三峡库区岸线资源利用项目效益量化分析研究

宋思敏，肖宜，龙子泉，梁雨欣，张小峰，罗晓峰

（1.长江水利水电开发集团（湖北）有限公司，湖北武汉 430010；2.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉 430072；3.海绵城市建设水系统科学湖北省重点实验室，湖北武汉 430072；4.武汉大学经济与管理学院，湖北武汉 430072）

0 引言

三峡库区岸线承担多种功能，是库区经济布局、交通发展、防洪及生态保护等关注的重点区域。三峡库区岸线资源是库区港口码头、道路桥梁、工业仓储、旅游休闲、取排水设施等重要国民经济设施建设的重要载体，也是加快库区经济社会发展的地缘优势之一［1］。

随着经济社会的快速发展、城镇化进程的加快以及人民不断增长的物质文化需求，岸线开发活动和临、跨江建筑物日益增多，对岸线资源利用的需求也越来越高［2］。当前库区岸线利用方式主要有港口码头工程、防洪护岸工程、生态整治工程、跨江设施（桥梁）、取排水口、旅游景观工程以及油（气）管道等。据不完全统计，至2018 年三峡库区已利用岸线长度457.78 km，岸线综合利用率为20.96%，其中岸线利用项目以港口工程和防洪护岸与生态整治工程为主，项目数量占比分别为64.04%和11.38%，岸线利用长度分别为136.77 和249.71 km。近年来，库区岸线资源开发利用存在重开发轻保护、布局不尽合理等问题，未能发挥岸线资源效益最大化［3］。究其原因，主要是缺少科学评价标准，具体效益如何界定、效益如何评价等没有标尺来衡量。标准的缺失导致不能进行定量评估及考核，对于已利用的岸线资源实际效益无法进行清晰界定，后续岸线资源最大综合效益利用也缺少有力的支撑、。

客观科学地评价岸线资源保护和利用的效益，实现岸线资源保护和利用效益的量化，是非常有意义的课题。本文根据国家长江经济带发展战略总体部署，以及三峡库区岸线资源保护和开发利用需求，开展库区岸线资源保护和利用效益现状调查。重点针对港口岸线利用项目和防洪护岸与生态整治工程岸线项目提出相应的效益指标体系，构建相应的定量计算模型，给出效益量化结论，为拓展三峡工程综合效益提供技术支撑，促进库区经济社会可持续发展。

1 研究区域

因水系众多，三峡库区的岸线资源十分丰富。《长江岸线保护和开发利用总体规划（2016）》中划定三峡库区范围内河流岸线控制线总长为2 916.41 km。从河段所处区域位置、河段岸线开发利用程度、河段重要性等方面，并兼顾重要支流等原则，选取重庆主城区、涪陵、万州和湖北秭归等区（县）有关河段为典型河段，典型区县河段的地理位置图如图1所示。

2 研究方法

三峡库区岸线利用方式众多，港口码头仍然是库区内岸线利用的主要方式［4］。但在2018 年核查发现，防洪护岸与生态整治工程项目较2012年有显著增加。根据工程类别占比分析，港口岸线利用及防洪护岸及生态整治岸线项目占比最大。因此，以这两类典型工程项目为对象，分别构建港口岸线开发利用效益和防洪护岸及生态整治岸线保护利用效益评价指标体系，并提出相应的效益量化计算模型与估算方法。

对港口岸线开发利用效益而言，考虑到投入产出法数据来源可靠，计量范围较全面等特点［5-7］，采用投入产出法对典型港口岸线和典型区域港口岸线开发利用的经济效益进行计算，以量化分析港口岸线开发利用对区域经济发展的直接和间接贡献。

对防洪护岸与生态整治岸线保护利用效益而言，国外主要采用支付意愿法和效益价值树计算防洪工程的效益，而国内防洪工程防洪效益的方法主要有频率曲线法、实际年系列法、随机模拟法和保险费法等［8］。考虑到研究对象为已建成的三峡库区防洪护岸工程，且资料较少，因此采用频率曲线法估算防洪护岸工程的减灾效益。

本文的主要数据来源为典型区县港航局资料及重庆市统计年鉴，部分典型项目数据来源于项目可行性研究报告等工程资料。

2.1 三峡库区港口岸线开发利用效益计算

2.1.1 港口岸线开发利用效益界定及指标

三峡库区港口岸线开发利用效益是指建设港口码头的岸线资源在港口运营时对区域内的社会经济产生的直接效益和间接效益。直接效益是指港口为完成核心功能所发生的经济活动对社会经济发展所作的贡献，间接效益是港口运输功能扩展出的其他功能发挥产生的效益以及港口所有经济活动产生的波及效益的总和。

