赋石水库清淤工程的效益评价

李宝虎,俞益铭

(1.安吉县赋石水库管理局,浙江 安吉 313300；2.浙江广川工程咨询有限公司,浙江 杭州 310020)

1 赋石水库概况[1]

赋石水库位于浙江省安吉县西苕溪上游西溪上,总库容2.18亿m3,是一座以防洪为主结合灌溉、发电、供水等综合利用的大 (2)型水库,与南溪老石坎水库联合运行(2库上游有鸭坑坞分洪闸、渠沟通),可控制西苕溪上游589km2面积20a一遇全部洪水。素有 “浙北第一库”之称。始建于1972年。控制流域面积331km2。库区内以山地为主,河谷宽阔不一,河床曲折,平均坡度4.8‰。水库是以防洪为主,结合灌溉、供水、发电、养鱼、旅游等综合利用的大(2)型水库。水库枢纽工程主要有大坝、泄洪发电洞、溢洪道、自溃式非常溢洪道和电站等组成。大坝为黏土心墙砂壳坝设计最大坝高43.20m,坝顶高程91.37m。设计洪水标准为100a一遇,非常洪水标准为10000a一遇,实际校核标准已经达到(PMF)校核。

赋石水库建成投入运行后,可控制上游331km2,20a一遇全部洪水,防洪面积1.67万hm2,灌溉面积0.80万hm2。先后抵御了20多次特大洪水袭击,有效地减轻了下游地区的洪水压力,保障了人民生命和财产损失,发挥了巨大的防洪效益；水库电站多年平均发电量1600kW·h,城市供水2000万m3/a,供商品鱼200t/a,累计产生的综合效益在100亿元以上。

2 水库淤积的形成及危害

水库上游水流进入水库,水深逐渐增大,水面比降级流速逐渐减少,水流挟沙能力也相应降低,从而导致泥沙淤积。根据运动形态的不同,入库泥沙可分为悬移质和推移质。悬移质在水流中做悬浮运动,推移质通常指在河床上做跳跃、滚动运动的那部分泥沙,相对悬移质来说,颗粒较粗。这部分泥沙进入水库后,由于水流强度的减弱,就会大部分或全部淤积下来。一般的水库,特别是大型水库,或无机会放空运行的水库,推移质基本不能排出库外,而会全部淤积在库内。一般在回水水端附近落淤,使该处水位抬高,造成浸没影响。赋石水库即为如此。

从20世纪90年代初开始,赋石水库上游的地方政府就鼓励当地村民开垦种植板栗林、白茶等经济植物,并全面垦复抚育毛竹林。据统计数字,目前水库库区的板栗林约5333hm2,白茶地约133hm2,全面垦复抚育毛竹林4667hm2,不合理的抚育方式,造成了严重的水土流失,加速了水库的淤积。根据2012年初的地质勘探数据,赋石水库经过30多年的运行后的淤积量达到1000万m3。

水库的大量淤积造成了严重的危害。首先,水库形成大量淤积之后,严重削减了水库的有效库容,从而影响了水库防洪、灌溉、供水、发电效益的正常发挥,降低了水库工程的运行能力。其次,由于长期淤积,泥沙对水流中的污染物具有较强的吸附作用,水库淤积物中存在大量的铁、锰等重金属元素和富含氮、磷等有机质,并不时释放到水体中,造成水库水质重金属元素指标和氮、磷指标超标,而且难以处理,直接影响居民生活用水。

3 清淤工程的效益评价

3.1 经济效益评价

3.1.1 动态经济指标

以往水库清淤方案选择,大都依据投资多寡进行取舍,因而忽视对投入和产出的全面衡量[2]。本文在经济效益评价中采用动态经济分析法。

动态经济评价指标是考虑资金时间价值的经济效益评价。与静态评价指标相比,动态评价指标更加注重考察项目在其计算期内各年现金流的具体情况,因而就更加直观的反映项目的盈利能力。由于动态评价不仅计算了资金的时间价值,而且考察项目在整个寿命期内收入和支出的全部经济数据,因此它比静态评价指标更加全面、更加科学。动态评价指标常用的一般有净现值、内部收益率、净年值、动态投资回收期等。

(1)净现值法[3]。净现值 (Net Present Value即为 NPV)净现值为考察项目在寿命期内每年发生的现金流量,按一定折现率将各年净现金流量折算到基准年的现值之和。

式中：(CI-CO)t为第t年的净现金流,元；n为项目计算期,a；ic为标准折现率。NPV＞0,说明方案可行,项目的盈利能力超过其投资收益期望水平。NPV=0,说明方案可行,项目的盈利能力能达到其投资收益期望水平。NPV＜0,说明方案可行,但项目的盈利能力比较低。

