山西省松塔水利工程全要素功能供給側改革研究*

(1.山西省水利水電科學研究院，山西 太原 030000；2.河海大學經管學院，江蘇 南京 610065；3.山西省水利職業(yè)技術學院，山西 太原 030000)

水利工程是防洪、除澇、灌溉、發(fā)電、供水、圍墾、水土保持、移民、水資源保護等工程及其配套和附屬工程的統(tǒng)稱[1]。水利工程全要素服務功能是建立在對水利工程常見功能和全要素生產率定義充分認識的基礎上，結合水利工程自身特點，將水生態(tài)系統(tǒng)服務功能納入其中的一種綜合集成服務功能體系。本文涉及的水利工程特指水庫，即常規(guī)意義上的攔洪蓄水和調節(jié)水流的水利工程建筑物。水庫建成后一般具有防洪、蓄水灌溉、供水、發(fā)電等功能。而根據水生態(tài)系統(tǒng)服務的基本特性，水庫全要素服務功能表現為互相影響的“自然-人工”雙重結構：第一重由水的自然水循環(huán)及其伴生過程驅動；第二重由水的社會水循環(huán)過程驅動[2]。

松塔水庫是瀟河流域最大的水庫，是一座以城市生活與工業(yè)供水、灌溉為主，兼顧發(fā)電的綜合利用大型水庫，對當地的工農業(yè)生產及國民經濟的發(fā)展將起到巨大的促進作用。松塔水庫具有多種服務功能，本文以松塔水庫為例，在分析其全要素服務功能及其互動關系的基礎上，構建山西省松塔水庫全要素功能理論體系，提出該水利工程全要素服務功能結構。通過分析松塔水庫全要素服務功能及其互動關系，形成山西省水利工程全要素服務功能供給側管理框架，并從體制、機制、法制三個維度提出適應性管理框架，構建松塔水利工程全要素服務功能供給側改革實施路線圖，以求為山西省水利工程全要素服務功能供給側改革提供理論支撐。

1 水利工程全要素服務功能內涵框架設計

1.1 水利工程全要素服務功能框架內涵

水利工程全要素服務功能內涵框架的研究本質是以“自然-人工”二元水循環(huán)多過程為主線，以水庫復雜生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，以水循環(huán)及其伴生過程對生態(tài)系統(tǒng)的驅動為關鍵支撐的機理研究。

1.1.1 管理要素識別

山西省水利工程全要素服務功能供給側管理是一項長期的、復雜的工作，這個過程涉及了多個利益主客體，同時也與多種環(huán)境要素產生聯系。要想實現對水利工程的有效管理，首先要明確各利益主客體的管理職能，其次要確定管理的控制要素。只有明確了管理主客體和環(huán)境要素，才能將水利工程管理工作落實到位，實現水利工程的可持續(xù)使用。

a.管理主體。山西省水利工程全要素服務功能供給側管理是在政府主體主導、市場主體運作和公民主體參與下，考慮各利益主體的責權對等，促進利益主體間的交互合作，進而實現集體效用的最大化。

b.管理客體。山西省水利工程全要素服務功能供給側管理是利用水利工程對水資源進行合理、高效管理，其根本目的在于實現水利工程全要素服務功能的可持續(xù)利用。因此，山西省水利工程全要素服務功能供給側管理客體就是水利工程提供的供給、支持、文化和調節(jié)四大服務功能。

c.控制要素。山西省水利工程全要素服務功能供給側管理應從自然環(huán)境、人類活動、體制環(huán)境三方面對水利工程開發(fā)過程進行管理控制。

1.1.2 利益相關者互動關系

水利工程全要素服務功能供給側管理框架是一個復雜系統(tǒng)，涉及自然、社會、環(huán)境、經濟等多方面，政府、企業(yè)和居民之間存在緊密配合、相互作用的過程，共同為水庫資源高效開發(fā)的最終目標服務。水庫開發(fā)及其主要利益相關者之間存在相互影響利益關系。政府、企業(yè)和居民都與水庫開發(fā)存在雙向交互關系，而政府、企業(yè)和居民之間存在兩兩互動聯系。作為水庫開發(fā)的主要利益相關者的政府、居民和企業(yè)，均符合水庫開發(fā)利益相關者定義，即向水庫開發(fā)提供了專有性資產，并且承受項目運行風險。同時，水庫開發(fā)對企業(yè)利益相關者提供相應的投入回報，整個利益相關者系統(tǒng)形成一個回路，價值在利益相關者之間流動。

