浙東引水工程引水效益分析

官云飛，鄭芙蓉，周 芬，黃 昉

(浙江省水利水電勘測設計院，浙江 杭州 310002)

1 概述

人口經濟分布與水資源分布不均衡產生的供需矛盾是制約地區經濟社會可持續發展的瓶頸，通過引調水是解決該矛盾的主要及重要途徑[1]，國內外從古至今已有諸多實踐[2- 4]。引水工程的實施可促進區域水資源系統配置，統籌考慮生活、生產和生態用水，產生巨大的綜合效益[5]。全面系統分析評價引水工程的效益，可加強對引水工程作用的全面認識，以便編制科學合理的調控原則并指導實際運行，因此具有重要的現實價值。由于引水工程系統的復雜性及獨特性，加上基礎信息或數據獲取的制約，全面準確定量分析引水工程效益難度較大[6]，以往研究偏重于經濟效益的量化或針對某個方面(如增供水量效益、水環境水質改善等)進行單獨分析[7- 11]。本文試圖探索引水工程與綜合效益評估內容之間相互影響的作用機理和客觀規律，依據定量與定性分析相結合，以定量分析為主的原則，建立全面反映資源環境與社會經濟響應關系的綜合效益評估指標體系及評估方法，以期作為今后類似工程效益分析的參考。

2 工程概況

浙東地區位于杭州灣南岸，富春江以東，天臺山脈以北，境內有曹娥江、甬江水系，并有杭甬運河貫穿其間，總面積13699km2。該地區是浙江省工農業發達地區之一，人口稠密，地理位置優越，水、陸、空交通便利，為長江三角洲經濟區的重要組成部分。

浙東引水工程是確保浙東蕭紹寧舟地區經濟社會可持續發展的重大水資源配置工程，工程引水水源為富春江，利用蕭山樞紐、曹娥江大閘樞紐、曹娥江至慈溪引水、曹娥江至寧波引水(擬建)、舟山大陸引水(部分已建)等骨干工程，結合區域內現有水利工程體系，引富春江水，經蕭紹平原河網進入曹娥江大閘閘上江道，再由曹娥江右岸引水閘三興閘、大厙閘(擬建)分別向虞余慈和寧舟地區補充工農業生產用水，兼顧改善區域水環境[12]，如圖1所示。工程全部建成后，浙東地區多年平均年引水量8.9億m3，其中工農業用水取水量4.15億m3，環境用水取水量4.75億m3[13]。

目前，工程中蕭山樞紐、曹娥江大閘樞紐、曹娥江至慈溪引水3個子項工程已建成，北線(富春江至慈溪引水)已實現全線通水，并于2013年2—3月、7—8月先后開展了試通水、應急引水等工作，2014年6月5日以后開始常態化引水。工程南線(曹娥江至寧波引水)總體線路采用結合杭甬運河布置，充分利用通航河道、現有姚江江道作為輸水河道，目前還在開展前期工作。

3 研究方法

3.1 評估指標及內容

工程建成后，通過蕭山樞紐向浙東地區輸送了大量的水資源，增加了浙東地區的工業、農業、環境用水，效益明顯。綜合效益主要包括經濟、社會和生態環境3個方面。科學設置評估指標體系，是客觀反映浙工程作用的重要依據。對工程的特點、基本要素、主要問題進行綜合分析和比較，建立能夠全面反映工程引水效益的評估指標體系[14]，該指標體系采用3個層次進行綜合評價，將總目標分解為經濟、社會、生態環境3個二級指標，并根據工程任務及特點設置相應三級指標及主要評估內容，詳見表1。

3.2 指標評估方法

3.2.1經濟效益

工程通過調度實現安全、高效、優化配置水資源，一方面增加了區域水供給量，另一方面可以置換出優質水體，提高浙東地區供水保障能力。經濟效益主要是水資源配置產生的增供水效益及水環境改善產生的效益。對于增供水效益，一般采用效益分攤系數法[15- 18]；對于水環境改善效益，則采用替代法，即把為達到相同水質改善效果而投入的水環境治理投資作為水環境改善帶來的效益。另外工程實施后，浙東地區灌溉用水保證率得到較大的提高，可以置換出流域內部分具有灌溉任務的水庫中的優質水，可將這部分優質水納入城鎮供水系統，考慮供給第三產業及居民生活用水，具有一定的置換經濟效益。

對于農業、工業、第三產業，其增供水效益可按下式計算：

(1)

