本文摘要：摘要：水庫(kù)汛限水位設(shè)計(jì)與運(yùn)用效益顯著，但難以廣泛實(shí)際應(yīng)用，根本原因在于責(zé)權(quán)利不對(duì)等：防汛主管部門承擔(dān)責(zé)任，蓄滯洪區(qū)遭受風(fēng)險(xiǎn)，水庫(kù)業(yè)主單位獲取利益。本文基于優(yōu)化汛限水位后的汛期運(yùn)行水位控制，以水庫(kù)新增的效益、蓄滯洪區(qū)居民繳納的洪水保險(xiǎn)、國(guó)家投入的啟動(dòng)
摘要：水庫(kù)汛限水位設(shè)計(jì)與運(yùn)用效益顯著，但難以廣泛實(shí)際應(yīng)用，根本原因在于責(zé)權(quán)利不對(duì)等：防汛主管部門承擔(dān)責(zé)任，蓄滯洪區(qū)遭受風(fēng)險(xiǎn)，水庫(kù)業(yè)主單位獲取利益。本文基于優(yōu)化汛限水位后的汛期運(yùn)行水位控制，以水庫(kù)新增的效益、蓄滯洪區(qū)居民繳納的洪水保險(xiǎn)、國(guó)家投入的啟動(dòng)資金為主體，構(gòu)建流域防洪基金模型，以對(duì)沖汛限水位調(diào)整后的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)用于漢江中下游流域，分析結(jié)果表明：水庫(kù)增加效益的投入比例是基金持續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵要素。推薦方案是將水庫(kù)增加效益的50%、蓄滯洪區(qū)繳納的洪水保險(xiǎn)和國(guó)家投入的100億啟動(dòng)資金用于防洪基金的構(gòu)建。通過(guò)防洪基金運(yùn)行機(jī)制的構(gòu)建，促進(jìn)形成風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)、利益共享的良好局面，推行汛期運(yùn)行水位的優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)流域的可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞：防洪基金;洪水保險(xiǎn);可持續(xù)發(fā)展;漢江中下游
引言
我國(guó)是一個(gè)洪澇災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家�？臻g分布上，水資源從東南到西北逐漸減少，南方水多，占水資源總量的81%;時(shí)間分布上，水資源年內(nèi)變化非常大，受季風(fēng)等因素影響，長(zhǎng)江以南等地區(qū)最大四個(gè)月水量占全年總水量的50%以上。降水時(shí)空分布不均等原因?qū)е挛覈?guó)洪澇災(zāi)害事件頻發(fā)。水庫(kù)汛限水位優(yōu)化技術(shù)日趨成熟[1-5]，但其推行過(guò)程中存在著各主體責(zé)權(quán)利不對(duì)等的問(wèn)題：水庫(kù)業(yè)主單位獲取利益，防汛主管部門承擔(dān)責(zé)任，上下游群眾遭受風(fēng)險(xiǎn)。
其中，水庫(kù)業(yè)主單位作為自負(fù)盈虧的企業(yè)實(shí)體，可通過(guò)水庫(kù)汛限水位優(yōu)化顯著增加自身效益，因此積極性較高;對(duì)于防汛主管部門，現(xiàn)行的防汛工作人員考核方式中，超蓄洪水對(duì)防汛部門業(yè)績(jī)無(wú)直接關(guān)系，而一旦發(fā)生洪災(zāi)則可能帶來(lái)工作處分，因此積極性不高;上下游群眾是水庫(kù)汛限水位附加風(fēng)險(xiǎn)的直接承受者，生命財(cái)產(chǎn)因此受到威脅，故抵觸汛限水位調(diào)整。
同時(shí)，隨著下游蓄滯洪區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和人口的增長(zhǎng)[6-10]，分洪造成的損失增加，且災(zāi)后補(bǔ)償資金到位慢，蓄滯洪區(qū)建設(shè)長(zhǎng)期滯后，推行水庫(kù)汛限水位優(yōu)化技術(shù)越發(fā)困難[11-16]。我國(guó)的蓄滯洪區(qū)大多位于七大江河中下游平原地區(qū)，是江河防洪系統(tǒng)的重要組成部分。長(zhǎng)期以來(lái)，蓄滯洪區(qū)的建設(shè)和管理滯后，啟用困難，分蓄洪水時(shí)居民生命財(cái)產(chǎn)安全得不到保障。
