導 讀

地(di)(di)(di)下式(shi)污水(shui)處理(li)(li)廠的(de)迅速發展為(wei)實施(shi)“適(shi)度集中(zhong)、就(jiu)地(di)(di)(di)處理(li)(li)、就(jiu)近回用(yong)”的(de)建(jian)設(she)理(li)(li)念帶來了契機，以(yi)地(di)(di)(di)下廠為(wei)核(he)心(xin)的(de)分布式(shi)廠網(wang)建(jian)設(she)模(mo)式(shi)可(ke)彌補(bu)傳統(tong)(tong)集中(zhong)式(shi)模(mo)式(shi)的(de)不足，具有較大的(de)工程應用(yong)潛力。對于排(pai)水(shui)系統(tong)(tong)建(jian)設(she)方(fang)(fang)案(an)的(de)決(jue)策(ce)(ce)比選，現有模(mo)型極少關(guan)注資源(yuan)、環境及社會(hui)(hui)效益(yi)(yi)。為(wei)此，從(cong)技(ji)術經濟先進性、資源(yuan)效益(yi)(yi)、環境效益(yi)(yi)和(he)社會(hui)(hui)效益(yi)(yi)4個(ge)方(fang)(fang)面(mian)(mian)構建(jian)了16個(ge)指(zhi)標(biao)(biao)的(de)排(pai)水(shui)系統(tong)(tong)分布-集中(zhong)方(fang)(fang)案(an)決(jue)策(ce)(ce)模(mo)型，并以(yi)決(jue)策(ce)(ce)指(zhi)數(shu)H作為(wei)最(zui)終(zhong)評(ping)價指(zhi)標(biao)(biao)。以(yi)南明河流域水(shui)環境綜合(he)治(zhi)理(li)(li)項目為(wei)例(li)進行綜合(he)評(ping)價，評(ping)價結果(guo)表(biao)明分布式(shi)廠網(wang)建(jian)設(she)模(mo)式(shi)決(jue)策(ce)(ce)指(zhi)數(shu)為(wei)63.31，優(you)于傳統(tong)(tong)集中(zhong)式(shi)建(jian)設(she)方(fang)(fang)案(an)。方(fang)(fang)案(an)實施(shi)后，南明河治(zhi)理(li)(li)段黑臭消(xiao)除，國控(kong)斷面(mian)(mian)主要水(shui)質指(zhi)標(biao)(biao)達地(di)(di)(di)表(biao)水(shui)Ⅲ類，水(shui)生植(zhi)物覆蓋率和(he)生物多樣性提升(sheng)。

0?引 言

相比(bi)于美國(guo)(guo)(guo)在城(cheng)鎮化率(lv)達60%時(shi)開始建(jian)(jian)設(she)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠(chang)，我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)在城(cheng)鎮化率(lv)近(jin)30%時(shi)已開始建(jian)(jian)設(she)，至今建(jian)(jian)設(she)模式(shi)(shi)仍以集(ji)中(zhong)式(shi)(shi)為主，即在遠離(li)城(cheng)市的(de)(de)邊緣、排放(fang)水(shui)(shui)(shui)(shui)體下游建(jian)(jian)設(she)集(ji)中(zhong)式(shi)(shi)收集(ji)管(guan)網和大型(xing)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠(chang)。集(ji)中(zhong)式(shi)(shi)排水(shui)(shui)(shui)(shui)系統建(jian)(jian)設(she)模式(shi)(shi)在國(guo)(guo)(guo)外較為常見(jian)，特(te)別是(shi)城(cheng)市和人口密集(ji)地區(qu)，如(ru)美國(guo)(guo)(guo)芝加哥Stickney污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠(chang)（465萬m3/d）、英國(guo)(guo)(guo)倫敦Beckon污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠(chang)（240萬m3/d）、加拿大蒙(meng)特(te)利爾Riviere-des-Prairies污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠(chang)（760萬m3/d）。集(ji)中(zhong)式(shi)(shi)模式(shi)(shi)具有顯著的(de)(de)規模效應(ying)，大型(xing)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠(chang)選址簡單、易于管(guan)理(li)、可靠性強，該(gai)模式(shi)(shi)在我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)水(shui)(shui)(shui)(shui)污(wu)染防治方面發揮了重要作用(yong)，彌補了我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)水(shui)(shui)(shui)(shui)污(wu)染治理(li)行業發展(zhan)初期(qi)處(chu)(chu)(chu)理(li)能力不(bu)(bu)足(zu)、運(yun)營水(shui)(shui)(shui)(shui)平不(bu)(bu)高(gao)、管(guan)理(li)機制不(bu)(bu)完善的(de)(de)缺陷。然而，當下我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)城(cheng)鎮化率(lv)已突(tu)破60%，這種建(jian)(jian)設(she)模式(shi)(shi)所(suo)存在的(de)(de)弊端也逐(zhu)漸(jian)顯現：

