第10章：水土保持效益估算与评价_2017

1第十章水土保持效益估算与评价水文水资源学院《水土保持原理与技术》2本章主要内容第一节概述第二节水土保持效益计算第三节流域综合治理评价31.水土保持效益定义：是指在水土流失地区通过保护、改良和合理利用水土资源及其他再生资源所获得的生态、经济和社会效益的总称。目的：①分析措施当前已有的实际效益；②检验原规划、设计的合理性；③预测规划措施的效益，选择效益最好、投资较少的方案。第一节概述42.水土保持效益分类根据水土保持效益的性质，分为：蓄水保土效益（基础效益）；经济效益；社会效益；生态效益。黄土高原水土保持二期世行贷款项目5根据治理措施的使用年限确定效益计算期。一般取20-30年；计算采用的数据应经过分析、核实，确切可靠；各项治理措施均从开始生效之年计算效益：①从开始实施开始计算效益的有：梯田、保土耕作措施和小型蓄水保土工程的保水、保土效益；保土耕作措施的增产效益；采用工程措施造林种草的保水、保土效益；②没有整地工程时，灌木第三年，乔木第五年，种草第二年开始计算效益，其经济效益应在开始有果品、枝条和饲草等收益时；③封禁治理第三年开始计算。多项措施的效益要分摊。根据水土保持措施的作用和效果确定其效益分摊系数。3.水土保持效益计算原则61.蓄水保土效益计算包括：①单项措施的蓄水保土效益：如梯田、造林等单项措施；②某一地区或流域实施治理措施后的总体蓄水保土效益：（如2004年长汀重点治理小流域采取了果园改造、小水平沟造林、坡面种草、拦沙坝等措施；年蓄水增加958万m3，减少侵蚀19.3万吨）蓄水保土效益计算方法：主要有水保法、水文法和流域对比法。第二节水土保持效益计算（1）水保法应用水土保持单项措施来综合计算全流域的蓄水保土效益。假定流域水土保持措施减流、减沙总量等于各单项水土保持措施减流、减沙量之和。流域实施治理后蓄水、减沙量计算：①蓄水量的计算W为流域实施治理后的蓄水总量；W1为流域实施治理后坡面各种措施蓄水量总和；W2为流域实施治理后沟谷各种治理措施蓄水总和；Mw为坡面某项措施实施前的径流模数；A为坡面某措施的面积；Iw坡面某措施的减流系数；Vw沟谷某项措施的平均蓄水体积；a沟谷某项工程措施的数量。12②减沙效益的计算M为流域实施治理后的减沙总量；M1为流域实施治理后坡面各种措施减沙总量；M2为流域实施治理后沟谷各种治理措施减沙总量；Ms为坡面某项措施实施前的侵蚀模数；A为坡面某措施的面积；IM坡面某措施的减沙系数；VM沟谷某项措施的平均拦沙体积；a沟谷某项工程措施的数量。12SMMMMMMAIVa注意：水保法计算减流、减沙的关键系数减流系数IW和减沙系数IM，计算时必须根据当地试验研究资料认真分析确定。2、水文法水文法又称水文统计相关法，是以水文站或径流站等实测的降雨、径流和泥沙资料为依据，用统计相关分析的方法来计算全流域实施水土保持治理后的蓄水、减沙效率。该方法以实测资料为基础，资料序列越长，分析精度越高。根据资料系列的长短，水文法又可有两种途径，即相关分析法（资料系列较长时）和水文系列对比法（资料系列较短时）。（3）流域对比法是对两个相似流域进行横向分析和对比，即对已实施治理的流域和邻近自然条件相似的未治理流域实测径流与输沙量进行对比计算，经过用流域的面积和降雨校正，分析计算得出已治理流域的减洪、减沙效益。计算公式为：式中：、为实施水土保持治理流域的减沙、减洪量；β为考虑到两流域在面积、降水不同时的校正系数；、、、为治理流域的产沙、产流、降水、面积；、、、为实施水土保持治理流域的产沙、产流、降水、面积。SWWW'SW'WW'P'AS=SSSSSPA''''=2.经济效益计算（1）直接经济效益计算以各项措施增产的产品的经济效益计算为基础，并以货币定量表示，即：各项治理措施的经济效益，应根据每年实际生产效益的有效面积、单位面积增加的产品数量以及产品价格，逐年计算，最后累加得到在效益计算期内的总效益。