于橋水庫流域生態補償標準核算

陳 衛，王 亞

（天津城建大學 地質與測繪學院，天津 300384）

地質與測繪

于橋水庫流域生態補償標準核算

陳 衛，王 亞

（天津城建大學 地質與測繪學院，天津 300384）

生態補償標準核算是協商確定補償金額時參照的依據，筆者首先從水源地上游供給方的角度，根據上游地區來水的水質、水量等特點以及在水資源保護方面的投入，建立天津市引灤入津上游水源地的受益區對上游地區生態保護建設總成本補償計算模型；提出生態保護建設的直接成本及機會成本的計算方法，求出水源地上游生態保護建設的總成本；并利用水量分攤系數以及水質修正系數對求出的生態保護建設的總成本進行修正，計算得到下游地區基于供給方的補償標準；然后從下游需求方的角度，比較分析流域下游補償主體的支付能力和市場比較價格等因素，得出基于需求方的補償標準；最后綜合權衡，核定出既不會打擊上游地區生態環境保護的積極性，又能夠符合下游地區支付能力的補償標準（69，089萬元），為天津市和上游水源保護區進行協商確定補償標準提供參考.

生態補償；水土保持；面源污染；于橋水庫

水源地生態補償是指對水源地服務功能價值的補償，水源地上游水土流失和面源污染治理急需建立一個科學、合理、可行的生態補償標準核算體系.我國十八大會議已經明確提出要健全自然資源資產產權制度和用途管制制度，對生態保護做出更多政策性規定，并實行資源有償使用制度和生態補償制度，從而加強生態環境保護管理，建立健全的體制.生態補償標準是協商確定補償金額的依據，是生態補償能否成功實施的前提和關鍵［1］.

本文以于橋水庫為研究對象，基于水源地上游供給方的角度建立總成本補償計算模型，通過修正得出下游地區的補償標準，并從下游需求方的角度出發得出基于下游地區支付水平的補償標準.通過綜合權衡，得出最終上游水源保護區生態補償標準.

1 研究區概況

于橋水庫位于天津市薊縣城東州河出山口處，控制流域面積達 2，060，km2，主要入庫河流有沙河、黎河、淋河.水庫多年平均徑流量5.06×108，m3，正常蓄水位 21.16，m（大沽高程），設計洪水位為25.62，m，校核洪水位 27.72，m，總庫容 15.59億m3，是以防洪和城市供水為主的大型年調節水庫.于橋水庫作為天津輸水工程的調蓄水庫，其主要作用是引灤入津，為天津市區提供飲用水來源.對于橋水庫進行區域地質分析如下：地形地貌以山地、丘陵、平原和盆地為主，受流水剝蝕影響較大，流域內土壤類型主要為三種，按照方向順序由北向南依次是棕壤、褐土和潮土.整個于橋水庫流域如圖1所示.

圖1 于橋水庫流域

1.1 灤河水系引水

于橋水庫水源主要以上游的引灤來水為主，約占全年總水量的 80%，上游地區為農業生產區，植被覆蓋率不高，土質不夠致密，強降雨時水土流失較為嚴重.同時，農業生產中廣泛施用化肥和農藥，含氮含磷廢物較多，對土地造成了較為嚴重的污染.當農業區進行灌溉或者遭遇強降雨時，地表徑流會夾雜大量有機污染物進入灤河干流的潘家口水庫，并沿著隧洞一路途經黎河，最終進入于橋水庫，從而對于橋水庫水質產生污染.

1.2 州河水系來水

于橋水庫水質監測表明：沙河、黎河、淋河會攜帶大量的氮磷化合物進入于橋水庫，氮和磷元素輸入量分別占水庫總輸入量的 55.5%，和 82.6%.三條河流匯集地點為河北遵化市，水流過程中不但匯集了區內的農田和果林的有機物面源污染，還涉及到城市污水和三河流域內鐵選礦、鋼鐵廠、化肥廠以及其他企業的點源污染［1］.

1.3 于橋水庫周邊污染

于橋水庫的周邊污染以面源為主，水庫周邊用地以農業用地為主，耕地和果園都需要大量使用含氮含磷化肥和農藥，且于橋水庫周邊村民較為密集，總人口達到14萬，沿岸生活用水的排放也對于橋水庫造成污染.根據統計資料可知：水庫周邊由面源污染導致的總氮、總磷負荷量輸入已占入庫總氮、總磷負荷量約15%，和23%，.于橋水庫已經處于中級富營養化階段，水庫中菹草的瘋長也使水生態系統遭到嚴重破壞.于橋水庫周邊地區污染負荷分布如表1所示.

