6．2　防洪效益的计算方法

6．2．1　防洪效益计算方法概述

防洪工程经济效益包括直接经济效益和间接经济效益两部分。直接经济效益是指防洪工程（或防洪工程体系）减免的由洪水直接造成的经济损失，它是防洪工程经济效益的主体，也是计算间接经济效益的基础。间接经济效益是指防洪工程所减免的间接经济损失。

要比较准确地计算直接经济效益，一方面要认真调查和核实有该工程情况下的实际洪灾损失；另一方面要科学、合理地计算假定无该防洪工程下可能造成的洪灾损失。关于计算洪灾间接损失，目前国内外比较认可的办法有两类：①根据各洪水淹没区直接损失构成，参照国内外有关资料分项计算；②先按有、无该防洪工程情况下洪灾间接损失与直接损失不同的比例关系分别求出其洪灾间接损失值，再求出其差值作为该防洪工程减免的洪灾间接损失值，即间接经济效益。防洪工程运行期获得的经济效益是指从工程发挥效益时起实际减免的洪灾损失价值，实际发生多大洪水，减免了多少损失，工程就有多少效益，因此，防洪工程多年平均防洪效益是最有价值的指标值，具体来说为无防洪工程和有防洪工程多年平均洪水损失之差。多年平均防洪经济效益的计算方法很多，归纳起来可分为：频率法、年系列法、保险费法、最优等效替代法、稳定生产增长法等（表6．1）。在实际工作中需结合现实情况选定适用的计算方法，合理确定计算参数，尽可能准确地估算防洪工程经济效益。目前计算防洪工程多年平均经济效益广泛采用的方法有频率法和年系列法。

根据大庆市的数据资料以及计算便捷等特点，该章将以洪灾损失频率法为基础计算防洪效益。

6．2．2　洪灾损失频率曲线法的基本原理及计算步骤

洪灾损失频率曲线法是指在某一防洪工程范围内，分别计算出有、无防洪工程时，不同频率的洪水发生一次所造成的损失值。根据计算结果制作洪灾损失频率曲线，用图解法求出本区域内有、无此防洪工程时的多年平均损失值，两者的差值即为修建此防洪工程的效益。这种利用频率计算的平均损失值的方法，称为洪灾损失频率曲线法（许志方和沈佩君，1987）。

6．2．2．1　一次洪水防洪效益计算方法

一次洪水防洪效益是指有、无防洪措施情况遇到某一次致灾洪水所造成的国民经济损失差值。已成防洪工程一次洪水直接防洪效益计算方法一般是：①调查分析确定所论洪水是否是为致灾洪水，如不是致灾洪水则无防洪效益；②调查有某防洪工程情况下出现该次洪水所造成的国民经济损失；③通过假定无某防洪工程时的洪水还原计算和相应的洪灾损失调查，估算其相应的洪灾损失，其差值即为已建成防洪工程在该次致灾洪水下的直接防洪效益。

其中损失值计算中应注意的问题有：

（1）农作物的损失。应根据减产值扣除因灾少开支的生产费用所得的损失值。如灾后能补种的，其减产值和生产费用，应按补种或改种的情况分析；如洪灾有肥田或补充地下水资源的效益，损失值中应扣除这些效益。在已灾典型区，不同淹没等级各种农作物的减产值和生产费用，应根据调研资料结合农业统计报表分析确定。

（2）林业损失。一般的水淹，林株死亡很少，可予不计。但在深水、长历时淹没情况下，林木将会死亡，已成材的一般不影响，因此，淹没损失主要是淹死幼林的损失。

（3）工程设施损失。工程设施包括农田水利、桥涵公路、电网、通信线路和各类市政设施。其损失值不能按毁坏的实物数量计算，应按毁坏程度计算损失，即恢复和修理费。对于主体结构已不能用的，应按灾前价值扣除尚存可用物料的残值进行计算（杨山河和陈越远，2003）。

6．2．2．2　制作洪灾损失频率曲线

目前在防洪工程效益计算中，比较普遍的是采用暴雨频率—洪灾损失的关系曲线来计算洪灾损失。一般是将工程兴建前后各年的成灾暴雨频率与相应年份的损失值点绘成相关曲线（图6．1）。曲线A表示未修工程以前的成灾暴雨频率—洪灾损失曲线，曲线B为工程建成以后的成灾暴雨频率—洪灾损失线。

6．2．2．3　计算防洪效益

图6．1中工程建成前、后两曲线之间纵坐标差值即为工程建成后相应暴雨频率时所得到的防洪效益。

由于防洪工程的效益受每年降雨量变化影响较大，故在暴雨年份防洪工程效益显著；干旱年份工程几乎没有效益。因此，计算防洪工程效益时，应以多年平均效益来表示。图6．1中直线C为与曲线A相应的、在工程兴建以前的多年平均受灾面积；直线D为与曲线B相应的、在工程建成后的多年平均受灾面积。两直线间的纵坐标差值即为工程建成后所得到的多年平均防洪效益（许志方和沈佩君，1987）。