與此同時(shí)，蓄滯洪區(qū)內(nèi)居民災(zāi)害意識(shí)薄弱，蓄滯洪區(qū)遭到過(guò)度開(kāi)發(fā)，人水爭(zhēng)地現(xiàn)象日漸加劇，致使蓄滯洪區(qū)分洪與保障區(qū)內(nèi)居民生命財(cái)產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展間的矛盾日益突出，嚴(yán)重影響了蓄滯洪區(qū)作用的發(fā)揮。且蓄滯洪區(qū)的災(zāi)后重建工作基本依靠政府，區(qū)內(nèi)建設(shè)和管理的落后最終導(dǎo)致國(guó)家財(cái)政負(fù)擔(dān)加重。因此，擬構(gòu)建汛限水位專用防洪基金運(yùn)行機(jī)制，為流域的可持續(xù)發(fā)展提供新思路。過(guò)去已有一些關(guān)于流域防洪基金的研究[17-20]。
由于洪水保險(xiǎn)屬于巨災(zāi)保險(xiǎn)，外加理賠時(shí)間集中、我國(guó)居民風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)不高等原因，導(dǎo)致洪水保險(xiǎn)在我國(guó)仍處于研究性階段，尚未取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。防洪基金是繼洪水保險(xiǎn)后我國(guó)在非工程防洪措施方面的進(jìn)一步探索。建立防洪基金，是指除國(guó)家撥付的防洪經(jīng)費(fèi)外，向防洪受益區(qū)內(nèi)的集體和個(gè)人征收一定資金，用于新的防洪工程的建設(shè)投資，現(xiàn)有防洪工程的運(yùn)維管理及受災(zāi)區(qū)域的補(bǔ)償，這是解決防洪資金來(lái)源的合理而有效的途徑。
胡振鵬等[21]提出了防洪基金的概念，并闡明了防洪基金的性質(zhì)、作用、征收原則。徐新華[22]對(duì)安徽省淮河防洪基金的征收、使用和管理中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析總結(jié)，為今后的工作提供了經(jīng)驗(yàn)。尤寶良等[17]對(duì)東平湖水庫(kù)防洪基金的問(wèn)題進(jìn)行了初步探討，說(shuō)明了防洪基金建立的必要性。Karlinger等[23]通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，評(píng)估了保險(xiǎn)計(jì)劃、洪水分布等不確定因素對(duì)洪水保險(xiǎn)支付意愿的影響，對(duì)比分析了固定保險(xiǎn)與共同保險(xiǎn)這兩種保險(xiǎn)計(jì)劃的適用情形，并發(fā)現(xiàn)洪災(zāi)損失的函數(shù)形式對(duì)洪水保險(xiǎn)需求的影響很小。
MacDonald等[24]建立了不同所在地房屋對(duì)應(yīng)的防洪風(fēng)險(xiǎn)模型，分析了房?jī)r(jià)與保險(xiǎn)費(fèi)之間的關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)低處的房屋需要更高的費(fèi)用。付湘等[18]指出防洪基金可以彌補(bǔ)洪水保險(xiǎn)中存在的缺陷，以“誰(shuí)受益，誰(shuí)出資;多收益，多出資”為基本原則，結(jié)合安徽省淮河行蓄洪區(qū)進(jìn)行實(shí)例研究，應(yīng)用數(shù)學(xué)優(yōu)化方法建立了防洪基金模型，確定了受益者應(yīng)繳納的防洪保護(hù)費(fèi)率[25]。
趙勇等[19]應(yīng)用博弈論對(duì)防洪基金機(jī)制進(jìn)行了研究，模擬中央政府和地方政府在防洪減災(zāi)中的相互影響和作用，闡明了允許和支持防洪基金出現(xiàn)的條件。李繼清等[26-27]采用系數(shù)分?jǐn)偡椒?gòu)建了征收防洪基金的基本框架，并建議通過(guò)制定嚴(yán)格的管理辦法，發(fā)揮防洪基金的作用。防洪基金雖在安徽淮河、吉林松花江等中下游河段開(kāi)征，卻因地方政府、防洪受益區(qū)居民憂患意識(shí)不足，不愿出資等問(wèn)題導(dǎo)致工作受阻。這些文獻(xiàn)在防洪基金模型的運(yùn)行過(guò)程中，未考慮其動(dòng)態(tài)性，即人口等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素隨流域洪災(zāi)年際變化情況做出的適應(yīng)性調(diào)整。
