雄安新区作为疏解北京非首都功能的集中承载地,在深入推进京津冀协同发展、优化京津冀城市布局与空间结构、创建作为其他城市典范的智慧城市等方面有着重要意义[1-2]。涉水事务涉及新区建设中的重要基础公共设施和服务,在雄安新区建设过程中非常关键[3-4]。涉水事务与经济、社会、生态环境关系密切,面临的风险种类多样,包括洪涝灾害风险、工程运营风险、供水不足风险和水污染风险等,且各种风险之间的相互关系复杂[4-5]。为降低涉水事务风险,应在风险识别、风险分析、风险应对和风险监控4个阶段采取有效手段,完善水务风险监测措施,健全水务风险信息化预警机制,建立涉水事务风险管理体系[6-8]。
涉水事务涉及利益相关方众多,包括上级管理部门、水务管理部门、水务工程建设方与运营方、居民用水方、工业用水方、农业用水方以及生态环境用水方等[9]。过去所采用的“多龙治水”的管理模式缺乏统筹,管理低效,不利于整合资源与技术进行高效水务管理,会导致水资源浪费与水环境污染,降低水资源开发利用效率[10-11]。在水务一体化改革中,相关法律法规依据缺乏、各涉水部门间存在利益冲突、技术规范不统一、管理技术与管理水平存在缺陷等是主要的制约因素[12-13],应通过健全相关法律法规、改革涉水管理机构、加强部门间协调、将流域管理与行政区域管理相结合,改变“多龙治水”的局面,实现对水资源、防洪排涝、供水、节水、排水、水土保持、污水处理、再生水利用等工作的一体化高效管理[11, 14-17]。各利益相关方的共同参与有利于整合各方资源,统一管理标准,平衡各方需求,是促进涉水事务高效风险管理的关键因素[5, 18-19]。另外,通过信息化手段收集流域层面涉水事务管理所需相关数据,有利于在流域层面上对涉水事务进行统筹管理[20]。因此,应构建各利益相关方能够共同参与的流域尺度下涉水事务一体化风险管理体系,实现各方协同风险管理,在先进信息技术支持下做出兼顾各方利益的风险管理决策,以进行高效一体化水务风险管理[21]。
已有相关研究往往从单一层面分析某一方面的涉水事务风险,偏重于对风险中某一风险因素的研究,缺乏全面性,也缺乏系统性实证数据支撑。对此,本文构建了涉水事务一体化风险管理模型,并结合对雄安新区涉水事务各利益相关方风险管理调研结果,系统、全面地分析了雄安新区涉水事务面临的风险及解决对策,以对水资源管理、水生态环境保护、水利工程建设与运营、洪涝灾害防治、供水管理、污水管理和节水管理等的相关风险进行统筹管理。1涉水事务一体化风险管理模型涉水事务一体化风险管理应统筹各方面涉水事务,高效执行各风险管理步骤,运用先进信息技术实现多源信息采集与集成,为涉水事务一体化风险管理提供协同工作平台以实现各部门间的协同风险管理,并对涉水事务风险进行深度分析。涉水事务一体化风险管理模型如图 1所示。
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图 1 涉水事务一体化风险管理模型 |
涉水事务范围广,利益相关方多,所涉及的各种风险之间关系复杂,因此建立各涉水部门之间的协同工作体系,有利于减少不同涉水事务管理存在的冲突与脱节现象,以实现水资源优化配置和统一规划[22]。各涉水部门建立合作风险管理机制,实现高效的风险信息共享,有利于了解彼此在同一风险中的作用、位置和资源配置,从而做出兼顾各方利益的风险管理决策。应用先进信息技术,如协同工作平台、物联网(Internet of things, IoT)、大数据、云计算、虚拟现实(virtual reality, VR)、地理信息系统(geographic information system, GIS)、无人机和数据采集与监视控制(supervisory control and data acquisition, SCADA)系统等,可以在涉水事务信息监测、数据传输共享、业务协同和信息存储等方面支持水务一体化风险管理[23]。
