系。采用層次分析法對指標(biāo)體系中各指標(biāo)的兩兩重要性進(jìn)行判定，根據(jù)Expertchoice軟件快速計算出各指標(biāo)對應(yīng)權(quán)重，構(gòu)建綜合評估效益指數(shù)及所屬子因素分級賦值標(biāo)準(zhǔn)，采用綜合效益指數(shù)的方法進(jìn)行技術(shù)綜合績效指數(shù)計算和評估。
基于建立的評估方法，完成洱海流域污染源控制類、水質(zhì)凈化類、生態(tài)修復(fù)類三大類11小類56項(xiàng)技術(shù)，農(nóng)業(yè)面源種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)村生活水及農(nóng)業(yè)面源污染管理平臺共4小類87項(xiàng)技術(shù)的評估，證明方法有效可靠。
構(gòu)建水污染控制治理技術(shù)體系
課題組對流域水污染治理關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了剖析，在技術(shù)分類原則、技術(shù)類別與層級確定的基礎(chǔ)上，提出了水污染治理技術(shù)體系架構(gòu)設(shè)計。此外，針對流域污染源類別、特征及治理現(xiàn)狀，課題組以減排減負(fù)為目標(biāo)，集成產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整減排、工業(yè)點(diǎn)源污染治理、城鎮(zhèn)污染控制、農(nóng)業(yè)與農(nóng)村污染控制等關(guān)鍵技術(shù)，形成污染源“系統(tǒng)治理”技術(shù)。針對流域水體生態(tài)破壞現(xiàn)狀修復(fù)需求，課題組以減負(fù)增容為目標(biāo)，集成流域水源涵養(yǎng)與修復(fù)、河流整治與生態(tài)修復(fù)、湖泊水體生境改善與修復(fù)、城市水體治理與修復(fù)、水質(zhì)水量聯(lián)合調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，形成流域“清水修復(fù)一體”技術(shù)。圍繞污染源系統(tǒng)治理技術(shù)、水體修復(fù)技術(shù)兩大技術(shù)系統(tǒng)，課題組還集成了包含32套成套技術(shù)、418項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的水污染治理技術(shù)體系，基本構(gòu)建形成系統(tǒng)、完整的水污染治理技術(shù)體系，為我國流域水污染治理提供技術(shù)支撐。
構(gòu)建飲用水安全保障技術(shù)體系
構(gòu)建飲用水安全保障技術(shù)體系構(gòu)架主要包括飲用水安全保障工程技術(shù)、全過程飲用水安全監(jiān)管技術(shù)兩大技術(shù)系統(tǒng)。針對典型流域和典型地區(qū)不同水源水質(zhì)特性，課題組集成了水源保護(hù)修復(fù)、水廠凈化處理（原水預(yù)處理、強(qiáng)化常規(guī)處理、深度處理、膜處理組合、特殊污染物處理等）、管網(wǎng)安全輸配、二次供水等關(guān)鍵技術(shù)，形成飲用水安全保障“多級屏障”技術(shù)。針對飲用水安全日常管理、監(jiān)督管理和應(yīng)急管理中存在的薄弱環(huán)節(jié)，課題組集成水質(zhì)監(jiān)測、風(fēng)險評價、監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急處置等關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新、完善了水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警應(yīng)急集成技術(shù)。圍繞飲用水安全保障工程技術(shù)、全過程飲用水安全監(jiān)管技術(shù)兩大技術(shù)系統(tǒng)，集成形成140項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，整體技術(shù)就緒度為6～9級，基本構(gòu)建形成全流程、多層級的飲用水安全保障監(jiān)管技術(shù)體系，為保障我國飲用水安全提供技術(shù)支撐。
構(gòu)建水環(huán)境管理技術(shù)體系
