第十一章 综合利用水利工程的经济评价Word格式文档下载.docx

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，同法可求出该工程的效益费用比，从而认为工程甲比工程乙在经济上比较有利一些，如要求在两者之中进行选择，似应选择工程甲。

如果进一步考虑其可靠性进行风险（概率）分析，可能得出不同的结论。

仍举上述例子，工程甲所在的河流，其年径流变化较大，，工程乙所在的河流，其年径流变化较小，，采用相同方法对长系列年径流系列进行水利经济计算，分别求出工程甲与工程乙各年的效益费用比B／C?

，然后进行统计分析，得出工程甲与工程乙各种效益费用比B／C的概率p，参见表7-8。

假设要求水利工程的灌溉与发电的保证率分别为与，或者工程年盈利的概率，由表7-8可知，即使工程甲的效益费用比的年期望值B／C=1.30，但盈利（B＞C）的可靠率仅为80%，亏损（B＜C的风险率则达20%，从风险（概率）分析看，以选择工程乙方案较为有利。

－、综合利用水利工程的经济特征

　　l．效益的多面性

　　大中型综合利用水利工程具有防洪、除涝、灌溉、发电、城镇供水、航运、水产、环保、旅游等效益，其中的某几项效益，对国民经济的发展影响较大。

国民经济各部门，有的为直接的经济效益，有的为间接的经济效益。

有的效益可用货币价值置表示，有的效益无法用货币价值量表示。

例如，对生态环境的改善、减少洪涝灾害对人民精神造成的痛苦等。

　　2．效益的错综复杂性

　　综合利用水利工程的效益，随水文现象的随机性，各年之间的效益是不相同的。

各受益部门的效益有时利益是一致的，有时利益是互有矛盾的，在调度运用中，保证了主要部门的利益，就要减少次要部门的利益。

效益有时随着时间的推移，经济形势的发展，各部门的效益有时需重新分配相互转移，称为效益再分配。

例如，一个综合利用的水库工程，兴建时以灌溉为主，随着城市工业的发展，转为以供应城市饮用水为主。

　　3．工程项目的多样性

　　综合利用水利工程中有一些工程项目是为各受益部门服务的，称为共用工程，其所需的工程费用，理应在各受益部门之间合理分摊；

有一些工程项目是专门为某部门服务的，称为专用和配套工程，其所需的工程费用，理应由各部门自己承担。

枢纽中的各项工程各有其特点和要求，技术要求是不同的，有其独立性的一面。

但各项工程之间又有紧密的联系，要相互协调。

　　4．建设周期长，发挥效益的时间不同

　　由于综合利用水利工程项目多，工程量大，只有全部完成所有主体、专用、配套工程后，才能全部发挥效益，故所需的建设期较长。

枢纽主体工程完成后，有些部门就可能开始受益。

例如，水库的主体工程完工后，就能拦蓄洪水，就可发挥效益。

有的部门只有完成了相应的专用和配套工程后，才能发挥效益。

由于人力、物力、财力等条件限制，不可能所有部门同时完成工程建设任务，故发挥效益的时间是有先后的。

在过去一段时间内由于缺乏经济核算，整个综合利用水利工程的投资，系由某一水利或水电部门负担，并不在各个受益部门之间进行投资分摊，结果常常发生一系列问题。

第二节综合利用水利工程各部门经济分析

一、综合利用水利工程各部门经济效益分析

　　多目标水利工程综合利用各部门的效益，就是指防洪、灌溉、发电、供水、航运等部门的子效益。

水利工程既有正效益，有时也可能产生负效益；

既有直接的经济效益，同时也有间接的社会效益、生态环境等效益。

　　国民经济评价中，效益的表达方式有两大类：

（1）等效替代工程费用法，即水利工程建设方案的效益，是以其最优等效替代工程所需的费用来表达的。

例如水电站的发电年效益，是以等效替代火电站的年费用（包括火电站总投资的本利年摊还值、固定年运行费及年燃料费三者之和）表达，其含意是由于修建了某水电站，因而在设计水平年内节省了火电站及其所需燃料的费用，即水电站利用一定水力资源所获得的效益，可用节约国民经济其他资源的费用来表示。

