基于利益共享的汛限水位专用防洪基金研究

　　摘要：水库汛限水位设计与运用效益显著，但难以广泛实际应用，根本原因在于责权利不对等：防汛主管部门承担责任，蓄滞洪区遭受风险，水库业主单位获取利益。本文基于优化汛限水位后的汛期运行水位控制，以水库新增的效益、蓄滞洪区居民缴纳的洪水保险、国家投入的启动资金为主体，构建流域防洪基金模型，以对冲汛限水位调整后的风险。应用于汉江中下游流域，分析结果表明：水库增加效益的投入比例是基金持续运行的关键要素。推荐方案是将水库增加效益的50%、蓄滞洪区缴纳的洪水保险和国家投入的100亿启动资金用于防洪基金的构建。通过防洪基金运行机制的构建，促进形成风险分担、利益共享的良好局面，推行汛期运行水位的优化控制，实现流域的可持续发展。

　　关键词：防洪基金;洪水保险;可持续发展;汉江中下游

　　引言

　　我国是一个洪涝灾害频发的国家。空间分布上，水资源从东南到西北逐渐减少，南方水多，占水资源总量的81%;时间分布上，水资源年内变化非常大，受季风等因素影响，长江以南等地区最大四个月水量占全年总水量的50%以上。降水时空分布不均等原因导致我国洪涝灾害事件频发。水库汛限水位优化技术日趋成熟[1-5]，但其推行过程中存在着各主体责权利不对等的问题：水库业主单位获取利益，防汛主管部门承担责任，上下游群众遭受风险。

　　其中，水库业主单位作为自负盈亏的企业实体，可通过水库汛限水位优化显著增加自身效益，因此积极性较高;对于防汛主管部门，现行的防汛工作人员考核方式中，超蓄洪水对防汛部门业绩无直接关系，而一旦发生洪灾则可能带来工作处分，因此积极性不高;上下游群众是水库汛限水位附加风险的直接承受者，生命财产因此受到威胁，故抵触汛限水位调整。

　　同时，随着下游蓄滞洪区内经济和人口的增长[6-10]，分洪造成的损失增加，且灾后补偿资金到位慢，蓄滞洪区建设长期滞后，推行水库汛限水位优化技术越发困难[11-16]。我国的蓄滞洪区大多位于七大江河中下游平原地区，是江河防洪系统的重要组成部分。长期以来，蓄滞洪区的建设和管理滞后，启用困难，分蓄洪水时居民生命财产安全得不到保障。

　　与此同时，蓄滞洪区内居民灾害意识薄弱，蓄滞洪区遭到过度开发，人水争地现象日渐加剧，致使蓄滞洪区分洪与保障区内居民生命财产安全、经济发展间的矛盾日益突出，严重影响了蓄滞洪区作用的发挥。且蓄滞洪区的灾后重建工作基本依靠政府，区内建设和管理的落后最终导致国家财政负担加重。因此，拟构建汛限水位专用防洪基金运行机制，为流域的可持续发展提供新思路。过去已有一些关于流域防洪基金的研究[17-20]。

　　由于洪水保险属于巨灾保险，外加理赔时间集中、我国居民风险意识不高等原因，导致洪水保险在我国仍处于研究性阶段，尚未取得实质性的进展。防洪基金是继洪水保险后我国在非工程防洪措施方面的进一步探索。建立防洪基金，是指除国家拨付的防洪经费外，向防洪受益区内的集体和个人征收一定资金，用于新的防洪工程的建设投资，现有防洪工程的运维管理及受灾区域的补偿，这是解决防洪资金来源的合理而有效的途径。

　　胡振鹏等[21]提出了防洪基金的概念，并阐明了防洪基金的性质、作用、征收原则。徐新华[22]对安徽省淮河防洪基金的征收、使用和管理中出现的问题进行了分析总结，为今后的工作提供了经验。尤宝良等[17]对东平湖水库防洪基金的问题进行了初步探讨，说明了防洪基金建立的必要性。Karlinger等[23]通过计算机模拟实验，评估了保险计划、洪水分布等不确定因素对洪水保险支付意愿的影响，对比分析了固定保险与共同保险这两种保险计划的适用情形，并发现洪灾损失的函数形式对洪水保险需求的影响很小。

　　MacDonald等[24]建立了不同所在地房屋对应的防洪风险模型，分析了房价与保险费之间的关系，研究发现风险低处的房屋需要更高的费用。付湘等[18]指出防洪基金可以弥补洪水保险中存在的缺陷，以“谁受益，谁出资;多收益，多出资”为基本原则，结合安徽省淮河行蓄洪区进行实例研究，应用数学优化方法建立了防洪基金模型，确定了受益者应缴纳的防洪保护费率[25]。

