水问题经济损失计算方法及协调发展方案

6.3.2.1　洪涝损失

1.确定各流域基准年洪水损失期望值（EAD2000）

分别以长江流域、海河流域为南、北方流域的代表，参照洪水风险区的面积确定损失期望值。2000年各流域及全国期望损失值见表6.3 所示。

图6.1　整体核算模型的基本结构

表6.3　主要流域2000年洪水损失期望值　单位：亿元

2.各流域年洪水损失期望值计算

若不追加防洪投资，仅保持现有工程设施的运行维护，则洪水期望损失按一定比例自然增长，据《水利工程防洪积极效益分析方法与实践》（第一版）（陆孝平等，河海大学出版社，1993），在经济发展速度年均5%～7%时，洪水灾害损失的增长率约2%～3%，考虑到本书所研究的年GDP增长速度约为7%，所以取损失自然增长率为3%。

仅维持现有工程设施的运行维护，每年大约耗资约200亿元。

防洪投资每5年为一段，即2006～2010年为一段，2011～2015 年为一段，2016～2020年为一段，且每段内每年投资额相同。

投资所产生的效益全国统一按公益建设平均内部收益率考虑，初步定为10%。

投资收益年份均大于30年，投资效益每年累加。

递推公式：

式中：EAD（N＋1）、EAD（N）分别为第N＋1、N 年洪水损失期望值；β为洪水损失自然增长率，取103%；BF（N ＋1）、BF（N）分别为第N＋1、N 年总投资效益；ΔBF（N＋1）为第N＋1 年新增投资当年产生的效益；INV（N）为第N 年新增投资；α为投资内部收益率，取10%。

6.3.2.2　缺水损失

1.工业缺水损失计算

本次工业缺水损失计算，未考虑间接损失。经济发展预测规模：

式中：P参照年为基准年（2000年）的工业生产总值；P计算年为在不考虑缺水的情况下，计算年的工业生产总值，属于理想状态下的经济发展状况；u 为经济增长率；n 为计算年与参照年间隔的年数。

需水量预测：

式中：W0为计算年万元产值用水量（即用水定额）。

可供水量W 供水由总模型给出：

式中：V 为缺水损失；P′计算年为为可供水量的实际产出，P′计算年＝W 供水／W0。

由此绘制缺水损失与缺水量的关系曲线：

2.农业缺水损失计算

本次计算按照农业水分生产函数分别计算缺水与否时的农作物产量，两者的差值与农作物价格的乘积作为农业缺水损失。

农业缺水损失计算公式

式中：Va 为作物产值损失；Ai 为第i 类农作物种植面积；qi0为第i 类农作物不缺水条件下产量；qi 为第i 类农作物缺水条件下产量；Pi 为第i 类农作物价格；n 为农作物种类数。

经济作物不同，价格也不同。

不缺水和缺水条件下的作物产量按照不同作物的农业水分生产函数计算。

3.投资对供用水的影响

本次计算的供水投资包括供水工程和灌溉工程的投资。在实际生产中，可以通过改变其他生产要素，如修建供水工程、防止渠系渗漏等措施，提高供水水平、增强节水措施，以减少用水定额等，实现部分“水”这一生产要素向其他生产要素的转换，来“增加”可供水量，从而减少因缺水带来的可能经济损失。

同时，由于各个地区的经济发展水平、水资源的丰沛程度都存在着很大的区别，投资对于不同的流域、不同区域的影响也有很大的不同。全国水库建设规划，汇集了全国各流域自2003～2020年（部分流域到2030 年）的流域内水库建设规划的资料，拟合得到了在现有工程规划条件下，各流域的水库兴利库容和投资之间的关系。

对于农业灌溉，国家投资用于减少渠系渗漏，提高水资源的利用效率，从而降低农业灌溉用水。而对于工业，一般是通过市场竞争、水价，从而促使企业自行进行节水，提高工业用水的重复利用率，降低取水量，并且革新生产工艺，降低用水定额。因而在本次研究中，只针对投资与农业节水量，根据现有灌溉规划进行了调查关系拟合。

6.3.2.3　水环境恶化损失

水环境污染对当代人类活动的影响应当全面地体现在人类的生产领域与消费领域，也就是说，应体现在第一产业（农业）、第二产业（工业）和第三产业（旅游服务业），以及公共事业、家庭（包括生活和人体健康）等5 个方面，构成水环境污染经济损失计量的5 类常规分项，见表6.4。

利用建立的流域水污染经济计量方法，开展全国流域片水污染经济损失估算的分步流程如下。(www.xing528.com)