1.2 水利工程全要素服務功能供給側管理設計路徑

水利工程全要素服務功能供給側管理主要以微觀層面與中觀層面相結合的二元機制來實施，包含政策層面、區(qū)域層面、用戶層面三層管理層面，見圖1。

圖1 水利工程全要素服務功能供給側管理設計路線

水利工程全要素服務功能供給側管理設計路線具有中觀層面與微觀層面兩大操作層面，具有政策層面、區(qū)域層面、用戶層面三大管理層面[3]。其中，管理層面需求目標的實現有賴于下級層面需求目標的實現，操作層面之間通過多利益相關者合作得以實現。在具體的政策型政府主體、經營型政府主體、市場主體、公民主體之間還具有環(huán)環(huán)相扣的責權關系。

2 山西省水利工程全要素服務功能測算模型構建

本節(jié)基于水生態(tài)系統(tǒng)服務價值理論構建了山西水利工程全要素服務價值測算指標體系，并確立了各服務價值的計算公式，最后根據測算結果對水庫影響下的山西水利工程全要素服務價值展開分析并得出結論。

2.1 山西省水利工程全要素服務價值測算指標體系

本文以生態(tài)系統(tǒng)服務功能為基礎，將山西水利工程全要素服務管理系統(tǒng)視為由具有相互內在聯系的供給服務、支持服務、調節(jié)服務、文化服務構成的復雜系統(tǒng)。依據此復雜系統(tǒng)框架，將該指標體系分為總體層、系統(tǒng)層、狀態(tài)層、變量層和要素層五個等級。結合山西省松塔水庫的現實情況，構建山西省水利工程全要素服務價值測算指標體系，見圖2。

圖2 山西水利工程全要素服務價值測算指標體系

2.2 山西省水利工程全要素服務價值測算模型

根據上述全要素服務價值的測算指標體系，通過對供給服務價值Vw、支持服務價值Vz、調節(jié)服務價值Tv、文化服務價值F的分析，明確水利工程全要素服務各功能價值的具體測算模型，并通過最終加權求和的方式，得到水利工程全要素服務的綜合價值V，見式(1)：

V=ɑVw+βVz+γTv+δF

(1)

式中V——水利工程全要素服務價值，元；

Vw——供給服務價值，元；

Vz——支持服務價值，元；

Tv——調節(jié)服務價值，元；

F——文化服務價值，元;

ɑ,β,γ,δ——各功能價值的權重值。

2.2.1 供給服務價值

水利工程的供給服務價值Vw指水利工程的各項資源供給為市場帶來的經濟價值，主要包括水資源供給價值Vd、水服務供給價值Ve和水產品供給價值Vc三個方面，各種價值的含義及具體計算方法如下：

a.水資源供給價值主要從農業(yè)供水、工業(yè)供水和服務業(yè)供水三個方面來考慮，其中每個產業(yè)的供水價值又分為直接供水價值和間接供水價值，直接供水價值指直接交易水資源帶來的市場價值，間接供水價值指利用水資源生產產品或供給服務帶來的市場價值，運用市場價值法計算供水服務的經濟價值，具體計算公式見式(2)～式(5)：

農業(yè)供水價值：Va=PaQa+GaIa

(2)

工業(yè)供水價值：Vi=PiQi+GiIi

(3)

服務業(yè)供水價值：Vs=PsQs+GsIs

(4)

水資源供給價值：Vd=Va+Vi+Vs

(5)

