王思聰,姚 寧,趙春梅,梁契宗
(1.哈爾濱市磨盤山水庫(kù)管理處,黑龍江 哈爾濱 150001;2.黑龍江水運(yùn)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(cè)設(shè)計(jì)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(dāng)今世界水資源問(wèn)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(jià)值的相關(guān)理論、方法和應(yīng)用。水資源價(jià)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(lái)等[2]提出水資源價(jià)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(guó)家或集體)的一定貨幣額,沈大軍等[3]闡述了水資源價(jià)值的內(nèi)涵主要體現(xiàn)在稀缺性、資源產(chǎn)權(quán)和勞動(dòng)價(jià)值上。水資源價(jià)值核算模型有影子價(jià)格模型、邊際機(jī)會(huì)成本模型、收益現(xiàn)值模型等,核算方法有市場(chǎng)價(jià)值法、恢復(fù)費(fèi)用法、機(jī)會(huì)成本法等[4]。
進(jìn)入21世紀(jì),對(duì)水資源價(jià)值的相關(guān)研究主要是通過(guò)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的復(fù)合大系統(tǒng)——水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行,否則勢(shì)必會(huì)影響對(duì)水資源價(jià)值的客觀評(píng)價(jià)[5]。在水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)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(jià)值與經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值的統(tǒng)一、自然價(jià)值與經(jīng)濟(jì)社會(huì)屬性的統(tǒng)一。因此,對(duì)其進(jìn)行服務(wù)價(jià)值評(píng)估時(shí)需要從水資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值、水資源社會(huì)價(jià)值和水資源生態(tài)環(huán)境價(jià)值三個(gè)角度進(jìn)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(guò)了專家驗(yàn)收。該航電樞紐以航運(yùn)為主,兼顧發(fā)電,同時(shí)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(kuò)大等問(wèn)題,同時(shí)改變了松花江干流的水流情勢(shì),對(duì)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(duì)其進(jìn)行水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估,同時(shí)也可為松花江干流梯級(jí)航電樞紐工程的建設(shè)提供相關(guān)借鑒。
水資源具有經(jīng)濟(jì)價(jià)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(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中,水資源為經(jīng)濟(jì)社會(huì)生產(chǎn)提供動(dòng)力和原材料所產(chǎn)生的效益即為水資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值[8]。
大頂子山航電樞紐水資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值可以具體分為發(fā)電價(jià)值、蓄水價(jià)值和調(diào)洪價(jià)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(jī)容量為66 MW。2007年10月31日首臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電,至2008年12月其余5臺(tái)機(jī)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(jì)劃預(yù)計(jì)多年平均發(fā)電量為3×108kW·h,對(duì)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(jì)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(jià)值,元;W發(fā)電為發(fā)電量,kW·h;P電力為電力價(jià)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(jià)格為0.38元/(kW·h),求得其2017年發(fā)電價(jià)值為1.03億元。
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(shí)提高5~6 m。樞紐大壩以上將形成一個(gè)總庫(kù)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(jià)值。計(jì)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(jià)值,元;W水為蓄水量,m3;P水為水價(jià),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(jià)為2.00元/m3,求得其2017年蓄水價(jià)值為18.98億元。
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(guò)程中發(fā)揮重要作用。其設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為100 a一遇,設(shè)有38孔泄洪閘。當(dāng)出現(xiàn)汛情時(shí),在保證發(fā)電的情況下根據(jù)以下情況進(jìn)行泄洪閘門調(diào)節(jié):如果連續(xù)15 d以上進(jìn)入樞紐的江水流量接近2000 m3/s時(shí),必須開啟右岸1孔泄洪閘泄洪;接近4000 m3/s時(shí),必須開啟右岸4孔泄洪閘泄洪;接近5000 m3/s時(shí),必須開啟右岸6孔泄洪閘泄洪,由于上下游落差問(wèn)題,發(fā)電機(jī)必須停止發(fā)電;大于5000 m3/s時(shí),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(jià)值計(jì)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(jià)值,元;R為水庫(kù)調(diào)蓄洪水能力,m3;Pc為單位貯水價(jià)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(kù)調(diào)蓄洪水能力為10.59億m3,單位貯水價(jià)值為2.72元/m3,求得其2017年調(diào)洪價(jià)值為28.80億元。
水資源為人類和其他動(dòng)物(家畜、家禽及野生動(dòng)物)提供飲用水,恢復(fù)勞動(dòng)力,維持生命和健康。另外,水域還可以提供休閑娛樂(lè)服務(wù),這使水資源具有社會(huì)價(jià)值[9]。
大頂子山航電樞紐水資源社會(huì)價(jià)值可以具體分為航運(yùn)價(jià)值、陸運(yùn)價(jià)值和旅游價(jià)值。
大頂子山航電樞紐建成后,對(duì)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(dá)到三級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn),通航保證率達(dá)到95%。并且可打造“水上運(yùn)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(duì)推動(dòng)“江海聯(lián)運(yùn)”盡快形成規(guī)模等起到重要作用。計(jì)算公式如式(4)所示:
V航運(yùn)=W航運(yùn)·P航運(yùn)
(4)
式中:V航運(yùn)為航運(yùn)價(jià)值,元;W航運(yùn)為航運(yùn)量,t;P航運(yùn)為航運(yùn)價(jià)格,元/t。