表1 于橋水庫周邊地區污染負荷分布

1.4 于橋水庫內源性污染

于橋水庫的監測數據 TN是指水體的含氮指數，TP是含磷指數.根據于橋水庫總氮TN和總磷監測數據顯示，水庫TN濃度極值為20.3，mg·L-1，是湖泊輕度富營養化TN標準濃度的20.3倍；水庫TP濃度極值為0.613，mg·L-1，是湖泊輕度富營養化TP標準濃度的 12.26倍.水庫水質已經富營養化，水中藻類植物瘋長之后大量死亡導致水質嚴重惡化，每年的 7月到9月之間，是于橋水庫爆發水華現象的危險時期［2］.

2 生態補償標準核算體系

2.1 基于供給方的補償標準

作為水源地生態系統服務的供給者，上游地區為了保證下游地區充足的水量和良好的水質，在生態保護中投入了資金和勞動力，下游地區作為上游生態保護建設的受益者，應當與上游地區共同承擔生態保護建設的成本.本文在核算上游生態保護建設總成本的基礎上，通過考查水量分攤系數和水質補償系數這兩個修正因素，對于橋水庫流域上下游應分攤的生態保護建設成本按照水量和水質分別進行分攤、修正，從而得到下游地區應承擔的生態保護建設金額.因此，將上游地區生態保護建設總成本乘以相應的系數（水質修正系數、水量分攤系數）即可得到下游應提供的補償金額［3］，如下式

式中：C為補償標準，萬元；KQ為水質修正系數；KD為水量分攤系數；V為上游地區生態保護建設總成本，萬元.

2.1.1 生態保護建設總成本的確定

上游地區生態保護建設總成本包括直接投入成本和機會成本［4］.

（1）直接成本.研究區生態保護建設的直接成本主要指為上游地區為保護水源地水質和水量而實施的各項措施所直接投入的資金.根據收集的數據資料，于橋水庫流域上游地區在近六年間用于生態保護建設的直接成本資金累計約為 120，000萬元，年均投入資金成本約為20，000萬元.

（2）機會成本.研究區生態保護建設的機會成本是指為保護水源地的生態功能，當地限制部分行業發展對保護區的人民造成的在發展權限方面的損失［4］.

對于機會成本的計算可以通過于橋水庫流域研究區的人均可支配收入與相鄰縣（市）的人均可支配收入進行對比，根據估算出的研究區相對于鄰縣（市）的居民人均可支配收入的差異，以此為依據反映出由于水源地的保護造成的研究區發展權的限制所造成的經濟損失［5］.可采用如下公式進行測算

式中：VS為發展權限的損失；C1為參照地區的城鎮居民人均可支配收入；C2為研究區城鎮居民人均可支配收入；P1為研究區城鎮居民人口；N1為參照地區的農民人均純收入；N2為研究區農民人均純收入；P2為庫區農業人口.

于橋水庫流域上游研究區包括遵化市、興隆縣和遷西縣，由于遷西縣涉及流域的面積為 10.3，km2，而遷西縣的總面積為 1，439，km2，涉及流域內的面積還不足遷西縣總面積的 1%.因此，本文在計量上游地區發展權限的損失時，忽略發展權限的損失對遷西縣的影響，只考慮遵化市和興隆縣.由于遵化市和興隆縣經濟發展水平有一定的差距，并且研究區中遵化市涉及流域的面積比較大，因此研究區居民人均可支配收入取遵化市的數值.并選擇下游唐山市作為參照地區，計算所用的社會經濟數據見表2.

表2 研究區2013年人口收入情況統計表

根據表2中各地區的經濟數據以及上述機會成本的計算公式，計算可得研究區發展機會成本為42，416萬元.因此，流域上游研究區生態保護建設總成本等于直接成本與機會成本之和，即62，416萬元.

2.1.2 水量分攤系數的確定

上游地區的總水量提供了整個流域上下游的生產用水、生活用水以及植被、濕地等生態用水.水量分攤系數就是指上游總水量中下游地區利用的份額所占的比例，即水量分攤系數KD的計算公式為

式中：KD為水量分攤系數；W總為上游地區的總水量，108，m3/a；W下為下游地區利用的上游地區水量，108，m3/a.

（1）下游地區利用的上游地區水量W下.由于天津市用水中的引灤水量全部是從于橋水庫引出，因此天津市城市用水中的引灤水量就是水庫下游地區利用上游地區的水量.下游地區利用上游地區的水量取2000—2014年間天津市供水總量中引灤供水量的均值，即W下=5.075×108，m3/a.

（2）上游地區總水量 W總.于橋水庫流域上游地區水量的來源有本水系河流來水和引灤來水，本文取1993—2014年本流域多年天然平均徑流量和引灤水量的多年平均值之和作為上游地區的總水量.根據計算可得流域上游地區總水量，即W總=8.648，4× 108，m3.