（2）利用影子价格计算效益，这种方法力图不把工程的直接效益和间接效益分开，尽可能反映社会的全部得失，其中包括产品的真实价值及其供求关系。

例如电站的发电年效益，可用影子电价（产出物）乘年供电量求出；

供水工程的年效益，可用影子水价乘年供水量求出，等等。

　　同理，工程费用也要考虑直接费用与间接费用两部分，例如火电费用，不仅要考虑火电厂本身的投资与运行费用，还要考虑火电厂所需燃料及其运输系统所需的投资与运行费用。

如果经过经济分析计算已经求出到厂（火电厂）燃料的影子价格（包括燃料的影子运费在内），则火电费用只须计算火电厂本身的投资、固定运行费和燃料费（以影子价格计算）三项即可，不必另外考虑煤矿及铁路的投资与运行费，因此只要获得投入物（例如原料、材料、劳动力等等）和产出物（电力、电量或商品水）的影子价格，计算工程建设项目的费用与效益都是比较方便的。

　　多目标水利工程各部门子效益都具有不同程度的不确定性，这主要是由于水文事件及其它因素的随机性所造成的。

例如防洪年效益具有明显的随机性，与洪水频率密切相关；

水电站发电年效益与年径流变化大小和径流年内分配情况有关，航运年运输量及其年效益，与河流丰枯水位变化和地区经济发展水平及其增长率等许多因素变化

　　有关。

如果仅采用多年平均效益一个固定指标表达工程的年效益，并不能反映水利工程年效益的不确定性，不能为决策提供全面的信息。

下面分别阐述多目标水利工程各部门的子效益及其概率分布

。

（一）防洪年效益概率分布

　　一般说来，防洪年效益与该年洪水的大小具有同步随机性，即入库洪水大，防洪效益也比较大；

入库洪水小，防洪效益也比较小，甚至在一般小洪水情况下并无防洪效益，因此应考虑如何比较准确地描述防洪年效益出现的大小及其发生的概率。

由于各年洪水是独立随机发生的，因而防洪年效益的变化也是独立随机产生的。

当不考虑淹没地区物质财富增长情况（即其年增长率假设j=0），则可以?

把防洪效益年变化过程看作为一个平稳随机系列，根据平稳随机过程的特性，总体特征值可用样本特征值表示，因此可以对多年实测洪水系列进行调洪演算和水利经济计算，求出逐年防洪效益，其统计特征值可以用作表示防洪年效益随机变化的特征值。

关于多年实测洪水的防洪年效益频率曲线，见图7-3。

　　防洪年效益的统计特征值主要有两个，即防洪年效益期望值及其均方差或其变差系数Cv。

　　根据式（11-1）至式（11-3）所求出的统计特征值E及变差系数Cv，假设若干不同线型，使所求出的防洪年效益理论概率分布曲线，与上述根据多年实测洪水系列所求出的防洪年效益频率曲线进行优化拟合，即可求出防洪年效益概率分布曲线。

　　2．基本数据

（1）防洪标准?

按照1987年确定的防洪方案和防御水位（即沙市水位45m，城陵矶水位34.40m，汉口水位29.23m，湖口水位22.50m），对1860～1986年宜昌站的实测洪水系列逐年进行调洪演算，逐年确定主要防护地区的淹没耕地亩数及洪水淹没损失。

关于1870年发生的特大洪水，为1953年以来最大的一次洪水，其历史重现期约为837年一遇。

（2）淹没损失指标?

淹没洪泛区1986年底价格水平和地区生产状况，农村洪灾直接损失亩均1800元，真它损失（包括国家额外增加支出的费用）亩均400元,合计2200元／亩。

已知1986年底价格换算成影子价格的综合换算系数为1.07,故亩均综合损失为2354元／亩。

城镇人均综合损失为7000元。

　　（3）计算分析期?

本工程建设期20年，生产期即正常运行期42年，合计计算分析期62年。

在进行动态经济计算时，均假设投入在年初，产出在年末，其中防洪效益初产出在建设期的第16年（2011年）.满产出在正常进行期开始的第一年（2016年）。

假设本工程于1996年开工，计算基准年（点）即定在1996年初（建设期朝）。

　　（4）防洪效益年增长率?