（1）占用大量土地資(zi)源，鄰避效應(ying)顯著。宮徽等研究結果表明，傳統污(wu)水處理(li)廠(chang)建設(she)模式(shi)會對(dui)廠(chang)區占據的土地及(ji)其(qi)周邊地產產生遠(yuan)超(chao)自身建設(she)投資(zi)數倍的價值損失。

（2）污(wu)(wu)水(shui)長(chang)距離輸送(song)，埋深大投資(zi)高(gao)(gao)，管網滲漏率(lv)高(gao)(gao)，進(jin)廠水(shui)質濃(nong)(nong)度低，單位(wei)污(wu)(wu)染物(wu)能耗(hao)高(gao)(gao)。曹(cao)業始等研究表明，我(wo)國污(wu)(wu)水(shui)管網的(de)平均滲漏率(lv)高(gao)(gao)達46%，COD在管網中的(de)損失率(lv)高(gao)(gao)達55%。由于進(jin)水(shui)水(shui)質濃(nong)(nong)度低，我(wo)國單位(wei)污(wu)(wu)染物(wu)去除(chu)所需的(de)能耗(hao)遠高(gao)(gao)于國際平均水(shui)平。

（3）不利于水(shui)(shui)資源回用(yong)。再(zai)生水(shui)(shui)廠(chang)通常需(xu)要(yao)建設較(jiao)長的回用(yong)管(guan)網(wang)，建設在河道(dao)下游的水(shui)(shui)廠(chang)需(xu)要(yao)利用(yong)水(shui)(shui)泵將再(zai)生水(shui)(shui)再(zai)次提升(sheng)至河道(dao)上(shang)游，由此造成管(guan)網(wang)投資高(gao)、運行成本(ben)高(gao)的情況。

（4）不利(li)于能源利(li)用(yong)(yong)。采(cai)用(yong)(yong)水(shui)源熱泵對(dui)污水(shui)處理廠出水(shui)制冷供(gong)暖(nuan)是能源利(li)用(yong)(yong)的有效手(shou)段(duan)，其有效服務半徑一般(ban)為3km，而污水(shui)處理廠通常遠離建成(cheng)區，導致(zhi)熱能難利(li)用(yong)(yong)。

近年(nian)中國城(cheng)鎮化發展(zhan)迅(xun)速，新建污水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)通常在(zai)5~10年(nian)內就面(mian)(mian)臨(lin)被城(cheng)市(shi)化區域包圍(wei)的局(ju)面(mian)(mian)。傳統模式下(xia)，水(shui)廠(chang)擴建提標勢(shi)必需要在(zai)下(xia)游選擇新址，擴大處(chu)理(li)規模、占地面(mian)(mian)積和管(guan)(guan)網輻(fu)射范圍(wei)，然而仍將面(mian)(mian)臨(lin)若干年(nian)后(hou)再(zai)次(ci)(ci)被城(cheng)市(shi)包圍(wei)的局(ju)面(mian)(mian)。如(ru)成(cheng)都三瓦窯污水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)在(zai)2013年(nian)因鄰避(bi)效應(ying)而搬遷至下(xia)游4km處(chu)，僅(jin)管(guan)(guan)網投資新增達8.5億元，現新廠(chang)址已(yi)再(zai)次(ci)(ci)被城(cheng)市(shi)包圍(wei)。傳統建設模式會導致(zhi)“異地新建、被城(cheng)市(shi)包圍(wei)、再(zai)次(ci)(ci)異地、再(zai)次(ci)(ci)被包圍(wei)”的惡(e)性循環。

針對集(ji)中(zhong)式建設(she)模(mo)式存在的(de)問題(ti)，“適度集(ji)中(zhong)、就地處理(li)(li)、就近(jin)回用”的(de)新建設(she)原則(ze)逐漸被業界接受、提倡并(bing)推廣。美(mei)(mei)國就經歷了“集(ji)中(zhong)、分(fen)散(san)、集(ji)中(zhong)與(yu)(yu)分(fen)散(san)相(xiang)結(jie)合”的(de)發(fa)展(zhan)路徑：在20世紀70、80年代開(kai)始大規模(mo)建設(she)集(ji)中(zhong)式污(wu)水處理(li)(li)系統(tong)(tong)，20世紀90年代分(fen)散(san)式污(wu)水處理(li)(li)開(kai)始流行，至今美(mei)(mei)國已形成分(fen)散(san)式治(zhi)理(li)(li)系統(tong)(tong)與(yu)(yu)集(ji)中(zhong)式污(wu)水處理(li)(li)并(bing)行相(xiang)伴的(de)治(zhi)理(li)(li)模(mo)式。采用分(fen)散(san)與(yu)(yu)集(ji)中(zhong)相(xiang)結(jie)合的(de)原則(ze)進行污(wu)水處理(li)(li)廠(chang)及管(guan)網建設(she)具備節省管(guan)網投資、降低管(guan)道滲漏率(lv)、有利(li)于水資源回用與(yu)(yu)能源利(li)用等優(you)點。

