大頂子山航電樞紐水資源生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)服務(wù)價值評估

王思聰，姚 寧，趙春梅，梁契宗

(1.哈爾濱市磨盤山水庫管理處，黑龍江 哈爾濱 150001；2.黑龍江水運建設(shè)發(fā)展有限公司，黑龍江 哈爾濱 150026；3.廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院，廣東 廣州 510000；4.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

當今世界水資源問題的日益突出令人們感到不安，促使人們思考并探討水資源價值的相關(guān)理論、方法和應(yīng)用。水資源價值是可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一，也是水資源核算的關(guān)鍵[1]。姜文來等[2]提出水資源價值的內(nèi)涵為水資源使用者為了獲得水資源使用權(quán)需要支付給水資源所有者(國家或集體)的一定貨幣額，沈大軍等[3]闡述了水資源價值的內(nèi)涵主要體現(xiàn)在稀缺性、資源產(chǎn)權(quán)和勞動價值上。水資源價值核算模型有影子價格模型、邊際機會成本模型、收益現(xiàn)值模型等，核算方法有市場價值法、恢復(fù)費用法、機會成本法等[4]。

進入21世紀，對水資源價值的相關(guān)研究主要是通過社會、經(jīng)濟和生態(tài)的復(fù)合大系統(tǒng)——水資源生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)來進行，否則勢必會影響對水資源價值的客觀評價[5]。在水資源生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出水資源生態(tài)經(jīng)濟價值這一概念，其內(nèi)涵是水質(zhì)與水量的統(tǒng)一、自然資源價值與經(jīng)濟社會價值的統(tǒng)一、自然價值與經(jīng)濟社會屬性的統(tǒng)一。因此，對其進行服務(wù)價值評估時需要從水資源經(jīng)濟價值、水資源社會價值和水資源生態(tài)環(huán)境價值三個角度進行討論[6]。

松花江大頂子山航電樞紐工程是松花江干流第一座控制性工程。該工程總投資28.78億元，2004年9月開工，2010年12月23日該工程通過了專家驗收。該航電樞紐以航運為主，兼顧發(fā)電，同時具有交通、水產(chǎn)養(yǎng)殖、灌溉和旅游等功能。但是，航電樞紐建成后，也出現(xiàn)了河流水位提高、水面面積擴大等問題，同時改變了松花江干流的水流情勢，對哈爾濱市區(qū)江段以及其所在的松花江上下游一定范圍內(nèi)的水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了較大影響[7]。因此要對其進行水資源生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)服務(wù)價值評估，同時也可為松花江干流梯級航電樞紐工程的建設(shè)提供相關(guān)借鑒。

1 水資源經(jīng)濟價值評估

水資源具有經(jīng)濟價值，作為生產(chǎn)資料，水資源可以滿足工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求。社會經(jīng)濟系統(tǒng)中，水資源為經(jīng)濟社會生產(chǎn)提供動力和原材料所產(chǎn)生的效益即為水資源經(jīng)濟價值[8]。

大頂子山航電樞紐水資源經(jīng)濟價值可以具體分為發(fā)電價值、蓄水價值和調(diào)洪價值。

1.1 發(fā)電價值

大頂子山航電樞紐工程的電站為河床式發(fā)電站，總裝機容量為66 MW。2007年10月31日首臺機組并網(wǎng)發(fā)電，至2008年12月其余5臺機組陸續(xù)并網(wǎng)發(fā)電。大頂子山航電樞紐水電站建成后按計劃預(yù)計多年平均發(fā)電量為3×108kW·h，對改善黑龍江省電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、增加黑龍江省水電比重、發(fā)展?jié)崈裟茉雌鸬揭欢ǖ姆e極作用。計算公式如式(1)所示：

V發(fā)電=W發(fā)電·P電力

(1)

式中：V發(fā)電為發(fā)電價值，元；W發(fā)電為發(fā)電量，kW·h；P電力為電力價格，元/(kW·h)。

根據(jù)《大頂子山航電樞紐2017年發(fā)電量數(shù)據(jù)》等相關(guān)資料，其發(fā)電量為2.72×108kW·h，電力價格為0.38元/(kW·h)，求得其2017年發(fā)電價值為1.03億元。

1.2 蓄水價值

大頂子山航電樞紐建成后，松花江哈爾濱段水位常年保持在115～116 m，比未建成時提高5～6 m。樞紐大壩以上將形成一個總庫容為17.3億m3、面積約240 km2的人工湖，因此具有一定的蓄水價值。計算公式如式(2)所示：

V蓄水=W水·P水

(2)

式中：V蓄水為蓄水價值，元；W水為蓄水量，m3；P水為水價，元/m3。

根據(jù)《大頂子山航電樞紐2017年水情記錄表》等相關(guān)資料，其蓄水量為9.49億m3，水價為2.00元/m3，求得其2017年蓄水價值為18.98億元。

