南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源資產(chǎn)研究

尹建部，劉江穎，鄭 鑫，梁晨璟，劉春彤

（1.山東省海河淮河小清河流域水利管理服務(wù)中心，濟(jì)南 250061；2.水發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，濟(jì)南 250013）

洪水資源化利用不僅有助于實(shí)現(xiàn)洪水由控制向管理轉(zhuǎn)變的現(xiàn)代化要求，還可通過(guò)與區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的密切相關(guān)性開(kāi)發(fā)水資源潛在價(jià)值，解決區(qū)域供用水矛盾［1］。雨洪資源利用在一定程度上既能保障區(qū)域生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展，又能促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長(zhǎng)，是推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)選擇［2］。計(jì)算雨洪資源資產(chǎn)可為供用水過(guò)程利用效率和區(qū)域水量分配提供分析和決策依據(jù)，通過(guò)科學(xué)利用、管理雨洪資源促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)有序發(fā)展。

對(duì)水資源資產(chǎn)的研究大體分為兩種途徑：不同功能的實(shí)物量表編制和基于不同方法的價(jià)值量計(jì)算。殷佩鉉［3］根據(jù)水資源本身的不同屬性特點(diǎn)，分別制定對(duì)應(yīng)屬性的水資源資產(chǎn)計(jì)量模式；沈菊琴等［4］從河道參與供用水過(guò)程的角度出發(fā)建立計(jì)量模型對(duì)河道水資源資產(chǎn)進(jìn)行研究；石曉曉［5］選取影子價(jià)格為衡量標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算了海河流域水資源資產(chǎn)負(fù)債的價(jià)值量并科學(xué)制定了區(qū)域未來(lái)水價(jià)；楊夢(mèng)嬋等［6］以綜合水質(zhì)指數(shù)和治污成本間的價(jià)值量關(guān)聯(lián)為切入點(diǎn)構(gòu)建了水資源價(jià)值量評(píng)估模型，并對(duì)大鵬新區(qū)進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用；段琳琳［7］以實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展為落腳點(diǎn)，以生態(tài)價(jià)值作為考核指標(biāo)編制了山東省水資源實(shí)物量表、價(jià)值量表及水質(zhì)總體狀況表；曹升樂(lè)等［8］聯(lián)合考慮水資源的水質(zhì)、水量問(wèn)題，結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)2005—2015 年濟(jì)南市水資源資產(chǎn)與負(fù)債進(jìn)行了詳細(xì)的分析與計(jì)算；唐勇軍等［9］突出社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源的正面作用效果，對(duì)太湖流域進(jìn)行水資源資產(chǎn)負(fù)債核算。

在綜合前人計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，以雨洪資源的有效利用對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的積極效應(yīng)和作用結(jié)果為落腳點(diǎn)，基于區(qū)域供用水過(guò)程，兼顧水量和水質(zhì)情況，綜合考慮雨洪資源利用可涉及的南四湖流域各行政區(qū)水量、用水效率和水質(zhì)的不同作用效果，構(gòu)建雨洪資源資產(chǎn)計(jì)算體系，并對(duì)南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源進(jìn)行應(yīng)用，計(jì)算南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源總資產(chǎn)及人均資產(chǎn)。

1 研究方法

1.1 雨洪資源資產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)在關(guān)聯(lián)

雨洪資源利用可擴(kuò)大區(qū)域水資源利用范圍，緩解因水資源短缺制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展而不得不利用外調(diào)水源的困擾。通過(guò)將雨洪資源投入到區(qū)域產(chǎn)業(yè)，可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展［10-11］。通過(guò)劃分產(chǎn)值與用水關(guān)系（圖1），將導(dǎo)致雨洪資源價(jià)值效益差異的綜合用水效率作為關(guān)鍵影響因素［12］。綜合用水效率能結(jié)合產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，真實(shí)、客觀、準(zhǔn)確地體現(xiàn)出雨洪資源利用對(duì)推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用結(jié)果。

