晋江流域水量分配与生态环境补偿机制.pdf

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第37卷第2期人民黄河Vo1．37．No．22015年2月YELLOWRIVERFeb．，2015【水资源】晋江流域水量分配与生态环境补偿机制杨丽英，李宁博，许新宜(1．水利部水利水电规划设计总院，北京100120；2．北京师范大学水科学研究院，北京100875)摘要：基于已颁布的晋江下游分水方案，对晋江上游水量分配的研究思路与研究重点进行分析与探讨，以水资源可持续利用、权责利相统一、公平兼顾效率作为分水的基本原则，将流域地表水资源总量作为分配对象，提出了以存量体现公平、增量体现效率的水量分配思路，构建晋江全流域的水量分配方案。以流域水量分配方案作为基础和保障，引入流域上下游生态环境保护补偿机制，其中补偿额度通过修正后的流域上游各区域的水资源生态服务价值确定，资金分摊和分配主要以上游各区水资源贡献率和下游各区域分水比例为依据。通过流域水量分配方案和生态环境保护补偿机制有机结合，提出一种新的流域水资源管理模式。关键词：水量分配；生态环境补偿；水资源管理；晋江中图分类号：TV213．9文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．10O0．1379．2015．02．018德永安南晋江流域位于福建省泉州市境内，北临闽江流域，市，多年平均水资源量化为春49溪．6安亿111，各县(市)水资源西接九龙江流域，东濒台湾海峡，流域面积5629km，量见表1。3657多年平均水资源量53．9亿m，占泉州市水资源总量表1晋江流域上游各县(市)不同频率下的水资源量多年平均／亿n13人均水不同频率下水资源量／亿m的54％，是泉州市的“母亲河”。流域水资源时空分8494资源布不均，来水主要集中在汛期5_．9月，占全年总水量降幄量／m3O4542196O．80．60．5的70％。流域水资源由上游山区向下游沿海地区递13．510．97．5减，与人口、经济分布相反。目前晋江流域缺乏大型骨”19．816．4l1．88595干工程，调蓄能力不足，水资源已成为下游地区社会经15．511．67．8922l济发展的瓶颈。为合理配置水资源，保障枯水期流域1．1分配原则5盯942用水需求及用水秩序，泉州市于1997年制定了《泉州768O(1)水资源可持续利用原则。在制定流域水量分市晋江下游水量分配方案》，对晋江流域下游(金鸡闸配方案时首先应以流域水资源对区域经济发展和生态以下)可利用水量按县级行政区进行分配，为各县环境的支撑能力为约束条件，在保证区域经济社会发(市、区)合理使用水资源提供了行政依据和约束。该展的同时确保流域生态环境良性发展，从而实现流域分水方案基于97％保证率下游可供水量，以2000年经济社会发展和水资源持续利用的和谐共赢¨。各县(市、区)所需水量按比例统一分配，为流域内水(2)责、权、利相统一原则。水量分配中责、权、利库扩蓄、流域水生态保护补偿资金筹措和分摊提供了的主体均应为上游各县(市)政府J。保护当地水资依据。源和保证下泄水的数量和质量是当地政府的责任，随着晋江流域上游地区经济快速发展，枯水年上使用自产水量是当地政府的权力，分配各地区的水量下游用水矛盾十分突出，需统筹协调上游在特枯条件实现经济社会的发展是当地政府的利益。下保证满足下游分配水量。因此，为与1997年下游分(3)公平兼顾效率的原则。分配方案既要体现用水方案相衔接，需研究制定晋江流域上游水量分配方水公平，尊重历史，维护各县(市)已有的利益，同时也案，完善晋江全流域水量分配方案，在此基础上建立流要充分提高水资源的利用效率，对未来新增加的水资域上下游生态环境保护补偿机制，探讨建立一种新的源需求量，分配时应侧重考虑各主体的用水效率，做到流域水资源管理模式，以实现流域的水量和水质的双公平与效率并重。总量红线控制和管理，为全流域的生态环境可持续发展创造良性环境。收稿日期：2014—08-27基金项目：水利部节水型社会建设项目。1晋江流域上游水量分配作者简介：杨丽英(1985一)，女，山西太原人，助理研究员，博士，主要从事水资源规划研究工作。晋江流域上游包括德化县、永春县、安溪县和南安E—mail：yangliying@wp．org．cn·68· 人民黄河2015年第2期1．2分配方案水量不能得到完全满足，南安市需水增量能完全得到首先引入水资源存量和水资源增量两个概念。水满足。晋江流域上游水量分配结果见表2。资源存量是指基准年7T在某一来水频率下的区域内表2晋江流域上游2030年97％保证率下各县(市)分配水量水资源利用量的现状值，等于研究区域在该频率下的亿m产水量加入境水量减去出境水量。所谓水资源存量分析就是研究区域内在某一来水频率下用水量的数值变化。