大宁调蓄水库蓄水后生态环境效益分析

(1.北京市南水北调大宁管理处，北京 102442；2.北京市朝阳区通惠河水务管理所，北京 100025)

1 工程概述

北京市南水北调工程自2014年底正式通水运行，截至2019年7月15日，已累计接纳南水超过48亿m3，正朝着年接纳15亿m3南水的目标继续努力。南水进京在一定程度上改变了北京城市供水格局，南水已逐步成为北京城市供水的主力水源[1]。南水北调工程给北京市带来了巨大的经济和社会效益，也产生了巨大的生态环境效益，直接和间接地影响着人们的生活，给群众带来幸福感和获得感，是对十九大报告精神的生动实践。

大宁调蓄水库是北京市南水北调配套工程的一部分。它的前身是永定河滞洪水库，1985年初步建成。由于永定河水量逐年减少，南水北调中线一期工程将原大宁水库改造为南水北调调蓄水库，由单一防洪任务转变为集调蓄、防洪与生态为一体的多功能水库[2]，实现“水多可蓄、水少可供”的要求，进一步提高北京供水安全保障率。

2011年底改造完成的大宁调蓄水库正常蓄水位56.40m，校核洪水位61.21m，汛期最大可调蓄库容1006万m3，非汛期3753万m3，总库容4611万m3[3]。水库蓄水后，周边的生态环境及景观效果提升明显。2014年起，大宁调蓄水库向城市河湖进行生态补水，“卢沟晓月”美景得以重现。随后门城湖、园博湖、莲石湖、晓月湖、宛平湖全面蓄水，永定河的“五湖一线”景观得以恢复。水库周边52hm2林木为大宁调蓄水库构建起一道绿色的屏障，生态环境的改善吸引来了白天鹅、绿头鸭等大量野生珍稀鸟类。水库碧波荡漾、群鸟嬉戏，周边绿树成荫，逐步形成京西南一块天然“绿肺”，也吸引了众多市民前来游憩、骑行[4]。体现了北京市南水北调配套工程所发挥的改善生态的重要作用。

运用科学的评价手段对大宁调蓄水库蓄水后产生的生态环境效益进行计算和评估十分必要，可以基于此找到一套科学、可行的计算、评估方法，为南水北调类似工程生态环境效益的估算提供参考。

2 大宁调蓄水库蓄水后生态效益评估

2.1 评估项目

大宁调蓄水库建成蓄水后，主要带来了以下几方面的效益：调蓄洪水的效益；“五湖一线”生态补水带来的水质改善效益；水资源蓄积的效益；新增生态用水效益，包括固碳释氧、净化空气、涵养水源和防止水土流失等效益；新增水域面积效益。

2.2 效益计算方法

2.2.1 调蓄洪水和水质改善

大宁调蓄水库历史上曾发生过洪水入库的事件，调蓄洪水的效益评价主要针对这部分水量。水库本身具有拦蓄洪水的功用，由于近几年运行管理措施得当，大宁调蓄水库的生态系统较为完备，水库具有一定的自净能力，少量的洪水入库不会对水库水质产生影响[5]，同时，水库通过拦蓄洪水，也能在一定程度上净化入库洪水，因此调蓄洪水的效益也是水质改善效益。

水质改善效益可选用影子水价计算法[6]，计算公式为

B1=ΔWC1

(1)

式中：B1为水质改善效益,万元；ΔW为入库或出库水量,万m3；C1为影子水价。

水库水资源蓄积的效益应当是水库蓄水量和单位蓄水价值的乘积，计算公式为

B2=WC2

(2)

式中：B2为水资源蓄积效益,万元；W为蓄水量,万m3；C2为影子水价。

要鼓励各类资本进入生态湿地旅游业，鼓励金融机构创新金融产品和服务。对达到条件的生态企业，实行融资、优先审批等。协调上，制定政策法规，营造一个开发又同时保护的旅游产业。

2.2.2 新增生态用水

新增生态用水效益主要包括固碳释氧、净化空气、涵养水源等效益。《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721—2008)中已明确2007年固碳价格为1200元/t，释氧价格为1000元/t。

2.2.2.1 固碳释氧效益

按照《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721—2008)计算方法：

G植被固碳=1.63R碳AB年

(3)

式中：G植被固碳为植被年固氮量，t/a；R碳为CO2中碳的含量，为27.27%；A为林分面积，hm2；B年为林分净生产力，t/(hm2·a)。

G土壤固碳=AF土壤

(4)

式中：G土壤为土壤年固碳量，t/a；A为林分面积，hm2；F土壤为单位面积林分土壤的固碳量，单位：t/(hm2·a)。

G氧气=1.19AB年

(5)

式中：G氧气为林分年释氧量，t/a；A为林分面积，hm2；B年为林分净生产力，t/(hm2·a)。

2.2.2.2 净化空气效益

水库临近北京中心城区，净化空气的效益主要体现为滞尘效益。计算公式为

G=QA

(6)

式中：G为林分年滞尘量，t/a；Q为单位面积林分年滞尘量，kg/(hm2·a)；A为林分面积，hm2。

根据北京市园林绿化局《森林资源资产价值评估技术规范》(DB11/T 659—2018)：北京市每公顷灌木林每年滞尘量为31.44t，费用150元/t。可相应计算出本研究区域林地的滞尘效益。