式中Vd——水庫水資源的供給價值，元；

Va、Vi、Vs——水庫農業(yè)供水、工業(yè)供水和服務業(yè)供水價值，元；

Pa、Pi、Ps——農業(yè)水價、工業(yè)水價和服務業(yè)水價，元/t；

Qa、Qi、Qs——農業(yè)供水量、工業(yè)供水量和服務業(yè)供水量，t；

Ga、Gi、Gs——農業(yè)GDP、工業(yè)GDP和服務業(yè)GDP，元；

Ia、Ii、Is——農業(yè)、工業(yè)和服務業(yè)的水利效益分攤系數，用來衡量水資源利用在各產業(yè)國內生產總值中所發(fā)揮的效益。

b.水利工程帶來的服務包括水力發(fā)電、內陸航運等，本文中的水服務價值僅指水力發(fā)電的價值，運用市場價值法計算水力發(fā)電的經濟價值，具體計算公式見式(6)：

水服務供給價值：Ve=PeQe

(6)

式中Ve——水庫水力發(fā)電的經濟價值，元;

Pe——單位水電的市場平均價格，元/(kW·h);

Qe——水庫的水力發(fā)電量，kW·h。

c.水利工程的水產品供給包括天然生產的水產品供給和人工養(yǎng)殖的水產品供給，由于在水庫環(huán)境中，天然生產和人工養(yǎng)殖的水產品供給量難以明確界定，因此，本文將兩者合二為一，運用市場價值法計算水產品生產的經濟價值，具體計算公式見式(7)：

水產品供給價值：Vc=PcQc

(7)

式中Vc——水庫水產品生產的總經濟價值，元;

Pc——各類水產品的單位平均市場價格，元/t;

Qc——水庫供給各類水產品的供給量，t。

2.2.2 支持服務價值

水利工程的支持服務價值Vz包括水土保持價值Vf和固碳釋氧價值Vr兩方面，各價值含義及計算方法如下：

a.水利工程的建設會給當地生態(tài)環(huán)境造成一定的水土流失，包括水庫淹沒的水土流失和土壤持留造成的水土流失，對于全要素水利工程服務價值而言，水土保持價值屬于負功能價值。由于庫底淤泥存量難以測算，因此本文的水土保持價值主要考慮水庫淹沒帶來的水土流失價值，采用機會成本法估算水土流失的經濟價值，具體計算公式見式(8)：

水土保持價值：

Vf=SE

(8)

式中Vf——水庫水土保持價值，元;

S——水庫淹沒造成的水土流失面積，km2;

E——單位土地面積用于糧食種植可帶來的市場收益，元/km2。

b.水體中的浮游植物通過光合作用固定二氧化碳，同時釋放出氧氣，起到凈化空氣的作用，具有一定的經濟價值。該價值一般采用造林成本法與制氧成本法進行估算，具體計算公式見式(9)：

固碳釋氧價值：

Vr=365ZF(Cb+kCo)

(9)

式中Vr——水庫浮游生物光合作用帶來的固碳釋氧價值，元;

Cb——單位CO2造林成本，元/m3；

k——氧氣與碳的相對分子質量之比;

Co——工業(yè)制氧成本，元/m3;

F——浮游生物的初級生產力，指浮游生物每天可吸收的CO2量，m3/(m2·d)；

Z——水庫區(qū)域面積，m2。

2.2.3 調節(jié)服務價值

水利工程的建設對于庫區(qū)及周圍的生態(tài)環(huán)境和居民的生活具有調節(jié)作用，因此具有調節(jié)服務價值Tv，包括水質調節(jié)價值Tg、氣候調節(jié)價值Tc和調控洪水價值節(jié)Th，各價值的含義及計算方法如下：

a.由于現存污水處理廠或企業(yè)自有污水處理設備的污水處理能力不夠，導致一部分的生活和工業(yè)污水被直接排放到河流中，而河流中微生物的分解功能對水體水質具有一定的凈化作用，因此，可以用水質調節(jié)價值來衡量河流對于城市污水的凈化價值。本文僅考慮水庫流域段污水凈化的經濟價值，運用支出費用成本法進行計算，具體計算公式見式(10)：

水質調節(jié)價值：Tg=CgQg

(10)