1.建立各大流域分项水质—经济影响函数

从水体环境质量与水环境功能特性和人类经济行为的相互效应关系，环境经济界共同认为，水质对经济活动的影响过程大体呈图6.2所示的S形曲线形态。其中，横坐标代表研究区域的综合水质，纵坐标表示经济损失程度。

表6.4　水环境污染经济损失分项的经济学含义及其可加性

注 1.表中（－）表示减少，（＋）表示增加。
2.“生活质量”是由收入状况与消费状况综合决定的。污染对生产的破坏，会使家庭收入下降；同时，由于公共部门和家庭会将一部分收入用于防污、治污和除污，必然会相应地减少在其他方面的消费，从而使消费质量降低。它们共同使公共生活与家庭生活的质量下降。因此，这两部分损失之和，意味着“生活质量意义上的损失”。

用数学手段定量化描述图6.2所示的水质—经济关系曲线，建立的水质—经济影响的替代函数见式（6.10）：

图6.2　水环境污染经济损失关系曲线示意图

研究建立各大流域片分项水质—经济损失函数，需要根据各大流域片实际情况，确定其水污染对各计算分项的最大经济损失率K。

2.水污染经济损失函数确定方法

水污染对社会经济各个分项的最大经济影响损失率K，实际发生过程非常复杂。只能通过分析水污染与社会经济的相互关系，抓住对水污染经济损失率产生影响的主要因素，寻求一种经验估算方法。由于水污染对各计算分项产生经济损失的作用过程不同，水污染最大损失率的影响因素也会不同，下面将依次介绍对各类损失系数的估算方法（以太湖流域的水污染最大经济损失率为参照系）。

（1）水污染对工业生产影响的经济损失系数。

水污染对工业生产的影响，主要反映在两个方面：一方面，工业生产用水水质不断下降，增大工业用水的处理成本；另一方面，工业生产过程中排放大量污水，需要投资进行污染源治理。其中，各大流域片工业污染源治理投资和治理运行费用，可以直接通过查询全国环境统计年鉴资料获取。

对于不同流域片，由于其工业生产产业结构不同，工业生产过程本身对水质要求不一样，因而水污染对工业生产影响的最大损失率也是不一样的。因此，首先，需要确定各大流域片的工业产业结构。分析我国的分行业工业生产过程对水质的不同要求，本章将工业分成三大类：第一类，生产过程对水质要求很高的行业，如食品制造和加工业、医药制造业等；第二类，对水质要求比较高的行业，如精密仪器和电子产品制造业；第三类，对水质要求一般的行业，在此归类为一般工业。

对于同一个行业，水污染对其生产过程产生影响的最大经济损失率在全国应该是比较类似的。太湖流域调查计算结果表明，水污染对不同行业生产影响的最大经济损失系数为：第一类0.06；第二类0.049；第三类0.013。

由此，可以根据各大流域片的工业产值结构组成比例，计算流域片水污染对工业生产带来的平均最大损失率K工业。例如，假定某一流域片三类工业产值结构比例（分类产值占流域片总产值的比例）分别为A1、A2、A3，则水污染对该流域片工业的平均最大损失率可以用以下经验公式估算：

这样，即可以按照水质—经济影响函数，建立各大流域片水污染对工业生产影响的水质—经济影响函数。

其次，根据各大流域片的水质状况Q，计算流域片在该水质状况下，水污染对工业经济影响的损失率γ。最后，利用损失率公式进行流域片水污染对工业影响的经济损失量计算。

（2）水污染对农业生产影响的经济损失系数。

农业生产范围广、比较分散，其生产用水基本上直接取自于大江大河的水，全国范围水环境质量整体下降，对农业生产将产生显著影响。水污染对农业的影响一般考虑对农产品的产量和质量的影响。

统计分析近年来全国不同水质状况区域的单位面积粮食产量，结果表明，从全国流域片的评价来看，农产品产量受水污染影响不是十分突出。以与全国大江大河水质极为密切的水产业为例，20 年来我国整体水环境质量日益下降，但是淡水产品和海水水产品的天然生产量呈逐年上升的趋势（见图6.3），若再考虑水产品的人工养殖，我国水产品总量增长较快。全国水产品总量1980 年为359 万t，增加到1998 年4122 万t。因此，本次进行水污染损失估算中，不考虑水污染对农产品产量的影响。

图6.3　全国水产品天然生产量年际变化

水环境质量日益下降对农产品质量产生较大影响，并直接影响农产品的价格，进而导致农业增加值损失。假定水环境污染对农业增加值影响损失率等价于水环境污染对农产品市场价格影响损失率。在建立各大流域片水环境污染对农业增加值影响的水质—经济影响函数时，需要确定水污染对农业影响最大经济损失系数K农业。