我國地下(xia)(xia)式污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)發展迅速，為實(shi)(shi)施集中分散相結合的(de)廠(chang)網建設理(li)念提供(gong)了契機(ji)。“十三五”末期(qi)我國地下(xia)(xia)廠(chang)總(zong)數量已達119座，處(chu)理(li)規模達1 253萬m3/d。地下(xia)(xia)式污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)具(ju)有環(huan)境(jing)友好、土地集約、資(zi)源利用、化鄰避為鄰利、選址靈活(huo)等優(you)勢，將之與上(shang)述(shu)建設理(li)念結合而形成的(de)分布式廠(chang)網建設模式，兼具(ju)地下(xia)(xia)廠(chang)和(he)分散式的(de)優(you)點，在合理(li)規劃的(de)基(ji)礎上(shang)可(ke)實(shi)(shi)現排(pai)水(shui)系(xi)統經濟、資(zi)源、環(huan)境(jing)和(he)社會正效益，具(ju)有實(shi)(shi)際工程意義和(he)大范圍(wei)推廣應用的(de)潛(qian)力。

對(dui)于(yu)排水系統(tong)(tong)建(jian)設方案分(fen)散還是(shi)(shi)集中的決策(ce)(ce)比(bi)選，現有模(mo)(mo)型方法(fa)(fa)多從技(ji)術(shu)(shu)經(jing)濟(ji)角度(du)評(ping)(ping)價(jia)(jia)，極少(shao)關(guan)注資源(yuan)(yuan)、環境(jing)和(he)社(she)會(hui)方面的影響。層次分(fen)析法(fa)(fa)（Analytic Hierarchy Process，AHP）是(shi)(shi)一種定性(xing)(xing)與定量(liang)相結合的決策(ce)(ce)評(ping)(ping)價(jia)(jia)方法(fa)(fa)，是(shi)(shi)分(fen)析多目標、多層次、復雜系統(tong)(tong)的有效工具(ju)，被廣泛(fan)應用于(yu)環保行(xing)業中各類(lei)技(ji)術(shu)(shu)、方案的綜合評(ping)(ping)估，如最佳(jia)可行(xing)技(ji)術(shu)(shu)（Best Available Technology，BAT）。本文從技(ji)術(shu)(shu)經(jing)濟(ji)先進性(xing)(xing)、資源(yuan)(yuan)效益、環境(jing)效益及社(she)會(hui)效益4個方面構建(jian)了16個指(zhi)標的分(fen)布-集中方案決策(ce)(ce)評(ping)(ping)價(jia)(jia)模(mo)(mo)型。為使(shi)評(ping)(ping)價(jia)(jia)模(mo)(mo)型具(ju)有普遍可比(bi)性(xing)(xing)，針(zhen)對(dui)確定性(xing)(xing)指(zhi)標建(jian)立可通(tong)用的標準化函(han)數，針(zhen)對(dui)非確定性(xing)(xing)指(zhi)標采用5級劃分(fen)法(fa)(fa)，并以(yi)決策(ce)(ce)指(zhi)數H作(zuo)為最終評(ping)(ping)價(jia)(jia)指(zhi)標。

1?排水系(xi)統分布-集中(zhong)方(fang)案決策評價模(mo)型構(gou)建

1.1 評價指標優選

模型中(zhong)(zhong)準(zhun)則層下(xia)的(de)相(xiang)(xiang)應指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)通過專家咨(zi)詢和(he)技術(shu)調研(yan)篩(shai)選得出，同時遵循目標(biao)(biao)(biao)針對性(xing)、綜(zong)合指(zhi)(zhi)(zhi)示性(xing)、數據可(ke)(ke)獲得性(xing)和(he)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)可(ke)(ke)考性(xing)原則。表(biao)1為最終篩(shai)選出的(de)16項評價(jia)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)。在指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)篩(shai)選過程中(zhong)(zhong)，曾考慮管網單位建(jian)設成(cheng)本、服務范圍管網密度、單位水資源回(hui)用收入、民眾滿意度、科普教育普及性(xing)等(deng)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)，但上述指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)存在數據可(ke)(ke)獲得性(xing)較差、與已有指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)關(guan)聯度高等(deng)問題(ti)，且(qie)這些指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)的(de)相(xiang)(xiang)關(guan)內容均可(ke)(ke)被最終篩(shai)選出的(de)16項評價(jia)指(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)(biao)覆蓋。

