第八章水土保持效益估算与评价.ppt

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1、第八章,水土保持效益估算与评价,第一节 水土保持效益概述,一、水土保持效益的分类通常按水土保持效益的性质，可将其分为蓄水保土效益、经济效益、社会效益和生态效益4类。（一）蓄水保土效益（二）经济效益经济效益（economic benefit）有直接经济效益和间接经济效益两种,1、直接经济效益各项治理措施直接增加的产品及其相应的产值。如梯田、坝地增产粮食，灌木增产枝条，经济林增产果品，种草增产饲草等。各类产品未经加工转化时的产量和产值，都是直接经济效益。2、间接经济效益上述各类产品，经加工转化后，提高了的产值。如果品加工成饮料、果酱、果脯，枝条加工成筐、篮、工艺品、纤维板，饲草养畜后的畜产品等。,

2、社会效益（public benefit）的含义是：不仅水土保持的实施者本人受益，而且整个社会都受益。1、实施范围内当地受益例如，某地一沟头，逐年前进威胁道路，修了沟头防护工程，沟头停止前进，道路免受中断，当地社会都受了益。2、实施范围以外下游地区受益由于水土保持各项措施的蓄水保土作用，削洪、缓洪、减沙效果十分明显，减轻了实施范围下游沟道、河道的洪水淹没和泥沙淤积，这是水土保持最重要的社会效益。,（三）社会效益,生态效益（ecological benefit）指改善生态环境的效益。通常包括：1、增加地面的植被度由原来林草面积很少，改善为林草面积较多。2、改善坡面小气候在一定小范围内（特别在农田防

3、护林网内），减少了风暴日数，减少了风速风力，改善了地面温度、湿度，减轻了霜冻灾害等。,（四）生态效益,3、改善了土壤的生物生态环境在一定深度内（主要在表土层030cm），提高了土壤含水量和氮、磷、钾、有机质的含量，促进了团粒结构的形成，增加了土壤孔隙率，减少了土壤容重，提高了田间持水能力和抗御自然灾害（特别是干旱）的能力。,二、水土保持效益计算的原则水土保持效益计算的原则包括了:效益计算期根据治理措施的使用年限确定，一般取2030年；对于某些使用年限较短的措施，可用几个周期计算；计算采用的数据应经分析、核实，翔实可靠。各项治理措施均从开始生效之年计算效益。对多个项目产生的综合效益，应根据水土保

4、持措施的作用和效果确定其效益分摊系数。,一、蓄水保土效益计算蓄水保土效益的分析计算，包括两个方面的内容，第一，单项措施的蓄水保土效益，如梯田、造林等单项措施实施后所取得的蓄水保土效益；第二，某一地区或某一流域实施治理措施后的总体蓄水保土效益。蓄水保土效益的计算方法常用的有水保法、水文法。此外还有对比法，经验公式法和地质地貌法等。,第二节 水土保持效益计算,水保法是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的方法。该方法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。它以试验和调查资料为依据，计算简单，应用方便。2、流域实施治理前总径流量、产沙量计算（1）实测资

5、料法（2）查图法（3）调查法,（一）水保法,3、流域实施治理后蓄水、减沙及削峰效率计算（1）蓄水、减沙效率（84）,削峰效率计算削峰效率 是指在相同暴雨量条件下，治理措施削减的洪峰流量值与治理前洪峰流量的比率，计算公式为：（86）,式中：Qm、Q分别为治理前、治理后的洪峰流量,水文法又称水文统计相关法，它是以水文站或径流站等实则的降雨、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，所以资料系列愈长，分析精度愈高。根据资料系列的长短，水文法又可有两种途径。1、相关分析法2.水文系列对比法,（二）水文法,流域对比法是对两个相似流域

6、进行横向分析对比，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对算，经过用两流域的面积和降雨校正，最后分析计算得出已治理流域的减洪、减沙效益。计算式如下：（87）,（三）流域对比法,（一）直接经济效益计算直接经济效益的计算，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。B=B1+B2+B3+Bn 1、粮食和经济作物增产的效益（B1）B1=B11+B12+B13 2、栽植经济果林、种草的产品效益（B2）B2=B21+B22,二、经济效益计算,3、增加木材蓄积量的效益（B3）B3B31B32 4、增加薪柴（枝条、秸杆）的效益（B4）B4=B41+B42+