針對流域水環(huán)境質(zhì)量管理技術(shù)體系不夠健全、水環(huán)境總量控制技術(shù)落后、水環(huán)境風(fēng)險管理技術(shù)總體薄弱、水環(huán)境管理政策與管理技術(shù)體系不夠配套等問題，集成水生態(tài)功能、水生態(tài)基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)、水污染負(fù)荷排放核定、水環(huán)境風(fēng)險預(yù)警、水環(huán)境管理政策支撐等技術(shù)，形成水環(huán)境管理、總量控制、風(fēng)險管理和政策保障四大技術(shù)系統(tǒng)共71項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，整體技術(shù)就緒度為5～7級，初步構(gòu)建我國水環(huán)境管理技術(shù)體系，支撐我國流域、區(qū)域水環(huán)境管理。
建立技術(shù)產(chǎn)業(yè)化評估體系加速推進(jìn)水專項(xiàng)成果轉(zhuǎn)化
目前，在對于科研成果的產(chǎn)業(yè)化機(jī)制、產(chǎn)業(yè)化潛力、產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目的推廣效果方面仍缺乏系統(tǒng)性、科學(xué)性的評估方法與評估體系來有效識別篩選真正具有市場推廣價值的技術(shù)成果，從而制約了成果轉(zhuǎn)化工作的有效推進(jìn)。針對這一問題，課題組在對國內(nèi)外各類的技術(shù)產(chǎn)業(yè)化理論進(jìn)行全面梳理的基礎(chǔ)上，提出了環(huán)保領(lǐng)域的技術(shù)產(chǎn)業(yè)化階段，明確了各階段的重要特征，確定了目前水專項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要節(jié)點(diǎn)，提出了具備可操作性的、適用于水專項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的評估流程，并明確了“前評估”即產(chǎn)業(yè)化潛力評估、“后評估”即產(chǎn)業(yè)化效果評估兩個關(guān)鍵評估節(jié)點(diǎn)，分別構(gòu)建了“產(chǎn)業(yè)化潛力評估方法體系”與“產(chǎn)業(yè)化效果評估方法體系”，為水專項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的機(jī)制建設(shè)提供了有力的支撐。
甄別產(chǎn)業(yè)化潛力較高的技術(shù)
產(chǎn)業(yè)化潛力評估方法體系的作用體現(xiàn)在結(jié)合技術(shù)成果所處的發(fā)展階段綜合判定技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化潛力，有效識別技術(shù)成果間的產(chǎn)業(yè)化潛力差距，識別各技術(shù)成果在技術(shù)、市場、支撐、效應(yīng)、政策等不同維度下的優(yōu)劣勢，為技術(shù)成果后續(xù)產(chǎn)業(yè)化推廣與應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
課題組集成研發(fā)的這套產(chǎn)業(yè)化潛力評估體系由基于技術(shù)先進(jìn)性、市場前景、支撐條件、政策支持、技術(shù)效用等5個維度下的32個指標(biāo)組成的縱向技術(shù)產(chǎn)業(yè)化潛力評估指標(biāo)體系及包括產(chǎn)品開發(fā)階段、產(chǎn)能開發(fā)初期、產(chǎn)能開發(fā)后期等在內(nèi)的技術(shù)產(chǎn)業(yè)化階段評估體系構(gòu)成。通過橫向與縱向相結(jié)合的評估方式，明確區(qū)分各技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化階段與產(chǎn)業(yè)化潛力。水專項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化潛力評估的評估步驟由構(gòu)建水專項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化潛力評價指標(biāo)體系、專家咨詢調(diào)研、對專家咨詢結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、判斷縱向評價階段、橫縱向相結(jié)合的潛力評估結(jié)果整合與分析等5個部分組成。課題組還以雷達(dá)圖的形式對各項(xiàng)技術(shù)的5項(xiàng)橫向一級指標(biāo)得分開展了進(jìn)一步探索。通過對各維度得分的分析，可明晰此項(xiàng)技術(shù)在開展產(chǎn)業(yè)化工作前的優(yōu)勢與劣勢，從而可以更有針對性地對水專項(xiàng)技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行甄別、篩選、扶持。
準(zhǔn)確把握技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程