表1 分布-集中決策(ce)模(mo)型評價指(zhi)標篩(shai)選(xuan)

1.2 層次(ci)模型(xing)與指標權重

排水系統分布-集(ji)中(zhong)決(jue)策模型的(de)指(zhi)標(biao)權(quan)(quan)(quan)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)確定(ding)步(bu)驟為(wei)：①行(xing)(xing)業內5位(wei)專家(jia)及5位(wei)工程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)師，按照9標(biao)度法對(dui)指(zhi)標(biao)體(ti)系逐(zhu)層(ceng)比(bi)較；②構建(jian)判斷(duan)矩陣(zhen)，進行(xing)(xing)一致(zhi)性檢驗。若一致(zhi)性檢驗不通過(guo)，則與(yu)受(shou)訪者進一步(bu)溝通；③以(yi)(yi)專家(jia)給出的(de)權(quan)(quan)(quan)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)均值作(zuo)為(wei)評價(jia)指(zhi)標(biao)權(quan)(quan)(quan)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。結(jie)果顯示，準則層(ceng)中(zhong)資(zi)源(yuan)效(xiao)(xiao)益(yi)(yi)(yi)所(suo)占權(quan)(quan)(quan)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)最(zui)高，這與(yu)如今國家(jia)大力推行(xing)(xing)資(zi)源(yuan)化(hua)的(de)發展方(fang)向一致(zhi)。技術(shu)經濟先(xian)進性在本(ben)模型中(zhong)同樣重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)要，權(quan)(quan)(quan)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)占比(bi)第(di)二。污(wu)水處理(li)廠(chang)的(de)建(jian)設應適度集(ji)中(zhong)，過(guo)于(yu)分散會增(zeng)加污(wu)水處理(li)廠(chang)建(jian)設和(he)運維成本(ben)，降(jiang)低方(fang)案(an)技術(shu)經濟性，而過(guo)于(yu)集(ji)中(zhong)則會導致(zhi)管網長度和(he)成本(ben)增(zeng)加，同樣會影響(xiang)技術(shu)經濟性。環境效(xiao)(xiao)益(yi)(yi)(yi)和(he)社會效(xiao)(xiao)益(yi)(yi)(yi)在本(ben)模型中(zhong)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)要程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)度基本(ben)相當，彌(mi)補了現有評價(jia)模型的(de)不足。各評價(jia)指(zhi)標(biao)中(zhong)，能(neng)量(liang)平衡(heng)(heng)率(lv)(lv)、再(zai)生水利用率(lv)(lv)、土地釋放程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)度對(dui)評價(jia)結(jie)果的(de)影響(xiang)最(zui)大，且這三項指(zhi)標(biao)均屬于(yu)資(zi)源(yuan)效(xiao)(xiao)益(yi)(yi)(yi)準則層(ceng)。可以(yi)(yi)看出，不同分散程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)度的(de)方(fang)案(an)在能(neng)量(liang)、再(zai)生水及土地等(deng)資(zi)源(yuan)利用上所(suo)產生的(de)效(xiao)(xiao)益(yi)(yi)(yi)是(shi)衡(heng)(heng)量(liang)方(fang)案(an)好(hao)壞(huai)的(de)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)要考量(liang)。

表(biao)2 分布-集中決策(ce)模(mo)型(xing)評價指標權重

1.3 評價指標(biao)(biao)標(biao)(biao)準化

C1~C5采用離差標(biao)準化法(fa)對數據進行(xing)標(biao)準化處(chu)理［見(jian)式（1）］。該方(fang)法(fa)需要確定評(ping)價指標(biao)中的最大(da)(da)值(zhi)(zhi)（Cmax）和最小值(zhi)(zhi)（Cmin），否(fou)則每(mei)次(ci)評(ping)價時若最大(da)(da)值(zhi)(zhi)和最小值(zhi)(zhi)變化，就需要重新(xin)定義標(biao)準化函數，無法(fa)做(zuo)到(dao)橫向統(tong)一對比不(bu)同方(fang)案。