为验证涉水事务一体化风险管理模型,以雄安新区为例进行的实证研究应通过调研解决以下问题:1) 雄安新区建设中面临了哪些重要涉水事务风险;2) 应采取哪些一体化风险管理措施降低或消除相应涉水事务风险。
2 研究方法雄安新区包括容城县、安新县、雄县3县及周围部分区域,白洋淀位于境内。本文选取混合研究方法研究雄安新区涉水事务一体化风险管理:采用问卷调研收集定量数据,利用访谈、现场考察和资料收集方法收集定性数据。通过问卷调研对雄安新区涉水事务风险因素进行评价。问卷指标设定结合涉水事务内容及特点,包括“淀区水体污染”“洪水灾害”“城区内涝” “水生态环境恶化”和“水资源配置不合理”等31项雄安新区涉水事务可能面临的风险。采用Likert-5分打分法对问卷指标进行量化。通过均值分析对不同风险的重要程度进行判断,并通过系统聚类分析对风险因素进行分类,进而对不同种类风险提出相应的防控措施。
对容城县涉水管理部门、安新县涉水管理部门、雄县涉水管理部门和雄安新区水务公司进行调研,分别从以上各部门收集有效问卷8份、30份、30份和18份,共计86份。调研对象涵盖了相关部门的各个岗位,平均从业年限13.6 a,具有较好的专业性和代表性。
除进行问卷调研外,还实地考察了雄安新区水务工程,并对来自雄安新区公共服务局、容城县农业农村局、安新县农业农村局、雄县农业农村局、雄安集团生态建设公司等单位的涉水事务管理与技术人员进行了访谈,共计32位。采取以问卷内容为基础的半结构化访谈,以了解问卷评分的深层次理由以及受访者对涉水事务一体化风险管理的意见和建议。
3 调研结果分析雄安新区涉水事务各风险因素重要性得分情况如表 1所示。其中:1表示很不重要,2表示不重要,3表示一般,4表示重要,5表示很重要。
风险因素 | 得分 | 标准差 | 排序 |
淀区水体污染 | 4.86 | 0.51 | 1 |
上游水利枢纽安全隐患 | 4.66 | 0.57 | 2 |
洪水灾害 | 4.63 | 0.60 | 3 |
上游污染影响 | 4.60 | 0.69 | 4 |
城区内涝 | 4.58 | 0.60 | 5 |
地下水过度开采 | 4.55 | 0.79 | 6 |
新区堤防安全隐患 | 4.54 | 0.63 | 7 |
淀区水生态环境恶化 | 4.53 | 0.74 | 8 |
地质灾害 | 4.49 | 0.72 | 9 |
新区工业排污 | 4.44 | 0.76 | 10 |
饮用水安全问题 | 4.41 | 0.80 | 11 |
污水处理成本过高 | 4.33 | 0.72 | 12 |
新区生活污水 | 4.32 | 0.74 | 13 |
畜禽水产养殖污染 | 4.31 | 0.88 | 14 |
水资源配置不合理 | 4.31 | 0.69 | 15 |
新区农业面源污染 | 4.28 | 0.75 | 16 |
淀区过度捕捞 | 4.28 | 0.86 | 17 |
旱灾 | 4.24 | 0.73 | 18 |
水资源利用效率不高 | 4.21 | 0.75 | 19 |
污水处理能力不足 | 4.20 | 0.73 | 20 |
涉水事务各方协同风险管理能力不足 | 4.18 | 0.90 | 21 |
用水管控不力 | 4.16 | 0.64 | 22 |
城市水网供水能力不足 | 4.16 | 0.66 | 23 |