7、B43B44 5、增加水利工程蓄水量的效益（B5）,1、基本农田的间接效益1）节约的土地面积2）节约的劳动力2、种草的间接经济效益种草的间接经济效益主要有二：（1）以草养畜只计算增产的饲草可饲养多少牲畜，以及这些牲畜出栏后肉、皮、毛、绒的单价，不再计算畜产品加工后提高的产值。（2）提高土地载畜量，节约牧业用地，计算方法与基本农田节约土地相似。,（二）间接经济效益计算,3、造林的间接经济效益（1）造林的直接产品主要有四：花与叶、枝条、果品、木材。饲养：如刺槐开花为养蜂提供蜜源，槐柳榆叶为牲畜提供越冬饲草等。编织：如灌木枝条编筐，芦苇茎杆织席等。其中沙柳编织工艺品，远销国外。加工：如苹果、梨、杏、

8、山楂、葡萄等加工为饮料、果脯、罐头。柠条茎杆加工纤维板。药用：如沙棘果实提取维生素等。,（2）计算上述间接经济效益应注意以下几点：当地必须具有能转化的条件，实际能转化多少就计算多少，不是所有的产品都能转化。在计算转化后提高的产值的同时，必须计算转化中所需的投入。只计算一次转化提高的产值的投入，而且只限于在当地农村就地加工转化。至于将水土保持产品运离当地农村，在外地加工转化的，不作为水保间接经济效益。,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。有条件时应进行定量计算，以实物量或货币表示；不能作定量计算的，应根据实际情况作定性描述。（一）减轻自然灾害的效益计算1、保护耕地的

9、效益2、防洪效益计算、水土保持农业技术措施社会效益计算,三、社会效益计算,（二）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、促进群众脱贫致富奔小康5、提高环境容量6、其他效益分析,（一）农田防护林效益的计算1、防护林防护农田的增产量和增产率（1）增产区单位面积的增产量和增产率（2）防护区内农田的增产量和增产率（3）整个林网内土地农产品总增产量和增产率2、农田防护林防护效益价值的计算,四、生态效益计算,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。

10、固沙林免除沙压农田和牧场的价值，可用整个林业生产周期内从这部分土地获得的产品利润来近似表示。每亩固沙林在整个生产周期内减少沙压农田、牧场的价值的计算公式如下：,（二）固沙林防护效益的计算,2、促进防护范围内农田牧场的增产价值固沙林对附近农田、牧场也有降低风速，延长生长期，减少蒸发量，增加温度湿度，增加产量的作用。增产主要在背风面，增产价值的计算同农田的防护林。,固沙林,（三）林草措施改善水质的效益森林、牧草具有强大的水质净化作用，而纯净的工农业用水，生活用水，可以带来多种生产效益和社会效益，所以，作为水土保持林草措施的水文效益之一，应该计算其净化水质的效益值。可以采用如下方法进行计算：PW（C

11、1C2）N,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作动态分析。规划阶段的经济评价只对规划后的主要经济评价指标作初步预测，动态经济评价的主要指标有经济内部回收率、经济净现值、经济效益费用比等。,五、经济分析,1、计算净效益（P）PB（KC）（830）式中：B为经济计算期内部治理措施产生的总效益（元）；C为经济计算期内全部治理措施的总运行费（元）；K为治理总投资（元）。2、计算效益费用比（R）（831）式中符号同上。3、计算还本年限（T）,（一）静态评价,4、计算经济效益系数（E）经济效益系数又称投资收益率，为还本年限（T）的倒数。经济效益系数（E）计算公式为：（836）式中符号同

12、上。当计算的还本年限小于国家或部门规定的标准还本年限，经济效益系数高于国家或部门规定的标准经济效益系数时，工程项目才是经济合理的。目前我国对水土保持项目的标准还本年限和标准经济效益系数尚未作出正式规定，可参考水利工程采用的指标，将标准还本年限定为1012年，将标准经济效益系数定为0.080.10。,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。水利经济计算规范要求水利建设项目的国民经济评价，可根据经济内部收益率、经济净现值及经济效益费用比等评价指标和评价准则进行。进行国民经济评价，应参照水利部颁布的SL07294标准水利建设项目