(2)效益费用比法[4]。效益费用比法(Benfit-Cost Ratio即BCR)是指工程在计算期内所获得的效益与所支出的费用之比。BCR有2种表达式,第1种为总效益与总费用之比,第2种为平均年效益与平均年费用之比。表达式为：

式中：BCR为效益费用比；B为总效益现值,元；C为总费用现值,元；AB为年平均效益,元；AC为年平均费用,元。

判别准则：BCR≥1.0,方案经济上为可行；BCR＜1.0,方案经济上不可行。

3.1.2 赋石水库清淤直接经济效益分年度估算

水库在实施清淤工程时,产出大量的淤泥,这些淤泥蕴含着大量的砂石资源,加工出售可获得收益。根据赋石水库的实地勘探资料表明,水库的淤泥中30%是泥土,而70%是砂石资源。砂石资源是当地的紧缺建筑材料,市场的需求量在1000万m3/a以上,经常出现供不应求的局面。预计清淤能生产30万m3/a以上的砂石料,根据对2013年湖州市安吉县的砂石料信息价统计显示,砂石料可按市场信息价约120元/m3计算,砂石销售收入可达3600万元/a。生产砂石料需清淤费用约35元/m3,筛选砂石料费用约25元,其他费用包括场地费、人员工资、矿产资源费、管理费用等综合费用约为35元,因而生产砂石料的费用约为95元/m3,生产30万m3砂石料的总费用为2850万元,收支相抵则可产生利润750万元/a。清淤的泥土也可充分利用,作为绿化用的肥泥或作为制砖用的原材料。其次,水库实施清淤后,所恢复的库容在1000万m3左右,可增加供水量50万m3/a以上,按17m3/(kW·h)耗水量发电计算可增加发电量3万 (kW·h)/a以上,增加发电收入1.5万元/a以上,分年度直接经济效益见表1。

表1 赋石水库清淤直接经济效益估算表 万元

3.1.3 基本参数选择

经济计算期为50a,社会折现率取8%。该工程为清淤工程,因而选用动态经济评价指标为 “净现值法”和“效益费用比法”。

3.1.4 动态经济指标计算结果及分析

(1)净现值：NPV=9193.46万元＞0

(2)效益费用比；BC R=44058.89/34865.43=1.26＞1.00由计算结果可以得出清淤方案可行的结论。

3.2 社会效益及生态效益

3.2.1 社会效益

赋石水库实施清淤工程后,首先是恢复水库库容,提高防洪能力和供水保证率。通过恢复的有效库容,在洪水来临之时可利用恢复库容增加洪峰时的水库储水量,减少洪水对下游的影响。利用清淤所恢复的库容,正常情况下可有效增加水库储水量,使其在灌溉、发电、供水等方面产生较大的经济效益和社会效益。其次是减少蓄水工程建设项目。利用水库清淤所恢复的有效库容在1000万m3以上,相当于建设1座中型水库。建设1座中型水库需选一个良好的坝址,并面临前期移民工作政策性强、难度大的压力,同时还将影响库区的生态环境。

3.2.2 生态效益

赋石水库实施清淤后,可有效增加水库的自净能力,避免水库水源富营养化的产生,降低水中有害重金属元素和氮、磷成分,改善了水质,保护了水源。通过清淤工程把库区外露或低水位时外露的浅滩进行清理,在增加水库水面的同时,因地制宜地进行一些水生植物的培植,既改善了水质,又美化了库区,建立了良好的生态环境。

4 结 语

水库实施清淤工程是一项经济效益、社会效益、生态效益都十分显著的利民工程。同时也是提升水库功能和现代化管理水平的重要举措。因此为实现水库工程效益的最大化和延缓水库的使用寿命,水库实施清淤工程是十分必要,也是切实可行的。

实施清淤工程还应该注意：①在保证库区现有堤防、桥梁、公路等周边设施安全的前提下进行清淤,严格控制河床纵坡,保证周边坡度稳定；②严格按水土保持和环境保护的要求进行清淤；③结合清淤工程,合理利用土地、砂石资源,提高综合经济效益；④适时清淤,着重协调好水库、当地政府与周边村民的关系,把握好局部利益与整体利益的关系,把清淤工程和提高防洪能力、资源合理开发以及提高水库水质有机地结合起来,将清淤工作列入水库管理的长期目标任务。

[1]赋石水库管理局.赋石水库志[M].北京：方志出版社,2008.

[2]夏迈定.动态经济分析法在水库清淤方案选择中的应用[J].泥沙研究,1996(3)：80-85.

[3]中国水利学会水利工程造价管理专业委员会.水利工程造价[M].北京：中国计划出版社,2002.

[4]余金凤.水利工程经济计算动态评价方法及比较[J].吉林水利,2005(10)：44-46.