Case Study

Green Evaluation Index System of Inland Water Service Area

  • LIU Yu , 1 ,
  • ZU Fuxing 2 ,
  • WANG Wei , 1, * ,
  • LI Huijiuyuan 2 ,
  • YANG Qingbing 2
Expand
  • 1 China Academy of Transportation Sciences, Beijing 100029, China
  • 2 China Railway Changjiang Transport Design Group Co., Ltd., Chongqing 400012, China

Received date: 2023-12-07

  Online published: 2024-04-22

Abstract

In order to clarify the goal and direction of green construction of inland water service areas and promote the improvement of green efficiency of water service areas, the research on green evaluation indexes of water service areas was carried out. An evaluation method of green water service area suitable for various construction types was put forward. Firstly, on the basis of sorting out the construction type of water service areas and the current situation of green construction, the main principles of green evaluation of water service areas were put forward, and specific greening elements are clarified in combination with the Green Transport Standard System 2022 and relevant green evaluation standards. Secondly, the green evaluation index system of water service areas was constructed. The weights of the indexes were determined through the combination of expert scoring and AHP. The actual situation of service areas has verified the scientificity of indicator weights, and the scoring method for each indicator was proposed. Finally, a water service area in Chongqing was evaluated using the constructed index system. The results showed that the water service area reached the 4-star green level, which verified the applicability of the evaluation index system. The results also pointed out the shortcomings of the service area in terms of energy saving management, energy consumption monitoring, and personnel system, which provided a basis for the subsequent optimization and improvement of the service area.

Cite this article

LIU Yu , ZU Fuxing , WANG Wei , LI Huijiuyuan , YANG Qingbing . Green Evaluation Index System of Inland Water Service Area[J]. Transport Research, 2024 , 10(1) : 82 -89 . DOI: 10.16503/j.cnki.2095-9931.2024.01.009

0 引言

绿色是高质量发展的底色。水上服务区作为内河航运绿色高质量发展的重要载体,受到国家与行业层面的高度重视。2021年印发的《绿色交通“十四五”发展规划》明确提出“探索建设集岸电、船用充电、污染物接收、LNG加注等服务于一体的内河水上绿色航运综合服务区”[1];2021年交通运输部将加快推进水上综合服务区建设列入“我为群众办实事”项目清单,并发布《内河水上服务区总体设计规范》(JTS/T 162—2021)[2],指导水上服务区建设;2022年交通运输部印发《内河水上服务区服务指南(试行)》,以规范水上服务区服务,提升服务质量和水平[3];2023年水上服务区已作为《绿色交通设施评估技术要求》(JT/T 1199)系列行业标准的第6部分,被正式列入标准制定计划。近年来,各地水上服务区建设速度加快,但在绿色建造、环保设施、低碳运营、能耗统计监测等方面参差不齐。各服务区建设运营主体、经营模式、功能配置以及建设型式和规模差别较大,成为水上服务区绿色发展要素与尺度不明确的重要原因。由此可见,研究水上服务区绿色化建设与运营要求,科学确定绿色化要素与评价尺度,有助于充分发挥水上服务区绿色效能,改善内河生态环境。
既有文献多围绕水上服务区功能配置、布局选址等设计、建设方面开展研究。丁天平等[4]对江苏省的水上服务区进行调研,提出航道服务区功能配置建议。胡成亚等[5]通过对节能减排设施配置与布局方案分析,提出了低碳运行措施建议。耿治兵[6]提出了确定水上服务区陆域功能配置及建设规模的方法。杜珂[7]分析了长江经济带部分内河水上服务区的功能需求、影响因素,提出了水上服务区的功能定位及发展建议。毛洪鑫等[8]对水上服务区选址、功能、分类分级等方面的共性要求进行研究,提出了服务区建设技术标准。除设计、建设方面外,部分学者也针对水上服务区的运营过程进行了研究,包括经营管理模式[9]、运营维护[10]以及成本收益[11]等。随着数据要素与交通基础设施的不断融合,学者也开展了水上服务区数字化建设相关研究[12]。绿色是水上服务区的核心要素,与其他交通设施相比,水上服务区承担了污染物接收与处置、岸电供给等更多绿色环保方面的职责,但目前水上服务区的绿色化工作尚无专项标准可依。因此,建立水上服务区绿色评价指标体系,明确水上服务区绿色化发展内容与尺度具有重要意义。
综上,目前研究多集中于服务区设计、建造与服务,虽然部分涉及了绿色环保相关内容,但缺少针对水上服务区全生命周期绿色发展的系统性研究,关于水上服务区绿色建设内容、环保要求、低碳管理等方面的内容和重要程度尚不明确。本文聚焦绿色发展,在明确水上服务区绿色内涵的基础上,系统提出水上服务区绿色化建设与运营要素,采用定性与定量相结合的方式,构建水上服务区绿色评价指标体系,并通过实例对指标体系的科学性与可行性进行了验证,以期统一水上服务区绿色评价要素与尺度,推动水上服务区绿色效能提升。

