生態(tài)工業(yè)園區(qū)水資源管理模式研究
20世紀(jì)80年代后期以來,隨著工業(yè)總量的迅速增長,我國興起了建設(shè)工業(yè)園區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的熱潮。這些工業(yè)園區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。然而由于工業(yè)園區(qū)工業(yè)活動(dòng)的密集性,所造成的污染的集成效應(yīng)也越來越嚴(yán)重,對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響已相當(dāng)嚴(yán)重,已威脅到工業(yè)園區(qū)所在區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量和居民的身體健康。特別是工業(yè)園區(qū)由于匯集了眾多工業(yè)企業(yè)而成為耗水大戶,同時(shí)又由于排放大量污水污染環(huán)境,已成為造成水資源緊缺和水環(huán)境污染的主要原因。雖然近年來相繼采用了一些先進(jìn)辦法,如園區(qū)清潔生產(chǎn)審核、區(qū)域環(huán)境影響評(píng)價(jià)等,但總體上這些辦法著重強(qiáng)調(diào)提高園區(qū)個(gè)別企業(yè)的環(huán)境績效,而未能從園區(qū)整體角度系統(tǒng)地考慮如何提高園區(qū)的整體環(huán)境績效,因此不能從根本上解決園區(qū)的環(huán)境問題。
以生態(tài)工業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的生態(tài)工業(yè)園區(qū)以及近年來逐步發(fā)展完善的一體化水資源管理模式,讓人們看到了系統(tǒng)解決當(dāng)前工業(yè)園區(qū)水資源問題的希望,并在近年來的實(shí)踐中得到了證實(shí)。生態(tài)工業(yè)園區(qū)是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的良好模式,是循環(huán)經(jīng)濟(jì)在區(qū)域?qū)用嫔系囊环N重要的運(yùn)作方式。而水,作為生態(tài)工業(yè)園區(qū)發(fā)展的重要資源,如何做到在園區(qū)內(nèi)的企業(yè)之間進(jìn)行廢水交換利用和廢水的梯級(jí)利用以及廢水處理基礎(chǔ)設(shè)施的共享,如何提高水資源的利用效率,盡量做到生態(tài)工業(yè)園區(qū)里廢水的“零排放”和水資源的持續(xù)利用,已成為是在生態(tài)工業(yè)園區(qū)規(guī)劃和建設(shè)中必須要解決的問題之一。
在我國,雖然工業(yè)園區(qū)對(duì)于水資源系統(tǒng)和環(huán)境的影響日益嚴(yán)重,而且工業(yè)生態(tài)學(xué)的研究和生態(tài)工業(yè)園區(qū)的規(guī)劃建設(shè)已成為近年來的一個(gè)熱點(diǎn),但在工業(yè)園區(qū)的水資源管理方面,還未見有系統(tǒng)的研究成果。
因此,本文以生態(tài)工業(yè)園區(qū)為載體研究水資源管理模式具有一定的實(shí)際和指導(dǎo)意義,生態(tài)工業(yè)園區(qū)水資源管理也必將是未來的一個(gè)研究方向。
1 模式的提出
傳統(tǒng)的工業(yè)園區(qū)的水資源管理是以供給管理為核心,由園區(qū)向園內(nèi)企業(yè)提供各種共享的基礎(chǔ)設(shè)施和綜合服務(wù),企業(yè)間很少甚至幾乎沒有任何關(guān)聯(lián),園內(nèi)水資源系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上為一線性系統(tǒng)。供給管理的任務(wù)是建設(shè)供水設(shè)施來擴(kuò)大供給能力以滿足不斷增長的水需求,并將供給的所有水資源都處理成飲用水標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一向終端用戶供給,經(jīng)單向使用后集中收集處理,最后達(dá)標(biāo)排放。顯然,這種模式是粗放型的,是不可持續(xù)的被動(dòng)的管理模式。
而生態(tài)工業(yè)園區(qū)的水資源管理如采用一體化管理模式,則應(yīng)強(qiáng)調(diào)一體化所有涉及水事務(wù)的管理和企業(yè)間的相互聯(lián)系以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的和諧。在本文所提出的生態(tài)工業(yè)園區(qū)的水資源管理模式中(見圖1),強(qiáng)調(diào)利用循環(huán)經(jīng)濟(jì)的3R原則和水資源一體化管理的都柏林—里約原則做指導(dǎo),科學(xué)地設(shè)定模式的管理目標(biāo)、管理內(nèi)容、評(píng)價(jià)體系和實(shí)施環(huán)境。在管理目標(biāo)上,必須要完全體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,在管理內(nèi)容上,要強(qiáng)調(diào)供給管理與需求管理并重,并特別強(qiáng)調(diào)需求管理,供給管理和排放管理都應(yīng)該基于需求管理。同時(shí),設(shè)定適合的環(huán)境來實(shí)施模式,并設(shè)定科學(xué)合理的評(píng)價(jià)體系來監(jiān)督模式是否朝著可持續(xù)的方向健康發(fā)展。顯然,這種模式有利于提高現(xiàn)有水資源的利用效率,是一種比較主動(dòng)的水資源管理模式,在水資源比較短缺、生態(tài)環(huán)境比較脆弱的情況下更為實(shí)用。