同時(shí)，已有的防洪基金模型的資金主要來(lái)源于政府、受保護(hù)區(qū)內(nèi)的企業(yè)、個(gè)體等，存在責(zé)權(quán)利不對(duì)等的問(wèn)題。郭生練和劉攀[28]提出了對(duì)開(kāi)展汛期運(yùn)行水位動(dòng)態(tài)控制的水庫(kù)實(shí)行強(qiáng)制性保險(xiǎn)的構(gòu)想�；诖�，本文構(gòu)建了責(zé)權(quán)利對(duì)等的汛限水位專用防洪基金，并考慮了人口等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素隨流域洪災(zāi)年際變化情況。所構(gòu)建的防洪基金以水庫(kù)優(yōu)化汛限水位后增加的效益為主，加上蓄滯洪區(qū)繳納的保險(xiǎn)費(fèi)及國(guó)家?guī)头龅膯?dòng)資金，在推行汛限水位優(yōu)化方案的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)流域的自我管理和可持續(xù)發(fā)展。
1研究方法
流域防洪基金模型由水庫(kù)調(diào)度模塊、蓄滯洪區(qū)運(yùn)行模塊和國(guó)家扶持的啟動(dòng)資金組建而成。本文構(gòu)建的流域防洪基金運(yùn)行機(jī)制，不同于已有的防洪基金研究，不是以國(guó)家、地方政府、防洪保護(hù)區(qū)為主體來(lái)籌集費(fèi)用，而是以國(guó)家、水庫(kù)、蓄滯洪區(qū)為主體。既然水庫(kù)汛限水位的抬高是因?yàn)槔昧诵顪閰^(qū)進(jìn)行防洪，那對(duì)蓄滯洪區(qū)分洪損失的賠償，水庫(kù)就應(yīng)發(fā)揮主要作用，將汛限水位優(yōu)化后增加的部分效益用于防洪基金的構(gòu)建。
而蓄滯洪區(qū)不宜再過(guò)度開(kāi)發(fā)，考慮采用強(qiáng)制繳納洪水保險(xiǎn)的方式來(lái)制約區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)及人口發(fā)展。同時(shí)，為了避免防洪基金因在初期遭遇賠償而失敗，國(guó)家投入一定的啟動(dòng)資金。通過(guò)防洪基金運(yùn)行機(jī)制的構(gòu)建，促進(jìn)形成風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)、利益共享的良好局面，推行汛限水位優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)流域的可持續(xù)發(fā)展。
其中，水庫(kù)調(diào)度模塊用于得到優(yōu)化汛限水位方案下水庫(kù)增加的效益;還可得到蓄滯洪區(qū)的分洪量，作為蓄滯洪區(qū)運(yùn)行模塊的輸入。蓄滯洪區(qū)運(yùn)行模塊中，居民風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)受分洪量影響;區(qū)內(nèi)人口變化由風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)及分洪量共同決定;人均繳納的保險(xiǎn)費(fèi)由風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)決定。形成的流域防洪基金模型中，各變量隨時(shí)間而變化，互相關(guān)聯(lián)，可以更好地模擬實(shí)際情況。
1.1水庫(kù)調(diào)度模塊
1)年供水量、年發(fā)電量在丹江口水庫(kù)與蓄滯洪區(qū)的聯(lián)合調(diào)度下，丹江口水庫(kù)的汛限水位抬高，在提高洪水資源利用率的同時(shí)，增加了水庫(kù)的綜合效益[28]。因此，考慮將水庫(kù)因汛限水位優(yōu)化而增加的效益作為防洪基金的主要投入資金，具體包括增加的供水效益及發(fā)電效益兩部分。
2)年分洪量分洪量計(jì)算采用分段馬斯京根法，考慮丹江口水庫(kù)的補(bǔ)償調(diào)度作用，根據(jù)皇莊的安全泄量反饋調(diào)節(jié)丹江口水庫(kù)的出流。再?gòu)牡そ谒畮?kù)到襄陽(yáng)、皇莊、沙洋、仙桃、漢川各段，分別采用馬斯京根法進(jìn)行河道演算，得到各段的分洪量。將各河段的分洪量相加，便可得到整個(gè)蓄滯洪區(qū)的分洪量。
1.2蓄滯洪區(qū)運(yùn)行模塊
通過(guò)水庫(kù)調(diào)度模塊，可以得到蓄滯洪區(qū)在防洪中運(yùn)用時(shí)，將產(chǎn)生的分洪損失。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人口數(shù)量的增加，蓄滯洪區(qū)不斷被開(kāi)發(fā)利用。這在減少蓄滯洪區(qū)有效蓄洪容積的同時(shí)，還將導(dǎo)致分洪損失進(jìn)一步增加，對(duì)整個(gè)漢江中下游防洪系統(tǒng)具有不利的影響。因此，在本模塊中，不僅要考慮對(duì)蓄滯洪區(qū)的分洪損失進(jìn)行賠償，還要考慮讓蓄滯洪區(qū)內(nèi)的居民繳納洪水保險(xiǎn)。通過(guò)強(qiáng)制繳納洪水保險(xiǎn)，來(lái)增強(qiáng)區(qū)內(nèi)居民的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，遏制蓄滯洪區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)與人口的進(jìn)一步增長(zhǎng)，同時(shí)也可對(duì)防洪基金的構(gòu)建作貢獻(xiàn)。