式中 Ci——待標準化的樣本數據；

Cmax——對應評(ping)價指標(biao)最大值(zhi)；

Cmin——對應評價指標最小值。

確定(ding)性指標對應的標準化函數見表3，數據(ju)范圍確定(ding)方(fang)法(fa)如下：

（1）污水(shui)(shui)處(chu)理廠(chang)單位建設(she)成本（C1）：參考(kao)《建標［2001］77號 城(cheng)市污水(shui)(shui)處(chu)理工程(cheng)項目(mu)建設(she)標準(zhun)》及(ji)相(xiang)關(guan)(guan)文獻，以(yi)(yi)噸水(shui)(shui)投資2 000元(yuan)/（m3·d）為(wei)(wei)(wei)最(zui)小值。采用大數(shu)據(ju)技(ji)術、結合(he)公開發表的相(xiang)關(guan)(guan)文獻，調研國(guo)內(nei)103座已運(yun)行的地(di)下(xia)廠(chang)，選取(qu)(qu)出水(shui)(shui)標準(zhun)高于一級A、箱體及(ji)設(she)備均一次建成的地(di)下(xia)廠(chang)作為(wei)(wei)(wei)成本分析對象(xiang)，有效數(shu)據(ju)樣本共計(ji)28座。圖1顯示(shi)規(gui)模(mo)(mo)效應(ying)在(zai)(zai)(zai)地(di)下(xia)廠(chang)領(ling)域仍在(zai)(zai)(zai)存在(zai)(zai)(zai)，其(qi)單位建設(she)成本與處(chu)理規(gui)模(mo)(mo)的關(guan)(guan)系(xi)以(yi)(yi)式（2）表示(shi)。計(ji)算(suan)處(chu)理規(gui)模(mo)(mo)為(wei)(wei)(wei)1萬m3/d時的單位建設(she)成本，取(qu)(qu)整后作為(wei)(wei)(wei)標準(zhun)化(hua)函數(shu)的最(zui)大值，即(ji)16 000元(yuan)/（m3·d）。

式(shi)中 P——地下廠單位(wei)建設(she)成本(ben)，元/（m3·d）；

Q——為處理規模(mo)，萬(wan)m3/d。

表3 評價指標數據范圍與標準化(hua)函數

圖1 地(di)下廠單位建(jian)設(she)成本(ben)隨處理規(gui)模的變化情況

（2）單位污(wu)(wu)水收(shou)集管(guan)網(wang)長(chang)度(du)（C2）：以《中國城市建設統計年(nian)鑒（2019）》中各(ge)省市建成區排水管(guan)道長(chang)度(du)和污(wu)(wu)水處理能(neng)力為(wei)基礎，計算(suan)全國680座城市單位污(wu)(wu)水收(shou)集管(guan)網(wang)長(chang)度(du)，其最小值和均值分別為(wei)0.17 m/（m3·d）、3.54 m/（m3·d）。考慮標(biao)(biao)準化函數的可(ke)用(yong)性(xing)，取3.55 m/（萬m3·年(nian)）作為(wei)本評(ping)價(jia)指標(biao)(biao)最大值，取0.15m/（萬m3·年(nian)）為(wei)最小值。

（3）單(dan)位再生水(shui)回(hui)用(yong)(yong)管(guan)網長度（C3）：以《中國城市建設統計(ji)年(nian)鑒(jian)（2019）》中各省市再生水(shui)管(guan)道長度和(he)全年(nian)再生水(shui)利用(yong)(yong)量為基礎，計(ji)算全國680座城市的單(dan)位再生水(shui)回(hui)用(yong)(yong)管(guan)網長度，其最小值、均(jun)值分別為0、10.46 m/（萬m3·年(nian)）。考(kao)慮標準化函數的可用(yong)(yong)性，取10 m/（萬m3·年(nian)）作為本(ben)評(ping)價指標最大值，取0為最小值。

（4）污(wu)水(shui)(shui)處理(li)(li)廠(chang)單位污(wu)染物去除能(neng)(neng)耗（C4）：至2018年(nian)我國一級A及以上污(wu)水(shui)(shui)處理(li)(li)廠(chang)單位COD能(neng)(neng)耗范圍為0.6~5.2 kW·h/kg COD，該數據(ju)基于住房(fang)和城鄉建設(she)部“全國城鎮污(wu)水(shui)(shui)處理(li)(li)廠(chang)信息(xi)管理(li)(li)系(xi)統”（2018年(nian)）中4 300多座污(wu)水(shui)(shui)處理(li)(li)廠(chang)實(shi)際運行數據(ju)統計得(de)出，具備可(ke)靠性(xing)。同(tong)時，考慮(lv)數據(ju)時效性(xing)、水(shui)(shui)處理(li)(li)技(ji)術發展速度和標(biao)準化函數的可(ke)用(yong)性(xing)，該項評價指標(biao)的最(zui)(zui)小值(zhi)、最(zui)(zui)大(da)值(zhi)分別(bie)確定為0.5 kW·h/kg COD、5.0 kW·h/kg COD。