随着防护区国民经济的增长和社会生产的发展，防护区内的固定资产与群众财产危害也是逐年增长的，因而随着时间的推移，本工程的防洪效益也应相应增长。

考虑到2000年以后国民收人年增长率约为4%左右，防护区的年增长率可能低些，假设防洪效益年增长率暂按j=2%计算。

　　（5）社会折现率进行国民经济评价时，无论费用与效益均采用影子价格，因此在计算防洪、发电、航运等部门的效益现值时，应采用统一的社会折现率is。

　　3．防洪效益计算

　　在国内外防洪工程经济分析中，计算防洪效益通常采用两种方法：

①以最优等效替代方案的费用作为本工程的防洪效益；

②以期望减少的洪水淹没损失和防洪年费用的节约，作为该工程的防洪效益。

考虑到工程的防洪作用是难以用其它工程替代的，因此拟用本工程期望减少的淹没损失及防洪年费用的节约作为本工程的防洪效益。

根据有关资料，防洪年费用的节约与防洪工程的年运行费大致相抵，因此防洪效益即为期望减少的淹没损失，即以有、无本工程两种情况下洪灾损失的差值，作为本工程的防洪效益。

防洪效益计算方法有时历法和频率法两种，时历法是利用实测长系列洪水资料进行调洪演算，逐年计算防洪效益，此法概念明确，计算方便，国内外均较普遍采用。

频率法是用不同频率的洪水进行调洪演算，由于此法牵涉到该工程坝址洪水与长江中游地区及区间洪水的遭遇组合问题，峰量关系和典型洪水选择等问题（要考虑各种频率洪水在各个地区的代表性及其它问题），虽然此法在理论上比较全面，但在实际应用中由于对天然洪水资料加工较多，总带有许多的人为因素，因此建议采用时历法对实测长系列洪水资料进行防洪效益计算。

　　根据对1860～1986年共127年实测洪水进行调洪演算，所得计算结果见表7-9。

认为当无水库时，在127年中共有35年发生洪灾；

修建水库后，可望大大减轻洪灾损失，年期望减少淹没的农村耕地为46万亩，年期望减少淹没影响的城镇人口为2.7万人，各年防洪效益的计算结果见表7-9。

由计算结果可知，该水库对小于三年一遇的洪水没有防洪效益作甩，即防洪年效益为零的概率约为70%，有防洪年效益的概率约为30%。

　　根据某水利工程主体施工进度和水库移民安置规划，假设1996年开工起第16年才开始发挥防洪效益，第16年至第20年防洪年效益按正常年期望效益E（b洪）的90%

　　计算，第21年起年期望防洪效益E（b洪?

）=2354×

46＋7000×

2.7=12.7亿元（1986年价格水平，j=0）。

现假设防洪效益年增长率j=2%，则本工程开工后第16年（即2011年）的防洪期望效益b16=12.7（1＋j）16×

0.9=15.7亿元，开工后第21年的防洪期望效益b21=12.7（1＋j）21=19.3亿元，余类推。

假设计算基准年在1996年初，在会折现率is=10%，则在计算分析期内（1996～2057年）防洪总效益现值B洪=58.11亿元，相应的防洪年效益现值b洪=B洪[A／P，i=0.1，n=62]=5.83亿元；

根据对表7-9历年防洪效益进行均方差及变差系数的计算，可求出变差系数Cv=0.60。

假设防洪年效益概率分布服从对数正态分布或其他线型，即可求出本水利工程防洪年效益概率分布曲线。

（二）发电年效益概率分布

　　水电站发电年效益也并非为某一固定值，遇到丰水年且年内径流分配过程又比较有利时，则该年发电量及发电效益也比较大；

反之，遇到枯水年，由于来水量较少，库水位较低，因而该年发电量及发电效益就比较小；

遇到特别枯水年，由于库水位一般已消落至死水位，来水量又很少，此时水电站已不能满足保证出力要求，若此水电站在电力系统中占较大比重，势必发生对工厂企业限制供电等情况，将对国民经济造成一定损失。

　　关于水电站发电效益，在国民经济评价阶段一般有下列三种计算方法：

①影子电价法，根据电站向电力系统的供电量，用影子电价计算其供电效益；

②最优等效替代电站的费用，作为本电站的效益；

③产值分摊法，本电站向用户提供电力和电量，与用户共同为国民经济创造新的产值，本电站效益=用电户净产值×

分摊系数，式中（其它生产要素的权重分配）。

一般认为：

影子电价法比较简明合理，但在计算供电效益时，应考虑各个供电地区不同的影子电价，如有可能，应区分峰荷影子电价和基荷影子电价；

替代电站费用法在选择替代电站时，应考虑实际可能的各种方案，可能是由一座或几座水电站组成的方案，或者是由一座或几座火电站组成的方案，也有可能由水电站和火电站混合组成的替代方案，应选择其中最优等效（包括技术上和经济上）替代方案；

产值分摊法牵涉到大量工厂、企业等用电户的固定资产重新评估以及净产值的计算理论与方法等问题，此法很少采用。

　　例?