城市供水漏损 | 4.13 | 0.71 | 24 |
智慧化水务管理能力不足 | 4.13 | 0.94 | 25 |
水务管理风险应急能力不足 | 4.10 | 0.86 | 26 |
水务工程建设管理不力 | 4.05 | 0.93 | 27 |
水务工程规划设计不合理 | 3.98 | 0.96 | 28 |
水务管理风险因素监控不力 | 3.98 | 0.87 | 29 |
水务工程运营管理不善 | 3.93 | 0.91 | 30 |
水务工程运营成本过高 | 3.87 | 0.90 | 31 |
均值 | 4.30 | 0.80 |
由表 1可知,雄安新区涉水事务相关风险因素重要性得分平均值为4.30分,大多数风险因素得分大于4.00分,最低为3.87分,表明雄安新区涉水事务所面临的各项风险因素均较为重要,应根据不同种类风险制定相应的防控措施。对表 1中的各项风险因素利用SPSS 22.0进行系统聚类分析,结果如图 2所示。
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图 2 雄安新区涉水事务风险因素聚类分析 |
由图 2可知,雄安新区涉水事务风险主要分为4个大类:
1) 洪涝灾害,包括:(1) 防洪风险,如洪水灾害、上游水利枢纽安全隐患、新区堤防安全隐患和地质灾害等风险;(2) 城区内涝风险。
2) 水生态环境问题,包括淀区水体污染、上游污染影响、新区工业排污、新区生活污水、新区农业面源污染、畜禽水产养殖污染、污水处理能力不足、淀区过度捕捞等风险。
3) 水资源短缺问题,包括城市水网供水能力不足、城市供水漏损、用水管控不力、水资源配置不合理、地下水过度开采、水资源利用效率不高等风险。
4) 水务工程建设与运营管理风险,包括水务工程规划设计不合理、水务工程建设管理不力、水务工程运营管理不善、水务工程运行成本过高、智慧化水务管理能力不足等风险。
4 雄安新区涉水事务主要风险及其防控措施 4.1 洪涝灾害风险及其防控措施雄安新区涉水事务面临的洪涝灾害风险可分为防洪风险和城区内涝风险两个方面。防洪风险方面,雄安新区防洪风险主要包括洪水灾害、上游水利枢纽安全隐患、新区堤防安全隐患和地质灾害等(见表 1)。雄安新区属暖温带大陆性季风气候,降水集中于夏季。大清河中游流经雄安新区。大清河水系上游地处太行山迎风坡,该地区夏季暴雨强度大,导致洪峰流量大,大清河南北支洪水均会对雄安新区产生威胁。另外,雄安新区所在的京津冀地区地质构造复杂,地壳稳定性较差,存在地面沉降和地裂缝等地质灾害风险,对新区堤防安全有严重影响。城区内涝风险方面,雄安新区地处“九河下梢”,属太行山麓平原向冲积平原的过渡带,地势相对低洼。当强降水或连续性降水超过城市排水能力时,存在内涝风险。雄安新区的城区内涝风险主要源于排水管渠系统排水能力不足、防洪圈内外排水防洪体系协调性不佳、城市及周边生态系统对雨水的调蓄能力缺乏等。
洪涝灾害风险防控涉及的相关方众多,需建立水务一体化管理机制,包括制定洪涝灾害防治体系,系统规划建设洪涝灾害防治工程,进行上下游河道治理、堤防及泵站日常检查维护、水情预警、地质灾害调查与监测、白洋淀及上游水库联合调度。同时,应通过先进信息技术的应用,更加准确高效地防控洪涝风险。例如:应用无人机摄影技术实时监测洪水的发展情况;应用大数据和云计算等技术进行高效防洪决策;应用GIS技术对区域环境气候数据和降水规模开展模拟预测;应用协同工作平台实现防洪排涝相关部门间的高效合作等。