1 绿色水上服务区的内涵

1.1 水上服务区的建设型式

水上服务区按照建设型式可分为三类:有陆域的服务区、离岸布置的趸船(简称“趸船服务区”)或固定平台式服务区(简称“平台服务区”)[12]。具体型式应根据服务需求、周边环境、既有要素等因素综合确定。
有陆域的服务区通常建设规模较大,功能较为齐全,服务能力和水平较高,但通常建设成本高、周期长,对于周边水文与地质条件也有较高要求。目前长江中下游地区,如浙江、江苏等省的水上服务区以此类为主[13]
趸船服务区和平台服务区设置在独立或以岸桥连接的趸船或水上构筑物上,通常规模较小,功能单一,服务水平和能力也较为有限,但建设成本低、周期短,无需占用陆域用地。趸船服务区的位置更加灵活,在岸线条件不佳、水位落差大的位置也可设置。目前长江上游地区,如四川、重庆等省市的水上服务区以上述两类为主[14]
绿色水上服务区是指在规划设计、施工建设、运营管理的全生命周期实现资源节约、节能低碳、环境友好的水上服务区。具体评价内容应根据自然条件、建设型式和规模因地制宜,如:部分地区光照条件较差,配备光伏发电系统难以取得良好的收益;有陆域、规模较大的服务区可能涉及风能发电、绿色建材使用等诸多绿色化要素;而趸船及平台服务区由于规模较小,建设条件与整体投入有限,其可实施的绿色化要素相对较少。

1.2 水上服务区绿色化要素

明确绿色化要素是建立水上服务区评价指标体系的重要基础。根据水上服务区规划、设计、建设、运营和服务全生命周期,基于交通运输部发布的《绿色交通标准体系(2022年)》中所包含的节能降碳、污染防治、生态环境保护修复、资源节约集约利用的框架结构[16],结合已有行业标准中的交通设施绿色评估指标体系[17],采用系统分析法提出水上服务区绿色化要素,包括节能降碳、资源节约与循环利用、生态保护与环保服务。
1)节能降碳。水上服务区在日常运营过程中应节约能源,减少碳排放。一是服务区在建设时接入岸上电网,柴油发电机仅作为应急条件下的电能来源;二是安装风能、光伏等清洁能源系统,作为服务区能源的补充;三是安装高效节能灯等节能设备,建立能效能耗统计监测系统,健全服务区用能与排放管理制度,减少日常运营服务的能源消耗。
2)资源节约与循环利用。水上服务区应充分利用各类资源,包括建设材料、场地空间和水资源。服务区规划设计阶段,应充分利用污水处理厂、垃圾回收站、修船厂、周边道路管网等既有要素,节约利用土地资源;建设过程中应采用绿色建筑材料,减少施工对环境的影响;运营阶段,服务区可通过净水装置循环利用各类设备的冷却水,有条件的还可安装雨水收集系统。
3)生态保护。水上服务区临近内河航道,应注重对航道生态环境的保护。一是要减少服务区建设和运营过程中对于内河水体环境的影响,采取措施避免污水泄漏和垃圾遗洒;二是要针对可能发生的水上污染事故,如溢油等,设置相应的处置装备并制定应急处置方案,保障内河生态环境。
4)环保服务。与公路服务区等其他交通基础设施不同,水上服务区除了建设与运营中的绿色要素外,还承担了环保服务职责,这是水上服务区发挥绿色效能的重要体现。一是对于停靠的船舶,水上服务区应提供岸电供给,以减少停靠船舶柴油机长时间运行产生的大气污染和碳排放;二是配备污染物接收和储存装置,通过转运、接入管道或自处理的方式,对停靠船舶的垃圾、污水等污染物进行接收与处置,避免船舶污染物泄漏与倾倒。