（3）水量分攤系數 KD.于橋水庫上游地區總水量 W總=8.648，4×108，m3，下游地區利用上游地區的水量 W下=5.075×108，m3/a，則根據公式 KV=W下/ W總，據此計算得到水量分攤系數KV=0.586，8.

2.1.3 水質修正系數的確定

在水資源的利用過程中，水質的好壞直接影響下游水資源的使用效益，當上游提供的水質很好時，下游用水效益也越高，此時下游地區就應當為享用到的更為優質的水源付出回報.因此，應當在計算過程中引入水質修正系數KQ對下游基于水量分攤的生態補償金額進行修正.計量水質修正系數時，首先應當根據所研究區域的具體生態環境現狀，選擇對研究區水質影響較大的污染物的濃度作為代表性指標［6-7］.本文選擇于橋水庫庫區作為水源地上下游的交界面，如果于橋水庫水源地對選擇的某種污染物濃度的水質要求標準為 S（mg·L-1），那么上游地區為了保證下游地區的正常用水，就有責任確保進入下游地區的水中選定污染物的濃度不能高于S.

一般情況下，考慮水質修正系數時，會出現以下三種情況：①當交界斷面的水質參數 Qt等于 S時，上游地區提供的水量能夠保證下游地區的正常用水，此時，下游地區對上游地區的補償就不需要考慮水質因素；②當交界斷面的水質參數 Qt小于 S時，下游地區因為上游地區的生態保護建設享用到更為優質的水，此時，下游地區需為Qt小于S的情況下少排放的污染物的量進行補償；③當交界斷面的水質參數Qt大于S時，上游地區提供的水質達不到下游地區的用水標準，此時，上游地區需要為 Qt大于 S 情況下多排放的污染物的量對下游的損失進行賠償.

假設某污染物高（低）于標準的排放量為 P，上游地區年削減單位重量該污染物排放量所需的投資為 M，則上游地區向下游地區提供優于標準水質的水量時應獲得的補償為 PM（萬元），反之，上游地區提供的水量達不到下游要求的水質標準時，則應向下游地區付出相應的賠償［8］.根據以上分析，水質修正系數的計算公式為

式中：KQ為水質修正系數；PM為削減全部某污染物高（低）于標準的排放量的投資，萬元；V為上游地區生態保護建設總成本，萬元；KD為水量分攤系數.

在本研究中，水庫基準斷面為于橋水庫庫前果河橋斷面.根據監測數據顯示，于橋水庫總氮的年均濃度已達湖泊富營養化標準限制的 15.6倍，如果在對水源地的評價中選取總氮為水評價指標，可推出于橋水庫的水質為劣 V類，遠遠超過飲用水水源地修正系數KQ，可得除氮總成本為PM=37，085萬元.再加上流域上游研究區生態保護建設總成本等于直接成本與間接成本之和，即V=62，416萬元.

將以上得到的數據帶入公式 KQ=1+（PM/KVV），計算出水質修正系數KQ約為2.013.也就是說，當上游提供的水質完全滿足總氮的Ⅲ類水質標準時，水質修正系數 KQ能夠取到最大值2.013；當上游提供的水中總氮濃度在 1.0～6.6，mg/L之間，即水質有所提高，但尚未達到Ⅲ類水體標準時，水質修正系數取值范圍在1～2.013之間.

2.1.4 基于供給方的補償標準的確定

根據上述計算公式可知，水量分攤系數 KV取0.586，8，生態保護建設總成本V為62，416萬元.當水質補償系數為 KQ=1時，根據公式 1，求得基于供給方時，下游地區分攤的流域上游的補償金額 C為36，625萬元；當水質補償系數為KQ=2.013時，根據公式 1，求得基于供給方時，下游地區分攤的流域上游的補償金額C為73，727萬元.

綜上所述，根據上游地區保護水質進行的投資成本不同，上游地區向下游地區提供的水中總氮的濃度在 1.0～6.44，mg/L之間，對應的下游地區分攤的補償金數額在36，625～73，727萬元之間.

2.2 基于需求方的補償標準

一般情況下，流域下游的居民愿意支付更高的價格去購買水資源主要有兩個方面的原因：為了獲得更加優質的水或者是為了獲得穩定的水源供給.為了這兩個目的，流域下游的居民往往會愿意支付比目前更高的價格，居民愿意提供的價格與當前水資源的價格之差，就是下游地區居民的意愿支付價格.將得到的意愿支付價格與下游地區使用上游地區的水量相乘得到下游地區愿意支付的金額，將這個金額作為基于需求方的補償標準［9-11］.

2.2.1 市場比較法支付價格

2014年底，天津市正式接受南水北調中線工程的供水，國家發改委明確規定了水價的計價原則.天津市使用南水北調中線一期主體工程 1，m3水需要向國家繳納 2.16元，而此前天津市引灤入津原水價格為0.35元/m3.這樣按照南水北調中線一期主體工程供水水價 2.16元，天津市最多承擔 1.81元/ m3原水價格上調用于改善引灤水質.