13、经济评价规范，编制项目国民经济效益费用流量表，反应项目计算期内各年的效益、费用和净效益，并计算该项目上述各项国民经济评价指标。,（二）动态评价,流域综合治理评价（evaluation of watershed comprehensive control），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一、评价指标体系的构建（一）评价指标体系及作用评价指标体系（evaluation index system）是由若干指标按照一定规则，相互补充、相对独立地组成的群体指标体系。,第三节 流域综合治理评价,设置合适的评价指标体系具有以下作用：1、有助于对水土保持效益进行

14、系统、全面而又准确的评价，防止主观随意性，避免盲目性和片面性。2、有助于不同水土保持治理区的纵、横向比较。评价指标体系作为一种治理水平的客观依据，可鼓励先进，鞭策后退，不断促进和完善治理工作，同时，对水土保持主管部门的宏观管理也提供了现代化的管理手段。,3、水土保持生态经济系统中的动态变化可以通过评价指标体系中的各项指数明确反映出来，便于准确地识别和诊断薄弱环节，有针对性地改进工作。4、对评价指标体系进行具体深入的研究，也是推动水土保持基本理论发展的有效途径。综合指标体系的建立，可以通过权重的正确选取，有助于比较系统地认识各种因素在整体中所处的地位，并使全面评价水土保持综合治理的效果具有统一的

15、标准。,1、科学性2、可行性3、独立性 4、完备性5、简明性6、可比性 7、层次性,（二）指标体系构建的原则,（1）指标体系应能较全面地反映综合治理效果的特点，但又要避免设置过繁，应选择有代表性的指标。（2）各项指标均要有明确的概念，既要有明确的内涵和外延，又应把握各指标间的内在联系，特别注意避免指标的重复设置（即指标的内涵的重叠），防止片面的追求“全面性”。,上述原则具有可归纳如下几点：,（3）各项指标都应无量纲化，即指数的大小不是直接反映某一指标的绝对量，而是一个相对值，但要求其数值大小能反映效果的优劣。（4）作为一种在基层可以应用的评价指标体系，要求指标的参数在现有资料基础上作必要的调查

16、、测定即可确定，其计算方法经过一定的短期培训能为一般基层技术人员所掌握，以利于推广应用。,流域综合治理评价的指标体系是建立在经济、生态、社会效益评价的三个指标体系基础上的，但又不是简单的重复，是将各单项指标进行综合，即用各单项指标的加权平均数来分别构造生态效益、经济效益和社会效益指数，最后，再将三个效益指数加权平均，组合成一个生态经济效益综合指数，以此来对生态系统进行动态的、全面的综合定量分析。1、指标体系流域水土流失综合治理的评价指标体系如图81所示。,图8-1 流域水土保持综合效益的指标体系,（1）确定基年数求出光能利用率、土壤侵蚀（沙化）减少率、林草被覆率、治理度、土壤有机质含量、环境质

17、量提高率、系统抗逆力等7项生态指标的指数，来衡量该系统的生态效益。（2）分配权重求出上述各项指数的加权平均值，作为生态效益综合指数。,2、综合指数的计算,（3）参照1、2分别计算经济效益和社会效益综合指数。（4）将生态效益综合指数、经济效益综合指数与社会效益综合指数进行加权平均，求得流域管理综合指数。,3、关于权重的取值各权重系数的取值，目前采用较多的有两种：（1）专家经验法即请有经验的专家根据对问题重要程度的认识，给各类指标定量打分，步骤可以先类后项，梯级进行。但无论每类中项数多少，其权重之和应为100%。,（2）层次分析法它是在定性方法基础上新近发展起来的定量的确定因素权重的一种科学方法。

18、因为对众多层次和众多因素的择优决策中，人们较难对众多因素给出精确的判断。而借助这一方法，可将人们的经验思维数学化，用以检查和保持决策者判断思维过程的一致性，从而有利于对多因素、多指标的事物进行定量的科学评价。,（一）生态效益1、光能利用率一定时期内，单位土地面积上，作物积累的化学潜能与同期投入该面积上的太阳辐射能之比，称为光能利用率。它反映了流域生态系统绿色植物扩大固定太阳能的规模和光能的转化效率。,式中：E为光能利用率（）；Y为生物学产量（kg/hm2）；H为燃烧1克物质释放的能量（kal/g）；Q为太阳辐射能（kcal/cm2）。,二、评价指标的计算方法,2、土壤侵蚀（沙化）减化率流域治理