1.3 調(diào)洪價值

大頂子山航電樞紐作為松花江上第一座航電樞紐，在松花江防洪過程中發(fā)揮重要作用。其設(shè)計防洪標準為100 a一遇，設(shè)有38孔泄洪閘。當出現(xiàn)汛情時，在保證發(fā)電的情況下根據(jù)以下情況進行泄洪閘門調(diào)節(jié)：如果連續(xù)15 d以上進入樞紐的江水流量接近2000 m3/s時，必須開啟右岸1孔泄洪閘泄洪；接近4000 m3/s時，必須開啟右岸4孔泄洪閘泄洪；接近5000 m3/s時，必須開啟右岸6孔泄洪閘泄洪，由于上下游落差問題，發(fā)電機必須停止發(fā)電；大于5000 m3/s時，必須開啟右岸10孔泄洪閘和左岸10孔泄洪閘泄洪。調(diào)洪價值計算公式如式(3)所示：

V調(diào)洪=R·Pc

(3)

式中：V調(diào)洪為調(diào)洪價值，元；R為水庫調(diào)蓄洪水能力，m3；Pc為單位貯水價值，元/m3。

根據(jù)《大頂子山航電樞紐2017年水情記錄表》等相關(guān)資料，其水庫調(diào)蓄洪水能力為10.59億m3，單位貯水價值為2.72元/m3，求得其2017年調(diào)洪價值為28.80億元。

2 水資源社會價值評估

水資源為人類和其他動物(家畜、家禽及野生動物)提供飲用水，恢復(fù)勞動力，維持生命和健康。另外，水域還可以提供休閑娛樂服務(wù)，這使水資源具有社會價值[9]。

大頂子山航電樞紐水資源社會價值可以具體分為航運價值、陸運價值和旅游價值。

2.1 航運價值

大頂子山航電樞紐建成后，對松花江上游起到了渠化作用，使得其水位常年保持在116 m左右。哈爾濱至沙河子段的航道將達到三級航道標準，通航保證率達到95%。并且可打造“水上運輸線”，使鶴崗市、依蘭縣、沙河子鎮(zhèn)煤炭上行至哈爾濱市，形成吉林市、大安市等沿江地帶的煤炭專線以及糧食木材等專線，對推動“江海聯(lián)運”盡快形成規(guī)模等起到重要作用。計算公式如式(4)所示：

V航運=W航運·P航運

(4)

式中：V航運為航運價值，元；W航運為航運量，t；P航運為航運價格，元/t。

根據(jù)《大頂子山航電樞紐2017年船閘統(tǒng)計表》等相關(guān)資料，其航運量為49.80萬t，航運價格為6.85元/t，求得其2017年航運價值為0.03億元。

2.2 陸運價值

2008年9月，大頂子山航電樞紐壩頂公路橋和接線公路已全線通車。它與哈同公路和哈肇公路相連，形成了新的哈爾濱大外環(huán)交通網(wǎng)絡(luò)，結(jié)束了哈爾濱市至佳木斯市兩座城市的中心區(qū)域外區(qū)間440 km沒有一座橫跨松花江大橋及江北哈爾濱市三縣依靠擺渡過江的歷史。這條公路將哈爾濱市的江北經(jīng)濟帶與江南經(jīng)濟帶連接在一起，從而推動巴彥縣、木蘭縣和通河縣三縣的經(jīng)濟發(fā)展。今后可從巴彥縣經(jīng)賓西經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，至金家走外環(huán)，可不進哈爾濱市市區(qū)直接南下長春市、沈陽市，比進入哈爾濱市市區(qū)路線縮短約30 km。計算公式如式(5)所示：

V陸運=L陸運·P陸運

(5)

式中：V陸運為陸運價值，元；L陸運為陸運里程，km；P陸運為單位陸運里程價格，元/km。

根據(jù)《2017年哈爾濱市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》等相關(guān)資料，其陸運里程為108 km，單位陸運里程價格為14.81萬元/km，求得其2017年陸運價值為0.16億元。

2.3 旅游價值

大頂子山航電樞紐建成后還承擔著旅游服務(wù)中心的功能，有相應(yīng)配套的大壩旅游景區(qū)，以水利工程觀覽、山林度假、野外活動為主，游覽大壩、山林、峽谷參觀為輔。計算公式如式(6)所示：

V旅游=W旅游·P旅游

(6)

式中：V旅游為旅游價值，元；W旅游為旅游人數(shù)，人次；P旅游為人均旅游價格，元/人次。

根據(jù)《2017年哈爾濱市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》等相關(guān)資料，其旅游人數(shù)為24.4萬人，人均旅游價格為200元/人次，求得其2017年旅游價值為0.49億元。

3 水資源生態(tài)環(huán)境價值評估

水是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的介質(zhì)，在調(diào)節(jié)氣候以及凈化環(huán)境等方面有著不可替代的作用。水對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)需求的滿足程度與效用就是水資源的生態(tài)環(huán)境價值，具體包括推移泥沙、運輸營養(yǎng)物質(zhì)、凈化環(huán)境，以及維持濕地、湖泊、河流等自然生態(tài)系統(tǒng)及其他人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡[10]。