式中：为效益计算期内全部治理措施的总效益，元；分别为效益计算期内各项措施增产的产品的效益，元。12nBBBBB12,,,nBBB直接经济效益包括：①粮食和经济作物增产的效益；②栽植经济果林，种草的产品效益；③增加木材蓄积量的效益；④增加薪柴（枝条，秸秆）的效益。天水麦积区北山流域水土保持综合治理①粮食和经济作物增产的效益B1=B11+B12+B13B11为新修梯田增产的效益；B12为推行水土保持耕作措施的效益；B13为其他水保措施的效益（如配套小型水利设施）。②栽植经济果林，种草的产品效益B2=B21+B22B21为各种经济林果产品的效益；B22为各种草类产品的效益。③增加木材蓄积量的效益B3=B31+B32B31为水土保持增产木材的效益；B32为封禁治理增产木材的效益。④增加薪柴（枝条，秸秆）的效益B4=B41+B42+B43+B44B41为水土保持林增产薪柴的效益；B42为薪炭林增产薪柴的效益；B43为经果林增产薪柴的效益；B44为梯田和保土耕作措施增产薪柴的效益。注意：计算直接经济效益时，年增产量和年增产值的准确计算比较关键也比较困难。（2）间接经济效益计算①基本农田的间接效益基本农田主要指梯田、坝地和水地等。它们的间接效益主要包括节约土地面积、节约劳动力等带来的效益。节约出的土地和劳动力，按规定单价计算其价值，不再计算用于林牧等业的增产值。（2）种草的间接经济效益①以草养畜；②提高土地载畜量，节约牧业用地；贵州在石漠化地区种草养羊、种植花椒（3）造林的间接经济效益造林的直接产品有：花与叶、枝条、果品、木材。加工转化提供间接经济效益的有如下几方面：①编织；②加工；③药用。计算转化效益要注意：①当地有转化条件，转化多少计算多少；②必须扣除转化中的投入；③只计算一次转化提高的产值和投入，而且只限于在当地农村就地加工转化。3.社会效益的计算水土保持社会效益包括减轻自然灾害和促进社会进步两个方面带来的效益。（1）减轻自然灾害的效益计算①保护耕地的效益主要比较治理前后耕地的损失量变化。长江上游坡耕地水土综合整治模式②防洪效益计算林草措施的防洪效益，采用两种方法计算：对等措施替代法，是以其他防洪措施（水库等）替代林草的防洪效能，而以此替代措施的投资定额计算其效益。（2004年长汀重点治理小流域年蓄水增加958万m3,减少侵蚀19.3万吨；目前，福建建设一个100万m3水库，约需经费2300-2500万）淹没损失替代法，有无林草措施的洪水淹没损失差。②防洪效益计算工程措施的防洪效益计算：坡面水土保持工程措施的防洪效益计算：用林草措施的对等措施替代法计算。沟道水土保持工程措施的防洪效益计算：P为沟道工程的防洪效益；D为无沟道措施时的洪水灾害损失；C为沟道工程的防洪部分投资。PDC③水土保持农业技术措施的社会效益计算P为某单项措施的减沙效益（元/hm2）；A1为措施区原产沙量（m3/hm2）；A2为措施区产沙量（m3/hm2）；C为当地小型水库的修筑费用定额（元/m3）。12(A)CPA（2）促进社会进步的调查分析①提高土地生产率；②提高劳动生产率；③改善土地利用结构与农村产业结构；④促进群众脱贫致富；⑤提高环境容量等；⑥其他效益分析。4.生态效益计算（1）农田防护林效益体现在农作物的增产和减少土壤风蚀的价值上。（2）固沙林防护效益的计算①固住沙源，避免流沙吞没农田、牧场、村庄的价值或固住沙源扩大耕地、草场的价值；②促进防护范围内农田牧场的增产价值。（3）林草措施改善水质的效益P林草措施改善水质的效益；W某地区的用水量；C1未治理时该区的水处理费；C2治理后该区的水处理费；N实施措施的时间。12()PWCCN5.经济分析一般只进行静态评价，一些自筹资金与银行贷款的项目规划需做动态分析。（1）静态评价：计算净效益；计算效益费用比；计算还本年限；计算经济效益系数。