產(chǎn)業(yè)化效果評估方法體系的作用體現(xiàn)在準(zhǔn)確把握水專項(xiàng)框架下技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目推進(jìn)效果，為配套政策的制定與落地提供依據(jù)；以結(jié)果為導(dǎo)向，促進(jìn)政府主管部門優(yōu)化產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)機(jī)制。產(chǎn)業(yè)化效果評估方法體系由技術(shù)產(chǎn)品屬性、技術(shù)產(chǎn)品的示范應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)化模式的建立、產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化推廣4個維度下的17個指標(biāo)構(gòu)成；谏鲜龅难芯砍晒八畬ｍ(xiàng)的特征，課題組提出了包括篩選可用于評價的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目、編制產(chǎn)業(yè)化效果信息收集表、開展專家咨詢、對專家咨詢結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、效果評估結(jié)果整合與分析等5大部分組成的水專項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化效果評估的評估步驟。
產(chǎn)業(yè)化評估實(shí)證應(yīng)用
課題組選取了部分“十一五”時期水專項(xiàng)技術(shù)成果及“十二五”時期技術(shù)產(chǎn)業(yè)化課題成果，分別開展了技術(shù)產(chǎn)業(yè)化潛力評估與產(chǎn)業(yè)化效果評估的實(shí)證應(yīng)用。以潛力評估實(shí)證應(yīng)用為例，評估結(jié)果顯示被評估技術(shù)成果在綜合評分及各主要評價維度均呈現(xiàn)出較明顯差異，可以有效判別在特定時間節(jié)點(diǎn)對應(yīng)技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化潛力。此外，課題組結(jié)合評估結(jié)果，開展了對應(yīng)技術(shù)成果的實(shí)際產(chǎn)業(yè)化效果的追蹤，結(jié)果顯示與評估結(jié)果呈現(xiàn)一致性。通過例證分析與驗(yàn)證，評估方法的有效性得到了驗(yàn)證，可為不同市場主體的技術(shù)選擇和政府對成果轉(zhuǎn)化相關(guān)政策的制定提供判斷依據(jù)，為進(jìn)一步的產(chǎn)業(yè)化培育奠定了基礎(chǔ)。
水專項(xiàng)成果豐碩，促進(jìn)了流域綠色投資發(fā)展
科技成果產(chǎn)出豐碩
當(dāng)前，我國已成為水處理領(lǐng)域的專利產(chǎn)出大國，數(shù)量排名第一，增長速度最快。水專項(xiàng)實(shí)施后，全國水處理領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量增長速度加快，年授權(quán)專利從500件增加到近3000件。“十一五”期間水專項(xiàng)申請專利2300余項(xiàng)，截至2016年6月6日，已獲授權(quán)發(fā)明專利892項(xiàng)，授權(quán)實(shí)用新型專利443項(xiàng)。
我國在水處理領(lǐng)域論文數(shù)量處于絕對的優(yōu)勢，SCIE、CPCI-S、EI論文數(shù)量均位列世界第一；水專項(xiàng)實(shí)施后，水處理領(lǐng)域的國內(nèi)核心論文產(chǎn)出增加了將近1倍；從2011年開始，水專項(xiàng)年產(chǎn)出國內(nèi)核心論文在我國水處理領(lǐng)域中的占比超過1/3，最高達(dá)到43.64%。水專項(xiàng)產(chǎn)出國內(nèi)核心卓越論文占比為21.4%，明顯高于全國平均水平9.2%。
重點(diǎn)流域控源減排效果明顯
課題組基于流域灰水足跡和水污染程度指標(biāo)的核算法，采用ArcGISModelbuilder構(gòu)建流域污染程度核算模型，基于單位面積生產(chǎn)總值、單位面積土地類型及單位面積人口數(shù)量，核算子流域的工業(yè)污染負(fù)荷、農(nóng)業(yè)污染負(fù)荷及生活污染負(fù)荷，結(jié)合降雨量及地表徑流量計算流域污染程度。經(jīng)核算，2008年～2013年太湖流域COD及NH4+-N的灰水足跡分別降低了19.3%和6.5%，水專項(xiàng)實(shí)施的貢獻(xiàn)分別為5.0%和11.2%；遼河流域COD及NH4+-N的灰水足跡分別降低了5.1%和1.0%，水專項(xiàng)實(shí)施的貢獻(xiàn)分別為8.6%和21.3%。