4.2 水生态环境问题及其防控措施 4.2.1 水污染问题及其防控措施雄安新区水污染风险主要影响因素包括淀区水体污染、上游污染影响、新区工业排污、新区生活污水、新区农业面源污染、畜禽水产养殖污染和污水处理能力不足等(见表 1)。水污染主要来自工业、农业和生活污染源。工业污染主要来自流域中上游地区的工业污水,通过府河等河流汇入白洋淀内。农业污染源主要为农业生产和养殖造成的面源污染,包括化肥农药的大量使用、畜禽粪污和水产养殖中大量饵料及用药造成的污染。生活污染源主要为城乡居民生活产生的生活污水。
水污染防控具体措施应包括:调整产业结构、取缔不达标高污染企业、严控企业排污;严控沿淀沿河范围化肥、农药使用,通过生态水利工程建设控制农田退水,严控淀内、淀边和入淀河流沿岸养殖活动;严禁城乡污水、垃圾直接入淀入河,合理设定旅游承载力阈值,发展生态旅游等。同时,应有效运用先进信息技术,例如应用SCADA技术监测水污染情况,准确、实时地掌握污染物排放信息,从而实现高效的水污染风险防控。
4.2.2 白洋淀生态问题及其防控措施白洋淀区域面积大、生态系统复杂, 存在生态退化等突出问题,主要源于入淀水量不足、水生态环境恶化、社会经济活动挤占生态空间、地下水过度开采和流域水土流失等问题。
白洋淀生态治理具有复杂性和长期性,需进行补水、治污、防洪和生态保护一体化管理,通过建立长效调水补水机制实施多源补水、改善河淀水动力条件、严控入淀水质、清理河淀内源污染、修复白洋淀及上游河道生态系统、加强上游库区及组团间绿化、严控地下水开采、建设城边淀边湿地和海绵城市等措施恢复白洋淀良性生态系统,重现淀泊风光,实现新区“水城共融”。
4.3 水资源短缺问题及其防控措施雄安新区所在的大清河流域是资源型缺水地区,目前新区用水主要为白洋淀生态用水和农业用水。随着新区建设的推进,城市生活用水和工业用水会逐渐增加。为应对雄安新区水资源短缺问题,需着重解决水资源配置不合理、水资源利用效率不高和地下水过度开采等问题(见表 1),具体措施包括:
1) 基于流域和区域协调机制,统筹水资源供给和生产、生活和生态用水需求,结合GIS、云计算和大数据等先进信息技术,实现流域智慧精准调控,合理配置南水北调水,引黄入冀水,以及当地地表水、地下水和再生水资源。
2) 水务管理部门通过市场和行政监管两手发力,一体化管理取水、供水、用水、节水、排水、污水处理和再生回用,提高各环节水资源利用效率。应通过工业与农业产业结构优化、水资源循环利用、先进节水技术应用、用水精确计量和阶梯水价制定等措施,并结合IoT技术建立智能抄表与收费系统,提升生产、生活和生态用水效率。
3) 随着雄安新区城镇化程度提升,农业用地逐渐减少,应相应减少农业灌溉井数量。雄安新区建设过程中,应完善供水系统,在确保城市生活用水的同时,保障城市建设用水,并控制地下水开采总量。此外,应通过海绵城市和生态工程建设,提升雨洪水资源利用能力,以补给地下水资源。
4.4 水务工程建设与运营管理风险及其防控措施雄安新区水务工程建设与运营管理风险主要包括水务工程规划设计不合理、水务工程建设管理不力、水务工程运营管理不善、水务工程运行成本过高和智慧化水务管理能力不足等(见表 1)。应采取以下措施防控水务工程建设与运营风险:
1) 在规划设计阶段,应在考虑河淀水文、地形地貌、地质条件、气候条件、设备与材料、市场需求和财务指标的同时,注重水务工程的社会、经济和生态环境效益,从补水、治污、防洪和生态环境保护整体优化的视角确定水务工程规划设计方案。
2) 在建设管理阶段,应规范建设管理制度和流程,根据水务工程建设绩效链建立多视角多层次考核体系,加强工程建设过程与结果监管,并结合先进信息技术实现工程数据实时共享、工程建设全程可视、施工过程智慧管控,确保质量、安全、成本、进度和环保等目标的顺利实现。
