江苏省60年水利经济效益测算方法初探

2014-12-12吴金萍袁文秀罗龙洪

江苏水利 2014年11期

吴金萍袁文秀罗龙洪

（1.长江水利委员会水文局长江下游水文水资源勘测局，江苏南京 210011；2.江苏省水利工程规划办公室，江苏南京 210029）

1 基本情况

江苏省位于我国大陆东部沿海的中心，东濒黄海、西接安徽、北临山东、东南毗连上海和浙江，总面积10.26万km2，其中，平原68.8%，丘陵山区14.3%，河湖水面16.9%，海岸线长约954 km。分属淮河、沂沭泗、长江、太湖四大水系，地处尾闾，承受着上游近200 多万km2流域洪水过境入海。

江苏省地处亚热带和暖温带过渡地带，全省年平均降水量750～1200 mm、自然水体蒸发量950～1100 mm、陆面蒸发量600～800 mm。多年平均本地水资源量321.6 亿m3，多年平均过境水量9492 亿m3，其中，长江干流占95%以上。特殊的地理位置和气候特点决定了江苏省是洪、涝、旱、渍、潮等自然灾害多发地区。

建国60年，江苏省共建成江海河湖主要堤防6400 多km，主要河道2000 多条，水库908 座（其中大、中型水库47 座），塘坝25 万面，大、中型水闸436 座，圩堤4.4 万km，大中小沟100 多万条，各类渠道100 多万条，小沟以上建筑物216 多万座，机电抽水动力500 多万kW，基本建成比较完善的防洪、除涝、供水、治渍和挡潮等5 套工程体系，为全省社会经济发展提供了防洪安全保障和水资源供给保证。建国以来，先后战胜了1954、1957、1974、1981、1983、1991、1997、1998、1999、2003、2007年等洪（潮）涝灾害和1976、1977、1978、1979、1981、1982、1988、1992、1994、1995、1996、1997、1999、2000、2001、2002、2004 等干旱灾害，促进了土壤改良和农业改制。近年来，水利工程在改善水环境方面也发挥着越来越大的作用。

2 测算指标与原则

2.1 范围与指标

将全省分成淮河、沂沭泗、长江、太湖水系分别进行经济效益测算。测算防洪、除涝治渍治碱、供水（包括灌溉、工业、城市生活、农村生活）及其它（包括水土保持、水力发电、农村饮水安全）等四大项效益，主要是前三项。

2.2 原则

2.2.1 工情与水情

（1）以建国初水利工程情况和抗灾能力作为计算初始条件，各年效益计算均按截至当年所做水利工程在当年所实际获得的减免灾害或兴利效益。

（2）防洪、除涝、灌溉效益采用水文系列计算方法，以各年实测雨情和外来水量为依据，将当年工程情况下实际形成的灾害损失或兴利效益与建国初工程情况下可能发生的灾情或效益（还原计算）进行比较，差值即为当年效益值。

（3）水土保持、治渍治碱、饮水安全效益，以逐年累计达到的实物量统计数（治理面积、饮水安全人口数等）为依据，与建国初工情下该实物量数据进行对比，计算产生得出。

（4）仅考虑江苏境内工程所产生的效益。

2.2.2 重复效益

（1）防洪与除涝。防洪、除涝效益是分别进行计算的，因此对同一区域而言，洪涝遭遇时存在洪、涝效益重复计算情况，计算防洪效益时应扣除与除涝效益重复计算部分。

（2）灌溉与治碱、灌溉与沤田治理。我省盐碱地的治碱与灌溉是同时进行的，即既有治碱效益，又有灌溉效益，治碱效益与灌溉效益都是通过增产计算的，故计算灌溉效益时需扣除治碱增产量后再进行计算。沤田由一季改为稻麦两熟田后，计算的增产效益计入治渍效益，在灌溉效益计算时用实灌水稻面积减去沤田面积再计算，即可扣除重复效益。

（3）长江干流堤防与太湖流域防洪工程。长江干堤保护面积涉及到太湖水系的镇江、常州、苏州、无锡市部分地区，与太湖流域防洪工程部分保护面积重合，将长江干堤保护中太湖水系部分的防洪效益与太湖流域防洪效益进行比较，取大值者纳入太湖水系防洪效益中。