　　赵勇等[19]应用博弈论对防洪基金机制进行了研究，模拟中央政府和地方政府在防洪减灾中的相互影响和作用，阐明了允许和支持防洪基金出现的条件。李继清等[26-27]采用系数分摊方法构建了征收防洪基金的基本框架，并建议通过制定严格的管理办法，发挥防洪基金的作用。防洪基金虽在安徽淮河、吉林松花江等中下游河段开征，却因地方政府、防洪受益区居民忧患意识不足，不愿出资等问题导致工作受阻。这些文献在防洪基金模型的运行过程中，未考虑其动态性，即人口等社会经济因素随流域洪灾年际变化情况做出的适应性调整。

　　同时，已有的防洪基金模型的资金主要来源于政府、受保护区内的企业、个体等，存在责权利不对等的问题。郭生练和刘攀[28]提出了对开展汛期运行水位动态控制的水库实行强制性保险的构想。基于此，本文构建了责权利对等的汛限水位专用防洪基金，并考虑了人口等社会经济因素随流域洪灾年际变化情况。所构建的防洪基金以水库优化汛限水位后增加的效益为主，加上蓄滞洪区缴纳的保险费及国家帮扶的启动资金，在推行汛限水位优化方案的同时，实现流域的自我管理和可持续发展。

　　1研究方法

　　流域防洪基金模型由水库调度模块、蓄滞洪区运行模块和国家扶持的启动资金组建而成。本文构建的流域防洪基金运行机制，不同于已有的防洪基金研究，不是以国家、地方政府、防洪保护区为主体来筹集费用，而是以国家、水库、蓄滞洪区为主体。既然水库汛限水位的抬高是因为利用了蓄滞洪区进行防洪，那对蓄滞洪区分洪损失的赔偿，水库就应发挥主要作用，将汛限水位优化后增加的部分效益用于防洪基金的构建。

　　而蓄滞洪区不宜再过度开发，考虑采用强制缴纳洪水保险的方式来制约区内经济及人口发展。同时，为了避免防洪基金因在初期遭遇赔偿而失败，国家投入一定的启动资金。通过防洪基金运行机制的构建，促进形成风险分担、利益共享的良好局面，推行汛限水位优化方案，实现流域的可持续发展。

　　其中，水库调度模块用于得到优化汛限水位方案下水库增加的效益;还可得到蓄滞洪区的分洪量，作为蓄滞洪区运行模块的输入。蓄滞洪区运行模块中，居民风险意识受分洪量影响;区内人口变化由风险意识及分洪量共同决定;人均缴纳的保险费由风险意识决定。形成的流域防洪基金模型中，各变量随时间而变化，互相关联，可以更好地模拟实际情况。

　　1.1水库调度模块

　　1)年供水量、年发电量在丹江口水库与蓄滞洪区的联合调度下，丹江口水库的汛限水位抬高，在提高洪水资源利用率的同时，增加了水库的综合效益[28]。因此，考虑将水库因汛限水位优化而增加的效益作为防洪基金的主要投入资金，具体包括增加的供水效益及发电效益两部分。

　　2)年分洪量分洪量计算采用分段马斯京根法，考虑丹江口水库的补偿调度作用，根据皇庄的安全泄量反馈调节丹江口水库的出流。再从丹江口水库到襄阳、皇庄、沙洋、仙桃、汉川各段，分别采用马斯京根法进行河道演算，得到各段的分洪量。将各河段的分洪量相加，便可得到整个蓄滞洪区的分洪量。

　　1.2蓄滞洪区运行模块

　　通过水库调度模块，可以得到蓄滞洪区在防洪中运用时，将产生的分洪损失。随着社会经济、人口数量的增加，蓄滞洪区不断被开发利用。这在减少蓄滞洪区有效蓄洪容积的同时，还将导致分洪损失进一步增加，对整个汉江中下游防洪系统具有不利的影响。因此，在本模块中，不仅要考虑对蓄滞洪区的分洪损失进行赔偿，还要考虑让蓄滞洪区内的居民缴纳洪水保险。通过强制缴纳洪水保险，来增强区内居民的风险意识，遏制蓄滞洪区内经济与人口的进一步增长，同时也可对防洪基金的构建作贡献。

　　1)风险意识

　　蓄滞洪区内居民的风险意识并不是一个固定不变的值，而是随着每年分洪量的变化而变化。当分洪量较大时，区内居民会因财物受损等原因，意识到洪水的灾害性，产生风险意识。但当蓄滞洪区长期没有得到启用，或者分洪量较小并不会影响其生产、生活时，风险意识又会逐年降低。

　　2)人口数量

　　蓄滞洪区内人口的变化随风险意识变化而变化，人口方程的基本结构参照Logistic人口阻滞增长模型[29]。为了模拟蓄滞洪区受灾后人口迁移的情况，对Logistic模型进行了调整，在人口变化方程中考虑了分洪量的影响。3)人均缴纳的保险费