3) 在运营管理阶段,应根据水务工程特点选择合适的运营管理模式,明确运营管理职责,建立运营绩效评价与激励机制,对运营管理制度、组织结构、工作流程、专业人才配置、运行计划与执行、安全检查、应急处置、环保、设备维护、设备性能、财务、信息化水平和社会经济效益等重要因素进行全方位、全链条监管,实现水务工程高效运营。
5 雄安新区涉水事务一体化风险管理建议雄安新区涉水事务风险因素调研结果(见表 1)显示,涉水事务各方协同风险管理能力不足、风险应急能力不足和风险因素监控不力是需要重视的问题。对此,提出雄安新区涉水事务一体化风险管理建议:
1) 建立涉水事务一体化风险管理机制。在涉水事务一体化风险管理机制下,对水资源、水生态环境保护、水利工程建设与运营、洪涝灾害防治、供水、污水处理和节水相关风险进行统筹管理。需明确涉水事务各利益相关方的协同风险管理职责,了解各方在同一风险中的作用、位置和资源配置, 制定利益相关方合作风险管理对策并协同执行,充分利用各方资源高效管理涉水事务风险。
2) 运用先进信息技术开展全流域风险监测,集成和共享涉水事务多源信息。运用大数据、云计算、IoT、VR、GIS和SCADA系统等技术,开展全流域风险监测,获取流域地理环境、气候、水文、水环境、水生态、地质灾害隐患、植被情况和土地利用等数据,并结合水务工程建设运营与社会经济数据,为涉水事务一体化风险管理提供基础性依据。
3) 加强涉水事务一体化全过程风险管理。应明确涉水事务利益相关方在风险管理中的行动步骤,包括风险辨识、风险分析、风险应对和风险监控等,使组织和个人都可以依据流程处理与己相关的风险事务,具体如下:
(1) 风险识别:系统地识别涉水事务风险因素、风险性质和风险产生的条件, 形成综合自然环境、水务工程和社会经济因素的全面风险数据库。
(2) 风险分析:针对所识别的涉水事务风险,运用信息技术深度分析风险发生的原因、可能性和后果,评估风险等级,为补水、治污、防洪、生态修复一体化风险管理提供决策支持。
(3) 风险应对:根据涉水事务风险等级,综合考虑社会、经济和生态环境保护目标,选取合适的风险应对方案,并通过流域与区域协调联动,推进实施风险的预防、应急处置和事后恢复措施。
(4) 风险监控:持续开展全流域风险监控,定期评估风险应对措施的有效性,运用大数据和人工智能等技术进行风险状态分析和风险趋势分析,为防洪、排涝、水资源应急调度、突发性水生态环境事件、水利工程建设运营安全管理等及时提供预警信息。
6 结论本文提出了涉水事务一体化风险管理模型(见图 1),并以雄安新区为例进行实证研究。调研结果表明,雄安新区涉水事务风险主要包括:1) 洪涝灾害;2) 水生态环境问题;3) 水资源短缺问题;4) 水务工程建设与运营管理风险。针对不同风险,分别基于水务一体化风险管理提出了相应的防控措施:建立涉水事务一体化风险管理机制;运用先进信息技术开展全流域风险监测,集成和共享涉水事务多源信息;加强涉水事务一体化全过程风险管理。
本研究揭示了涉水事务一体化风险管理中涉水事务、风险管理步骤和信息技术之间的联系,并基于一体化管理视角提出了针对几大主要涉水事务风险所应采取的防控措施,可以为政府水务部门全面、协同、高效管理涉水事务风险提供理论与实践参考。未来应重视以下研究:1) 建立一体化风险管理信息平台,有效协同各利益相关方进行涉水事务一体化风险管理;2) 进一步研究涉水事务利益相关方之间的关联,优化一体化风险管理流程;3) 进一步将大数据、云计算、IoT、VR等先进信息技术应用到具体的风险管理流程中,以实现智慧化风险管理。
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