圖1 區(qū)域產(chǎn)值與用水構(gòu)成關(guān)系

1.2 雨洪資源資產(chǎn)與水資源資產(chǎn)的本質(zhì)相關(guān)性

雨洪資源是汛期水資源的一種表現(xiàn)形式，其資產(chǎn)計(jì)算與水資源資產(chǎn)本質(zhì)上相同。在不考慮其他影響因素的情況下，雨洪資源量與雨洪資源資產(chǎn)呈線性正相關(guān)［13］。在雨洪資源量已定的情況下，將水質(zhì)因素也作為考核標(biāo)準(zhǔn)之一，水質(zhì)的好壞密切影響著資源環(huán)境安全，且不同水質(zhì)等級(jí)的雨洪資源用途有所不同，進(jìn)而影響經(jīng)濟(jì)效益［14］。因此水質(zhì)的優(yōu)良程度成為影響區(qū)域雨洪資源資產(chǎn)的重要因素之一。在保證經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，為緩解水環(huán)境壓力，認(rèn)為在雨洪資源量、區(qū)域綜合用水效率一定時(shí)，區(qū)域綜合水質(zhì)優(yōu)良則雨洪資源資產(chǎn)高；相反則雨洪資源資產(chǎn)低。

將汛期通過(guò)采取工程或非工程措施增加并可利用的雨洪資源所能產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等方面的可量化效益定義為雨洪資源資產(chǎn)。從雨洪資源資產(chǎn)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)在聯(lián)系著手，考慮區(qū)域水資源的自身特性，以全國(guó)31 個(gè)省（市、自治區(qū)）為樣本數(shù)據(jù)，對(duì)南四湖湖區(qū)的雨洪資源資產(chǎn)進(jìn)行價(jià)值量分析計(jì)算。該計(jì)算結(jié)果可全面反映雨洪資源資產(chǎn)情況，具有廣泛的適用性，可推動(dòng)雨洪資源在不同區(qū)域間的科學(xué)管理與高效利用。

1.3 雨洪資源資產(chǎn)計(jì)算方法

著眼于南四湖全流域進(jìn)行水資源的現(xiàn)狀利用情況分析，通過(guò)利用雨洪資源提高區(qū)域水資源調(diào)控能力，推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)效益更大化［15］。基于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、水環(huán)境安全對(duì)雨洪資源利用的影響，考慮量、質(zhì)、效率的疊加效應(yīng)，在基于全國(guó)平均用水水平的單方資產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，通過(guò)系數(shù)分?jǐn)偟玫接旰橘Y源資產(chǎn)價(jià)值量［8］，雨洪資源總資產(chǎn)和人均雨洪資源資產(chǎn)計(jì)算見(jiàn)式（1）、式（2）。其中資產(chǎn)綜合系數(shù)通過(guò)熵權(quán)法確定，綜合用水效率系數(shù)為分產(chǎn)業(yè)效率的乘積，綜合水質(zhì)系數(shù)以水質(zhì)等級(jí)劃分為依據(jù)獲得，具體見(jiàn)表1。

表1 資產(chǎn)綜合系數(shù)的計(jì)算公式

式中：AR-tot為雨洪資源總資產(chǎn)；VR-adv為單方雨洪資源資產(chǎn)；WR總為雨洪資源總量；CA為資產(chǎn)綜合系數(shù)；AR-per為人均雨洪資源資產(chǎn)；Ptot為區(qū)域總?cè)丝凇?/p>

2 實(shí)例應(yīng)用

2.1 南四湖流域水資源概況

南四湖流域水資源狀況長(zhǎng)期緊張，目前通過(guò)跨流域調(diào)水緩解供用水矛盾，雨洪資源尚未得到有效利用。從行政區(qū)域角度考慮，水資源共涉及山東省的濟(jì)寧市、泰安市、菏澤市、棗莊市和江蘇省的徐州市。