式中Tg——水庫的水質調節(jié)價值，元;

Cg——自來水單位供水價格中污水處理價格，元/t;

Qg——水庫的污水凈化量，t。

b.水庫的水體蒸發(fā)具有氣候調節(jié)的作用，主要包括降溫和增濕兩個方面。由于松塔水庫位于西部干燥炎熱地區(qū)，因此降溫和增濕對于當地的氣候起著正面的調節(jié)作用。運用替代成本法估算水庫氣候調節(jié)的經濟價值，具體計算公式見式(11)～式(13)：

(11)

增濕價值：Tz=Qz125PeIp

(12)

氣候調節(jié)價值：Tc=Tl+Tz

(13)

式中Tc——水庫的氣候調節(jié)總價值，元；

發(fā)Tl，Tz——水庫的降溫價值和增濕價值，元；

Qz——水庫的水體蒸發(fā)年損失量，m3；

f——汽熱化，本文取水在100℃、1標準大氣壓下的汽化熱2260kJ/kg；

g——空調能效比，本文取空調的標準能效比為3.0；

Pe——單位平均用電價格，元/(kW·h)；

Ip——價格區(qū)域調節(jié)系數。

c.水利工程建設一個很重要的作用就是蓄水防洪，水庫的防洪作用可以為下游生活居民的生命和財產安全帶來保障，具有很大的經濟價值[4]。運用影子工程法對水庫調洪價值進行估算，計算公式見式(14)：

調控洪水價值：Th=PhQh

(14)

式中Th——水庫調控洪水總價值，元；

Ph——單位水庫庫容平均價格，指水庫修建單位庫容的平均花費，元/m3；

Qh——水庫設計時的調洪庫容，m3。

2.2.4 文化服務價值

水利工程的文化服務價值包括美學價值、旅游價值、教育價值等多個方面，其中美學及教育價值的含義較為模糊，難以定量計算，因此本文的文化服務價值主要考慮水利工程的旅游服務價值，運用旅游費用法和支付意愿法對旅游價值進行估算，具體的計算公式見式(15)：

文化服務價值：F=PmRs

(15)

式中F——水庫庫區(qū)文化服務價值，元；

Pm——庫區(qū)旅游門票價格，元/人；

Rs——庫區(qū)每年的旅游人數，人。

2.3 山西省水利工程全要素服務功能評估測算

本節(jié)基于山西水利工程全要素服務價值測算模型，從供給、調節(jié)、文化、支持四大角度對山西水利工程全要素服務價值開展測評，以期為山西水利工程全要素服務供給側管理提供技術支撐。

2.3.1 松塔水利工程全要素服務價值時間演進分析

山西水利工程的建設運行為山西省帶來了顯著的供給、支持、調節(jié)和文化服務價值。下面針對松塔水庫2015—2017年的綜合價值和四大服務功能價值變化進行分析，結果見圖3。

圖3 松塔水庫全要素服務價值分析

如圖3所示，在2015—2017年間，松塔水庫全要素服務綜合價值由2015年的76.7億元增長到2017年的86億元，年均增幅為6%。由此可知，松塔水庫的四大服務功能價值均有一定幅度的提升。根據圖3可以得到以下結論：

a.供給服務價值：在2015—2017年3年間，松塔水庫供給服務價值由2015年的75.65億元增長至2013年的84.7億元，年均增長率為5.8%。其中2016年增幅為1.9%，2017年增幅為9.8%，可以看到2017年的增幅明顯高于2016年，這是由于2017年晉中市城市人口增加、城市發(fā)展速度加快，城市化水平逐年提高，供水的需求也相應增加。此外，晉中市資源豐富，是全國十大能源基地之一，且松塔水庫的主要受水區(qū)榆次區(qū)、壽陽縣城鎮(zhèn)密集、工業(yè)發(fā)達，集中了全市主要工礦企業(yè)，需水量大。松塔水庫的建立緩解了水資源供需矛盾，為晉中市及周邊灌區(qū)的農業(yè)、工業(yè)和服務業(yè)的發(fā)展提供了保障。