不同农业产品由于其生产过程中与水的密切程度不同，水污染对农业产品品质的影响程度也不同。实地调查结果显示，水污染对农产品品质影响程度大小排列依次是水产品、粮食和蔬菜水果等农业种植产品、牧业产品。在进行全国各大流域片水污染对农产品价格影响估算时，首先按照农产品的三大类统计各大流域片不同农产品产值占总产值的组成比，并根据太湖流域调查计算得到的三种不同农产品的最大水污染经济损失率，计算得到流域片因水污染带来的对农业平均最大影响系数，计算方法与工业损失系数相同。

同时，考虑到农业市场价格损失与工业损失不同，通常受当地生活水平影响比较大，需要根据各大流域片的生活水平与太湖流域生活水平的差异进行修正。在资料十分有限的情况下，可以用人均GDP 差异来反映各地区的生活水平差异。经过人均GDP修正后计算得到的水污染对农产品的平均损失率，代表水污染对各大流域片农业经济造成的实际最大影响损失率，按照公式（6.10）建立各大流域片水质—农业经济影响函数。利用流域片平均水质Q和流域片农业产值资料，计算得到水污染对流域片农业影响的经济损失量。

（3）水污染对市政工业影响的经济损失。

水污染对市政工业的影响，主要考虑由于水污染导致的城市供水成本增加、城市污水处理厂投资建设增加和运行费用增加。对其中的后两项，在中国环境质量年鉴中有各地区城市污水处理厂投资和运行成本统计资料，可以直接用于各流域片水环境污染经济损失计算。对于城市供水，水环境污染主要增加供水的水质净化和处理成本。近年来，全国各地自来水价格不断上涨，其中自来水污水处理成本增加是重要原因之一。由于自来水供水状况与各地生活水平有很大关系，因此本项目在计算全国各大流域片水污染可能造成的最大供水成本增加时，首先参考太湖流域结果，1998 年因水污染每方水最大增加供水成本为0.43 元，再利用各流域片人均GDP与太湖流域的差异进行修整计算，得到各大流域片水污染造成的最大供水成本增加，建立各大流域片水质—供水成本增加之间的经济影响函数，进行流域片水污染经济损失估算。

（4）水污染对家庭消费和人体健康影响的经济损失系数。

全国严重的水污染状况必然对家庭生活和人体健康带来影响。水污染对人体健康的影响一直是水污染经济损失计算的重要内容。由于水污染将增加家庭防污开支、人体发病率（主要是消化道系统疾病）显著增加，从而增加医药治疗费；同时水污染将导致死亡人数增加，造成人类社会价值损失。由于水污染导致的家庭防污费用增加量以及水污染造成的人体健康损失量通常与当地生活水平有密切联系，在计算各大流域片水污染对家庭和人体健康的最大损失估算时，利用太湖流域的计算结果，再根据各大流域片的人均GDP与太湖流域人均GDP差异进行修正，得到各大流域片的水环境污染最大家庭消费和健康损失费。由此，建立起各大流域片家庭消费的水质—经济影响函数和人体健康损失的水质—经济影响函数，进行流域片水污染经济损失计算。

6.3.2.4　与水有关的生态价值计算

1.水土保持效益计算方法

水土保持措施效益计算方法见第10 章。由于模型的详细程度很难达到分项详细计算的要求，因此本次计算采用估算的方法，即水土保持的效益与投资比采用2.25，水土保持的投资是模型优化的自变量，根据投资可以计算出水土保持的效益。

2.水体生态价值计算方法

水体生态价值以2000年的大量实际数据为基础，分类详细计算了全国各流域的水体生态价值，计算方法见第10章。

在模型的计算中，对于各水平年水体生态价值以2000 年的计算为基础，根据一定的假设进行估算，以分析经济社会发展对水的开发利用进程到底在多大程度上影响了水体的生态价值。

在模型中，主要考虑河道内总流量对水体生态价值的宏观影响。假定水生态价值随着河道内水量的增加而增加，以2000年为基准，每项价值相对GDP比值的变化与流域入海水量的变化相同，计算如下：

式中：Bij（t）为第t年第j 个流域的第i项生态价值占流域GDP的比例；Vij（t）为第t年第j 个流域的第i项生态价值；GDPj（t）为第t年第j 个流域GDP；Wj（t）为第t年第j 个流域的入海水量，是流域模拟模型的计算结果。