3 测算方法及主要参数

3.1 防洪效益

防洪效益采用减淹面积乘综合损失单价计算［1］。减淹面积为各洪水年雨水情在建国初期防洪工况下应淹面积与本年工况下实淹面积之差，应淹面积通过洪水还原计算得到，实淹面积为当年实际统计值（由太湖地区计算得到）；综合损失单价根据社会财产调查和综合损失率确定［2］。

3.1.1 洪水年份确定及还原计算

（1）淮河水系。建国初，淮河入江水道安全泄量约6000 m3/s，选择建国后洪泽湖总出流大于此泄量的年份作为洪水年，根据淮河洪水调度运用方式，分洪泽湖周边、入江水道区间、里下河地区三片分别进行还原计算。采用历年实测的洪泽湖出流过程加上湖内水量变化推算洪泽湖入流过程，根据1931年实际洪水情况建立建国初期洪泽湖水位和泄量关系曲线，按建国初期淮河洪水调度方案进行调洪演算，推求洪泽湖最高水位及出流过程，分析应淹面积。以上述调洪演算得到的洪泽湖出流过程作为入江水道区间入流过程，区间径流采用降雨径流相关法推求，按1931年实况洪水建立建国初期高宝湖水位和归江口门泄量关系曲线，按建国初期淮河洪水调度方案进行入江水道区间调洪演算，分析应淹面积。根据建国初期淮河洪水调度方案，高邮湖水位超过9.0 m 时即开归海坝分泄淮河洪水进入里下河地区，故取上述入江水道区间调洪成果中高邮湖水位超过9.0 m 的年份进行里下河地区洪水计算，按1.5 m 水深计算应淹面积。

（2）沂沭泗水系。根据沂沭泗洪水调度运用方式，分南四湖湖西区和沂沭河下游区两片分别进行还原计算。建国初，沂沭河下游入海能力约1850 m3/s，故选择建国后沂沭河下游入海流量超过1850 m3/s 的年份作为洪水年；根据历史资料建立建国初期工况下沂沭河总洪峰流量与下游区受灾面积关系曲线，通过实测的沂沭河总洪峰流量查上述关系曲线，分析应淹面积。建国初，南四湖湖西堤基本能够防御微山湖35.5 m 水位洪水，采用历年实测的微山湖出流过程加湖区水量变化推算其入流过程，按建国初期沂沭泗洪水调度方案进行调洪演算，推算微山湖最高洪水位；根据历史资料建立建国初期工况下微山水位和周边地区受灾面积关系曲线，选择微山湖水位超过35.5 m 的年份作为洪水年，分析应淹面积。

（3）长江水系。建国初，南京、镇扬、扬中、澄通、河口5 个河段江堤堤顶高程分别约8.5、7.5、6.2、5.8、5.5 m。受工情变化及人类活动的影响，长江各河段实测潮位呈不同程度的逐年抬高趋势，经分析，采用南京河段按实测值减0.30 m、镇扬河段减0.25 m、扬中河段减0.07 m、澄通河段减0.05 m 修正后作为洪水位，以保证水位的一致性。将修正后的洪水位超过建国初江堤堤顶高程的年份作为洪水年，通过分析1949、1954年洪水年受灾实情，建立各河段建国初期工情下洪水位～受灾面积关系曲线，采用修正洪水位查上述关系典线，分析应淹面积。

（4）太湖水系。太湖地区洪涝不分，湖西区、武澄锡虞区洪涝灾害主要是由本地强降雨及太湖高水位顶托引起，阳澄淀泖区洪涝灾害主要由本地强降雨和太湖洪水漫溢引起，综合考虑湖西区、武澄锡虞区实际情况，选择时段降雨量重现期达到或超过10年一遇且灾情较重年份作为大洪水年，阳澄淀泖区选择建国初工况下还原太湖水位在4.0 m 以上年份或时段降雨量重现期达到或超过10年一遇且灾情较重年份作为洪水年，进行洪水还原计算。选取实况代表年作为典型年，利用全流域河网水文水动力学模型，模拟工程前后遭遇实况雨情的水位、流量、水量等过程，分析建立工程前后应淹面积或淹涝水量与控制时段暴雨的相关关系，插补分析系列年工程前后的淹没面积。