b.支持服務價值：2015—2017年，松塔水庫的支持服務價值逐步下降，由2015年的1130萬元減少至2017年的1080萬元，年均降幅為2.2%，這是因為近年來松塔水庫采取了一系列水土保持工作，使水庫淹沒導致的水土流失造成的負面效應有所減小。

c.調節(jié)服務價值：在2015—2017年間，松塔水庫的調節(jié)服務價值大大提升，由0.858億元增至1.114億元，年均增長率高達13.9%。其中松塔水庫發(fā)揮其降溫和增濕的作用，對氣候進行了調節(jié)，且污水處理問題愈加得到重視，水質凈化效果得到有效提升。此外，松塔水庫在防汛抗旱方面尤其在對夏季的洪水方面影響突出，減輕了洪旱災害對人們生產生活的影響。

d.文化服務價值：在2015—2017的3年間，松塔水庫的文化服務價值逐年穩(wěn)步提升，由0.071億元增長到0.081億元，年均增幅為6.5%，這是因為松塔水庫提供了旅游資源，提升了旅游品質。

2.3.2 水利工程全要素服務功能價值評估結論

總體來說，松塔水庫在供給服務價值、文化服務價值、調節(jié)服務價值的增幅相對較高，在支持服務價值上略有下降。松塔水庫具體各項服務價值評估結論如下：

a.供給服務價值評估結論。松塔水庫自建成以來，通過提供水資源供給服務，保障了周邊市縣的工業(yè)及城市生活用水，補充了農業(yè)灌溉用水，調節(jié)了產業(yè)供水結構，利用水力發(fā)電給居民用電提供了有力的保障，同時水庫還為庫區(qū)周圍居民提供了良好的水產品養(yǎng)殖環(huán)境，擴大了居民收入來源。2015—2017年，山西省水利工程供給服務價值逐年增加，其中松塔水庫供給服務價值從75.65億元增加到84.7億元，平均每年增幅為5.8%。初步估計松塔水庫在供給服務價值上的差異與周邊市縣對其供給產品差異化的需求有關。

b.支持服務價值評估結論。山西省在開展水利工程建設的同時，也積極采取措施減少因水庫建設給生態(tài)環(huán)境帶來的損害。2015—2017年，隨著糧食平均畝產量的增加，單位土地面積價值逐漸增大，水庫建設造成的水土流失損失估值也有所增加，其中松塔水庫的支持服務價值從11.3億元降到了10.8億元，降幅為2.2%。這表明近年來松塔水庫管理局針對水庫建設后采取的水土保持措施取得的效益在逐年增加。

c.調節(jié)服務價值評估結論。水利工程的調節(jié)服務價值主要分為氣候調節(jié)價值、水質凈化價值和調蓄調洪價值。2015—2017年，山西省水利工程的調節(jié)服務價值變化主要體現在水質凈化方面，其中松塔水庫的水質凈化價值從0.68億元增加到0.93億元，增幅為36.8%。其原因是山西省對污水處理的重視程度逐漸增加，山西省人民對環(huán)境保護的意識逐漸增強，單位體積污水處理的價值逐漸增大，水庫自凈帶來的水質凈化價值也顯著增加。

d.文化服務價值評估結論。山西省水利工程自建成以來，一直積極推進庫區(qū)旅游服務的開發(fā)，逐步建成了以庫區(qū)為中心的水庫風景服務區(qū)。2015—2017年，水利工程的文化服務價值也在穩(wěn)步增長，松塔水庫的文化服務價值從0.071億元增加到0.081億元，年均文化服務價值增長率在6%以上，這表明山西省針對庫區(qū)旅游的開發(fā)促進了庫區(qū)旅游服務的改善，吸引了更多的游客前來旅游，旅游價值得到了明顯提高。

3 山西省水利工程全要素服務功能供給側管理政策建議庫

總體來看，山西省的水利工程功能評價已經遠遠不能滿足水利工程的開發(fā)速度和生態(tài)環(huán)境的影響程度，山西省水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)服務的影響具有時空累加效應，既有正面效應，也有負面效應。科學的定量評估對研究水利工程對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響，指導水利工程的合理建設管理具有重要的科學意義。