水资源存量表达式为IVRS(r，P)=LIVR(r，P)+RJS(r，p)一CJS(，P)(1)式中：WRS为水资源存量；LWR为当地自产地表水量；尺为人境水量；CJS为出境水量；T为基准年份；P为2晋江流域生态环境保护补偿机制来水频率。水资源增量是指针对基准年同频率来水条件流域生态环境保护补偿机制以保护流域水资源和下在未来规划水平年+时区域内用水量变化的增生态环境、促进人与自然和谐发展为目的，根据水资源加值。期末水资源存量等于上期期末水资源存量加本的生态系统服务功能价值与水资源经济价值，运用行期内水资源增量。水资源增量表达式为政和市场手段，调节水资源保护利益相关者之间的利IVRI(r+A￡RJS(+△￡P)一CJS(r+△(2)益关系。近几年来，为保障晋江流域的生态安全、．P)，，P)式中：IVRI为水资源增量。保证流域水资源的可持续利用，经济相对贫困、生态相以晋江流域上游各县(市)P=97％来水频率下的对脆弱的流域上游县(市)大力开展生态建设和环境地表水资源量作为水量分配的基础和对象。以2007保护，但存在着与大力发展经济之间的突出矛盾。因年作为基准年，计算分析各县(市)水资源存量，并预此，基于流域水量分配方案建立晋江流域上下游水资测2030年各县(市)未来需水量，二者差值即为该地源生态保护补偿机制，实施晋江市政府及下游受益区区的水资源增量。依据存量分配体现公平、增量分配对流域上游地区的补偿机制，对于理顺流域上下游之体现效率的思路，在存量分配上尊重历史现状，确保满间的生态关系和利益关系，加快上游地区经济社会发足各县(市)该部分水量；增量分配上根据水资源利用展并有效保护流域上游的生态环境，从而促进全流域效率的高低在各县(市)问分配。效率指标可选用各的社会经济可持续发展具有重要意义J。县(市)水的影子价格。根据上述思路，晋江流域上游2．1上游生态系统服务价值的计算水量分配的目标函数为生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形1／laxSPfZ(3)成及所维持的人类生存的自然环境条件与效用。生态水量平衡方程为服务功能价值评估主要是针对生态保护或者环境友好+‘+M—C一Z=E+。(4)型的生产经营方式所产生的水土保持、水源涵养、气候，：E+调节、生物多样性保护、景观美化等生态服务功能价值一1(5)进行综合评估与核算J。国际上评价生态系统的服式中：为外流域调入水量，亿m；，为人境水量，亿务价值的通用做法是通过统计分析，评价主要的生态m；M为自产地表水资源量，亿m；C为水资源存量，即现状年用水量，亿m。；z为水资源增量，即满足需水系统功能和生态系统效益的价值。中国生态系统单位面积生态服务价值见表3。增长的分配量，亿m；E为河道内生态需水量，亿m；表3中国生态系统单位面积生态服务价值元／(hrIl2·a)为出境水量，亿m；SP为各县(市)影子价格，m；i为分水区域代号。在97％保证率下，2030年晋江流域上游德化县、安溪县、永春县、南安市基于2012年的应满足的需水增量分别为0．04亿、1．40亿、1．07亿、1．10亿m。依据晋江流域97％频率下的来水量，为保证1997年方案中下游的供水总量，依据存量体现公平、增量体现效率的分配原则，晋江流域上游德化县、安溪县、永春县、南安市需水满足增量分别为0．002亿、1．03亿、0．18亿、1．10亿m，可知德化县、安溪县、永春县的新增需·69· 人民黄河2015年第2期生态系统服务功能与生态系统的生物量有密切关系表达式为系，泉州市生物量因子取福建省均值1．56，校正方法t+3=1／En=S／F(8)表达式为。式中：t为人民生活水平所处阶段；En为恩格尔系数；S正=(6)为居民人均消费性支出；F为居民食品消费支出。式中：k为全国第k类生态系统生态功能服务平均价将生态价值发展系数与生态系统水资源涵养服值指数，元／(hm·a)；为生物量因子。务价值量相乘，即可得到生态环境保护补偿额度。在根据2010年泉州市土地利用图，分析得出晋江上泉州市经济发展和人民收入水平分析基础上，计算得游4县(市)各种类型生态系统面积见表4。出晋江流域生态价值发展系数为0．378，修正后得表4晋江上游4县(市)各种类型生态系统面积hm到可支付的晋江流域上游地区湿地和水体生态系统水源涵养年服务价值为4373万元(为便于分配和管理，补偿金额取4000万元)。2．3生态环境保护补偿资金来源与分摊基于1997年的《泉州市晋江下游水量分配方案》，确定生态环境保护补偿资金由泉州市政府出资由于建设用地的生态系统受人类活动高度影响，1／4，其余部分由下游受益县(市、区)按分配水量比例生态服务价值很低，因此不计人生态系统服务价值。合理分摊(见表6)。