3.1.2 社会资产值和洪灾损失率

社会资产值通过有关统计年鉴和典型调查分析确定。根据社会资产值和洪灾损失率，结合淹没区社会资产分布实况等，进一步分析确定各片综合损失单价。

通过典型调查，结合已完成的各重点工程经济评价有关成果，综合确定各水系洪灾损失率取值。2003年后，考虑城市防洪工程建设和基础设施质量提高等因素，工业、居民房屋及居民财产损失率比2003年以前适当降低，见表1。

3.2 除涝、治渍、治碱效益

3.2.1 除涝效益

除涝效益采用减淹面积乘作物平均单产和综合单价计算［2］。减淹面积通过还原计算得到，作物平均单产和综合单价通过农村统计年鉴等分析确定。

减淹面积。将建国以来除涝工程划分为1949～1957、1958～1960、1961～1965、1966～1970、1971～1975、1976～1980、1981～1985、1986～2009年8 个时段，分析历年淮河7 d、沂沭泗3 d、长江水系3 d 降雨量及涝灾面积，结合易涝面积、除涝治理面积情况，绘制雨量～成灾面积关系曲线，其中，将1949～1957年时段曲线作为除涝治理前的曲线。根据各年降雨量，在雨量～成灾面积曲线图中查得所处时段与除涝治理前成灾面积差值，即为减淹的成灾面积，再换算为绝产面积。太湖水系采用河网水文水动力模型计算，与洪水还原计算方法一致。

表1 江苏省洪灾损失率分析成果表（单位：%）

3.2.2 治渍效益

治渍效益为治理面积与治理后作物亩均增产量、作物单价的乘积［2］。建国60年，江苏累计治渍面积160.73·万hm2，其中，沤改旱约37.33·万hm2。根据江苏大田试验实测增产资料，粮食、棉花、油料增产百分比分别约为当年单产的26%、28%、14%；沤改旱增产效益指标采用亩均粮食增产450 kg。

3.2.3 治碱效益

治碱效益为治理面积、治理后作物亩均增产量与作物单价的乘积［2］。建国60年，江苏累计治碱面积70.13·万hm2。根据江苏大田试验实测增产资料，粮食、棉花、油料增产百分比分别取当年单产的32%、28%、14%。

3.3 供水效益

3.3.1 灌溉效益

灌溉效益为实灌面积、灌区作物增产量、作物综合单价及灌溉效益分摊系数的乘积［3］。实灌面积、灌区作物增产量和综合单价通过农村统计年鉴等资料分析。

灌溉效益分摊系数［4］，见表2。根据不同地区、不同降雨年型、不同作物进行测算，采用下列公式计算：

式中：

Y0—农作物没有得到灌溉、农业技术水平很低时的亩产量；

Y1—水利灌溉条件有很大改善，但农业技术水平仍很低时的亩产量；

Y2—水利灌溉条件和农业技术水平都有极大提高时的亩产量。

3.3.2 工业供水效益

采用分摊系数法估算，一般工业采用新增净产值乘以分摊系数，火电工业用新增净产值乘以分摊系数。一般工业新增净产值采用统计的水利工程供水的一般工业用水量除以一般工业万元增加值用水量得到；火电工业新增净产值为火力发电量、上网电价及火电工业增产系数的乘积，火电工业增产系数为火电厂发电的单位利润率。

表2 江苏灌溉效益分摊系数成果表

供水效益分摊系数采用固定资产比法确定［3］，一般工业供水效益分摊系数采用供一般工业用水的水利供水工程固定资产与一般工业固定资产之比值，1988～1990年为1.25%，1991～1995年为1.3%，1996～2009年为1.35%，2006～2009年为1.4%。火电工业供水效益分摊系数参考一般工业供水效益分摊系数确定，我省淮河流域火电基本为循环用水，取6%，长江流域火电基本为直流用电，取2.5%。

3.3.3 城市及农村生活供水效益

采用供水量乘以供水单价计算，生活用水单价采用替代法计算［5］。城市、农村生活用水效益单价分别采用一般工业、灌溉单方供水效益单价，见表3。

表3 江苏省单方供水效益表（单位：元/m3）

3.4 测算结果

建国60年，江苏水利经济总效益为13721 亿元（2000年不变价），其中，防洪6329 亿元，占46%，除涝治渍治碱2320 亿元，占17%，供水4911 亿元，占36%，其它161 亿元，占1%；防洪合计减淹面积1810.8 万hm2，增产的粮食、棉花、油料分别为596 万kg、73 万kg、113 万kg。