基于系統動力學的水利工程項目經濟評價分析

張宇珍

(本溪市水利電力勘測設計研究院，遼寧 本溪 117000)

?

基于系統動力學的水利工程項目經濟評價分析

張宇珍

(本溪市水利電力勘測設計研究院，遼寧 本溪 117000)

眾所周知，水利工程的工期相對較長，投入較高，而且涉及的范圍很廣泛，是一項技術十分復雜的自然改造工程項目。同時，這也是經濟社會發展當中重要的基礎性支撐，在我國生態環境的發展中發揮著重要的保障作用。在基礎設施建設中，水利工程項目建設也同樣得到了長足發展，若保證水利工程能夠獲取理想的經濟效益，需對其進行經濟評價。

系統動力學；水利工程項目；經濟評價；建模；分析

0　前　言

將系統動力學運用在水利水電工程項目經濟評價當中，并作為重要的研究工具，深入探究與分析，最主要的目的就是深入地剖析水利工程項目經濟評價系統當中的子系統以及影響因素之間的邏輯關系，進而將其公式化與數量化，構建水利工程項目的經濟評價動態模型，更好地項目投資決策者提供有價值的決策參考意見。

1　工程概況

文章以北沙河石橋子張其寨段治理工程為例進行研究與分析：

1)北沙河流域位于低山丘陵地區，砂質是河床的組成部分，大多數都是中、細砂夾少量礫石，其中以細砂為主。因為其地處山區，而且河道比較陡，使得北沙河全河比降3.3‰。

2)北沙河也會受到人類活動的影響，最明顯的原因就是采砂，導致河床快速下降。偷采、亂掘、亂挖河砂的問題頻繁出現，使得河道里的砂坑很多，導致河床縱橫向不平，加劇了河床的沖刷和岸灘的坍塌。

3)為了不斷完善北沙河石橋子張其寨段的治理工作，采取了相應的治理措施，然而卻始終存在一定的問題，具體表現在：①防洪設施不完善；②防洪標準不高；③水利工程老化且水毀現象嚴重。

在遼寧省河道生態建設工作開展的過程中，沈溪生態新城段景觀的建設決定與河道綜合整治工程相結合對北沙河石橋子張其寨段進行全面治理，計劃將沿岸建成特色的景觀帶。由于北沙河石橋子張其寨段存在一定的問題，為了盡快完善本溪生態新城防洪工程體系，推動本溪生態新城的可持續發展，確保防洪安全，就一定要對該河段進行綜合治理。

2　基于系統動力學的水利工程項目經濟評價

2.1建模目的

建立水利工程項目的經濟評價系統動力學模型，最主要的目的就是為了對項目結構的內部因果關系以及反饋結構進行全面深入地了解，并對各因素之間的影響與作用關系進行研究[1]。通過計算機仿真技術的應用，準確地推測出水利工程項目實際的生產運營情況，包括財務情況動態性的變化規律。在對財務與經濟效益進行分析以后，整理并形成水利工程項目累計投資現金流量表。最終，需要全面分析模型，特別是模型的敏感性。其中，可以假設對敏感變量值進行改變，進而計算出水利工程點位電能的投資金額變化，為項目投資的可行性以及決策提供一定的參考，同時，還能夠為管理人員控制工程項目的關鍵因素提供有利依據。

2.2系統邊界的確定

在對系統內部組成與影響系統因素進行規定的時候，最重要的就是系統邊界的確定，但是與所要研究的問題具有直接聯系[2]。在此過程當中，一定要對屬于模型范圍的部分予以確定，并且把不屬于范圍之內且對環境產生不利影響的因素全部剝離，保證能夠形成新型并且獨立的閉合因果回路。要想系統結構相對簡潔，就應該適當地縮小邊界的范圍，并且對問題進行針對研究，一定要選擇和研究的對象存在緊密聯系的動態變量，如果變量產生不明顯的影響，那么是不允許納入邊界范圍的。

因為文章所構建的系統動力學模型，其重點研究的對象就是水利工程項目，所以，在系統邊界當中，需要包含的內容很多，例如：項目的財務狀況、累計凈現金流量和利潤[3]。通過以上因素來制定出工程項目的經濟評價系統，并且對以上各影響因素進行改變來深入地研究評價指標變化和需要變化的程度，這樣才能夠更方便主控因素的選擇，并且盡量利用科學方法來實現水利工程項目投資的最大經濟效益。