2.2 南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源資產(chǎn)計(jì)算

考慮到南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源利用范圍為湖邊區(qū)域，所涵蓋的各分區(qū)各縣（區(qū)）具體情況見(jiàn)表2。將南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源資產(chǎn)計(jì)算以南四湖流域5 個(gè)行政分區(qū)的計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)，通過(guò)計(jì)算各行政分區(qū)的雨洪資源資產(chǎn)和人均資產(chǎn)得到南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源總資產(chǎn)及人均資產(chǎn)。數(shù)據(jù)均來(lái)自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局及2018 年所涉及地市的各種公報(bào)，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

表2 南四湖流域行政區(qū)域劃分

2.2.1 南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源量分配

目前南四湖流域的區(qū)域用水正處于并長(zhǎng)期處于短缺狀態(tài)，而洪水資源利用可解決非汛期水資源不足與汛期大量棄水外排入海的矛盾處境［16-17］。在一定條件下提高南四湖蓄水位，以此增加湖區(qū)蓄水庫(kù)容，以緩解南四湖流域周邊區(qū)域供用水矛盾。具體措施為：抬高南四湖上級(jí)湖蓄水位0.5 m（由黃海高程34.0 m 抬高到34.5 m）以此新增供水能力1.5 億m3，增加蓄水庫(kù)容2.8 億m3。將新增的供水能力按南四湖流域現(xiàn)狀用水結(jié)構(gòu)分配到各行政區(qū)域，以全國(guó)平均水平為參考標(biāo)準(zhǔn)［18］，考慮新增供水所能產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和區(qū)域水質(zhì)狀況，由此得到南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源資產(chǎn)。南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源量分配結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源量分配結(jié)果

2018 年南四湖流域各行政區(qū)用水結(jié)構(gòu)如圖2 所示。南四湖流域用水結(jié)構(gòu)中，菏澤市用水比例最大，占用水總量的34.26%，其次為濟(jì)寧市，占用水總量的32.95%，泰安市用水比例最小，僅占用水總量的2.62%。

圖2 2018 年南四湖流域各行政區(qū)用水結(jié)構(gòu)

2.2.2 單方水資源資產(chǎn)

選取表4 中的4 項(xiàng)產(chǎn)業(yè)作為考核指標(biāo)，根據(jù)2018 年全國(guó)31 個(gè)省（市、自治區(qū)）的產(chǎn)值和用水情況得到基于全國(guó)平均用水水平的分產(chǎn)業(yè)單方水產(chǎn)值和單方水資源資產(chǎn)［19］，結(jié)果見(jiàn)表4、表5。

表4 基于全國(guó)平均用水水平的各產(chǎn)業(yè)單方水產(chǎn)值

表5 基于全國(guó)平均用水水平的單方水資源資產(chǎn)

2.2.3 綜合用水效率系數(shù)計(jì)算

參照表1 和表4 中的公式和標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算南四湖流域各行政區(qū)分產(chǎn)業(yè)、綜合用水效率系數(shù)，結(jié)果如表6與圖3 所示。

圖3 基于全國(guó)平均水平的南四湖流域各行政區(qū)用水效率

表6 基于全國(guó)平均用水水平的分產(chǎn)業(yè)用水效率系數(shù)和綜合用水效率系數(shù)

分行業(yè)用水方面，農(nóng)業(yè)用水中棗莊市、泰安市用水效率較高，菏澤市用水效率較低，達(dá)不到全國(guó)平均用水水平；各市工業(yè)用水效率均高于全國(guó)平均用水水平，棗莊市高出全國(guó)平均用水水平4 倍以上，表明工業(yè)用水水平高；建筑與服務(wù)業(yè)用水中濟(jì)寧市用水效率最高，其次為棗莊市，菏澤市達(dá)不到全國(guó)平均用水水平；虛擬生態(tài)業(yè)用水中濟(jì)寧市用水效率最高，徐州市用水效率最低，僅為全國(guó)平均用水水平的0.35倍，其次為菏澤市。從綜合用水角度而言，棗莊市＞泰安市＞2 倍全國(guó)平均用水水平，濟(jì)寧市接近于2 倍全國(guó)平均用水水平，徐州市＞菏澤市接近于全國(guó)平均用水水平。總而言之，各市現(xiàn)狀分行業(yè)用水均有不同程度的高效利用，相比于全國(guó)平均用水水平，菏澤市、徐州市綜合用水效率還有較大的提升空間。