該生態(tài)工業(yè)園區(qū)水資源管理模式是以“決策、執(zhí)行、監(jiān)督”三權(quán)分立為原則而設(shè)置的,由4個(gè)部分組成:管理目標(biāo)(決策)、管理內(nèi)容(執(zhí)行)、評(píng)價(jià)體系(監(jiān)督)和實(shí)施環(huán)境。其中:
(1)管理目標(biāo),包括水資源的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益和水資源系統(tǒng)的生態(tài)可持續(xù)性,它們分別反映了在滿足經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境不同側(cè)面的需求后最終反映到水資源的可持續(xù)利用上,從而使得生態(tài)工業(yè)園區(qū)的水資源一體化管理模式研究管理更具廣泛和深層次的意義;
(2)管理內(nèi)容,包括供給管理、需求管理和排放管理,而其中需求管理是核心;
(3)評(píng)價(jià)體系,是對(duì)管理目標(biāo)和管理內(nèi)容的實(shí)施情況進(jìn)行評(píng)價(jià)和監(jiān)督,并及時(shí)將評(píng)價(jià)結(jié)果反饋到實(shí)施過程以調(diào)整措施;
(4)評(píng)價(jià)體系,包括經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、社會(huì)評(píng)價(jià)和環(huán)境評(píng)價(jià)等指標(biāo);實(shí)施環(huán)境則包括政策法規(guī)、管理體制、協(xié)調(diào)機(jī)制和能力建設(shè)。
2 模式的設(shè)計(jì)思路
2.1 基于生態(tài)工業(yè)學(xué)的設(shè)計(jì)思路
自然生態(tài)系統(tǒng)的某些特性對(duì)于指導(dǎo)人類的實(shí)踐活動(dòng)起到了非常重要的作用,因此模仿自然生態(tài)系統(tǒng)、按照自然規(guī)律來規(guī)劃傳統(tǒng)的工業(yè)園具有非常深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。從生態(tài)系統(tǒng)的角度看,生態(tài)工業(yè)園區(qū)水資源利用實(shí)際上是一個(gè)生物環(huán)境,可以是由水資源生產(chǎn)企業(yè)、水資源初級(jí)利用企業(yè)工廠、水資源次級(jí)利用企業(yè)和水資源處理企業(yè)等組合而成的一個(gè)生態(tài)企業(yè)群。他們之間的相互依存、相互作用關(guān)系,根據(jù)它們?cè)趫@區(qū)中的作用和位置的不同也可以分為生產(chǎn)者企業(yè)、消費(fèi)者企業(yè)和分解者企業(yè)。另外,在該企業(yè)群落中還伴隨著資金、信息、政策、人才和價(jià)值的流動(dòng),從而形成一種類似自然生態(tài)系統(tǒng)生物鏈的水資源利用鏈。因此,所謂水資源利用鏈?zhǔn)侵改骋粎^(qū)域范圍內(nèi)的企業(yè)模仿自然生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者,以水資源為紐帶形成的具有產(chǎn)業(yè)銜接關(guān)系的企業(yè)聯(lián)盟,實(shí)現(xiàn)水資源在區(qū)域范圍內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)。其結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。
生態(tài)工業(yè)園生物群落(A-B-C)在整個(gè)生態(tài)工業(yè)園中,存在著各種要素與元素,這些要素與元素之間存在著十分復(fù)雜的關(guān)系,這些關(guān)系既有上下游企業(yè)之間的水資源利用的流動(dòng)關(guān)系,也存在當(dāng)?shù)卣、園區(qū)管理者的政策和管理活動(dòng)以及市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)與合作關(guān)系。按照水資源利用鏈的分析方法,本文將生態(tài)工業(yè)園中的各種要素、元素分成三大類:
(1)第一類是公共設(shè)施類(A),即支持生態(tài)工業(yè)園中企業(yè)發(fā)展的一些公共設(shè)施,包括信息中心、技術(shù)中心、環(huán)境中心,道路交通、污水處理廠、能源中心(電、熱、氣)等;
(2)第二類是水資源利用鏈(B),是指生態(tài)工業(yè)園中的各企業(yè),這是園中的主體,它們按照生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者的關(guān)系分別出于水資源利用鏈條的不同節(jié)點(diǎn)上,并按照生物鏈的運(yùn)作規(guī)律進(jìn)行著水資源的流動(dòng);
(3)第三類是支持服務(wù)鏈(C),包括政府、園區(qū)管理者、市場(chǎng)和法律、金融等,這些因素將從政策、資金和市場(chǎng)的角度來影響園區(qū)內(nèi)的企業(yè)。
A、B、C三類要素除了其內(nèi)部具有十分密切的關(guān)系外,其三者之間的關(guān)系也具有很強(qiáng)的依存性。公共設(shè)施類因素是為了提高生態(tài)工業(yè)園內(nèi)企業(yè)的資源和生態(tài)效率而建立的一些基礎(chǔ)設(shè)施,由于這些設(shè)施的存在,節(jié)省了企業(yè)大量的本來由自己去投資建設(shè)的開支,成為吸引企業(yè)進(jìn)駐生態(tài)工業(yè)園的一個(gè)重要因素,同時(shí)也是構(gòu)成企業(yè)生物群落的基礎(chǔ);水資源利用鏈?zhǔn)巧鷳B(tài)工業(yè)園中水資源管理的主體因素,相當(dāng)于企業(yè)生物群落中的生物種群;支持服務(wù)因素構(gòu)成了生態(tài)工業(yè)園區(qū)企業(yè)生物群落生存與發(fā)展的大的環(huán)境與條件,對(duì)于生態(tài)工業(yè)園內(nèi)的各要素都將產(chǎn)生影響。
2.2 基于面向構(gòu)件理論的設(shè)計(jì)思路
在基于生態(tài)工業(yè)學(xué)設(shè)計(jì)的水資源利用鏈基礎(chǔ)上,在各個(gè)水資源利用要素的耦合上面,借用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)構(gòu)件理論,將各企業(yè)看成一個(gè)構(gòu)件。關(guān)于企業(yè)內(nèi)部如何運(yùn)作(在園區(qū)角度)本文不作討論,本文只對(duì)企業(yè)這個(gè)構(gòu)件的水資源的輸入和輸出端進(jìn)行分析研究。在這兩個(gè)端口,本文重點(diǎn)關(guān)心其用水的水量(X)和水質(zhì)(Y),這樣可以將其看成一個(gè)二元函數(shù)F(X,Y),在每個(gè)構(gòu)件鏈接時(shí)只要排出端口和輸入端口的函數(shù)吻合,便可以實(shí)現(xiàn)有效鏈接。在構(gòu)件設(shè)計(jì)的時(shí)候,必須考慮該構(gòu)件是否具備可供運(yùn)行時(shí)訪問的接口;并且,在開發(fā)生命周期的某個(gè)時(shí)間點(diǎn),該構(gòu)件可否獨(dú)立交付和安裝。另外,還要求一個(gè)構(gòu)件能方便地跟其他構(gòu)件合并或組合,從而提供有用的功能—通常情況下,單個(gè)構(gòu)件只有跟別的構(gòu)件協(xié)同工作才能達(dá)到其功效。
在理論上,只要從構(gòu)件(企業(yè))A的排水端口排放的水質(zhì)和水量滿足構(gòu)件(企業(yè))B的用水端口的要求,那么構(gòu)件A和構(gòu)件B就可以實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接。假如多個(gè)這樣的構(gòu)件無縫對(duì)接起來,那么就可以提高水資源的利用率。當(dāng)多個(gè)構(gòu)件相互交叉在一起的時(shí)候,就構(gòu)成了水資源梯級(jí)利用網(wǎng)。當(dāng)然,完全的無縫對(duì)接是很難實(shí)現(xiàn)的,必然存在差異對(duì)接。因此,可以在各連接端口實(shí)行動(dòng)態(tài)參數(shù)管理,利用信息技術(shù)實(shí)行全程動(dòng)態(tài)管理,通過旁路對(duì)水資源進(jìn)行有效調(diào)節(jié)(見圖3)。
生態(tài)工業(yè)園區(qū)水資源管理模式的建立充分利用“決策、執(zhí)行、監(jiān)督”三權(quán)分立的行政管理學(xué)原理,并借助生態(tài)工業(yè)學(xué)和計(jì)算機(jī)構(gòu)件理論,實(shí)現(xiàn)了面向循環(huán)經(jīng)濟(jì)的生態(tài)工業(yè)園的一體化水資源管理模式的建立。但由于生態(tài)工業(yè)園區(qū)水資源管理模式是一個(gè)系統(tǒng)工程,因此還需對(duì)該模式在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、評(píng)價(jià)體系以及政策體系三個(gè)方面做深入的研究。
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