1.3 水上服务区绿色化原则

根据水上服务区发展特征及现状,其绿色评价应符合以下原则:
1)涵盖全面,科学合理。水上服务区绿色评价指标体系应与国家和行业已有相关政策文件、法规标准相协调,并涵盖所有服务区涉及的绿色化要素,满足现阶段绿色发展要求。指标体系的结构划分应科学适用,指标分项权重应能体现水上服务区绿色发展的重点方向。
2)因地制宜,实事求是。与其他交通基础设施不同,目前各地已有水上服务区的建设型式、规模、运营情况差别较大[18],绿色评价指标选取和评分方法选择过程中需要切实考虑服务区的建设型式、规模和环境条件,既要发挥评价指标体系的鼓励引导作用,也要注重指标选取和评分方法的切实可行性。
3)适度超前,动态调整。绿色评价指标体系的构建应在满足规范性的同时,充分发挥其对水上服务区绿色发展的引导作用,使其具备一定的前瞻性。随着水上服务区绿色建设与运营的不断完善,应及时对指标体系的相关内容和权重进行调整,保证指标对水上服务区绿色发展的适用性。

2 绿色水上服务区评价指标体系构建

2.1 水上服务区绿色评价指标体系

在明确了水上服务区绿色化要素与绿色化原则的基础上,结合绿色运营管理中相应的保障措施,本文构建了包括5个一级指标、12个二级指标、23个三级指标的水上服务区绿色评价指标体系,如表1所示。
表1 水上服务区绿色评价指标体系
一级指标 二级指标 三级指标
节能降碳A1 绿色能源使用B1 可再生能源使用C11
高效、清洁电能使用C12
能源节约B2 节能设备C21
节能管理C22
能耗统计管理B3 能耗统计与监测C31
能耗管理C32
资源节约与
循环利用A2
建筑材料B4* 绿色建材与施工C41*
土地空间B5* 总体用地C51*
室内空间C52*
水资源B6 节水器具与设备C61
节水管理C62
生态保护A3 区域保护B7 生态保护区退让C71
航道保护B8 水体保护C81
溢油防治C82
环保服务A4 船舶污染物回收、转运、处置B9 生活垃圾C91
生活污水C92
油污水C93
岸电服务B10 岸电设施C101
绿色保障A5 制度保障B11 规章制度C111
考核制度C112
服务质量评价C113
人员保障B12 人员配置C121
教育培训C122

注:*表示该指标仅陆域的服务区涉及。

2.2 指标体系权重确定

为了合理确定指标体系权重,本文邀请了20位来自管理部门、服务区设计和运营单位的专家,采用专家打分法与层次分析法相结合的方式综合确定各项指标权重。专家打分法是由专家分别对各指标权重进行独立赋值;层次分析法通过各指标两两配对比较,依据重要性评价标度表(见表2),对各指标重要性进行赋值,再通过分析计算和一致性检验得到各指标权重。两种方法相结合既减少了专家对于单一指标直接赋值的片面性,也降低了重要性评价标度划分的误差。专家打分、层次分析法及综合权重计算结果如表3所示。
表2 重要性评价标度
标度cij 定义
1 i因素与j因素相比同等重要
3 i因素较j因素略微重要
5 i因素较j因素较为重要
7 i因素较j因素非常重要
9 i因素较j因素绝对重要
2,4,6,8 中间状态对应的标度值
1/kk=1, 2, …, 9) j因素与i因素比较,得到的标度值是cji=1/cji
表3 指标体系权重计算结果
一级
指标
二级
指标
三级
指标
专家打分权重(%) 层次分析权重(%) 综合权重(%)
节能
降碳
A1
绿色能源使用B1 可再生
能源使用C11
4.19 2.03 3.11
高效、清洁
电能使用C12
6.1 5.94 6.02
能源
节约B2
节能设备C21 4.61 5.31 4.96
节能管理C22 3.4 4.02 3.71
能耗
统计管理B3
能耗统计与
监测C31
2.96 3.64 3.30
能耗管理C32 0.7 1.52 1.11
资源节约与循环利用
A2
建筑
材料B4*
绿色建材与
施工C41*
1.21 2.21 1.71
土地
空间B5*
总体用地C51* 3.89 2.95 3.42
室内空间C52* 1.48 2.34 1.91
水资源
B6
节水器具与
设备C61
5.2 5.72 5.46
节水管理C62 3.97 3.77 3.87
生态
保护
A3
区域
保护B7
生态保护区
退让C71
4.34 3.54 3.94
航道
保护B8
水体保护C81 7.39 6.67 7.03
溢油防治C82 4.83 3.67 4.25
环保
服务
A4
船舶
污染物
回收、转运、处置
B9
生活垃圾C91 5.79 6.11 5.95
生活污水C92 9.02 10.54 9.78
油污水C93 10.16 9.88 10.02
岸电
服务B10
岸电设施C101 9.63 8.21 8.92
绿色
保障
A5
制度
保障B11
规章制度C111 4.3 3.24 3.77
考核制度C112 2.49 2.41 2.45
服务质量评价C113 0.74 1.52 1.13
人员
保障B12
人员配置C121 2.9 3.34 3.12
教育培训C122 0.7 1.42 1.06
从指标权重看,“环保服务A4”是一级指标中的核心,其对应的二级和三级指标都在体系中有着较大的权重。其他一级指标中,“节能降碳A1”权重排名第二,约22%,“资源节约与循环利用A2”与“生态保护A3”权重占比接近,约15%。对于A1, A2, A3这三部分内容应在实现环保功能的基础上,根据服务区实际情况予以充分考虑。“绿色保障A5”主要是从制度、人员等方面为绿色化建设与运营提供支撑,属于保障措施类指标,权重占比最低,约10%。
从政策文件与各地实际情况来看,岸电服务与污染物接收处置是水上服务区绿色功能中的重要内容,尽管实现方式有所差异,但两项功能在各地服务区均有所体现。由于柴油发电对环境污染较大,服务区电网用电供给尤为重要。此外,服务区自身建设运营对水体影响较小是其作为内河环保设施的基本要求。上述内容在体系中对应的A4C12C81指标权重占比较大,侧面证明了指标体系权重的科学性与合理性。

