防洪投资对洪水损失预测的影响

7.5.3.1　防洪效益计算特点及内容

防洪效益包括防洪工程效益及非工程措施的效益。这里主要讨论防洪工程（防洪投资）的效益。防洪工程的效益与其他水利工程的效益有很大的不同，其特点如下：

（1）防洪工程本身不直接生产实物产品，不直接创造财富，而是消除灾害，为社会提供安全服务，为受益区改善劳动生产条件和人民生活条件。其效益渗透在社会经济和人民生活的许多方面，故其效益以可减免的洪灾损失和可增加的土地开发利用价值计算。

（2）防洪工程效益年际变化很大，一般平水年份效益并不显著，但遇到大洪水年时则能体现出很大的效益。因此，防洪效益分别以多年平均效益和特大洪水年效益来表示。

（3）随着国民经济的发展，防洪保护区内的工农业生产也随之发展和增长，防洪工程的减灾效益将相应增大。

（4）防洪工程还有一定的负效益，如淹没、占地、移民、决堤、垮坝、诱发地震及库堤塌岸、改变生态环境等。

由此可知，在计算防洪效益时，应明确以下几个问题：

（1）防洪效益是一个相对的概念，必须明确针对哪个起始水平年，发生什么样的洪水，防洪效益才有意义。

（2）在防洪效益计算中，各种价格应该采用影子价格，即统一到同一价格基准年。

（3）通常所说的防洪效益是指多年平均防洪效益，关于多年平均防洪效益的计算方法将在下文中介绍。

7.5.3.2　投资—损失—效益关系描述

1.计算途径

规划水平年的防洪投资与洪水期望损失的关系研究是支撑整体模型的重要内容。以往的计算更多关注已建防洪工程的防洪效益计算，而对于拟建工程防洪效益的分析也是针对具体工程加以分析。本书拟就全国范围内各大流域未来防洪投资与该流域洪水期望损失值关系进行研究，以期建立两者之间定量的联系。

某流域规划水平年洪水期望损失值的计算按照以下步骤进行：①计算该年一定防洪投资下流域防洪能力的提高（相对特定起始年）；②推算各种不同频率的洪水在此防洪能力基础上造成的流域损失；③按前述的洪水期望损失值计算公式［式（7.9）、式（7.10）］计算该流域在此防洪投资情况下的洪灾年期望损失值。

上述方法是从微观出发，工作本身具有很大难度，例如不同频率下流域淹没指标的确定，各项损失指标的确认等，目前尚无完善的方法及翔实的数据。即便有了成熟的方法，单从工作量来讲，上述方法对于此次整体模型的计算都是无法实现的。因此必须从宏观着眼，寻找可行的解决途径：①利用损失和效益的关系，通过计算效益来确定损失；②利用并拓展前述损失计算的思路，在空间拓展的基础上，寻求时间拓展的方法；③利用全国防洪规划中各流域分项投资成果和本书中关于长江流域防洪投资分项效益的计算结果，进行空间拓展，建立“投资—效益—损失”三者间的关系。

2.长江流域防洪投资效益分析

（1）单项投资效益计算。根据研究分析计算成果，按1997 年价格水平计算，近期长江防洪减灾规划项目实施后，可获得多年平均防洪经济效益为307.14 亿元。综合各分项成果，可得长江流域各单项防洪投资效益如表7.7。

表7.7　长江流域单项投资效益　单位：元

（2）防御目标洪水（1954年型洪水）效益估算。根据研究分析，主要结论如下：再遇1954年型洪水，2010水平年的工情与1997 年工情相比，长江中下游地区的分洪量将由492 亿m3减少为336 亿m3，干流分蓄洪区运用由40个减少为24个（荆江地区的分蓄洪区可以不运用），可减少分蓄洪区淹没面积4028km2，减少淹没人口612 万人，减少淹没耕地225.8 万亩；减少干流堤防保护区淹没面积10234km2，减少淹没人口812 万人，减少淹没耕地777 万亩；减少一般洲滩民垸淹没面积4774km2，减少淹没人口339.4 万人；减少主要支流淹没面积894.4km2，减少淹没人口50.7万人。根据洪灾损失典型调查综合指标计算，防洪规划实施后的直接防洪效益为1402 亿元；间接防洪效益按直接防洪效益的25%考虑，为350 亿元，则防洪总效益为1752 亿元。

3.投资—效益—损失关系描述

投资产生效益，效益减少损失，所以投资将会减少损失。另一方面，如果新增防洪投资为零，流域防洪标准、各项防洪设施维持原状，由于流域社会经济的向前发展，流域洪水期望损失也会增长（自然增长，增长幅度定义为自然增长率），因此可以这样描述三者之间的关系：规划水平年的洪水期望损失等于起始年期望损失随社会经济自然增长后的值减去防洪投资所产生的效益。可以用下式表示：

式中：α为期望损失的自然增长率。根据《水利工程防洪经济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%，两者皆取中间值（6%，2.5%），其比值2.5／6＝0.417，则：

对于BF 值的计算，将防洪投资分配到水库工程、河湖整治工程、堤防除涝工程、蓄滞洪区、城市防洪五项，采用长江流域分项投资效益数值，考虑到各流域的差异，暂时采用流域人均GDP加以修正，具体计算见下节。

由于洪水灾害只能减少、不能完全消除的特点，EAD 值不能为负。(www.xing528.com)

7.5.3.3　各流域洪水损失期望值估算

1.长江流域洪水损失期望值计算

根据上节内容，以2000年为起始年，则计算年洪水损失期望值EAD计算年的计算公式如下：

BF计算年为计算年由于防洪投资减少的损失期望值，计算公式如下：

式中：i 为单项措施，此处为水库工程措施、河湖整治措施、堤防建设、蓄滞洪区建设、城市防洪五项；INVi为单项投资，采用总投资乘以单项投资系数求得，投资系数见表7.8和表7.9；bfi为单项投资效益，见表7.7。

表7.8　2010年以前（含2010年）长江流域防洪投资分配系数

表7.9　2010年以后长江流域防洪投资分配系数

2.其他流域洪水损失期望值计算

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，确定各流域计算年投资下减少的损失（BF）。

按照长江流域的计算方法计算，所需参数见表7.10和表7.11。

表7.10　2010年以前（含2010年）其他流域防洪投资分配系数

表7.11　2010年后其他流域防洪投资分配系数

各流域分项投资效益暂无资料，先按照长江流域投资效益，参考流域经济情况折算，折算方法如下：

最后按照式（7.22）即可求得该流域该计算年的洪水损失期望值。

7.5.3.4　模型分析及应用

模型以各流域2000年洪水期望损失值为计算基准，考虑由于防洪投资效益带来的损失减少量以及由于社会经济发展引发的损失增加量正反两方面因素，采用最简单的方法，计算规划水平年的洪水损失期望值。其中，2000 年各流域洪水损失期望值总量为662 亿元，若再考虑30%的间接损失，则损失为861 亿元。

将上述防洪投资—洪水损失期望值简易计算模型运用到整体模型中，分别对2010年、2015 年、2020年各年情况进行计算。经过整体模型计算，今后20 年最佳水利投资与GDP的比值在0.864%～0.881%之间，其中2010 水平年和2020 水平年防洪投资为767 亿元和1394亿元。