2.2.4 綜合水質(zhì)系數(shù)計(jì)算

綜合水質(zhì)系數(shù)在應(yīng)用過(guò)程中暫不考慮水功能區(qū)范圍內(nèi)的量化差異，根據(jù)式（3）計(jì)算各行政區(qū)2018 年的綜合水質(zhì)系數(shù)，將各功能區(qū)視為單獨(dú)個(gè)體對(duì)公式進(jìn)行簡(jiǎn)化，水功能區(qū)分析如圖4 所示，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表7。

圖4 南四湖流域各行政區(qū)不同水質(zhì)類別統(tǒng)計(jì)

式中：表示簡(jiǎn)化后的綜合水質(zhì)系數(shù)。其他與表1中含義相同。

由表7 可得，濟(jì)寧市、泰安市綜合水質(zhì)情況較好，綜合水質(zhì)系數(shù)分別為0.78、0.74，徐州市綜合水質(zhì)情況相對(duì)較差，綜合水質(zhì)系數(shù)為0.49，菏澤市綜合水質(zhì)情況最差，綜合水質(zhì)系數(shù)僅為0.41。由圖3可看出，濟(jì)寧市水質(zhì)情況最好的原因?yàn)槿愃急茸畲螅瑸?2%，二類水占比最小，為4%；泰安市綜合水質(zhì)情況較好的原因?yàn)槎愃腿愃急群鸵堰_(dá)到73%；菏澤市盡管二類水占比20%，但由于劣五類水占比近半，為47%，導(dǎo)致綜合水質(zhì)情況最差。

表7 南四湖流域各行政區(qū)2018 年的綜合水質(zhì)系數(shù)

2.2.5 雨洪資源資產(chǎn)系數(shù)計(jì)算

用表1 中的公式計(jì)算南四湖流域各行政區(qū)基于全國(guó)平均用水水平的雨洪資源資產(chǎn)綜合系數(shù)，認(rèn)為用水效率和水質(zhì)狀況對(duì)雨洪資源利用的重要程度相同，分別占0.5、0.5，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表8。南四湖流域各行政區(qū)不同系數(shù)的排名情況見(jiàn)表9。

表8 南四湖流域各行政區(qū)雨洪資源資產(chǎn)綜合系數(shù)

表9 2018 年南四湖流域各行政區(qū)不同系數(shù)排名情況

由表8 可知，在綜合考慮用水效率、水質(zhì)影響因素后得到的資產(chǎn)綜合系數(shù)，棗莊市（1.86）＞泰安市（1.60）＞濟(jì)寧市（1.34）＞徐州市（0.88）＞菏澤市（0.78）。由表9 可知，菏澤市、泰安市、徐州市的綜合用水效率系數(shù)、綜合水質(zhì)系數(shù)、資產(chǎn)綜合系數(shù)排名沒(méi)有變化，分別位于第5 名、第2 名和第4 名，綜合用水效率系數(shù)濟(jì)寧市、棗莊市分別位于第3 名、第1 名，綜合水質(zhì)系數(shù)濟(jì)寧市、棗莊市分別位于第1 名、第3名，資產(chǎn)綜合系數(shù)棗莊市居第1 名，棗莊市（1.86）＞濟(jì)寧市（1.34）。

2.2.6 南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源資產(chǎn)計(jì)算

利用式（1）、式（2）計(jì)算2018 年南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源資產(chǎn)，結(jié)果如表10 和圖5 所示。

表10 2018 年基于全國(guó)平均用水水平的南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源總、人均資產(chǎn)

