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方案的工程投资及遇特定洪水时的防洪效益,并通过效益费用分析确定最优方案。
上述研究采用不同的方法评估工程实施前、后的防洪效果,并将两者之差作为工程或不同防洪措
施的防洪效益,但只考虑并量化了工程防洪减少的洪灾经济损失,而忽略了减少的洪灾生命损失和环
境影响,即仅考虑了防洪效益中的经济效益,却忽略了生命效益和环境效益。造成这一现象的原因是
洪灾损失评估为水利工程防洪效益量化的基础,但洪灾综合损失评估方法尚不成熟。具体而言,洪灾
[9]
综合损失包括经济损失、生命损失和环境影响三方面 ,其中,洪灾经济损失和生命损失评估方法相
对成熟,环境影响评估方法相对落后;生命损失以死亡人数为评价指标,和经济损失的货币指标量纲
不对等,两者无法直接叠加 [10-11] ,导致洪灾综合损失评估无法同时考虑;洪灾环境影响的指标复
杂 [12] ,决定影响程度的因素繁多 [13] ,增加了评估难度,其评估方法以半定量分析为主 [14-15] ,评价结果
常采用数学指数,无法与经济损失和生命损失对比,因此在洪灾综合损失评估时通常忽略环境影响。
另外,上述研究计算防洪效益时,均需针对工程实施前、后两种工况分别建模并计算洪灾损失,工作
量大且增加了计算难度。
本文拟基于洪灾损失的分类,明确水利工程防洪效益的构成。通过计算生命价值、洪水对环境的
损失率以及环境价值,分别提出洪灾生命损失和环境影响量化方法,从而评估洪灾综合损失。基于
此,以堤防段为河道治理工程防洪效益的计算对象,简化传统频率法计算的复杂性,提出河道治理工
程防洪效益计算的简化频率法,并以河南贾鲁河综合治理工程为例进行具体分析。旨在对水利工程防
洪效益计算理论和方法进行补充和完善。
2 河道治理工程防洪效益量化方法
2.1 防洪效益的构成 从概念上,水利工程减少的洪
灾损失即为防洪效益。受限于洪灾损失评估方法,传统
意义上防洪效益通常指工程减少的经济损失 [3-5] ,定义
为防洪经济效益。而我国现行规范 定义:洪灾损失分
[4]
为直接洪灾损失和间接洪灾损失。其中,直接洪灾损失
为洪水淹没直接造成的人员伤亡、财产以及自然资源和
农作物等方面的损失。间接洪灾损失为直接损失给灾区
内外带来影响而间接造成的损失。据此,也有学者将洪
灾损失分为经济损失(包括直接和间接经济损失)、生命
图 1 防洪效益构成示意图
损失和环境影响 [9] 。按照这一分类,除减少经济损失
外,水利工程还会减少洪灾生命损失和环境影响而产生防洪效益,分别定义为防洪生命效益和防洪环
境效益。防洪效益的构成,如图 1 所示,由图可知,量化水利工程防洪效益的前提条件是准确评估洪
灾综合损失。
2.2 洪灾综合损失量化方法
2.2.1 经济损失和生命损失计算 洪灾造成的经济损失可分为直接损失和间接损失 [16-17] ,常规计算步
骤如下 [18] :(1)洪灾模拟,获取淹没区及水深、流速和面积等参数;(2)收集淹没区各类社会经济数
据,并进行空间展布;(3)确定淹没区不同承灾体的损失率;(4)计算直接经济损失和间接经济损失;
(5)计算总经济损失。洪灾生命损失计算思路与经济损失类似 [19] ,如图 2 所示。
2.2.2 洪灾生命损失货币量化方法 统计生命价值(Value of a Statistical Life,VSL)是人们对死亡风险
降低的支付意愿平均值,或者对死亡风险增加接受赔偿意愿的平均值,它不是某个独立个体人的生命
价值,而是统计学意义上的生命价值 [20] 。VSL 的概念广泛应用于生态环境、职业安全、疾病健康、公
共安全及交通安全等多个领域。收入弹性系数法 [21] 是计算 VSL 最常用的方法,它基于收入差异将 VSL
从一个研究成熟的国家转移至另一个缺乏可靠研究的国家。收入弹性系数法在国际上应用十分广泛,
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