浙东引水工程引水效益分析

官云飞，郑芙蓉，周 芬，黄 昉

(浙江省水利水电勘测设计院，浙江 杭州 310002)

1 概述

人口经济分布与水资源分布不均衡产生的供需矛盾是制约地区经济社会可持续发展的瓶颈，通过引调水是解决该矛盾的主要及重要途径[1]，国内外从古至今已有诸多实践[2- 4]。引水工程的实施可促进区域水资源系统配置，统筹考虑生活、生产和生态用水，产生巨大的综合效益[5]。全面系统分析评价引水工程的效益，可加强对引水工程作用的全面认识，以便编制科学合理的调控原则并指导实际运行，因此具有重要的现实价值。由于引水工程系统的复杂性及独特性，加上基础信息或数据获取的制约，全面准确定量分析引水工程效益难度较大[6]，以往研究偏重于经济效益的量化或针对某个方面(如增供水量效益、水环境水质改善等)进行单独分析[7- 11]。本文试图探索引水工程与综合效益评估内容之间相互影响的作用机理和客观规律，依据定量与定性分析相结合，以定量分析为主的原则，建立全面反映资源环境与社会经济响应关系的综合效益评估指标体系及评估方法，以期作为今后类似工程效益分析的参考。

2 工程概况

浙东地区位于杭州湾南岸，富春江以东，天台山脉以北，境内有曹娥江、甬江水系，并有杭甬运河贯穿其间，总面积13699km2。该地区是浙江省工农业发达地区之一，人口稠密，地理位置优越，水、陆、空交通便利，为长江三角洲经济区的重要组成部分。

浙东引水工程是确保浙东萧绍宁舟地区经济社会可持续发展的重大水资源配置工程，工程引水水源为富春江，利用萧山枢纽、曹娥江大闸枢纽、曹娥江至慈溪引水、曹娥江至宁波引水(拟建)、舟山大陆引水(部分已建)等骨干工程，结合区域内现有水利工程体系，引富春江水，经萧绍平原河网进入曹娥江大闸闸上江道，再由曹娥江右岸引水闸三兴闸、大厍闸(拟建)分别向虞余慈和宁舟地区补充工农业生产用水，兼顾改善区域水环境[12]，如图1所示。工程全部建成后，浙东地区多年平均年引水量8.9亿m3，其中工农业用水取水量4.15亿m3，环境用水取水量4.75亿m3[13]。

目前，工程中萧山枢纽、曹娥江大闸枢纽、曹娥江至慈溪引水3个子项工程已建成，北线(富春江至慈溪引水)已实现全线通水，并于2013年2—3月、7—8月先后开展了试通水、应急引水等工作，2014年6月5日以后开始常态化引水。工程南线(曹娥江至宁波引水)总体线路采用结合杭甬运河布置，充分利用通航河道、现有姚江江道作为输水河道，目前还在开展前期工作。

3 研究方法

3.1 评估指标及内容

工程建成后，通过萧山枢纽向浙东地区输送了大量的水资源，增加了浙东地区的工业、农业、环境用水，效益明显。综合效益主要包括经济、社会和生态环境3个方面。科学设置评估指标体系，是客观反映浙工程作用的重要依据。对工程的特点、基本要素、主要问题进行综合分析和比较，建立能够全面反映工程引水效益的评估指标体系[14]，该指标体系采用3个层次进行综合评价，将总目标分解为经济、社会、生态环境3个二级指标，并根据工程任务及特点设置相应三级指标及主要评估内容，详见表1。

3.2 指标评估方法

3.2.1经济效益

工程通过调度实现安全、高效、优化配置水资源，一方面增加了区域水供给量，另一方面可以置换出优质水体，提高浙东地区供水保障能力。经济效益主要是水资源配置产生的增供水效益及水环境改善产生的效益。对于增供水效益，一般采用效益分摊系数法[15- 18]；对于水环境改善效益，则采用替代法，即把为达到相同水质改善效果而投入的水环境治理投资作为水环境改善带来的效益。另外工程实施后，浙东地区灌溉用水保证率得到较大的提高，可以置换出流域内部分具有灌溉任务的水库中的优质水，可将这部分优质水纳入城镇供水系统，考虑供给第三产业及居民生活用水，具有一定的置换经济效益。

对于农业、工业、第三产业，其增供水效益可按下式计算：

(1)