式中，B1—三產供水效益，億元；V—單方水產值，元/m3；I—產業增加值，億元；W—用水量，億m3；f—分攤系數；q—總調用水量，億m3；k—調水利用率。

以各行政區首尾斷面水量差作為該行政區內的增供水量，分類用水量參照各地近年實際用水結構比例，產業增加值、單方水產值等通過浙江省及各地市水資源公報、統計年鑒等獲取。太湖流域多年平均灌溉效益分攤系數在平水年為0.4，枯水年為0.53，特枯水年為0.53[19]。蕭紹寧平原與太湖流域較為鄰近，雨水情況及經濟社會發展情況都較為相似，在計算農業供水效益時，參考太湖流域農業供水效益分攤系數結合浙東地區實際情況得到分攤系數。工業增加值是勞動力、固定資本、水等要素共同作用的結果，國內城市工業供水效益分攤系數在0.021～0.07[20- 22]，湖州、嘉興為0.05[18- 19]，本次計算取0.05。第三產業增加值與經濟社會發展情況及勞動力要素有關，水對勞動力的貢獻率一般為0.3[23]。

對于居民生活用水，其增供水效益可按下式計算：

(2)

式中，B2—居民生活用水供水效益，億元；e—恩格爾系數；r—居民可支配收入，元；p—人均年用水量，m3；其余字母含義同上。上述參數均通過浙江省及各地市水資源公報、統計年鑒等獲取。

水環境改善效益計算采用替代法，考慮通過建設替代污水處理廠，達到相同的水質改善效果，將替代污水處理廠的建設投資作為水環境改善的效益[24]。替代污水處理廠建設投資以現有污水處理廠建設投資為基準，以引水后與現有污水廠處理后污染物減少量的比乘以現有污水處理廠建設投資進行估算，即：

B3=mI0

(3)

(4)

式中，B3—水環境改善效益，億元；m—引水后與現有污水廠處理后污染物減少量的比；I0—現有污水處理廠的建設投資，億元；Δ、Δ0—引水前后與現有污水廠處理前后污染物的變化量，t/d；t—替代污水處理廠的規模，即平原河網容積，萬m3；t0—現有污水處理廠的規模，在此取10萬t/d，目前需投資約1.5億元；Δc、Δc0—引水前后和現有污水廠處理前后水質指標的變化量，mg/L。

3.2.2社會效益

工程不僅可以通過調度優化配置水資源，而且通過引水提高了水流速度，加快了平原河網內水體置換周期，改善了周圍水生態環境及水體景觀價值，促進經濟社會持續健康發展，取得了顯著的社會效益，主要體現在促進水資源綜合利用、促進產業布局調整、促進社會發展等方面。由于社會效益難以量化，以定性分析為主。

3.2.3生態環境效益

水資源提供了人類賴以生存的自然環境，是人類社會經濟發展的基礎資源，水生態環境功能的實現是區域經濟社會良性發展的重要保障。浙東引水工程生態環境效益主要體現在維持河道水位、促進水環境功能達標、改善水生態環境等方面，以定性分析為主。

4 效益分析

4.1 經濟效益

(1)增供水效益

工程北線試通水期間(2013年2月28日至3月27日)通過蕭山樞紐引水0.84億m3，沿線節制閘關閉直至試通水結束，同時處于豐水期，取用水較少，引水量主要為環境用水，產生了巨大的水質改善效益，本次不單獨分析。2014年7月出梅以來，浙東地區出現持續高溫少雨天氣，部分江河水位已處于歷史同期較低水平，干旱災害日趨嚴重，7月26日15時開始開展浙東引水工程應急引水工作，至8月25日結束，期間通過蕭山樞紐引水0.86億m3，工農業增供水效益9.72億元。工程全部建成后，浙東地區多年平均工農業用水取水量4.15億m3，多年平均增供水效益預測為93.83億元，詳見表2。

(2)水環境改善效益

浙東地區平原河網存在河流水質整體較差的情況，部分河段水質長期處于Ⅴ～劣Ⅴ類，水體流動性差，水體營養化水平過高。浙東引水工程實施后，能夠加快水體流動、增加水體自凈能力、改善區域水環境，沿線地區通過浙東引水與本地引配水工程的聯合調度運行，可以更好地改善河網水環境。根據相關規劃要求，至2030水平年，浙東平原區水功能區水質達標率將達到100%，平原河網水質目標達到III～IV類水。采用一維河網水動力模型及河網水質模型[25]，根據1961—2013年長系列水文資料，對浙東平原各區片的水質情況進行逐日模擬計算，可知各片區引水后水質將得到比較明顯的改善，年平均效益預測達到136.86億元，詳見表3。

表3 常態化引水后水環境改善效益預測表

(3)置換效益

工程實施后，可以置換出優質水約7500萬m3，考慮供給第三產業及居民生活用水。根據增供水效益評估公式(1)—(2)，得到常態化引水后的置換經濟效益約為118.61億元。