3 水上服务区绿色评价方法

在明确指标体系和权重的基础上,本文对长江流域水上服务区的绿色建设与运营情况进行了广泛调研,明确了各项三级指标对应的计分方式。
将所有三级指标对应的单项总分设置为10分,再分级制定计分方式。以 “生活垃圾C91”为例:①生活垃圾接收设施及工作流程符合国家相关规定,如接收设施符合《船舶水污染物内河港口岸上接收设施设计指南》(JTS/T 175—2019)的规定;②结合服务区所在地要求,实行垃圾有效分类收集和处理;③在服务区、靠泊区域设置垃圾回收站;④垃圾收集站点有密闭措施,减少空气污染;⑤接入船舶污染物监管相关信息系统;⑥配备智能接收设施。以上6项,①至④,每满足一项,得2分;⑤至⑥,每满足一项,得1分。
对于部分评价指标,除了定性得分项外,还涉及定量要求。以“节能设备C21”为例:①水上服务区使用效能等级为1级的空调器;②使用LED光源,且室内外覆盖面积达到50%及以上。以上两项,每满足一项,得5分。
水上服务区绿色评价的总得分可通过下式计算:
E = i = 1 23 w i Q i
式(1)中:E为水上服务区绿色评价总得分,满分为10分;i为三级指标序号;wi为第i类三级指标的权重,见表3Qi为第i类三级指标的得分,满分为10分。
当气候、环境、资源、建设条件等不可抗力因素造成评价指标和计分方式不适用时,部分指标可不作为评价内容。此时,应在保证其他指标权重不变的条件下进行权重调整,再计算绿色评价总分。
为了区分水上服务区的绿色化程度,引导服务区绿色建设和运营,依据评价总分,对水上服务区绿色等级进行划分,具体如表4所示。
表4 水上服务区绿色等级划分
绿色等级 评价总分
五星级 [8.5, 10.0]
四星级 [7.5, 8.5)
三星级 [6.5, 7.5)

4 实例评价

4.1 评价对象

为验证本文所构建指标体系的科学性,以重庆某水上服务区为例开展绿色评价。该水上服务区具备燃料加注、污染物接收、物资补给、休闲娱乐等多项功能,已建成运营超过1年,符合进行绿色评价的基本条件。