圖5 2018 年南四湖流域各行政區(qū)雨洪資源總資產(chǎn)占比情況

2.3 分析與討論

由表10 和圖5 可知，南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源總資產(chǎn)為244.46 億元，人均資產(chǎn)為1 001.60 元/m3。濟(jì)寧市占南四湖流域雨洪資源總資產(chǎn)的40.79%；其次為菏澤市，占南四湖流域雨洪資源總資產(chǎn)的24.78%；泰安市僅占南四湖流域雨洪資源總資產(chǎn)的3.88%。從結(jié)果可看到，雨洪資源量對(duì)總資產(chǎn)結(jié)果起主導(dǎo)作用，人均資產(chǎn)結(jié)果差異受區(qū)域雨洪資源總量和人口密集程度的綜合影響，主要受區(qū)域總?cè)丝谙拗疲熘菔杏旰橘Y源總量多、總?cè)丝谏佟Ｒ虼巳司Y產(chǎn)最高，相反，菏澤市總?cè)丝诙唷Ｒ虼巳司Y產(chǎn)最低。

為提高南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源資產(chǎn)，應(yīng)加快提升菏澤市的農(nóng)業(yè)用水效率和建筑業(yè)與服務(wù)業(yè)用水效率，徐州市虛擬生態(tài)業(yè)用水效率以達(dá)到全國(guó)平均用水水平，加強(qiáng)改善菏澤市、徐州市水功能區(qū)劣五類水質(zhì)現(xiàn)狀。同時(shí)，各行政區(qū)其他產(chǎn)業(yè)應(yīng)在已超過(guò)全國(guó)平均用水水平的基礎(chǔ)上，農(nóng)業(yè)方面繼續(xù)提高灌溉水利用率，工業(yè)方面引進(jìn)先進(jìn)節(jié)水工藝并提高水的重復(fù)利用率，加大力度保障水環(huán)境安全，以此來(lái)提高南四湖流域雨洪資源資產(chǎn)綜合系數(shù)，由此可保障雨洪資源量與人口總數(shù)較穩(wěn)定的前提下，南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源總資產(chǎn)及人均資產(chǎn)不斷增加。

3 結(jié)論

從水資源自身特性和與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)在關(guān)聯(lián)對(duì)南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源資產(chǎn)進(jìn)行了價(jià)值量研究，得到以下結(jié)論：

1）將南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源資產(chǎn)與南四湖周邊區(qū)域供用水相關(guān)聯(lián)，以雨洪資源利用于南四湖周邊區(qū)域所獲得的經(jīng)濟(jì)效益為基礎(chǔ)，考慮區(qū)域綜合用水效率和綜合水質(zhì)情況，分析計(jì)算了2018 年南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源總資產(chǎn)及人均資產(chǎn)。通過(guò)計(jì)算得到的南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源總資產(chǎn)為244.46 億元，人均資產(chǎn)為1 001.60 元/m3。濟(jì)寧市、棗莊市、菏澤市、泰安市、徐州市雨洪資源總資產(chǎn)分別為99.72、24.66、60.5 7、9.48、50.02 億元，人均資產(chǎn)分別為1 209.18、861.80、693.37、1 223.62、1 320.76 元/m3。為了緩解南四湖流域周邊區(qū)域因水資源短缺帶來(lái)的多重難題，減輕跨流域調(diào)水的被動(dòng)依賴作用，需加快實(shí)現(xiàn)湖區(qū)增蓄雨洪資源利用，使雨洪資源由汛期棄水的零價(jià)值向多領(lǐng)域使用的高價(jià)值轉(zhuǎn)變。

2）計(jì)算結(jié)果可為發(fā)揮雨洪資源的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益功能、推動(dòng)南四湖流域科學(xué)管理與配置雨洪資源提供理論支撐。但文中南四湖湖區(qū)增蓄雨洪資源資產(chǎn)結(jié)果是基于全國(guó)平均用水水平得到的，沒(méi)有討論基于全國(guó)先進(jìn)用水水平的雨洪資源資產(chǎn)和雨洪資源負(fù)債結(jié)果，可在以后的研究中進(jìn)一步探討。