大頂子山航電樞紐水資源生態(tài)環(huán)境價值可以具體分為水產(chǎn)價值、凈化價值和棲息地價值。

3.1 水產(chǎn)價值

大頂子山航電樞紐水產(chǎn)品資源豐富，包括鯉魚等為主的魚類，江蝦等為主的甲殼類和以河蚌等為主的貝類。計算公式如式(7)所示：

V水產(chǎn)=W水產(chǎn)品·P水產(chǎn)品

(7)

式中：V水產(chǎn)為水產(chǎn)價值，元；W水產(chǎn)品為水產(chǎn)品產(chǎn)量，kg；P水產(chǎn)品為水產(chǎn)品價格，元/kg。

根據(jù)《2017年哈爾濱市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》等相關(guān)資料，其水產(chǎn)品產(chǎn)量為1.21億kg，水產(chǎn)品價格為35元/kg，求得其2017年水產(chǎn)價值為42.35億元。

3.2 凈化價值

大頂子山航電樞紐建成蓄水后，沿岸水位有所提高，使得灘涂、沙灘、排污口和臭河道都被淹沒，其上游的江水對哈爾濱的生活污水起到了溶解、淡化和分解作用。計算公式如式(8)所示：

V凈化=(W氮元素污染物去除·P氮元素污染物處理+

W磷元素污染物去除·P磷元素污染物處理)·S

(8)

式中：V凈化為凈化價值，元；W氮元素污染物去除、W磷元素污染物去除分別為氮元素、磷元素化學(xué)污染物去除量，t/km2；P氮元素污染物處理、P磷元素污染物處理分別為單位質(zhì)量氮元素、磷元素污染物處理成本，元/t；S為水體面積，km2。

根據(jù)《2017年哈爾濱市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》等相關(guān)資料，其氮元素化學(xué)污染物去除量為398 t/km2，磷元素化學(xué)污染物去除量為180 t/km2，單位質(zhì)量氮元素污染物處理成本為1500元/t，單位質(zhì)量磷元素污染物處理成本為2500元/t，水體面積為240 km2，求得其2017年凈化價值為2.51億元。

3.3 棲息地價值

根據(jù)相關(guān)研究，泛濫平原或者沼澤能提供的避難所或棲息地，每年產(chǎn)生一定的棲息地價值。計算公式如式(9)所示：

V棲息地=S·P棲息地效益

(9)

式中：V棲息地為棲息地價值，元；S為水體面積，km2；P棲息地效益為單位面積產(chǎn)生的棲息地效益，元/km2。

根據(jù)《2017年哈爾濱市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》等相關(guān)資料，其水體面積為55.68 km2，單位面積產(chǎn)生的棲息地效益為28.74萬元/km2，求得其2017年棲息地價值為0.16億元。

4 水資源生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)服務(wù)價值評估

綜上所述，對大頂子山航電樞紐2017年水資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行評估，評估結(jié)果顯示，水資源生態(tài)經(jīng)濟價值總計為94.51億元。其中水資源經(jīng)濟價值為48.81億元，水資源社會價值為0.68億元，水資源生態(tài)環(huán)境價值為45.02億元(見表1)。

表1 大頂子山航電樞紐2017年水資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估

5 結(jié)論與建議

水資源生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)服務(wù)價值評估需要從經(jīng)濟價值、社會價值和生態(tài)環(huán)境價值三個角度進行討論，這三者是不可分割的整體，只有將三者統(tǒng)一衡量和研究，才能實現(xiàn)水資源利用的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)環(huán)境效益的統(tǒng)一，水資源的可持續(xù)開發(fā)利用才具有理論基礎(chǔ)。

以大頂子山航電樞紐為例，對其進行水資源生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)服務(wù)價值評估，水資源生態(tài)經(jīng)濟價值總計為94.51億元。其中水資源經(jīng)濟價值為48.81億元，占總價值的51.64%；水資源社會價值為0.68億元，占總價值的0.72%；水資源生態(tài)環(huán)境價值為45.02億元，占總價值的47.64%。

目前學(xué)術(shù)界對水資源生態(tài)經(jīng)濟價值研究已取得了一些進展，但仍存在一些待解決的問題，如難以實現(xiàn)水資源經(jīng)濟價值、社會價值、生態(tài)環(huán)境價值的統(tǒng)一度量等。近年來，美國著名生態(tài)學(xué)家Odum創(chuàng)立了能值價值理論，進一步解釋為產(chǎn)品或勞務(wù)形成過程直接或間接投入應(yīng)用的一種有效能總量就是其所具有的能值。如果將能值價值理論應(yīng)用到水資源生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)服務(wù)價值評估中，相信可以解決不同水資源價值間的統(tǒng)一度量問題。建議今后能將能值價值理論推廣到松花江干流梯級航電樞紐工程的水資源生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)服務(wù)價值評估中，為松花江干流的梯級調(diào)度提供合理依據(jù)。