4.2 社會效益

(1)促進水資源綜合利用

工程的實施能夠有效緩解浙東地區的缺水問題，大大提高浙東地區供水保證率，推進海洋經濟戰略的實施，促進經濟社會穩步發展。曹娥江大閘樞紐建成后，在擋潮蓄淡的同時，也阻擋外海泥沙入侵曹娥江，避免由此造成對曹娥江防洪、兩岸平原排澇的負面影響，為流域上游規劃水庫的興建創造前提條件。同時曹娥江大閘上游可形成庫容為1.46億m3、長度為60km的河道型水庫，河口段江道由洪沖潮淤改為單向沖刷，河道淤積情況大大改善，河道內水位受潮位影響減小，河道水深得以保證，從而保證杭甬運河航運效益的發揮。另外結合浙東地區相關配套工程的建設，為置換出優質水資源提供先決條件，能夠進一步優化供水工程布局，逐步將生活和重要工業供水系統與工業園區供水系統分離，實施分質分類供水，實現區域內水資源的優化配置和合理高效利用。

(2)維護社會穩定

工程的實施改善了浙東地區河網水體的流動和置換能力，提高河網水體的流動和置換能力，河網水環境不斷好轉，結合污染源控制及污水治理措施的加強，實現一江清水向東流，恢復江南水鄉澤國，打造宜居城鄉環境，提高人民群眾的生活質量。為統籌優化區域產業結構提供了有利契機，工程的建成帶動旅游業收入增加、土地房地產價值增長、水上項目的開發等，同時創造了大量剩余勞動力就業機會，產生了顯著的影響力，為社會安定、增強民族團結等作出了貢獻。另外通過蕭山樞紐等排水泵站及骨干河道拓竣增加河道調蓄能力等措施，通過工程調度能夠在一定程度上減少沿線地區的澇災損失。

(3)促進社會發展

工程的實施為浙東地區城市發展和大規模基礎設施建設提供了重要的水資源保障，安全優美的自然環境和良好的基礎設施也進一步提升了浙東地區的整體形象，改善了區域投融資環境。同時浙東地區山水資源豐富，歷史文化悠久，水貫穿了文明發展的過去、現在和將來，工程實施將改善地區水質及水環境，再生文化傳播的媒介，為浙東地區文物古跡的保護、文化的傳播以及歷史文化名城的建設起到重要的作用。此外工程的實施能夠進一步提升地區整體的綜合競爭力，統一規劃協調城鄉發展，積極融入長三角經濟圈，推動地區經濟社會持續穩定發展。

4.3 生態環境效益

(1)維持河網水位

平原河網水位維持在較穩定的水平，一方面滿足沿線地區用水需求，河網水位存在一定的比降以便自流引水降低引水成本，同時河道內水生動植物的生境得到改善，水生態環境系統的多樣性有逐步得到恢復的趨勢；另一方面減少或者避免了洪澇災害給地區帶來的巨大損失。在保障水安全的前提下，浙東地區城市可大力實施城市環境工程、景觀工程等規劃和建設，進一步提升地區總體生態環境與景觀水平。

(2)促進水環境功能區水質達標

工程實施后，浙東地區河網水環境水質能得到較明顯的改善，基本能夠消除劣Ⅴ類水，水質基本能夠達到Ⅲ～Ⅳ類，最好的情況下水質將達到Ⅱ類水標準。區域內河網水環境的改善，能夠保障區域水質安全，為實現浙東地區水功能區、水環境功能區目標水質打下堅實的基礎。

(3)改善區域水生態環境

工程實施后，提升了沿線地區的生態環境用水保障能力，加快水體流動，促進區域內水體循環，結合其他污染物控制措施及自然保護措施，可以提高河網水體水環境納污能力，提升水生態環境張力，改善區域水生態環境，進一步提高區域綜合競爭力。同時浙東地區經濟發達，與浙東引水工程相輔相成，為建設水生態文明社會提供了良好的經濟基礎和支撐保障。

5 結論

本文通過經濟、社會、生態環境等角度的全面系統分析，深化了對浙東引水工程作用、綜合效益和影響的認識，為工程常態化引水提供基礎數據與技術支撐。但是由于效益分析涉及區域自然地理、人口、社會、經濟、環境、生態、工程等眾多因素及交叉學科，且生態環境改善、城市品位提升、土地價值提高和促進旅游業發展等效果的體現需要一個相對漫長的時間，本次分析對引水工程效益的認知在時間及空間上仍具有一定的局限性，計算參數的選取仍需結合工程實情率定，建議待浙東引水工程全線建成并積累一定數量的監測數據后再做進一步研究。