19、后，土壤侵蚀量与治理前相比，减少量的百分率，称为土壤侵蚀减少率。它反映流域土壤侵蚀程度的变化。,3、林草被覆率林草被覆率指流域内林地、草地面积之和与总土地面积的比值，林草被覆率对流域生态平衡具有决定性意义，其值达到一定量时，可较好的起到调节气候、保持水土的作用。,4、治理度流域内已治理面积，包括造林地、种草地、基本农田及筑坝拦截面积之和与产生水土流失面积的比值，称为治理度或治理面积率。反映流域内应治理的面积中有多少已被治理。,5、土壤有机质含量土壤中的有机质，来源于动植物残体、死亡的微生物和施用的有机肥料等，土壤有机质含量指某种土壤耕作层有机质含量与该种土壤耕作层土壤总重量的比值。该指标反映了

20、土壤的肥力状况。,6、环境质量提高率环境质量提高率是反映流域环境质量前后变化的综合指标。,7、系统抗逆力流域经济系统在灾害年份的产值与正常年份产值之比称为系统抗逆力。这反映了该系统的稳定程度或系统抗御自然灾害的能力。,或,1、益本比益本比指一定时期内流域的纯收益与投入总成本的比率，是经济效益概念的定量表现。,（二）经济效益,2、投资回收期在流域管理中某项投资的本金与投资而产生的年净产值之比，称为投资回收期。反映了该项投资的回收年限。,3、成本利润率一定生产费用下所产生的利润率称为成本利润率。它反映了成本与利润丰厚程度之间的关系。,4、劳动生产率劳动生产率是单位活动消耗量所创造产品的产值。农产品

21、价格，上交和未出售的按当地政府所公布的统一价计算，已出售的按实际卖出所得的收入计算。活劳动量系指全年有多少人劳动，全劳力以300天出勤计为1个人年，半劳力和零星劳动力须折成全劳力计。,5、土地生产率单位面积的土地上所产生的产品量或价值量称土地生产率。它反映了土地生产力的高低。,1、农产品商品率全年农产品转化为商品的产值与全年各种农产品产值之比，称为农产品商品率。反映了流域生产系统对外部的贡献。,（三）社会效益,2、劳动力利用率劳动力利用率指实用工日数与全年拥有工日数的比值，反映了劳动力利用程度，也反映了劳动力的剩余程度。,3、人均总产值总产值是流域内物质生产单元在一定时期内所生产的全部物质资料

22、的总和。人均总产值指流域一定时间内的总产值与该时期平均人数的比值。反映了平均物质生产水平的高低。,4、人均纯收入人均纯收入指流域一定时期内的纯收益与该时期流域内人口数的比值。是富裕程度的一个重要指标。,5、人均粮流域内粮食总产与农业人口的比值称为人均粮。反映了人均粮食占有水平。（849）式中：禾谷类与豆类粮食产值以实物计算，薯类以实物除5计算。,6、粮食单产潜力实现率指现有粮食平均单产与潜在单产量的比值，反映了对粮食生产潜势的挖掘程度。（850）式中：作物生产潜力系指在品种适宜，肥料供应充足和栽培方法科学的前提下，当地气候资源（光、热、水）的生产潜力。,考虑到资料取得的难易和计算复杂与否，可采

23、用修订的H.里思估算式：（851）,7、收入递增率收入递增率是收入年增长幅度，反映了系统功能逐渐完善，输出功能提高的程度。,8、生产生活增长率指新增生产生活设施价值与原有生产生活设施的比值，反映了生产、生活、设施质量改善程度。,9、恩格尔系数指人均食品消费支出与总消费支出之比值，它反映了经济发展的不同阶段。系数越高，经济发展越落后，反之，则经济发达。,指标的综合情况对被评价的流域作出总体判定。常用的评价方法有：（一）指标法（二）比较分析法（三）专家打分法（四）投入及产出分析法（五）模拟评价法（六）赋权理想点法（七）赋权满意关联法（八）赋权理想关联法,三、评价的方法,（一）黄土高原11个试区“七

24、五”综合治理总体效益评价1、黄土高原综合治理效益的评价方法与应用黄土高原综合治理，是一项极其复杂的生态经济工程。因此，对治理成效进行科学的综合评价，可为国家对治理黄土高原进行决策提供重要依据。但由于牵涉的问题过于广泛，多年来对如何客观地评价小流域综合治理的成效，在评价方法上，一直没有满意地加以解决。所以在“黄土高原综合治理”研究中，制定一套能完整反映区域经济发展和生态效应提高的综合指标体系和评价方法，具有重要的理论和实际意义。,四、评价实例,通过国家“七五”重点科技课题“黄土高原综合治理定位试验示范综合研究”，以11个试区为依托，同时结合调查研究提出的小流域综合治理效益评价方法，是一种可行的具