本文所研究的生态环境保护补偿机制中补偿保护的对表6生态环境保护补偿资金分摊比例和金额象是水体和水体周边的生态环境，在生态系统类型中包括水体和湿地。经计算得出流域上游4县(市)的生态系统水源涵养服务价值，4县(市)在流域内湿地和水体的生态系统水源涵养总服务价值为11568万a(其中湿地509万a、水体11059万a，见表5)。表5晋江上游4县(市)生态系统水源涵养服务价值万元为对生态环境保护补偿资金进行公平合理地分配，依据2030年97％保证率下晋江上游4县(市)下泄水量占下游供水量的比例，确定资金分配方案(见2．2流域生态环境保护补偿支付资金核算表7)。上述计算得出的生态系统中水资源的涵养价值未表7生态环境保护补偿资金分配方案考虑地区发展阶段的支付能力，故在此基础上根据生态保护和经济社会发展的阶段性特征，引入补偿调节系数，提出生态价值发展系数的概念J。采用水资源生态价值发展系数对生态系统中水资源的涵养价值进行校正，可避免所得生态服务价值计算过大而无法真正支付和在水资源管理操作中无法被采用等问题。基于人类对生态价值的认识过程与s型Pearl生长曲线3结语的变化趋势相似，所以本文根据Pearl生长曲线计算确定生态价值发展阶段系数，其表达式为针对晋江流域作为南方尚有开发利用潜力的河L=1／(1+e)(7)流，本文引入水资源存量和增量概念，利用存量分配体式中：为生态价值发展系数；e为自然对数的底；t为现公平、增量分配体现效率的水量分配原则，以97％时间。频率的地表水资源总量作为可分配水量，制定流域上人民的生活水平通常划分为贫困、温饱、小康、富游水量分配方案。该方案与晋江流域1997年下游水裕、极富5个阶段。。，其与恩格尔系数大致的对应关量分配方案相衔接，形成完整的流域水量分配方案，同·70· 人民黄河2015年第2期时引人生态环境保护补偿机制作为流域水量分配方案R．WaterAllocationMechanisms：PrineiplesandExamples实施保障，并以水量分配方案中的上游各县的贡献作[R]．Washington：WorldBank，1997．[5]任勇，俞海，冯东方，等．建立生态补偿机制的战略与政策为生态环境保护补偿资金分配的依据，从而将流域水框架[J]．环境保护，2006(19)：18—23．量分配方案和生态环境保护补偿机制有机结合起来，[6]曹明德．对建立我国生态补偿制度的思考[J]．法学，2004形成较为合理的水资源管理体系。(3)：40—43．[7]COSTANZAR．TheValueoftheWorld’sEcosystemServices参考文献：andNaturalCapital[J]．Nature，1987(387)：253-260．[1]李原园，郦建强，秦福兴．科学分析水资源规律制定水资源[8]谢高地．中国自然草地生态系统服务价值[J]．自然资源合理配置方案[J]．水利规划与设计，2004(3)：44—49．学报，2001，16(1)：47—53．[2]科斯R，阿尔钦A，诺斯D，等．财产权利与制度变迁——[9]胡聃，许开鹏，杨建新．经济发展对环境质量的影响——产权学派与新制度学译文集[M]．刘守英，译．上海：上环境库兹涅茨曲线国外研究进展[J]．生态学报，2004，24海人民出版社，1994．(6)：1259—1266．[3]柯礼聃．中国水法与水管理[M]．北京：中国水利水电出[10]张志强，徐中民，程国栋．可持续发展下的生态经济学理版社，1998．论透视[J]．中国人口·资源与环境，2003，13(6)：1—7．[4]DINARAriel，ROSEGRANTMWMark，MEINZEN-DICKStudyonWaterAllocationandEcologicalCompensationofWaterResourcesProtectioninJinjiangRiverBasinYANGLiying，LINingbo，XUXinyi(1．WaterResourcesandHydropowerPlanningandDesignGeneralInstituteofMWR，Beijing100120，China；2．BeijingNormalUniversity，Beijing100875，China)Abstract：BasedonwaterallocationschemeofdownstreamofJi~iangRiver，theguidelineandthreebasicprinciplesofthewaterallocationschemeresearchforJinjiangRiverbasinwerestudied．Twonewconceptions，waterresourcesstockandwaterresourcesincrementwerepro-posed．