　　蓄滞洪区居民人均缴纳的保险费也随风险意识变化而变化，在本研究中假定二者线性相关。当风险意识较高时，说明蓄滞洪区近年内遭受了分洪损失，会有更多的居民选择洪水保险，相应的保险费率也会较高;当风险意识较低时，保险费率就会相应降低，这更容易被蓄滞洪区居民接受。

　　1.3防洪基金构建

　　防洪基金累计量的变化来源于水库优化汛限水位后增加的发电、供水效益，蓄滞洪区居民缴纳的洪水保险，以及蓄滞洪区因分洪造成的损失。同时，为了避免防洪基金因在初期遭遇赔偿而失败，国家投入一定的启动资金。国家给予的启动资金决定防洪基金的初值。

　　2模型验证

　　2.1模型输入

　　研究区域为汉江中下游。通过水库调度模块，可分别得到现行汛限水位方案与优化汛限水位方案下水库的调度结果。对比两种方案的调度结果，各年供水、发电增加量，分洪增加量及优化方案下的年分洪量。 抬高汛限水位后，每一年水库的供水量均有所增加。供水量增加得最多的年份(1978年)可达近14亿m3，多年平均的供水增加量为2.86亿m3，说明汛限水位的抬高可以保证丹江口水库更好地完成供水任务，提高水资源的利用率。

　　丹江口水库的发电量并没有像供水量那样每年都增加，而是出现了有增有减的分布。究其原因，是因为丹江口水库加高后供水任务优先于发电任务。优先供水后，水库上游水位降低，上下游水位差变小，若发电流量差异不大，发电量也就会相应减少。但是多年平均发电增加量依旧为正，为0.21亿kW·h。

　　2.2模型参数设置

　　构建的防洪基金模型中的各参数含义及取值，蓄滞洪区有效蓄洪容积、初始人口及最大人口等参数可根据蓄滞洪区的实际情况确定;单位效益或损失与汛限水位模拟—优化模型中的数值一致;而其他的各变量则根据经验，并参考其他学者的研究[30-32]，采用试错法设定。

　　2.3单组输入下模型模拟结果及分析

　　用57年水库调度结果来模拟防洪基金的运行情况，还不足以充分说明基金运行的可行性。因此，采用蒙特卡罗法，从57年的调度结果中随机抽取，扩展得到T年的调度结果，作为T年(基金运行期)内防洪基金模型的输入。

　　为了进一步证明基金的可靠性与稳定性，重复以上将57年调度结果扩展成T年的步骤，以模拟不同的输入情景下基金运行的情况。因此，设定不同的运行期长度及基金重复运行次数，对基金的运行情况进行统计。以200年为运行期长度，得到防洪基金运行一次后各变量变化情况。由57年扩展得到的这200年运行期的数据基本包含了实测57年的原始数据，具有较强的代表性。

　　这18种情形代表着不同主体对防洪基金的贡献，具体包括：水库增加的效益0%、25%或50%投入到防洪基金中这三种情况;蓄滞洪区具有两种情况，缴纳洪水保险参与到基金构建中，记为1;不缴纳洪水保险对防洪基金无贡献，记为0;国家的启动资金设定有0亿元、50亿元、100亿元这三种情况。将以上各种情况按四类进行组合，得到了18种情形。建议水库增加的效益50%投入到防洪基金中，蓄滞洪区缴纳洪水保险，且国家启动资金为100亿元。

　　3结论

　　本文针对水库汛限水位调整中责权利不对等问题及蓄滞洪区运行管理中存在的问题，构建了以水库、蓄滞洪区、国家三者为主体的防洪基金模型，将水库调度模块、蓄滞洪区模块整合到防洪基金模型中，展开对汉江中下游流域可持续发展的探索。主要研究成果及结论如下：

　　(1)防洪基金的构建具有可行性。拓宽基金的资源来源，以水库抬高汛限水位后增加的效益为主，外加蓄滞洪区缴纳的洪水保险以及国家资助的启动资金。若遭遇较大洪水的时间靠后，基金累计量在运行期内整体呈稳定递增趋势。

　　(2)防洪基金的运行主要受水库投入比例的影响。基金是否能够稳定运行，水库增加效益的投入比例是关键因素。而蓄滞洪区洪水保险的投入，有利于基金累计量在运行期内的整体提高;国家启动资金的投入，有利于减小基金累计量在运行期内为负的概率。建议水库增加的效益50%投入到防洪基金中，蓄滞洪区缴纳洪水保险，且国家启动资金为100亿元。

　　(3)构建的防洪基金稳定可靠，可推动汛限水位优化方案在实际中的应用，有利于流域的可持续发展。在后续工作中，基金累计量会对蓄滞洪区的人口数量或风险意识产生一定的影响，从而防洪基金模型还需进一步调整。同时基金累计量还会对水库的汛限水位有反馈调节的作用，需进一步开展水库的适应性调度研究。

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　　作者：刘攀1，谢艾利2，巩钰1

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