促進(jìn)流域綠色投資發(fā)展
課題組對新古典經(jīng)濟(jì)增長理論，包括柯布-道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)、索洛余值法、丹尼森測定法、技術(shù)進(jìn)步率指數(shù)法等代表性數(shù)理模型進(jìn)行了研究，并重點(diǎn)對計量經(jīng)濟(jì)模型的投資乘數(shù)模型，包括兩部門、三部門和四部門投資乘數(shù)進(jìn)行了對比分析和篩選甄別。在此基礎(chǔ)上,對水專項(xiàng)實(shí)施相關(guān)生產(chǎn)函數(shù)關(guān)系和經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率測算方法進(jìn)行了研究，建立了水專項(xiàng)對流域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)率的評估方法：一是構(gòu)建一般投資乘數(shù)模型，輸入?yún)?shù)為邊際稅收傾向、邊際消費(fèi)傾向、邊際進(jìn)口傾向和存貸比，可計算得出流域一般投資乘數(shù)；二是構(gòu)建綠色投資乘數(shù)模型，輸入?yún)?shù)為邊際稅收傾向、邊際消費(fèi)傾向、邊際進(jìn)口傾向、存貸比和綠色投資支出，計算獲得綠色投資乘數(shù)；三是通過年鑒、流域環(huán)境數(shù)據(jù)及水專項(xiàng)資金投入情況，計算水專項(xiàng)投入，以及水專項(xiàng)與其他資金投入形成合力對流域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的貢獻(xiàn)情況。
按此方法，以太湖為例，太湖流域綠色投資乘數(shù)高于一般投資乘數(shù)17.5個百分點(diǎn)，表明水專項(xiàng)投資作為綠色投資的重要組成部分對經(jīng)濟(jì)的拉動效應(yīng)較明顯。據(jù)統(tǒng)計，“十一五”和“十二五”期間，國家水專項(xiàng)太湖流域共設(shè)立了10個項(xiàng)目、65個課題，其中中央財政資金投入15.84億元，地方配套資金投入32.81億元，實(shí)際投資48.65億元，通過模型計算得到2008年～2014年間太湖流域綠色投資乘數(shù)多年算術(shù)平均值為3.45，按此估算，水專項(xiàng)在太湖流域可引致的綠色投資收益為167.84億元。此外，水專項(xiàng)還技術(shù)支撐了《太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案》2013年的修編，一定程度上拉動了地方治污投資。此方案規(guī)劃了11類542個重點(diǎn)項(xiàng)目，2015年規(guī)劃投資658.59億元，遠(yuǎn)期到2020年規(guī)劃投資505.54億元,總投資1164.13億元。按預(yù)期到2020年太湖流域投資完成率不低于75%來進(jìn)行計算，可帶動太湖流域環(huán)保投資873億元，以太湖流域綠色投資乘數(shù)多年平均值3.45測算，預(yù)測從2013年到2020年可撬動太湖流域3000億元的綠色投資。
可見，水專項(xiàng)投資作為環(huán)保投資的重要組成部分，是我國綠色投資的重要組成部分，通過綠色投資乘數(shù)的放大效應(yīng)，對于帶動綠色投資規(guī)模增加、引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展、撬動社會資本進(jìn)行綠色投資可發(fā)揮重要作用。
水專項(xiàng)的組織實(shí)施，提升了我國環(huán)境科技的發(fā)展，促進(jìn)了流域水質(zhì)改善。流域水質(zhì)惡化的總體趨勢得到遏制，水生態(tài)整體環(huán)境質(zhì)量有所提升，關(guān)注了民生，對于人民群眾關(guān)注的環(huán)境問題進(jìn)行了回應(yīng)，在維持流域社會安全和穩(wěn)定等方面發(fā)揮了重要的作用。
撰稿：中國環(huán)境科學(xué)研究院、清華大學(xué)、中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、中國水利水電科學(xué)研究院、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中日友好環(huán)境保護(hù)中心、北京科技大學(xué)、環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院、許秋瑾、胡小貞、林明利、常杪、周北海、田仁生、王成、曹寶、楊亮、管鶴卿、韓茹茹、邢飛龍
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