Thetotalsurfacewaterwastakenastheallocatablewater．Inthescheme，waterresourcesstockasthehistoricalwaterresourcesutili．zationshouldbesatisfiedtoreflecttheequityprinciple．Thewaterresourcesincrementasthenewincrementalwaterdemandingshouldbeal-locatedbythewaterresourcesutilizationefficiencyofeachregion．Furthermore，ecologicalcompensationofwaterresourcesprotectionmecha-nismwasraisedbasedonthewaterallocationschemetoensurethesustainabledevelopmentofriverbasin．Keywords：waterallocation；ecologicalcompensation；waterresourcesmanagement；JinjiangRiver【责任编辑张华兴】(上接第67页)[9]俞云新，王更生．基于粒子群的蚁群算法参数最优组合研[7]周荣敏，雷延峰．基于改进单亲遗传算法的树状管网布置究[J]．华东交通大学学报，2010，27(1)：47—51．优化[J]．水利学报，2012，43(10)：1243—1247．[10]李擎，张超，陈鹏，等．一种基于粒子群参数优化的改进[8]甘屹，李胜．蚁群算法的参数优化配置研究[J]制造业自蚁群算法[J]．控制与决策，2013(6)：873—878．动化，2011，33(3)：66—69．ResearchonAntColonySpanningTreeAlgorithmZHOURongmin，LEIYanfeng，SHENHaibing(1．SchoolofWaterConservancyandEnvironment，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，China；2．ArchitecturalDesignandResearchInstituteofHenanProvinceCo．，Ltd，Zhengzhou450014，China)Abstract：TheantcolonyspanningtreealgorithmwereusedtofindtheSpanningTreeofthegraphwhichhad34nodesandtheorthogonaldesignmethodandtheuniformdesignmethodwereusedtooptimizeitsparameters．TheresultsshowthatfortheAntColonyAlgorithmwithmanyparameters，itisausefulandefectivewaytodeterminetheparameterscombinationbyapplyingtheorthogonaldesignmethodandtheuniformdesignmethod，anditcanefectivelyimprovethealgorithmconvergenceandhassomeadvantagesincomputationalaccuracy．Thekeytoovercometheshortcomingsofonlyrandomsearchrelyingonintelligentoptimizationalgorithmsistotakeadvantageofthehumanintelli-genceandbionicintelligence．Whentheantnumbersis100，therelativeimportanceoffactorsofpheromoneBetais0．3，thedecaycoeffi-cientofpheromoneAlphais3．6，theevaporationcoeficientofpheromoneRhois0．4andthestrengthcoeficientofpheromoneQIis14，theefficiencyoftheantcolonyspanningtreealgorithmsisthebest．Keywords：orthogonalexperiment；uniformexperiment；parameteroptimization；antcolonyspanningtreealgorithm【责任编辑翟戌亮】·71·