4.2 评价过程

该水上服务区为趸船型式,根据其运营情况,同时考虑到服务区的建设型式、总体规模及当地光照条件,明确不参与绿色评价的三级指标为:“可再生能源使用C11”“绿色建材与施工C41”“总体用地C51”以及“室内空间C52”。通过实地调研、座谈及专家打分的方式,对服务区各项指标进行分项评价,具体情况如下。
1)节能降碳。由于服务区规模较小且光照条件一般,不适宜采用光伏和风能发电系统。绿色能源使用方面,服务区已通过电缆接入市政电网,电力系统配备了节电器;能源节约方面,服务区配备了节能灯具和空调,并通过人工方式分区域、分时段对用电设备进行管理;能耗统计管理方面,服务区对能耗进行计量,建立了油、电等统计台账,实现了分区分功能计量监测,但未建立能耗监测系统,且未设立节能减排管理岗位。
2)资源节约与循环利用。考虑到该服务区为趸船式,且规模较小,因此未将建筑材料和土地空间节约利用纳入本次评价范围;水资源方面,服务区给水系统和水压力符合要求,未出现漏水现象,卫生器具用水效率等级达到2级,并对生活用水量进行了统计监测,部分设备冷却水可循环使用。
3)生态保护。服务区所在区域未触及生态保护区,未出现服务区水体污染情况;服务区具备燃料加注功能,已做好油品泄漏防护措施,同时配备了消防与溢油处置装备,并编制了相应的应急预案。
4)环保服务。服务区配备了各类污染物的非智能接收和存储装置,作业流程规范,未出现污染物泄漏情况。生活垃圾基本能够按照国家和重庆地方要求分类回收,服务区不具备污水处理能力,各类污染物需要通过定期转运方式处置,并按类型进行统计,但未接入管理部门船舶污染物信息系统。服务区配备了符合标准的岸电设施,能够满足停靠船舶使用需求,供电质量和计量符合国家规定。
5)绿色保障。制度保障方面,服务区制定了主要生产区的管理制度,但绿色低碳方面内容较为缺乏;暂未制定绿色低碳方面的考核指标和措施;通过网络宣传、问卷调查等方式积极开展了服务区绿色工作宣传和服务质量评价,但力度与频率未达到评分方法中每年一次的要求。人员保障方面,服务区燃料加注人员兼职承担服务工作,上岗前开展了相关岗位培训。

4.3 结果分析

根据前文提出的评价方法,该服务区得分情况如下:绿色评价综合得分为7.87分,属于“四星级”绿色水上服务区,具体各级指标评价结果如图1图2图3所示。
图1 一级指标评价结果
图2 二级指标评价结果
图3 三级指标评价结果
从一级指标来看,服务区在生态保护方面分数较高,在节能降碳、资源循环与节约利用、环保服务方面表现良好,但在绿色保障方面仍有较大提升空间。
二、三级指标得分表明,服务区已根据自身条件配备了较为完备的节能设备、节水器具、岸电、溢油处理器材等硬件设施,在建设过程中对于电力供给、生态保护区退让、航道保护方面的考虑较为周全,同时在运营中能够对船舶生活污水、油污水和垃圾按要求进行接收和转运,对于区域内河航运绿色发展起到了有效支撑作用。但服务区总体管理水平还有待提升,后续应进一步加强服务区用能及用水的统计监测,强化服务区和船舶垃圾分类管理,完善信息平台建设,建立各类污染物接收转运统计监测平台,根据污染物类型优化接收和存储设施。此外,服务区还应强化人员和制度保障,配备专职服务人员,健全管理和考核制度,定期开展宣传和调研,了解船舶、船员需求,从而更好地发挥服务区效能。
该水上服务区为长江干线水上绿色综合服务区,实际运营中环保成效显著,受到主管部门与船员普遍认可。“四星级”的评价结果,证明了本文建立的指标体系具有良好的可操作性,同时各分项指标评价结果既可以体现现阶段服务区绿色发展水平,也可作为未来水上服务区绿色升级的依据。

5 结束语

本文根据水上服务区绿色建设与运营的4大要素,采用系统分析法构建了水上服务区绿色评价指标体系,在明确服务区全生命周期绿色化要素的基础上,提出了一种适用于各类建设型式的水上服务区绿色评价方法。该指标体系清晰明了、便于应用,对于统一水上服务区绿色发展内容与尺度,引导水上服务区绿色发展具有重要作用。
绿色和服务是水上服务区的核心要素,本文只针对水上服务区绿色评价指标方面进行了研究,后续研究会在此基础上考虑服务要素及指标,从而兼顾水上服务区的民生与环保作用。为实现“双碳”目标,将有更多新兴绿色低碳装备产品和技术方法应用在航运领域。因此,服务区的评价内容和标准也应及时更新调整,以适应未来绿色发展环境。
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Outlines

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