式中，B1—三产供水效益，亿元；V—单方水产值，元/m3；I—产业增加值，亿元；W—用水量，亿m3；f—分摊系数；q—总调用水量，亿m3；k—调水利用率。

以各行政区首尾断面水量差作为该行政区内的增供水量，分类用水量参照各地近年实际用水结构比例，产业增加值、单方水产值等通过浙江省及各地市水资源公报、统计年鉴等获取。太湖流域多年平均灌溉效益分摊系数在平水年为0.4，枯水年为0.53，特枯水年为0.53[19]。萧绍宁平原与太湖流域较为邻近，雨水情况及经济社会发展情况都较为相似，在计算农业供水效益时，参考太湖流域农业供水效益分摊系数结合浙东地区实际情况得到分摊系数。工业增加值是劳动力、固定资本、水等要素共同作用的结果，国内城市工业供水效益分摊系数在0.021～0.07[20- 22]，湖州、嘉兴为0.05[18- 19]，本次计算取0.05。第三产业增加值与经济社会发展情况及劳动力要素有关，水对劳动力的贡献率一般为0.3[23]。

对于居民生活用水，其增供水效益可按下式计算：

(2)

式中，B2—居民生活用水供水效益，亿元；e—恩格尔系数；r—居民可支配收入，元；p—人均年用水量，m3；其余字母含义同上。上述参数均通过浙江省及各地市水资源公报、统计年鉴等获取。

水环境改善效益计算采用替代法，考虑通过建设替代污水处理厂，达到相同的水质改善效果，将替代污水处理厂的建设投资作为水环境改善的效益[24]。替代污水处理厂建设投资以现有污水处理厂建设投资为基准，以引水后与现有污水厂处理后污染物减少量的比乘以现有污水处理厂建设投资进行估算，即：

B3=mI0

(3)

(4)

式中，B3—水环境改善效益，亿元；m—引水后与现有污水厂处理后污染物减少量的比；I0—现有污水处理厂的建设投资，亿元；Δ、Δ0—引水前后与现有污水厂处理前后污染物的变化量，t/d；t—替代污水处理厂的规模，即平原河网容积，万m3；t0—现有污水处理厂的规模，在此取10万t/d，目前需投资约1.5亿元；Δc、Δc0—引水前后和现有污水厂处理前后水质指标的变化量，mg/L。

3.2.2社会效益

工程不仅可以通过调度优化配置水资源，而且通过引水提高了水流速度，加快了平原河网内水体置换周期，改善了周围水生态环境及水体景观价值，促进经济社会持续健康发展，取得了显著的社会效益，主要体现在促进水资源综合利用、促进产业布局调整、促进社会发展等方面。由于社会效益难以量化，以定性分析为主。

3.2.3生态环境效益

水资源提供了人类赖以生存的自然环境，是人类社会经济发展的基础资源，水生态环境功能的实现是区域经济社会良性发展的重要保障。浙东引水工程生态环境效益主要体现在维持河道水位、促进水环境功能达标、改善水生态环境等方面，以定性分析为主。

4 效益分析

4.1 经济效益

(1)增供水效益

工程北线试通水期间(2013年2月28日至3月27日)通过萧山枢纽引水0.84亿m3，沿线节制闸关闭直至试通水结束，同时处于丰水期，取用水较少，引水量主要为环境用水，产生了巨大的水质改善效益，本次不单独分析。2014年7月出梅以来，浙东地区出现持续高温少雨天气，部分江河水位已处于历史同期较低水平，干旱灾害日趋严重，7月26日15时开始开展浙东引水工程应急引水工作，至8月25日结束，期间通过萧山枢纽引水0.86亿m3，工农业增供水效益9.72亿元。工程全部建成后，浙东地区多年平均工农业用水取水量4.15亿m3，多年平均增供水效益预测为93.83亿元，详见表2。

(2)水环境改善效益

浙东地区平原河网存在河流水质整体较差的情况，部分河段水质长期处于Ⅴ～劣Ⅴ类，水体流动性差，水体营养化水平过高。浙东引水工程实施后，能够加快水体流动、增加水体自净能力、改善区域水环境，沿线地区通过浙东引水与本地引配水工程的联合调度运行，可以更好地改善河网水环境。根据相关规划要求，至2030水平年，浙东平原区水功能区水质达标率将达到100%，平原河网水质目标达到III～IV类水。采用一维河网水动力模型及河网水质模型[25]，根据1961—2013年长系列水文资料，对浙东平原各区片的水质情况进行逐日模拟计算，可知各片区引水后水质将得到比较明显的改善，年平均效益预测达到136.86亿元，详见表3。

表3 常态化引水后水环境改善效益预测表

(3)置换效益

工程实施后，可以置换出优质水约7500万m3，考虑供给第三产业及居民生活用水。根据增供水效益评估公式(1)—(2)，得到常态化引水后的置换经济效益约为118.61亿元。