1)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)
蓄滯洪區(qū)內(nèi)居民的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)并不是一個(gè)固定不變的值，而是隨著每年分洪量的變化而變化。當(dāng)分洪量較大時(shí)，區(qū)內(nèi)居民會(huì)因財(cái)物受損等原因，意識(shí)到洪水的災(zāi)害性，產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)。但當(dāng)蓄滯洪區(qū)長(zhǎng)期沒(méi)有得到啟用，或者分洪量較小并不會(huì)影響其生產(chǎn)、生活時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)又會(huì)逐年降低。
2)人口數(shù)量
蓄滯洪區(qū)內(nèi)人口的變化隨風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)變化而變化，人口方程的基本結(jié)構(gòu)參照Logistic人口阻滯增長(zhǎng)模型[29]。為了模擬蓄滯洪區(qū)受災(zāi)后人口遷移的情況，對(duì)Logistic模型進(jìn)行了調(diào)整，在人口變化方程中考慮了分洪量的影響。3)人均繳納的保險(xiǎn)費(fèi)
蓄滯洪區(qū)居民人均繳納的保險(xiǎn)費(fèi)也隨風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)變化而變化，在本研究中假定二者線性相關(guān)。當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)較高時(shí)，說(shuō)明蓄滯洪區(qū)近年內(nèi)遭受了分洪損失，會(huì)有更多的居民選擇洪水保險(xiǎn)，相應(yīng)的保險(xiǎn)費(fèi)率也會(huì)較高;當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)較低時(shí)，保險(xiǎn)費(fèi)率就會(huì)相應(yīng)降低，這更容易被蓄滯洪區(qū)居民接受。
1.3防洪基金構(gòu)建
防洪基金累計(jì)量的變化來(lái)源于水庫(kù)優(yōu)化汛限水位后增加的發(fā)電、供水效益，蓄滯洪區(qū)居民繳納的洪水保險(xiǎn)，以及蓄滯洪區(qū)因分洪造成的損失。同時(shí)，為了避免防洪基金因在初期遭遇賠償而失敗，國(guó)家投入一定的啟動(dòng)資金。國(guó)家給予的啟動(dòng)資金決定防洪基金的初值。
2模型驗(yàn)證
2.1模型輸入
研究區(qū)域?yàn)闈h江中下游。通過(guò)水庫(kù)調(diào)度模塊，可分別得到現(xiàn)行汛限水位方案與優(yōu)化汛限水位方案下水庫(kù)的調(diào)度結(jié)果。對(duì)比兩種方案的調(diào)度結(jié)果，各年供水、發(fā)電增加量，分洪增加量及優(yōu)化方案下的年分洪量。 抬高汛限水位后，每一年水庫(kù)的供水量均有所增加。供水量增加得最多的年份(1978年)可達(dá)近14億m3，多年平均的供水增加量為2.86億m3，說(shuō)明汛限水位的抬高可以保證丹江口水庫(kù)更好地完成供水任務(wù)，提高水資源的利用率。
丹江口水庫(kù)的發(fā)電量并沒(méi)有像供水量那樣每年都增加，而是出現(xiàn)了有增有減的分布。究其原因，是因?yàn)榈そ谒畮?kù)加高后供水任務(wù)優(yōu)先于發(fā)電任務(wù)。優(yōu)先供水后，水庫(kù)上游水位降低，上下游水位差變小，若發(fā)電流量差異不大，發(fā)電量也就會(huì)相應(yīng)減少。但是多年平均發(fā)電增加量依舊為正，為0.21億kW·h。
2.2模型參數(shù)設(shè)置