（5）污(wu)水處理廠(chang)單位用(yong)地(di)面積（C5）：以《建標(biao)［2001］77號 城市污(wu)水處理工(gong)程項目(mu)建設標(biao)準》中規定的(de)(de)城鎮污(wu)水處理廠(chang)單位用(yong)地(di)面積1.6 m2/（m3·d）為(wei)最(zui)大值(zhi)(zhi)。以103座(zuo)調研(yan)的(de)(de)已運行地(di)下廠(chang)為(wei)基(ji)礎(chu)，結合地(di)理信息系統、文獻調研(yan)等方法獲取地(di)下廠(chang)的(de)(de)箱(xiang)體(ti)占(zhan)地(di)面積，有效數據(ju)樣本共計61座(zuo)，其(qi)最(zui)小值(zhi)(zhi)、最(zui)大值(zhi)(zhi)和全國均值(zhi)(zhi)分別為(wei)0.15 m2/（m3·d）、0.83 m2/（m3·d）、0.33 m2/（m3·d）。考慮標(biao)準化函數的(de)(de)可(ke)用(yong)性，取0.15 m2/（m3·d）作為(wei)本評價指(zhi)標(biao)最(zui)小值(zhi)(zhi)。

（6）C7~C9、C11、C12的數據范圍為0~100%。C13、C15分別構建與(yu)水(shui)資源利(li)用種(zhong)類的數量、公共(gong)服務(wu)供給種(zhong)類的數量相關(guan)標準化(hua)函數。

其余指標采用5級劃分(fen)法(fa)進(jin)行評分(fen)，評價標準見表4。

表4 評價(jia)指標(biao)的評價(jia)標(biao)準

1.4 決(jue)策指數H的(de)計算方法

利用式（15）計算各方(fang)案的(de)(de)最終得分(fen)，以分(fen)布-集中決(jue)策指數(shu)H表示(shi)，并(bing)用于(yu)評價不同分(fen)布程(cheng)度的(de)(de)排水系統(tong)方(fang)案，決(jue)策指數(shu)越高(gao)，表明方(fang)案越優(you)。

式中(zhong) Hi——第i個方案的決策(ce)指數；

Rik——第i個方案第k項指(zhi)標標準(zhun)化(hua)得(de)分；

Wk——第k項評價指標權重；

n——n為(wei)評(ping)價指標(biao)總(zong)數，該體系中n=16。

2?應(ying)用(yong)案(an)例

2.1 南(nan)明河(he)概(gai)況

南(nan)(nan)明河(he)(he)是貴陽(yang)市(shi)的(de)母親河(he)(he)，其(qi)干流(liu)及5條(tiao)支流(liu)全長118 km，流(liu)域(yu)內(nei)服務(wu)人(ren)口(kou)(kou)(kou)350萬(wan)人(ren)，服務(wu)面積6 600km2，是長江與珠江上(shang)游的(de)重要生態屏障(zhang)。2013年前，南(nan)(nan)明河(he)(he)流(liu)域(yu)水(shui)(shui)(shui)質惡化、污染嚴重，中心城區(qu)段水(shui)(shui)(shui)質長期處(chu)于劣Ⅴ類，主要原因包括：①收(shou)(shou)集與處(chu)理(li)設施跟(gen)不上(shang)城市(shi)高(gao)速(su)發展(zhan)，現狀污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)廠僅(jin)5座，處(chu)理(li)能(neng)力67萬(wan)m3/d，遠(yuan)期缺口(kou)(kou)(kou)超100萬(wan)m3/d；②貴陽(yang)市(shi)為(wei)(wei)典(dian)型喀斯特地(di)貌，且南(nan)(nan)明河(he)(he)流(liu)域(yu)主城區(qu)人(ren)口(kou)(kou)(kou)密度高(gao)（7 100~8 100人(ren)/km2），污水(shui)(shui)(shui)收(shou)(shou)集難(nan)(nan)、輸送難(nan)(nan)；③南(nan)(nan)明河(he)(he)為(wei)(wei)季節性缺水(shui)(shui)(shui)河(he)(he)流(liu)，城市(shi)發展(zhan)占用水(shui)(shui)(shui)資(zi)源，使生態基流(liu)持續下降，河(he)(he)道自凈能(neng)力降低。針對上(shang)述(shu)問題(ti)，南(nan)(nan)明河(he)(he)流(liu)域(yu)水(shui)(shui)(shui)環境(jing)綜合治理(li)項目自2012年開始(shi)實(shi)施，至(zhi)今(jin)已持續近9年。

2.2 決策模型應用與結果討論(lun)