根据港口岸线开发利用效益相关内容的描述及效益界定［8］，主体的指标构成如表1所示。

2.1.2 港口岸线开发利用效益计算方法

基于投入产出法计算单一港口或者区域港口业对地方经济的直接效益和间接效益，然后结合港口利用岸线情况，计算单位港口岸线长度的效益［6-9］。

（1）港口岸线直接效益计算方法。设港口（业）在投入产出表中港口为第k部门，设港口（业）总产出增加ΔXk，则ΔX=（0，0，…，ΔXk，0，…，0）T。则港口对GDP直接贡献RG1可表示为：

同理可计算港口对劳动报酬和税收的贡献，即：

式中：Au、Av、Aw分别为增加值系数矩阵、直接劳动报酬系数矩阵、生产税系数矩阵。

（2）港口间接效益计算方法。当港口产值增加ΔXk时，所消耗的产品为BΔX=[(1-A)-1-I]ΔX，故后向乘数效益RG21可表示为：

当港口产值增加ΔXk时，其部分增加产值作为中间投入在各部门之间进行分配，部门i获得的港口产值为：

部门得到港口产值部分增加值后，可通过扩大生产增加本部门的产值，这时部门i所能增加的产值为：

港口的前向乘数效益RG22可表示为：

根据凯恩斯乘数原理，如果投资增加1 个单位，则将有c/(1-c)单位用于消费。因此，港口对GDP 的消费乘数效益RG23可表示为：

式中：c=ΣYj/Σuj为边际消费倾向，表示国民总收入每增加1 元钱中有多少用于消费。

间接效益RG2可表示为：

开发利用总效益模型：

在港口（业）直接效益和间接效益的基础上，利用以下公式计算港口岸线利用的效率：

式中：EGTTL、EG、EG1分别称为单位港口岸线货物吞吐量、单位港口岸线开发利用总效益和单位港口岸线直接效益；LG为港口岸线利用长度。

2.2 三峡库区防洪护岸及生态整治岸线保护利用效益计算

2.2.1 防洪护岸及生态整治岸线保护利用效益界定及指标

三峡库区防洪护岸与生态整治工程绝大多数位于城镇沿河两岸，其效益主要包括城市防洪效益与生态环境改善所产生的效益。其中防洪效益指沿岸防洪护岸工程在一定洪水水平下保护防洪区人民生命财产安全产生的直接效益，包括防洪减灾效益和增加的土地开发效益。环境效益指沿岸护岸工程所生产的水土保持效益和自然改善环境效益。

根据防洪护岸及生态整治岸线保护利用效益相关内容的描述及效益界定［10-12］，主体的指标构成如表2所示。

表2 防洪护岸及生态整治岸线保护利用效益指标Tab.2 Efficiency index of protection and utilization of flood protection bank and ecological regulation shoreline

2.2.2 防洪护岸及生态整治岸线保护利用效益计算方法

（1）防洪效益计算方法。采用频率曲线法估算防洪护岸工程的多年平均减灾效益RF1，减灾效益模型如下：

式中：Pb为防洪工程防洪标准；λ为待定参数。

其中参数a、λ采用非线性规划方法拟定，具体模型如下：

式中：P0、P1为洪水频率；L0、L1为对应频率的实际洪灾损失。

防洪护岸工程的开发效益RF2：

式中：PF为土地价格；SF为土地增加的可开发的土地面积，hm2。

（2）生态环境效益计算方法。减於效益RJY［13］：

式中：Ws为工程减少的水土流失量，t/a；SS为增加的水土保持面积，m2；M1、M0分别为有无工程的土壤侵蚀模数，t/（km2·a）；rz为河流泥沙容重，取值1.25 kg/m3（全国基建标准）；IJY为每清理1 m3的泥沙需要的费用，根据2012 年交通部水运定额，取值19.95 元/m3。