根据洪灾损失频率曲线，可用式（6．1）计算年平均损失值S0。图6．2中S0以下的阴影面积，即为多年平均洪灾损失值，即

6．2．2．4　洪灾损失及防洪效益的增长率

洪灾损失或兴修工程后的防洪效益，一般都随着国民经济建设的发展而增加。据近年调查和统计资料表明，各单项土地利用项目的洪灾损失增长率是有差别的。一般情况，农业、林业、畜牧业用地及工商业停工、停产等的洪灾损失率与农业和工商业产值的增长率经常是同步的。而城乡居民、企业和事业单位的财产损失率，工程设施的损失率和工农业生产的增长速度常常是不同步的。一般小于工农业增长率。洪灾综合损失的增长率，可用式（6．2）计算：

6．2．2．5　考虑国民经济建设增长率的多年平均防洪效益现值计算

随着国民经济的发展，在防洪保护区内的财产是逐年递增的，一旦遭受淹没，其单位面积的损失值也是逐年递增的。设S0、A分别为防洪工程减淹范围内单位面积的年平均综合损失值及年平均减淹面积，则年平均防洪效益为

设防洪区内洪灾损失的年增长率（即防洪效益年增长率）为j，则

设计算基准年在防洪工程的生产期初，则在整个生产期（即经济寿命期）内的防洪效益现值为

6．2．3　大庆地区防洪工程效益计算

6．2．3．1　洪水淹没范围

大庆地区历史上曾多次发生洪涝灾害。1966年进行规划时，曾对本地区进行详细的洪水调查，并对1945年北二十里泡—库里泡的洪水进行平衡分析，推求出该年各控制点的洪水总量。首先是从双阳河分流口至库里泡的水量平衡，分片查算了该年洪水淹没面积和最大蓄水量、损失水量。其次分析了各控制点的设计洪水量，按其同1945年洪水总量比例，缩放各片的最大洪水淹没范围，再从分片库容曲线，查取最高洪水位和淹没面积。考虑溃坝的影响，按治理前的防洪工程情况，黑鱼泡、王花泡、库里泡等滞洪区，都只能防御10年一遇洪水，超此标准，就有溃坝可能。按原设计滞洪区的校核水位作为溃坝水位，估算各积水区的最高水位（黑龙江省大庆地区防洪工程建设指挥部，1992）。

按以上分析，可求出大庆地区洪水淹没面积，见表6．2。

6．2．3．2　淹没区经济概况和损失测算

大庆地区原为农业耕作和草原畜牧区，自20世纪60年代大庆油田开发，继而石油化工工业蓬勃兴起，电力工业也相应发展。目前是油井密布，输油、输电、输水管线纵横交错，铁路、公路四通八达，已成为我国重要的石油和石油化工基地，年产原油高达5500万t。1990年仅大庆市的工业总产值221．6亿元，其中石油工业170亿元，石油化工42．3亿元，地方工业9．3亿元。

在20年一遇洪水淹没区内有人口9．1万人，耕地55．5万亩，草原206万亩。

在100年一遇洪水淹没区内，有人口32．6万人，其中城镇人口16．2万人，耕地120万亩，草原301万亩，淹没区内有石油管理局的油田261km2，占大庆油田老区总面积的1／4，油井2331口，注水井940口，原油稳定装置3座，增压站1座，脱水站10处，水、电联合站12处，转油站84处，35kV和110kV输电线路192km。35kV变电站两处，8万kW发电厂一处。石化总厂的部分设施和乙烯的热电厂、工业水厂、原料储罐、龙卧管带和材料库等，电力局的220kV输电线路5条，长度50．3km，包括齐齐哈尔—大庆—哈尔滨联网干线110kV输电线8条，长度65km。有滨洲铁路线长12．5km。

按上述淹没区情况，分别计算生产损失，固定资产损失率在0．2左右，测算直接损失100年一遇为15．46亿元，20年一遇为4．22亿元。大庆地区洪水淹没范围情况详见表6．3。

根据统计资料可得到淹没实物指标统计表，见表6．4。

大庆市遭遇100年一遇洪水淹没损失计算如下：

（1）综合损失：包括耕地、草原、小型企业、居民财产、铁路、公路、工业的工农业损失。按单位面积损失指标为600元／亩，计算得60．3亿元。

（2）石油损失：淹没大庆油井14040眼，损失日产量9．255万t，单价按1050元／t计，停产半个月，损失约14．6亿元。

（3）石化工业损失：1994年石化工业总产值128亿元，按8%经济增长率计算2004年停产半个月损失11．5亿元。

（4）固定资产损失：淹没区固定资产600亿元，损失率1．8%，固定资产损失值10．8亿元。

100年一遇洪水减免洪灾损失合计97．2亿元。

以上数值是2005年大庆防洪工程管理处根据100年一遇实物淹没指标估算（黑龙江省大庆地区防洪工程管理处，2005），可作为多年平均防洪效益估算的参考。

6．2．3．3　多年平均防洪效益计算

效益计算依据工程建成前、后实际淹没损失进行评估防洪减灾效益，大庆防洪工程兴建前、后损失曲线间所包围面积的多年平均值作为防洪效益的年值，多年平均防洪效益计算见表6．5。

按照上述多年平均效益计算公式，可求得有防洪工程前后的多年平均淹没损失分别为1．49亿元和0．51亿元，则防洪工程的直接效益为0．98亿元（基准年为2004年）。洪水频率与洪灾损失关系见图6．3 。