标准还本年限10-12年；标准经济效益系数为0.08-0.10。（2）动态评价考虑了各项费用和效益的时间价值，因而在计算中需将不同年份的投资、年运行费和获得的效益都换算到同一基准年。27流域综合治理评价即对流域水土保持所产生的各项效益进行对比和分析，以便促进和完善水土保持的各项工作。与效益分析既有联系，又有区别，两者相互渗透，互为因果。正确的评价（依靠指标和方法）：能充分反映水土保持改善生态环境、促进生产发展、提高人民生活水平和推动社会进步。第三节流域综合治理评价281.评价指标体系的构建（1）评价指标是用来度量水土保持技术方案和措施的效益的一种数量尺度。生态效益：侵蚀模数、治理度、植被覆盖度等；经济效益：土地生产率、劳动生产率等；社会社会：环境人口容量、保护耕地等。（2）评价指标体系按照一定规则，相互补充、相互独立、全面评价水土保持效益的一整套指标。29（3）指标体系构建的原则①指标体系能全面反映综合治理的效果；②各项指标均应有明确的概念（治理度=已治理面积/需治理面积×100%），且要避免指标内涵的重叠；③评价指标体系的指标容易获得，计算方法简单；④各项指标都要无量纲化。30（4）评价指标体系的构造流域综合治理评价的指标体系是建立在生态、经济、社会效益评价三个指标体系基础上的，用各单项指标的加权平均数来构造生态效益、经济效益和社会效益指数，再将三个效益指数加权平均，组成一个流域管理综合指数，以此来对生态系统进行动态的、全面的综合定量分析：将生态效益综合指数、经济效益综合指数和社会效益综合指数进行加权平均，求得流域管理综合指数：1ni生态效益综合指数生态效益指数权重1ni经济效益综合指数经济效益指数权重1ni社会效益综合指数社会效益指数权重++流域管理综合指数生态效益综合指数权重经济效益综合指数权重社会效益综合指数权重流域管理综合效益评价指标体系生态系统经济系统社会系统系统抗逆力光能利用率土壤侵蚀减少率林草被覆率治理度土壤有机质含量环境质量提高率益本比投资回收期成本利润率劳动生产率土地生产率收入递增率农产品商品率劳动力利用率人均总产值人均纯收入人均粮食粮食单产潜力实现率恩格尔系数生产生活增长率生态效益综合指数经济效益综合指数社会效益综合指数流域管理综合指数流域水土保持综合效益的指标体系322.评价指标的计算方法（1）生态效益土壤侵蚀减沙率=（治理前侵蚀模数-治理后侵蚀模数）/治理前侵蚀模数×100%；林草覆盖率=林草地面积/土地总面积×100%；治理度=已治理面积/需治理面积×100%.还有光能利用率、土壤有机质含量、环境质量提高率、系统抗逆力等。33（2）经济效益益本比=纯收益/总成本×100%（一定时期流域内…）；投资回收期=投资总值/因投资而增加的净产值；成本利润率=利润率/生产费用×100%劳动生产率=净产值/活劳动消耗量（人*年）×100%;土地生产率=产品量或产值/土地面积×100%。34（3）社会效益农产品商品率=全年农产品商品产值之和/全年农产品产值之和×100%；人均粮食=粮食总产量/农业人口数；收入递增率=（计算年农业总收入-基础年农业总收入）/相隔年数×100%（反映系统功能逐步完善程度）;生产生活增长率=新增生产生活设施价值/原有生产生活设施价值×100%；恩格尔系数=人均食品消费支出/同期总消费支出×100%。353.综合指数计算（对不同小流域水土保持综合效果的横向比较有用）（1）指标数值的无量纲化（归一化方法）当评价值随着指标值增大而增大时，当评价值随着指标值增大而减少时，其中，Pi表示某一指标因子的规范化值；Xi表示根据评价流域选取的某指标的现状值；Xmax表示所选相关流域指标中的最大值；Xmin表示所选相关流域指标中的最小值。minmaxmin(X)/(X)iiPXXmaxmaxmin(X)/(X)iiPXX36（2）指标权重确定有专家打分法、模糊综合评判法、层次分析法（AHP）等。潮白河流