4.2 社会效益

(1)促进水资源综合利用

工程的实施能够有效缓解浙东地区的缺水问题，大大提高浙东地区供水保证率，推进海洋经济战略的实施，促进经济社会稳步发展。曹娥江大闸枢纽建成后，在挡潮蓄淡的同时，也阻挡外海泥沙入侵曹娥江，避免由此造成对曹娥江防洪、两岸平原排涝的负面影响，为流域上游规划水库的兴建创造前提条件。同时曹娥江大闸上游可形成库容为1.46亿m3、长度为60km的河道型水库，河口段江道由洪冲潮淤改为单向冲刷，河道淤积情况大大改善，河道内水位受潮位影响减小，河道水深得以保证，从而保证杭甬运河航运效益的发挥。另外结合浙东地区相关配套工程的建设，为置换出优质水资源提供先决条件，能够进一步优化供水工程布局，逐步将生活和重要工业供水系统与工业园区供水系统分离，实施分质分类供水，实现区域内水资源的优化配置和合理高效利用。

(2)维护社会稳定

工程的实施改善了浙东地区河网水体的流动和置换能力，提高河网水体的流动和置换能力，河网水环境不断好转，结合污染源控制及污水治理措施的加强，实现一江清水向东流，恢复江南水乡泽国，打造宜居城乡环境，提高人民群众的生活质量。为统筹优化区域产业结构提供了有利契机，工程的建成带动旅游业收入增加、土地房地产价值增长、水上项目的开发等，同时创造了大量剩余劳动力就业机会，产生了显著的影响力，为社会安定、增强民族团结等作出了贡献。另外通过萧山枢纽等排水泵站及骨干河道拓竣增加河道调蓄能力等措施，通过工程调度能够在一定程度上减少沿线地区的涝灾损失。

(3)促进社会发展

工程的实施为浙东地区城市发展和大规模基础设施建设提供了重要的水资源保障，安全优美的自然环境和良好的基础设施也进一步提升了浙东地区的整体形象，改善了区域投融资环境。同时浙东地区山水资源丰富，历史文化悠久，水贯穿了文明发展的过去、现在和将来，工程实施将改善地区水质及水环境，再生文化传播的媒介，为浙东地区文物古迹的保护、文化的传播以及历史文化名城的建设起到重要的作用。此外工程的实施能够进一步提升地区整体的综合竞争力，统一规划协调城乡发展，积极融入长三角经济圈，推动地区经济社会持续稳定发展。

4.3 生态环境效益

(1)维持河网水位

平原河网水位维持在较稳定的水平，一方面满足沿线地区用水需求，河网水位存在一定的比降以便自流引水降低引水成本，同时河道内水生动植物的生境得到改善，水生态环境系统的多样性有逐步得到恢复的趋势；另一方面减少或者避免了洪涝灾害给地区带来的巨大损失。在保障水安全的前提下，浙东地区城市可大力实施城市环境工程、景观工程等规划和建设，进一步提升地区总体生态环境与景观水平。

(2)促进水环境功能区水质达标

工程实施后，浙东地区河网水环境水质能得到较明显的改善，基本能够消除劣Ⅴ类水，水质基本能够达到Ⅲ～Ⅳ类，最好的情况下水质将达到Ⅱ类水标准。区域内河网水环境的改善，能够保障区域水质安全，为实现浙东地区水功能区、水环境功能区目标水质打下坚实的基础。

(3)改善区域水生态环境

工程实施后，提升了沿线地区的生态环境用水保障能力，加快水体流动，促进区域内水体循环，结合其他污染物控制措施及自然保护措施，可以提高河网水体水环境纳污能力，提升水生态环境张力，改善区域水生态环境，进一步提高区域综合竞争力。同时浙东地区经济发达，与浙东引水工程相辅相成，为建设水生态文明社会提供了良好的经济基础和支撑保障。

5 结论

本文通过经济、社会、生态环境等角度的全面系统分析，深化了对浙东引水工程作用、综合效益和影响的认识，为工程常态化引水提供基础数据与技术支撑。但是由于效益分析涉及区域自然地理、人口、社会、经济、环境、生态、工程等众多因素及交叉学科，且生态环境改善、城市品位提升、土地价值提高和促进旅游业发展等效果的体现需要一个相对漫长的时间，本次分析对引水工程效益的认知在时间及空间上仍具有一定的局限性，计算参数的选取仍需结合工程实情率定，建议待浙东引水工程全线建成并积累一定数量的监测数据后再做进一步研究。