3.1 轉變水利工程管理理念

山西省水利工程具有公益性特點，山西省水利工程管理單位需要轉變水利工程運行管理理念，接受政府部門的扶持，在遵循市場經濟發(fā)展規(guī)律的前提下，完善多種經營管理方式，并不斷強化人力管理等方式，在此種情況下，不僅可以讓城市內的水土資源得到高效利用，還可以對經濟和社會效益進行有效平衡，一舉多得。

3.2 積極推廣管養(yǎng)分離制度

水利企業(yè)在展開水利工程運行管理改革工作時，需要將“管養(yǎng)一體”轉換為“管養(yǎng)分離”，讓管理工作和維修工作相分離，具體做到以下兩點：?水利工程管理單位需要做好機制改革工作，在管理機構中將維修管理隊伍劃分出去，在此種情況下，可以有效提高兩部分工作的專業(yè)性；?水利工程管理單位在展開水利工程維修養(yǎng)護工作時，需要將此項工作推向市場，有效提高水利工程維修養(yǎng)護管理工作質量，降低水利工程維修養(yǎng)護管理工作成本，取得更高的經濟效益。

3.3 實現多種經營方式并存

對陳舊設備和技術落后設備進行更新，對工程本身進行檢測和維修，對工作人員進行培訓，僅靠政府財政資金支持這些管理動作不足以滿足水利工程日常運行和長期運行所需，因此水利工程管理部門需要開辟通道引入社會資本。

3.4 注重水利工程流域聯動治理

水利工程的周邊環(huán)境對于水體及工程本身非常重要，若水利工程周邊是灌溉區(qū)，則代表水利工程除肩負著自身功能外還肩負著周邊多個城市的供水和糧食、蔬菜供應，如遇枯水期，山西省大多數灌溉區(qū)對水資源的需求量都大于流經區(qū)域內水體能夠提供的水資源量，缺水情況較為嚴重，僅靠水庫等儲水設施調節(jié)，效果不盡如人意，因此上游水利工程通常需要肩負起對周邊環(huán)境的保護和治理，盡量修復水土流失，采用管道等方式進行水資源輸送，督促灌區(qū)建設噴灌和滴管設施，對灌溉區(qū)缺水情況進行緩解，拉動當地農業(yè)經濟發(fā)展；豐水期甚至汛期過多的水資源會對下游農業(yè)種植區(qū)造成影響，在此階段上游水利工程還要肩負起防洪預警的責任，對豐沛的水量進行調節(jié)，盡量降低洪水對周邊城市、農村的影響。

3.5 積極展開管理人員隊伍建設

山西省水利工程管理人員隊伍不完善，導致實際工作效率低下，因此水利工程管理單位需要積極展開管理人員隊伍建設工作，定期對管理人員進行培訓，并引進更高素質的專業(yè)人才，完善相關規(guī)章制度，深化監(jiān)理體制改革，對管理人員的行為進行有效約束，從而讓管理人員隊伍素質得到提升，提高山西省水利工程運行管理工作效率。

3.6 建立生態(tài)優(yōu)先管理體系

要把生態(tài)保護落實到水利工程規(guī)劃設計和施工中，把河流生態(tài)系統(tǒng)納入到規(guī)劃和管理中。在水利工程的規(guī)劃、勘察設計、施工、管理階段，要充分考慮到當地水生態(tài)的需要，制定有效的環(huán)保措施，對環(huán)境進行恢復，使水利工程區(qū)環(huán)境與河流生態(tài)系統(tǒng)相和諧[5]。

3.7 完善生態(tài)補償機制

建立長期的、有效的評價補償機制及時應對和減輕水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的負面影響[6]。水利工程生態(tài)系統(tǒng)分析評價要求對河流、生態(tài)、水利工程運行等基礎信息進行長期監(jiān)測，及時分析監(jiān)測信息以應對可能發(fā)生的生態(tài)事件。