库岸稳定效益RWD：

式中：LHA为岸线长度；IWD为单位岸线长度滑坡治理费用，取值210 200 元/（km·a）。

水土保持效益RS1：

绿地的固碳价值RGT采用碳税法［14］计算：

绿地的制氧效益采用工业制氧法或造林成本法计算RZY：

绿地吸收SO2效益：

绿地滞尘降尘效益RZCJC：

式中：WZCJC为单位绿地面积滞尘降尘量，取值10.9 t/（hm2·a）；CZCJC为削减尘土的平均治理成本，取值170 元/t。

绿地气候调节效益RQHDJ：

式中：SL为岸线增加的绿地面积，m2；IQHDJ为单位绿地面积气候调节效益，参考王恩等［14］计算出杭州市西湖绿的气候调节效益为15.2 元/（m2·a）。

绿地其他效益RQT采用系数法近似估计：

环境改善总效益RS2：

生态环境总效益RST：

在上述各种效益计算的基础上，利用以下几个公式计算防洪护岸与生态整治工程岸线保护利用的效率。

式中：EFH、EST、EFHST分别为单位岸线防洪效益、单位岸线生态环境效益和单位岸线保护利用总效益；LFHST为防洪护岸与生态整治工程保护利用岸线长度。

3 结果分析

3.1 基于投入产出法的港口岸线开发利用效益估算

3.1.1 含有港口业投入产出表的建立

目前，各地区（省）每5 年编制1 次投入产出表，考虑到资料可获得性，采用重庆市发布的2012 年的投入产出表，并对此作进一步处理，建立含有港口业的投入产出表。

处理原则与方法：①在2007 年投入产出表中的基础上，考虑水上运输业、仓储业、其他运输业、装卸配送业、建筑业等对港口业的效益系数［15］，获得港口业在交通运输、仓储及邮政业的比例系数，以该比例系数在2012年投入产出表中分离出港口业相关数据；②保留第一产业和建筑业、合并第二产业（除建筑业）统一称为工业，独立出港口业、合并除港口业外的第三产业。经上述处理后建立的含港口业的2012 年重庆市投入产出表如表3 所示。从实地考察的12 个典型港口岸线开发利用效益估计情况看，间接效益远大于直接效益。

表3 重庆市含港口业的投入产出表 万元Tab.3 Input-output table of Chongqing including port industry

3.1.2 典型港口岸线开发利用效益计算

根据处理后的投入产出表，利用式（1）～（10）计算得单位港口业产值岸线开发利用效益，计算结果如表4所示。

表4 典型区域单位港口业产值岸线开发利用效益 亿元Tab.4 Typical regional unit port industry output value coastline development and utilization benefit

在湖北秭归县、重庆市万州区、涪陵区和主城区共选择了15 个典型港口岸线。以典型港口码头的2018 年营业收入为产值，按照投入产出模型算出的单位港口业产值岸线开发利用效益，估算典型港口岸线开发利用效益，计算结果如表5所示。

表5 典型港口岸线开发利用效益Tab.5 Benefits of typical port shoreline development and utilization

3.1.3 典型区域港口岸线开发利用效益估算

根据秭归县港航局和重庆市万州区港航局收集到港口业营业收入情况，以湖北省秭归县和重庆市万州区为典型区域进行区域港口岸线资源开发利用效益计算，计算结果如表6所示。

由表6 可知，区域港口岸线资源开发利用所产生的效益非常显著。秭归县港口岸线开发利用效益占其GDP 比例为17.94%，重庆市万州区港口岸线开发利用效益占区域GDP比例为12.53%，平均值为14.8%。

表6 典型区域港口岸线开发利用效益Tab.6 Development and utilization benefits of typical regional port shoreline

以上述估算成果为基础，可初步估算三峡库区港口岸线开发利用的整体效益情况。由于港口岸线的清理整合，近几年三峡库区港口岸线长度有所下降，因此用港口岸线开发利用占GDP 比例来估计三峡库区港口岸线资源开发利用的整体效益较为合理，具体估算情况如表7所示。

表7 三峡库区港口岸线开发利用效益Tab.7 Development and utilization benefits of port shoreline in the Three Gorges Reservoir Area