2.2.2 支付能力價格

2010年8月，天津市發改委在依據《價格法》等有關規定的基礎上，結合天津市的實際情況，經過多方協商，最后確定天津市大多數用戶的最大支付能力價格為 1.27元.相對于不斷增加的收入，未來用水費用的增加明顯低于收入增加的速度.因此對于收入水平較高且快速增長的天津市而言，絕大多數家庭對于補償金的增加都是具有支付能力的.

2.2.3 基于需求方的補償標準的確定

依據上述天津市水價調整方案的順利進行以及天津市大多數用戶愿意支付的水費，本文將 1.81元作為天津市居民意愿支付價格的上限，將 1.27元作為天津市居民意愿支付價格的下限.將兩項價格參數代入公式（1）可得：天津市每年愿意向于橋水庫水源地上游地區支付的補償金為 64，452萬元；天津市每年愿意向于橋水庫水源地的上游保護區提供補償金 91，858萬元.因此，天津市愿意并且能夠向上游地區提供的補償金額度為64，452～91，858萬元.

2.3 補償標準結果討論

通過以上計算可知，基于流域上游水源供給方而言，下游地區的天津市需要向上游提供的補償標準在 36，625～73，727萬元，由于生態保護建設總成本中的間接成本所求得的就是機會成本，而機會成本取上限具有最大的利益驅動效果.因此，基于供給方求得的補償標準可取上限 73，727萬元；基于下游天津市的支付能力及支付意愿而言，天津市愿意并且能夠支付的標準為 64，452～91，858萬元，按照意愿支付法求得的需求方愿意向上游地區提供的補償標準取下限具有最小的通過阻力.根據以上兩組數據，綜合考慮于橋水庫流域上游地區為保護于橋水庫水源地所投入的貢獻以及下游天津市的補償能力，假如將下游地區對上游地區的補償標準金額定在 64，452～73，727萬元，那么，這個數據既可以很大程度上滿足上游地區生態保護建設的投入，讓保護者感覺到足夠回報，不會打消上游生態保護者保護環境的積極性，又不會超出下游地區的支付能力.

經過上述研究，在確定于橋水庫水源地補償標準時，可以將 64，452～73，727萬元范圍內的均值69，089萬元作為流域下游的天津市和上游地區協商時生態補償標準的確定依據.

3 結 論

確定補償標準不但需要考慮上游生態保護區的積極性，更需要結合下游地區的支付能力.生態保護建設總成本中的間接成本所求得的就是機會成本，可作為補償標準的上限，下限則以下游民眾的支付能力為準.

本文以天津市引灤入津上游水源地于橋水庫為例，在于橋水庫流域的生態保護現狀基礎上，分析并結合已有的生態補償標準的計算方法；然后分別站在水源地上游水資源供給方和下游水資源需求方的角度，綜合分析流域上游生態保護建設與面源治理成本以及流域下游補償主體的支付能力等方面的因素；最后確定補償標準.主要結論如下：①基于流域上游水源供給方，下游地區的天津市需要向上游提供的補償標準在 36，625～73，727萬元；②基于水庫下游需求方，天津市有意愿并且有能力向上游地區提供的補償金額度為 64，452～91，858萬元；③確定于橋水庫水源地生態補償標準，取 64，452～73，727萬元范圍內的均值69，089萬元作為流域下游的天津市和上游地區協商時的參考依據，對于雙方是合理可接受的，具有較好的激勵效果和較小的執行阻力.

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Calculation of Ecological Compensation Standard for Yuqiao Reservoir Basin

CHEN Wei，WANG Ya
（School of Geology and Geomatics，TCU，Tianjin 300384，China）

The calculation of ecological compensation standard is the reference basis，while compensations arise.This study takes Yuqiao reservoir as an example.Firstly，based on water sources upstream as the supply side，from water quality and quantity as well as investment in conservation of water resources，our study establishes total cost of ecological compensation calculation model with direct cost and opportunity cost calculation method by using water quantity sharing factor and water quality correction factor，the standard of compensation in downstream areas is calculated.Then standing on the downstream demand-side perspective，the model calculates ecological compensation standard from the ability of the main project to pay and the market price to pay.Finally，a best choice is made as the basis for standard setting，which can not only be afforded by water consumers，but also makes the ecological protectors feel rewarded from their ecological protection.The calculation （690.89 million yuan）is a basis for consultations to determine the compensation standards between Tianjin and upstream water source protection zones.

ecological compensation；soil and water conservation；non-point source pollution；Yuqiao reservoir

TV213：X171.4

A

2095-719X（2016）03-0195-05

2015-05-06；

2015-06-01

陳 衛（1970—），男，天津人，天津城建大學教授.