25、有一定的科学性和实用性的方法。,由于各试区原有基础与生物气候条件差异悬殊，难以相互比较评价，因此，应注意选择适宜的评价方法。通过在评价事物的优劣时，多采用两种方法，即相对评价法与绝对评价法。在分析了各试区基本状况的基础上，在评价中确定采用绝对评价法，即根据对事物本身的要求，评价其达到水平，包括较原状增长的水平和接近潜势状态的水平。但又考虑到目前潜势水平的计算方法尚难统一，所以只采用达到水平评价与原状增长评价两种，不做接近潜势状态水平的评价。,（1）构造评价层次结构模型。（2）评价指标重要程度的量化与量纲统一 关于量纲统一，则是将各层指标实际完成的优劣，划分为统一可比的数量标度，以便为综合评价提

26、供二级数量基础。在对各指标进行量纲统一时，均以19数字表示。数值9代表合理指标的最高值或区域治理效益的理想值，9以下则代表以相同间距依次下推的递减值。例如，评价指标类为“治理面积率”，当标度为9时，即指治理面积率80；当标度为5时，即指治理面积率为60；标度为1时，即指治理面积为40；等等，对17项指标进行量度与评价。现将评价指标量纲统一情况列入表81。,评价工作步骤如下：,表81 评价指标的量纲统一表,（3）指标类项的分层权值的确定。以层次分析法为主，并以专家经验法进行印证。（4）划分评价结果的等级。包括分类效益评价结果的等级划分和综合效益评价结果等级的划分。前者指准则层中生态、经济、社会和

27、综合功能四大效益。如令G1代表i类指标在准则层中的权重值；F1代表I类指标所含j项指标所得加权值之和，则按F1占G1的80、70和60为界限划分4个等级：,仿照以上作法，并将指标全部得分之和以百分数表示，其最大值应为900。再按得分最大值的80、70和60为界限划分以下4个等级：,2、试区治理效益的评价各试区各项治理效益的评价结果与初期比较。效益分值平均由578增为842，提高45.6，其中生态、经济和社会效益分类分值提高数均在48.6以上，见表8-2。尤以社会效益与经济效益增长显著，分别为83.9%和48.9。效益评价的平均等级，总体上由中等提高为优等，治理效益提高两个等级；其中尤以社会效益

28、提高最为显著，从差上升为优，提高三个等级；其余也提高很快，分别提高两个台阶。,表82 各试区终期与初期平均治理效益的评价比较表,位于陕西省淳化县境内的泥河沟、枣坪沟、祁家沟3个小流域，面积相近，自然、社会、经济状况初期水平一致，泥河沟流域经15年连续综合治理，枣坪沟流域经5年综合治理，根据评价指标体系计算1998年综合效益指数分别为0.86、0.71，作为对比的祁家沟流域则为0.65，泥河沟流域综合效益指数最高原因是经15年连续综合治理，生态、经济效益全面大幅度提高。,（二）淳化县3个小流域对比评价,例如：人均纯收入达2980人年，高出周围60；林草被覆率达45.322；治理度高达83.2；土

29、壤侵蚀减少率为82。因此，三个效益对综合效益指数的贡献均较大，故综合效益指数最高；枣坪沟流域除治理时间短外，其生态效益突出，但经济、社会效益相对较低，故影响到综合效益指数的提高。,1 吴发启.水土保持规划.第1版，西安：西安地图出版社，20022 孙建轩.水土保持技术问答.第1版，北京：水利电子出版社，19913 孙保平.荒漠化防治工程学.第1版，北京：中国林业出版社，20004 焦居仁.水土保持生态建设项目前期工作培训教材.第1版，北京：中国标准出版社，20015 王礼先.流域管理学.第1版，北京：中国林业出版社，19996 国家技术监督局发布.水土保持综合治理效益计算方法（GB/T15774-1995）.中华人民共和国国家标准，19957 国家技术监督局发布.水土保持综合治理验收规范（GBT157731995）.中华人民共和国国家标准，1995,参考文献,