根據(jù)《大頂子山航電樞紐2017年船閘統(tǒng)計(jì)表》等相關(guān)資料,其航運(yùn)量為49.80萬(wàn)t,航運(yùn)價(jià)格為6.85元/t,求得其2017年航運(yùn)價(jià)值為0.03億元。
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(méi)有一座橫跨松花江大橋及江北哈爾濱市三縣依靠擺渡過(guò)江的歷史。這條公路將哈爾濱市的江北經(jīng)濟(jì)帶與江南經(jīng)濟(jì)帶連接在一起,從而推動(dòng)巴彥縣、木蘭縣和通河縣三縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。今后可從巴彥縣經(jīng)賓西經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),至金家走外環(huán),可不進(jìn)哈爾濱市市區(qū)直接南下長(zhǎng)春市、沈陽(yáng)市,比進(jìn)入哈爾濱市市區(qū)路線縮短約30 km。計(jì)算公式如式(5)所示:
V陸運(yùn)=L陸運(yùn)·P陸運(yùn)
(5)
式中:V陸運(yùn)為陸運(yùn)價(jià)值,元;L陸運(yùn)為陸運(yùn)里程,km;P陸運(yùn)為單位陸運(yùn)里程價(jià)格,元/km。
根據(jù)《2017年哈爾濱市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》等相關(guān)資料,其陸運(yùn)里程為108 km,單位陸運(yùn)里程價(jià)格為14.81萬(wàn)元/km,求得其2017年陸運(yùn)價(jià)值為0.16億元。
大頂子山航電樞紐建成后還承擔(dān)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(dòng)為主,游覽大壩、山林、峽谷參觀為輔。計(jì)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(jià)值,元;W旅游為旅游人數(shù),人次;P旅游為人均旅游價(jià)格,元/人次。
根據(jù)《2017年哈爾濱市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》等相關(guān)資料,其旅游人數(shù)為24.4萬(wàn)人,人均旅游價(jià)格為200元/人次,求得其2017年旅游價(jià)值為0.49億元。
水是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)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(duì)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)正常運(yùn)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(jià)值,具體包括推移泥沙、運(yùn)輸營(yíng)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(jià)值可以具體分為水產(chǎn)價(jià)值、凈化價(jià)值和棲息地價(jià)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(jì)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(jià)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(jià)格,元/kg。
根據(jù)《2017年哈爾濱市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》等相關(guān)資料,其水產(chǎn)品產(chǎn)量為1.21億kg,水產(chǎn)品價(jià)格為35元/kg,求得其2017年水產(chǎn)價(jià)值為42.35億元。
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(méi),其上游的江水對(duì)哈爾濱的生活污水起到了溶解、淡化和分解作用。計(jì)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(jià)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(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》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(jià)值為2.51億元。
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(jià)值。計(jì)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(jià)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(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》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(wàn)元/km2,求得其2017年棲息地價(jià)值為0.16億元。
綜上所述,對(duì)大頂子山航電樞紐2017年水資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估,評(píng)估結(jié)果顯示,水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值總計(jì)為94.51億元。其中水資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值為48.81億元,水資源社會(huì)價(jià)值為0.68億元,水資源生態(tài)環(huán)境價(jià)值為45.02億元(見(jiàn)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(jià)值評(píng)估
水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估需要從經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值和生態(tài)環(huán)境價(jià)值三個(gè)角度進(jìn)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(shí)現(xiàn)水資源利用的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)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(duì)其進(jìn)行水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估,水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值總計(jì)為94.51億元。其中水資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值為48.81億元,占總價(jià)值的51.64%;水資源社會(huì)價(jià)值為0.68億元,占總價(jià)值的0.72%;水資源生態(tài)環(huán)境價(jià)值為45.02億元,占總價(jià)值的47.64%。
目前學(xué)術(shù)界對(duì)水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值研究已取得了一些進(jìn)展,但仍存在一些待解決的問(wèn)題,如難以實(shí)現(xiàn)水資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值、生態(tài)環(huán)境價(jià)值的統(tǒng)一度量等。近年來(lái),美國(guó)著名生態(tài)學(xué)家Odum創(chuàng)立了能值價(jià)值理論,進(jìn)一步解釋為產(chǎn)品或勞務(wù)形成過(guò)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(jià)值理論應(yīng)用到水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估中,相信可以解決不同水資源價(jià)值間的統(tǒng)一度量問(wèn)題。建議今后能將能值價(jià)值理論推廣到松花江干流梯級(jí)航電樞紐工程的水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估中,為松花江干流的梯級(jí)調(diào)度提供合理依據(jù)。