構(gòu)建的防洪基金模型中的各參數(shù)含義及取值，蓄滯洪區(qū)有效蓄洪容積、初始人口及最大人口等參數(shù)可根據(jù)蓄滯洪區(qū)的實(shí)際情況確定;單位效益或損失與汛限水位模擬—優(yōu)化模型中的數(shù)值一致;而其他的各變量則根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，并參考其他學(xué)者的研究[30-32]，采用試錯(cuò)法設(shè)定。
2.3單組輸入下模型模擬結(jié)果及分析
用57年水庫(kù)調(diào)度結(jié)果來(lái)模擬防洪基金的運(yùn)行情況，還不足以充分說(shuō)明基金運(yùn)行的可行性。因此，采用蒙特卡羅法，從57年的調(diào)度結(jié)果中隨機(jī)抽取，擴(kuò)展得到T年的調(diào)度結(jié)果，作為T年(基金運(yùn)行期)內(nèi)防洪基金模型的輸入。
為了進(jìn)一步證明基金的可靠性與穩(wěn)定性，重復(fù)以上將57年調(diào)度結(jié)果擴(kuò)展成T年的步驟，以模擬不同的輸入情景下基金運(yùn)行的情況。因此，設(shè)定不同的運(yùn)行期長(zhǎng)度及基金重復(fù)運(yùn)行次數(shù)，對(duì)基金的運(yùn)行情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。以200年為運(yùn)行期長(zhǎng)度，得到防洪基金運(yùn)行一次后各變量變化情況。由57年擴(kuò)展得到的這200年運(yùn)行期的數(shù)據(jù)基本包含了實(shí)測(cè)57年的原始數(shù)據(jù)，具有較強(qiáng)的代表性。
這18種情形代表著不同主體對(duì)防洪基金的貢獻(xiàn)，具體包括：水庫(kù)增加的效益0%、25%或50%投入到防洪基金中這三種情況;蓄滯洪區(qū)具有兩種情況，繳納洪水保險(xiǎn)參與到基金構(gòu)建中，記為1;不繳納洪水保險(xiǎn)對(duì)防洪基金無(wú)貢獻(xiàn)，記為0;國(guó)家的啟動(dòng)資金設(shè)定有0億元、50億元、100億元這三種情況。將以上各種情況按四類進(jìn)行組合，得到了18種情形。建議水庫(kù)增加的效益50%投入到防洪基金中，蓄滯洪區(qū)繳納洪水保險(xiǎn)，且國(guó)家啟動(dòng)資金為100億元。
3結(jié)論
本文針對(duì)水庫(kù)汛限水位調(diào)整中責(zé)權(quán)利不對(duì)等問(wèn)題及蓄滯洪區(qū)運(yùn)行管理中存在的問(wèn)題，構(gòu)建了以水庫(kù)、蓄滯洪區(qū)、國(guó)家三者為主體的防洪基金模型，將水庫(kù)調(diào)度模塊、蓄滯洪區(qū)模塊整合到防洪基金模型中，展開(kāi)對(duì)漢江中下游流域可持續(xù)發(fā)展的探索。主要研究成果及結(jié)論如下：
(1)防洪基金的構(gòu)建具有可行性。拓寬基金的資源來(lái)源，以水庫(kù)抬高汛限水位后增加的效益為主，外加蓄滯洪區(qū)繳納的洪水保險(xiǎn)以及國(guó)家資助的啟動(dòng)資金。若遭遇較大洪水的時(shí)間靠后，基金累計(jì)量在運(yùn)行期內(nèi)整體呈穩(wěn)定遞增趨勢(shì)。
(2)防洪基金的運(yùn)行主要受水庫(kù)投入比例的影響。基金是否能夠穩(wěn)定運(yùn)行，水庫(kù)增加效益的投入比例是關(guān)鍵因素。而蓄滯洪區(qū)洪水保險(xiǎn)的投入，有利于基金累計(jì)量在運(yùn)行期內(nèi)的整體提高;國(guó)家啟動(dòng)資金的投入，有利于減小基金累計(jì)量在運(yùn)行期內(nèi)為負(fù)的概率。建議水庫(kù)增加的效益50%投入到防洪基金中，蓄滯洪區(qū)繳納洪水保險(xiǎn)，且國(guó)家啟動(dòng)資金為100億元。
(3)構(gòu)建的防洪基金穩(wěn)定可靠，可推動(dòng)汛限水位優(yōu)化方案在實(shí)際中的應(yīng)用，有利于流域的可持續(xù)發(fā)展。在后續(xù)工作中，基金累計(jì)量會(huì)對(duì)蓄滯洪區(qū)的人口數(shù)量或風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)產(chǎn)生一定的影響，從而防洪基金模型還需進(jìn)一步調(diào)整。同時(shí)基金累計(jì)量還會(huì)對(duì)水庫(kù)的汛限水位有反饋調(diào)節(jié)的作用，需進(jìn)一步開(kāi)展水庫(kù)的適應(yīng)性調(diào)度研究。
參考文獻(xiàn)(References)
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作者：劉攀1，謝艾利2，鞏鈺1
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