在南明河流域綜(zong)合(he)治理(li)之初提出了傳統集(ji)中式(shi)(shi)建(jian)(jian)(jian)設模(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)和分布式(shi)(shi)廠(chang)網建(jian)(jian)(jian)設模(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)兩種方案。圖2為按(an)照原規(gui)劃思路(lu)編制的排水(shui)(shui)系統集(ji)中式(shi)(shi)方案，新(xin)建(jian)(jian)(jian)3座(zuo)地上(shang)(shang)式(shi)(shi)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠(chang)（處(chu)(chu)(chu)理(li)規(gui)模(mo)(mo)(mo)62.5萬(wan)(wan)m3/d），擴建(jian)(jian)(jian)4座(zuo)地上(shang)(shang)式(shi)(shi)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠(chang)（處(chu)(chu)(chu)理(li)規(gui)模(mo)(mo)(mo)53.5萬(wan)(wan)m3/d）。圖3為以“下沉式(shi)(shi)再生(sheng)水(shui)(shui)廠(chang)”為核心，結(jie)合(he)“適度集(ji)中、就(jiu)地處(chu)(chu)(chu)理(li)、就(jiu)近回(hui)用”原則提出的分布式(shi)(shi)廠(chang)網建(jian)(jian)(jian)設模(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)，沿(yan)南明河干支流新(xin)建(jian)(jian)(jian)改擴建(jian)(jian)(jian)再生(sheng)水(shui)(shui)廠(chang)23座(zuo)，新(xin)增(zeng)處(chu)(chu)(chu)理(li)規(gui)模(mo)(mo)(mo)116萬(wan)(wan)m3/d。其中，下沉式(shi)(shi)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠(chang)17座(zuo)（處(chu)(chu)(chu)理(li)規(gui)模(mo)(mo)(mo)67.5萬(wan)(wan)m3/d），地上(shang)(shang)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠(chang)6座(zuo)（處(chu)(chu)(chu)理(li)規(gui)模(mo)(mo)(mo)48.5萬(wan)(wan)m3/d）。

圖(tu)2 南明河流域排水系(xi)統集中式布置(zhi)方案（方案一）

圖3 南明河(he)流(liu)域分(fen)布(bu)式下沉再生(sheng)水系(xi)統(tong)建設模式（方(fang)案二）

應用排水(shui)(shui)(shui)系統分布(bu)-集(ji)中(zhong)決(jue)策(ce)(ce)模(mo)型，對原規劃集(ji)中(zhong)式下(xia)游建(jian)廠(chang)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)（方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)一(yi)(yi)）及(ji)分布(bu)式廠(chang)網(wang)(wang)(wang)建(jian)設方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)（方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)二(er)）進行評價(jia)決(jue)策(ce)(ce)，評價(jia)結果(guo)見表5。兩方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)決(jue)策(ce)(ce)指數H分別為(wei)31.06和(he)(he)63.31，表明方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)二(er)較方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)一(yi)(yi)更優。方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)二(er)在(zai)技術經濟先進性(xing)上的(de)(de)得分略(lve)高于(yu)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)一(yi)(yi)，這是(shi)因為(wei)：雖然方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)一(yi)(yi)中(zhong)的(de)(de)污水(shui)(shui)(shui)處理(li)廠(chang)具有規模(mo)效應，單位建(jian)設成本、單位污染物(wu)去除能(neng)(neng)耗、運行維護便捷(jie)性(xing)的(de)(de)得分高于(yu)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)二(er)，但因方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)二(er)采用的(de)(de)分布(bu)式廠(chang)網(wang)(wang)(wang)建(jian)設模(mo)式大幅節省了污水(shui)(shui)(shui)收集(ji)管網(wang)(wang)(wang)和(he)(he)回(hui)用管網(wang)(wang)(wang)的(de)(de)長度，且該方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)中(zhong)的(de)(de)污水(shui)(shui)(shui)處理(li)廠(chang)以下(xia)沉(chen)廠(chang)為(wei)主(zhu)，整體(ti)節地(di)(di)效果(guo)明顯。“分布(bu)”“下(xia)沉(chen)”帶來的(de)(de)優勢在(zai)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)、環(huan)(huan)境(jing)、社會效益(yi)層面(mian)(mian)(mian)均有體(ti)現：借助下(xia)沉(chen)廠(chang)實(shi)施分布(bu)式廠(chang)網(wang)(wang)(wang)建(jian)設，一(yi)(yi)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)面(mian)(mian)(mian)能(neng)(neng)夠(gou)提升水(shui)(shui)(shui)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)、能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)利用效率(lv)和(he)(he)多(duo)樣性(xing)，為(wei)實(shi)現碳中(zhong)和(he)(he)提供條件(jian)；另(ling)一(yi)(yi)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)面(mian)(mian)(mian)，可(ke)充分釋放(fang)土地(di)(di)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)，進行產業開發可(ke)體(ti)現土地(di)(di)價(jia)值，進行景觀公園建(jian)設可(ke)提升地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)綠(lv)化率(lv)、降低(di)碳排放(fang)，在(zai)解(jie)決(jue)鄰避效應的(de)(de)同時(shi)供給公共服務，實(shi)現與周邊環(huan)(huan)境(jing)的(de)(de)高度相容。