某水电站发电年效益概率分布当水电站水库正常蓄水位为175m方案，死水位155m，水电站装机容量1820万kW，多年平均年发电量840亿kW?

h，单机容量70万kW，共有机组26台，设计最大水头112m，最小水头71m，平均水头90m，计算水头81m。

水库兴利调节库容V兴=165亿m3，年平均径流量W=4500亿m3，库容调节数,故该水库为季调节或称不完全年调。

由于各年径流量之间并不存在相关关系，因而可以认为各年发电量是相互独立随机变化的。

　　根据对1890～1983年实测年径流系列进行径流调节和水能计算，可求出历年各时段水电站的出力和发电量，现将用时历法所求出的各年（指水利年，本年6月至次年5月）发电量列入表7-10。

　　根据表7-10计算成果，可以求出多年平均年发电量E（b电）=840亿kW?

h，均方差σ（b电）=67.2，变差系数Cv=0.08，经拟合检验，认为基本上服从正态分布。

　　1．影子电价法

　　本工程假设于1996年开工，第12年（即2007年）开始发电，2015年底全部建成。

电站投入正常运行后年期望供电效益为

　　式中SPi——供电区i的影子电价；

　　　　Ei——供电区i的供电量；

　　　　i——i=2，其中华东区的影子电价为0.122元／kW?

h，华中及川东区的影子电价为0.114元／kW?

h，加权平均影子电价为0.118元／kW?

h；

　　　　厂用电率——0.5%；

　　　　网损率——3.35%。

　　由式（7-29）可求出电站正常运行后年期望供电效益BE供=95.3亿元。

假设本工程正常运行期（即生产期，2016～2057年）42年，建设期20年（其中1996～2006年不发电，2007～2015年部分机组发电，2016年起全部机组发电），当计算基准年（点在）1996年初，则在计算分析期62年内供电总效益现值BEP=237.6亿元，相应供电年效益现值B电=BEP[A／P，i=0.10，n=62]=23.7亿元。

　　2．替代电站费用法

　　本水电站的供电效益亦可用替代电站的费用表示。

采用这种方法对替代电站的选择关系很大。

在论证过程中如何选择替代电站意见很多，研究表明：

（1）不应当把必定要建设的水电站作为替代电站，例如已建和在建的五强溪、隔河岩、二维等水电站。

（2）预计在近期或与本工程用时兴建的电站也不能作为替代电站，例如洪家渡、瀑布沟等水电站。

　　（3）不应当把不可能向规定供电区（华东、华中及川东地区）供电的电站作为替代电站，例如澜沧江上的梯级水电站等。

　　电力系统负荷总是随着国民经济的发展而逐年增长的，如果本工程不兴建，则除修建上述水电站外，尚须修建若干座火电站；

如果本工程兴建，则可减少火电站的兴建，因此本工程的替代电站，可以选择大容量高温高压燃煤火电站。

关于替代火电站的费用计算，可以采用下列指标。

　　1）火电厂投资：

华东地区1570元／kW，华中地区1410元／kW，年运行费率为3%；

　　2）输变电工程投资：

线路39万元／km，变电站110元／kV?

A，年运行费率为3.8%；

　　3）标准煤价：

华东地区114元／t，华中地区117元／t，其中已考虑坑口影于煤价和到厂影子运费；

　　4）由于水、火电站厂用电率相差6%，再考虑其它因素，替代火电站的装机容量为1820×

1.1=2002万kW，替代电站的多年平均发电量为840×

1.06=890亿kW?

h。

　　替代火电站应于1996～2057年向电力系统提供与本水电站同等的电力容量和供电量，其总费用现值（基准年亦在1996年初）为BE告=210.7亿元，相应年费用即本水电站年效益B电=BE[A／P，i=0.10，n=62]=21.0亿元。

　　3．供电年效益概率分布

　　由表7-10，可以求出供电量年度差系数Cv=0.08，并认为供电年效益概率分布服从正态分布，因此可求出供电年效益概率分布曲线，参阅表7-11。

　　（三）航运年效益概率分布

　　1．概述

　　我国河流众多，流域面积在100km2以上的河流有5万余条，总长度约43万km，1980年全国内河通航里程约10万km，其中水深在1.0m以上的航道5.7万km，全国水运年货运量4.3亿t，货物周转量3800亿t?

km。

内河航运包括航道、船舶、

856.0港口等许多环节，并与防洪、发电、供水等水利部门密切有关。

水运的特点是速度慢，但装载量多、运输费用低，特别适合运输媒、油、矿石、粮食等数量庞大的货物。

根

　　据对全国运输量的统计，煤、油、矿石、粮食、建筑材料等大宗货物的运输量约占总运输量的80%，其中煤、油等能源物资的运输量约占50%，因此对大宗货物特别对能源物资的调查、分析，是预测水运运输量的关键。