2.3系統結構的分析

在構建動力學模型的時候，系統結構就是最重要的骨架，而對系統結構的分析則需要基于大框架，并且對系統的整體以及各組成部分影響制約管理進行深入研究，對于系統反饋環節予以重點探討，對于系統內部的因果關系與相關因素在實際發展過程中形成的反饋回路進行深入地挖掘。系統內部的因果關系見圖1所示。

圖1　水利工程項目經濟評價的因果關系反饋圖

2.4系統動力學模型的建立

通過圖一內容可以了解到水利工程項目經濟評價當中的因果關系，而且可以大致了解對于系統運行產生影響的因素，以及因素間產生影響的程度。要想更詳細更深入地對水利工程項目的運營過程進行了解，可以利用Vensim軟件來對各子系統反饋狀態進行全面描述，并構建方程，形成子系統的模型[4]。

2.4.1發電量子系統

在水利工程投入運營中以后，發電量的穩定性會使其產生理想的經濟效益，對于水利工程的生產效益能夠進行準確地衡量，同時，在輸電范圍內部區域的經濟發達程度方面也發揮著重要的作用。因為水利工程十分復雜，而且規模很大，所以，水輪機發電機組的自然條件不同，其容量與轉速范圍也不同。而在發電量子系統當中，需要對燈泡貫流式的工程項目進行研究。

2.4.2固定資產子系統

在建設水利工程的過程中，所需投入資金很大，對于國家與政府來說都是巨大財務開支。然而，水利工程在竣工以后就會形成固定資產，其中可以包括堤、壩建筑物；溢洪設施；引水、灌溉渠道；以及房屋建筑和機械設備等等。因為水利工程固定資產子系統相對龐大，在采集數據方面比較困難，所以，在該系統當中，將固定資產確定為堤、壩建筑物、金屬結構、房屋建筑與機械設備。根據水利工程固定資產的自身特征，其子系統內容如圖2所示：

圖2　固定資產子系統

2.4.3投融資子系統

水利工程的建設利益相對特殊，尤其是在投融資方面，需要政府出資，或者是銀行借貸與招商引資。而水利工程建設的項目功能就是發電、防洪、灌溉與供水，最明顯的特點就是實際投資規模比較大，建設的周期過長，投資的回收期比較長。除此之外，該工程項目屬于公益性，所以，營利性的特征并不明顯，其社會民生效益要遠遠高于經濟效益[5]。與此同時，其投融資的過程容易受國家的政策調控影響，所以，很難始終遵循投融市場的規律。由此可見，水利工程投融資要比商業性項目更復雜。現階段，水利工程融資模式通常采用BOT融資方法。

2.4.4成本子系統

水利工程項目成本子系統的作用就是對水利工程實際運行中的總成本費用變化進行經濟性分析。其中，總成本包括固定成本與可變成本。而固定成本就是折舊費、攤銷費與修理費等，可變成本就是貸款的利息。

3　結　語

綜上所述，在水利工程項目中運用系統動力學模型，對其建設期間至投入使用的經濟效益進行了全面研究。因為水利工程項目經濟評價十分復雜，且會受到外界環境因素的影響，所以，為了更準確更全面地為投資管理人員提供投資決策的依據，保證項目的評估更客觀，就需要充分對影響水利工程項目的因素進行分析，以系統動力學為基礎構建出仿真模型，站在系統角度開展關于水利工程項目的經濟評價。

[1]匡川.基于系統動力學的水利工程項目經濟評價[D].贛州：江西理工大學,2015.

[2]李依勐.基于系統動力學的正常蓄水位與水利工程項目投資 關系的研究與分析[D].贛州：江西理工大學,2015.

[3]王偉榮,張玲玲,王宗志，等.基于系統動力學的區域水資源二次供需平衡分析[J].南水北調與水利科技,2014(1):47-49,81.

[4]程心環.大型水利工程施工設備多域物理場建模與運行仿真[D].武漢：華中科技大學,2011.

[5]李大勇,王濟干,董增川，等.基于生態系統動力學模型的太湖藻類動態模擬[J].水力發電學報,2011,30(3):124-131.

1007-7596(2016)05-0022-03

2016-03-12

張宇珍(1975-)，女，遼寧丹東人，水利工程師，從事水利工程造價及經濟評價工作。

N941.3

B