2.2.2.3 涵养水源效益

新增林地面积带来的涵养水量的增长可用式(7)计算：

ΔW=SW

(7)

式中：ΔW为增长的涵养水量,m3；S为林地面积，hm2；W为林地单位涵水量，m3/hm2。

2.2.3 新增水域面积

水库蓄水后，水域面积增加，其产生的经济效益计算公式为

B3=ΔSC3

(8)

式中：ΔS为增加的水域面积，hm2；C3为单位水域面积产生的经济效益，万元/hm2；B3为水域面积增加产生的经济效益，万元。

2.3 结果与分析

大宁调蓄水库自2011年蓄水以来，累计调蓄洪水247.06万m3，依据《北京市人民政府关于印发〈北京市水资源税改革试点实施办法〉的通知》(京政发〔2017〕36号)、《关于北京市居民用水实行阶梯水价的通知》(京发改〔2014〕865号)、《关于调整北京市非居民用水价格的通知》(京发改〔2016〕612号)、《北京市发展和改革委员会关于本市水价有关问题的通知》(京发改〔2018〕115号)等规定，非居民污水处理费为3元/m3，此价格即为影子水价C1，按照式(1)计算得出调蓄洪水效益为741.18万元。大宁调蓄水库自2011年蓄水以来，累计向“五湖一线”补水869.56万m3，同理，计算得出向“五湖一线”生态补水带来的水质改善效益为2608.68万元。

大宁调蓄水库自2011年蓄水以来，累计蓄水7640.77万m3，参照北京市水科学技术研究院研究成果，南水北调来水成本约3元/m3[7]，此价格即为影子水价C2，按照式(2)计算得出水资源蓄积效益为22922.31万元。

大宁调蓄水库周边新增平原造林林地52hm2，林分净生长量约为0.2万m3。参照国内相关研究，每立方米森林蓄积生物量取0.855t/m3，土壤固碳量为植被固碳量的2.5倍[8]，按照式(3)、式(4)、式(5)计算得出林木总固碳量约为14.04t，总释氧量约为10.40t。水库蓄水后新增固碳释氧效益为2.72万元。依据北京市园林绿化局《森林资源资产价值评估技术规范》(DB11/T 659—2018)，结合式(6)计算得出水库蓄水后滞尘效益约为24.52万元。参照相关研究，水保林工程措施单位涵水量约为1420.5m3/hm2，单位水的经济价值取0.12元/m3[6]，结合式(7)计算得出水库蓄水后涵养水源效益为0.88万元。

水库蓄水后，新增水域面积约220hm2，按照相关研究成果，单位水域面积产生的经济效益C3取35.80万元/hm2[9]，计算得出水库蓄水后新增水域面积效益为7876万元。

综上所述，水库蓄水后生态环境效益主要为：调蓄洪水效益741.18万元；“五湖一线”生态补水水质改善效益2608.68万元；水资源蓄积效益22922.31万元；新增生态用水效益28.12万元；新增水域面积效益7876万元。因此，水库蓄水后生态环境总效益为34176.29万元。

3 大宁调蓄水库生态环境效益展望

经以上计算分析，大宁调蓄水库最突出的效益是水资源蓄积效益，其次为新增水域面积效益，其后是水质改善效益、调蓄洪水效益，新增生态用水效益最不显著。这也契合调蓄水库的功能定位，蓄和调的效果得到了充分发挥。水库周边的路网阻断了水库未来可能的绿地发展空间，在可见的未来新增生态用水效益不会有大的增长。而作为城市备用水源地，水质安全是水库保护的重要方向之一，站在水库管理和城市供水保障的角度，希望水库调蓄洪水的次数和调蓄水量尽可能地少。因此，未来水库生态效益的增长应当主要依赖于水资源蓄积和随之而来的水域面积增加，兼顾生态补水带来的水质改善效益。在不久的将来，大宁调蓄水库将成为北京市南水北调河西支线工程的取水水源地，直接为丰台河西地区、石景山、门头沟数百万居民供水，多蓄水、多调水是水库未来发展的主线。

大宁调蓄水库工程总投资13.64亿元，按照现有数据计算，收回全部投资还需蓄水约3亿m3，根据规划方案，河西支线供水规模75.5万m3/d[10]，一旦河西支线开始全面供水，3亿m3水量将在400天内全部供完，因此，河西支线工程的早日建成并投入使用，也关系着大宁调蓄水库未来的生态环境效益的发挥程度。

4 结 语

自2014年12月27日至2019年7月15日，南水北调工程通水进京已近5年，累计接纳南水超过48亿m3，北京市的南水北调配套工程逐步发挥着自身的重要作用，它们的效益正在逐步显现。而配套工程的生态环境效益是南水北调工程的重要效益之一，分析工程生态环境效益的组成，科学地计算和评估它们的效益，对于未来水利工程运行管理、对于首都水务事业的发展有着重要意义。随着北京市生态文明建设的稳步推进，未来通过对北京市南水北调工程生态环境效益的充分挖掘和发展，必将为“首善之区”的建设发展提供强大助力，形成“绿水青山就是金山银山”的生动实践。