3.2 防洪护岸及生态整治工程岸线效益评估

3.2.1 基于指标的岸线保护利用效益分析

在湖北秭归县、重庆市万州区、涪陵区和主城区共选择了14 个典型防洪护岸及生态整治工程岸线进行岸线保护利用效益评估，包括10个生态整治工程和4个防洪护岸工程。

（1）基于指标的防洪效益。针对4 个典型防洪护岸工程计算其防洪效益，计算结果如表8 所示。由表8 可知，4 个防洪护岸工程对应的保护区社会经济发展水平均较高。特别是重庆市渝中区的嘉滨路长滨路连接段防洪护岸工程，其保护区为重庆市解放碑商圈，社会经济发达。平均来看，每千米护岸工程岸线保护区面积233 hm2，每千米岸线保护人口2.12 万人，每千米岸线保护GDP 值99.59 亿元，每千米岸线增加开发面积9.43 hm2。

表8 典型防洪护岸工程岸线防洪效益Tab.8 Flood control efficiency of typical flood control and bank protection projects

（2）基于指标的生态环境效益。典型防洪护岸工程与生态整治工程的水土保持效益情况如表9 所示。在所考察的14 个典型工程中，平均水土保持宽度为44.78 m，平均每千米岸线减少水土流失量为161.9 t/a。

表9 典型防洪护岸与生态整治工程岸线水土保持效益Tab.9 Soil and water conservation benefit of typical flood control bank protection and ecological improvement project shoreline

根据本文定义，环境改善指标包括增加的绿地面积、增加的休闲娱乐场所以及交通条件的改善。其中增加的绿地面积是可量化的指标，典型防洪护岸与生态整治工程的绿地面积增加情况如表10所示。

表10 典型防洪护岸与生态整治工程岸线绿地面积情况Tab.10 The green area of the coastline of typical flood control and bank protection and ecological improvement projects

3.2.2 基于量化方法岸线效益计算

以防洪护岸与生态整治工程岸线保护效益的量化计算方法为基础，对典型工程岸线保护利用效益进行量化计算。

（1）典型防洪护岸工程岸线的防洪效益估算。考虑资料的可获得性，选定3 个典型防洪护岸工程岸线，应用公式（14）～（15）计算其防洪效益，其估算结果如表11所示。可初步估计三峡库区防洪护岸工程岸线的单位岸线长度的直接防洪效益为3 316.1 万元/km。

表11 典型防洪护岸工程岸线防洪效益Tab.11 Shoreline flood control efficiency of typical flood control and bank protection projects

（2）典型防洪护岸与生态整治工程岸线生态环境效益估算。以14个典型防洪护岸与生态整治工程岸线为代表，利用式（16）～（26）计算得到单位岸线长度效益指标，计算结果如表12所示。计算结果表示，单位绿地面积环境改善效益为20.33 元/（m2·a）。

表12 典型防洪护岸与生态整治工程岸线生态环境效益Tab.12 Eco-environmental benefits of typical flood control and bank protection and ecological improvement project shoreline

（3）三峡库区防洪护岸与生态整治工程岸线保护利用效益估算。据长江水利委员会长江干流岸线保护利用专项检查行动成果资料统计结果，截止2018 年1月，三峡库区防洪护岸与生态整治工程岸线总程度为249.71 km，其中防洪护岸工程岸线长度235.15 km，生态整治工程岸线长度14.56 km。根据该统计结果以及由上文计算所得的单位岸线长度效益指标，估算三峡库区长江干流防洪护岸与生态整治工程岸线保护利用效益，计算结果如表13所示。

表13 数据表明，以2018 年价格为基础，截止2018 年1 月三峡库区长江干流防洪护岸与生态整治工程岸线保护利用总效益为79.65 亿元/a，其中防洪效益为77.98 亿元/a，生态环境效益为1.67 亿元/a。

4 结论

（1）根据三峡库区港口岸线和防洪护岸与生态整治工程岸线不同特点，提出相应的效益评价指标体系与定量估计方法，既可用于已开发利用岸线或者现有保护岸线的效益估算，也可用于后续岸线开发利用与保护工程的效益评价。考虑到项目资料的可获得性，未对兴建防洪工程给国民经济带来的负效益进行估算，因此效益评价计算结果偏大。但针对典型岸线进行的效益估算过程表明，本文提出的效益评价体系及定量估计方法具有较强的可操作性，对今后实现库区岸线资源的价值评估，提高岸线资源利用效率、利用价值和可持续性等方面均将发挥积极作用。

（2）以2018 年的三峡库区项目现场核查数据为基础，针对三峡库区港口岸线和防洪护岸与生态整治工程展开了效益计算分析研究。效益量化计算实践成果表明，三峡库区港口岸线利用对区域经济贡献巨大，防洪护岸与生态整治工程岸线保护能产生显著的社会经济效益。