表5 南明河排水系統分布(bu)-集(ji)中方案評價(jia)結果

圖4 2012-2021年南明河河道國控斷面(mian)水質(zhi)指(zhi)標變(bian)化情(qing)況(kuang)

將下(xia)沉廠與(yu)“適(shi)度(du)(du)集(ji)中、就地(di)處理(li)、就近(jin)回用(yong)”相(xiang)結合所形成的分布式廠網建設模式可(ke)在保證技術(shu)經濟性的基(ji)礎上(shang)，產生(sheng)(sheng)較好的資(zi)源、環境(jing)和社會(hui)效(xiao)益(yi)。運用(yong)本(ben)模型進(jin)行方案(an)評價(jia)時可(ke)將各維度(du)(du)評價(jia)指(zhi)標量化為指(zhi)標得(de)分，易于方案(an)比選(xuan)與(yu)深(shen)入分析(xi)。上(shang)述(shu)方案(an)二(er)已(yi)實(shi)際(ji)運用(yong)于南明(ming)(ming)河(he)流域(yu)水(shui)環境(jing)綜合治(zhi)理(li)項目中，實(shi)現南明(ming)(ming)河(he)高品質再生(sheng)(sheng)水(shui)水(shui)源補水(shui)4.5億(yi)m3/年(nian)(nian)，節(jie)省管網投資(zi)15億(yi)元，節(jie)省調水(shui)補水(shui)費(fei)用(yong)超1.58億(yi)元/年(nian)(nian)，節(jie)約土(tu)地(di)資(zi)源約1 053畝（1畝=667 m2）。目前(qian)，南明(ming)(ming)河(he)治(zhi)理(li)段黑臭已(yi)消除，2021年(nian)(nian)國控斷面(mian)COD、NH3-N已(yi)達地(di)表水(shui)Ⅲ類(lei)，部分河(he)段水(shui)生(sheng)(sheng)植物(wu)覆蓋(gai)率達到80%以上(shang)，水(shui)生(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)物(wu)多樣(yang)性提升。

3?結(jie) 論

（1）針(zhen)對排水(shui)系統(tong)分布(bu)式(shi)建(jian)設方(fang)(fang)案(an)(an)和集(ji)中式(shi)建(jian)設方(fang)(fang)案(an)(an)的決策比選，從技術經濟先進性、資(zi)源效益、環(huan)境(jing)效益、社會效益四個方(fang)(fang)面16個指標(biao)，首次構建(jian)了排水(shui)系統(tong)分布(bu)-集(ji)中方(fang)(fang)案(an)(an)的綜合性決策模型。

（2）采(cai)用層次分析法確定了決策模型的(de)指標權重，準則層中資源(yuan)效益所(suo)占權重最高(gao)，技(ji)術經濟(ji)先進性權重占比(bi)第(di)二，環境(jing)效益和社會效益重要(yao)程度基本相當，評價(jia)指標中的(de)能量平衡率、再(zai)生水利用率、土地釋放(fang)程度對評價(jia)結果的(de)影響最大。

（3）為使評價模(mo)型(xing)具有(you)普遍可比性，針(zhen)對(dui)確定(ding)性指標(biao)，采用離差標(biao)準化(hua)(hua)法(fa)構建可通用的標(biao)準化(hua)(hua)函(han)數，針(zhen)對(dui)非確定(ding)性指標(biao)，采用5級劃分法(fa)，最(zui)終以(yi)決策指數H作為評價指標(biao)，易于方案比選(xuan)與(yu)深入分析。

（4）以南明河流域(yu)水環境綜合(he)治理(li)項(xiang)目為例，進(jin)行了傳(chuan)統集中(zhong)式和分布(bu)式建設方案的綜合(he)評價(jia)，結果表(biao)明分布(bu)式廠網(wang)建設方案優于(yu)傳(chuan)統集中(zhong)式建設方案，國(guo)控斷面主(zhu)要(yao)水質指標(biao)已達地表(biao)水Ⅲ類，水生(sheng)植物覆蓋(gai)率和水生(sheng)生(sheng)物多樣(yang)性提升。該項(xiang)目是國(guo)內首次(ci)將分布(bu)式廠網(wang)建設模式與下沉廠結合(he)應用于(yu)流域(yu)尺度(du)、城(cheng)市河道(dao)治理(li)的案例，具有借鑒意義(yi)。

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