我国对未来水运运输量的预测，一般采用发展趋势法、产销平衡法、相关分析法等。

水运运输量的年增长率，主要受地区国民经济发展和其他因素变化的影响，一方面随着国民经济的发展而逐年增长，这是发展趋势项，具有某种确定的含义；

另一方面由于受某些不确定因素的影响，例如某些年份洪水季节航道水位高涨，另外一些枯水年份航道水深可能偏低，这些不确定因素具有随机变化的特性。

因此航运量在某些年份增长多一些，另一些年份则增长少一些，甚至负增长。

　　我国内河水运条件一般说来是较好的，但由于长期投资不足和其它原因，很多航道目前仍处在天然通航或季节性通航状态，船舶吨位小，港口泊位不足，装卸机械化程度较低，因而无法承担更多的运输任务，使得铁路、公路运输更加紧张，因此积极发展水运事业具有重要的战略意义。

当然水运只是各种运输方式的一种，它和铁路、公路、航空都是交通运输整体的组成部分，因此可以采用系统规划的方法，使水运和铁路、公路、航空的布局进行全面的分析研究，对各种运输方式进行合理的分工和配套建设，选择其中总体效益最大的交通运输方案。

　　2．航运工程经济效益分析

　　对航运工程进行规划时，首先对现有航道和港口的基本情况、现有船舶和营运组织情况进行调查研究，然后根据预测的航道货运量、港口的吞吐量进行航道整治、船舶选型和港口设施的规划，并对各个比较方案计算投资、年运行费用和效益，从中选出经济效益最好的方案。

　　一般说来，较宽的航道可以使较多的驳船连结在一起，使每吨货物所需的牵引力较低，但随着航道的加宽，投资及年运行费均相应增加。

我国目前内河主要航道的宽度大部分为50m左右，国外主要航道的宽度一般在100m以上。

根据国外一项试验资料表明，当航道宽度从60m增加到90m时，航运年营运费可降低20%左右。

航道水深则应根据船舶设计吃水深度来确定，最小航道水深应为船舶的吃水深度再加上0.5～1.0m的安全富裕深度。

增加航道的水深，可以降低水与船体的粘滞阻力，从而减少营运燃料费；

另一方面，随着航道水深的增加，基建投资和航道年运行费也相应增加，因此进行经济分析时，可拟订若干不同等级的航道水深方案，分别计算其建设费用和相应的船舶营运费用，从中选择总费用最小的经济航道水深。

关于航道整治规划和船舶营运规划的目标，就是选择两者组合的最优方案。

航道宽、水深大，可以通航大中型船只，增加运输量，降低运输费用；

但航道愈大，建设费用也愈高，因此在一定的运输量条件下，选择其中航道费用和船舶费用两者之和最小的方案。

　　航运效益也包括国民经济效益和财务效益两部分。

航运的国民经济效益，一般为完成规定客货运输量的最优替代方案所需的年费用（包括投资年摊还值和年运行费），也可以计算有、无航运工程两种对比情况下每年带来的直接和间接效益的差值，作为航运工程的国民经济效益。

关于航运的财务效益，可按每年的实际收支情况计算。

总的看来，航运年效益是随着运输量的增加而逐年有所增长，但也同时受到不确定因素的影响而有些随机变化。

　　例如某水利工程航运年效益概率分布，长江某水库建成后，将淹没川江滩险，明显改善宜昌至重庆之间约600km长的航道条件，万吨级船队可以有半年左右的时间由武汉直达重庆，结合港口建设和船舶现代化，预计2030年出川水运量可以提高到5000万t，还可降低运输成本，提高航运安全性。

航运效益可以按有、无本工程两个对比方案的运输系统费用的差值，作为本工程的航运效益。

　　在航运效益分析中，如修建本工程，出川水运量将达到5000万t；

如不建本工程，航运专家组建议采用“水运4300万t＋铁路运输700万t”的替代方案，现分述如下。

　　1．不建本工程方案的航运系统费用

（1）川江航道开发整治工程费用。

　　第一期工程1996～2006年，投资4.4亿元，通航能力由目前的1000万t提高到2000万t；

第二期工程2007～2016年，投资11.67亿元，通航能力达到3000万t；

第三期工程2017～2026年，投资16.2亿元，通