準(zhǔn)公益性水利工程投資分?jǐn)偡椒ㄌ接?/h1>
2012-07-16 06:46吳文靜許繼良
水利規(guī)劃與設(shè)計(jì) 2012年3期
吳文靜 許繼良
（浙江省水利水電勘測設(shè)計(jì)院 杭州 310002）
準(zhǔn)公益性水利工程是指既承擔(dān)防洪、排澇、水資源調(diào)控等公益性功能，又有供水、發(fā)電等經(jīng)營性功能的具有多層目標(biāo)的工程，通常具有防洪、排澇、供水、發(fā)電、灌溉、養(yǎng)殖、旅游等多種效益。目前我國準(zhǔn)公益性水利工程在水利建設(shè)項(xiàng)目中占了較大比例，如小浪底水利樞紐、三峽水利樞紐、丹江口水利樞紐、南水北調(diào)工程等，而且隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，準(zhǔn)公益性水利工程在整個(gè)水利開發(fā)投資中的比重將會(huì)有不斷上升的趨勢。由于準(zhǔn)公益性水利工程具有作為社會(huì)公共基礎(chǔ)設(shè)施的公益性功能，一般投資大、建設(shè)工期長、投資回收慢。且隨著我國投融資體制的不斷改革，各受益部門不僅重視工程給本部門所帶來的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，而且也很關(guān)心其在工程建設(shè)和管理過程中所分?jǐn)偟墓こ掏顿Y額。投資分?jǐn)偤侠砼c否直接決定著對項(xiàng)目的支持程度，也是決定其投融資方式的前提。如何在各主要受益部門之間進(jìn)行合理的投資分?jǐn)?，是?dāng)前水利動(dòng)能經(jīng)濟(jì)計(jì)算中迫切需要解決的一個(gè)難點(diǎn)問題。因此研究準(zhǔn)公益性水利工程投資分?jǐn)倖栴}具有十分重要的意義。
1 投資分?jǐn)傇瓌t
投資分?jǐn)偪偟脑瓌t是：本著“誰受益，誰投資”，公平合理的原則，爭取投資效益最大化。
（1）專用功能的工程投資由該功能自身承擔(dān)，不作分?jǐn)?；共用功能主體部分的工程投資由各受益功能之間分?jǐn)偝袚?dān)；各功能的配套工程可視為專用功能，不進(jìn)行投資分?jǐn)偂?/p>
（2）投資首先在工程各共用功能之間進(jìn)行分?jǐn)?，然后再在不同受益對象之間分?jǐn)偂?/p>
（3）各受益功能分?jǐn)偟耐顿Y費(fèi)用應(yīng)小于該功能的效益，同時(shí)也不大于相應(yīng)替代方案的投資費(fèi)用；各功能分?jǐn)偟耐顿Y費(fèi)用都應(yīng)不大于專為該功能興建的工程的投資費(fèi)用。
（4）由準(zhǔn)公益性水利工程建設(shè)衍生出來的筏運(yùn)、漁業(yè)、旅游等功能一般可不參加工程投資分?jǐn)偅瑑H負(fù)擔(dān)起其專用設(shè)施的投資即可。
（5）當(dāng)某功能的效能因興建工程而受到影響時(shí)，為恢復(fù)其原有效能而采取的補(bǔ)救措施或給予補(bǔ)償?shù)耐顿Y費(fèi)用，由各受益功能共同負(fù)擔(dān)。
（6）投資分?jǐn)偟姆椒ㄉ婕暗叫б鏁r(shí)，應(yīng)采用各功能在國民經(jīng)濟(jì)評價(jià)中折現(xiàn)到同一時(shí)間點(diǎn)的效益。
2 投資分?jǐn)偡椒?/h2>
投資分?jǐn)倖栴}的研究最早起源于1935年美國對田納西流域的綜合開發(fā)，到目前為止，投資分?jǐn)偡椒ㄓ卸喾N，主要有傳統(tǒng)的分?jǐn)偡椒ê突趯Σ呃碚摰耐顿Y分?jǐn)偡椒▋纱箢悺?/p>
傳統(tǒng)的投資分?jǐn)偡椒梢苑譃? 次性分?jǐn)偡椒ê? 次性分?jǐn)偡椒ā? 次性分?jǐn)偡椒ㄖ饕ǎ海?）平均分?jǐn)偡?；?）優(yōu)先使用權(quán)法，即按工程所服務(wù)的受益部門主次地位分?jǐn)?；?）樞紐指標(biāo)系數(shù)法，按各受益部門利用多目標(biāo)工程的某些指標(biāo)，如庫容、供水量、工作量、排水量等的比例分?jǐn)偅唬?）效益比例分?jǐn)偡?，按各受益部門獲得的效益多少來分?jǐn)?；?）最優(yōu)替代方案分?jǐn)偡?，按各受益部門按最優(yōu)等效替代工程投資費(fèi)用比例分?jǐn)偂? 次性分?jǐn)偡椒ㄖ饕侵缚煞蛛x費(fèi)用－剩余效益分?jǐn)偡ǎ⊿CRB 法），是指先將各受益部門的可分離費(fèi)用從總工程費(fèi)用中分離出來，然后按各受益部門的剩余效益來分?jǐn)偣灿霉こ掏顿Y，把需要分?jǐn)偟耐顿Y費(fèi)用盡量劃小。
基于對策理論的投資分?jǐn)偡椒ㄊ菑母魇芤娌块T之間的合作情況及競爭的角度去考慮投資分?jǐn)?，主要方法有沙普利?Shapley)、核心法(Nucleolus)和最大最小費(fèi)用法，其中沙普利法應(yīng)用最為廣泛。
以上各種投資分?jǐn)偡椒ǚ謩e從不同的角度來確定分?jǐn)傊笜?biāo)，都有其側(cè)重點(diǎn)，分?jǐn)倷C(jī)理各不相同，有其相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)。
（1）平均分?jǐn)偡ㄗ顬楹唵?，但不符合公平合理的分?jǐn)傇瓌t。
（2）優(yōu)先使用權(quán)法操作簡單易行，但有時(shí)主次地位難以明確區(qū)分，且次要部門不承擔(dān)共用工程投資也不是很合理，與“誰受益，誰投資”的原則相悖。
（3）樞紐指標(biāo)系數(shù)法目標(biāo)明確，但是按不同的指標(biāo)分?jǐn)?，有時(shí)其分?jǐn)偨Y(jié)果相差較大，難以令各方滿意。
（4）效益比例分?jǐn)偡ㄔ诟鞣蕉及凑铡肮煞荨狈旨t的前提下是可行的，但由于各部門情況不同，有時(shí)相同資源在不同的部門其收益并不相同，也不利于充分發(fā)揮各收益部門的積極性和創(chuàng)造性。
（5）最優(yōu)替代方案分?jǐn)偡ㄗ畲蟮膯栴}是難以找到適宜的最優(yōu)等效替代方案，有時(shí)估算的替代方案并非最優(yōu)替代方案，因此該分?jǐn)偡椒ǖ目煽啃杂袝r(shí)較差。
（6）可分離費(fèi)用一剩余效益法，又簡稱剩余效益法，可使投資分?jǐn)偟恼`差盡可能減少至最低程度。目前該方法在美國、歐洲、日本應(yīng)用相對廣泛，也是我國水利技術(shù)規(guī)范建議采用的方法之一。
（7）基于合作對策理論的投資分?jǐn)偟娜N方法中，最大最小費(fèi)用法上下界難以確定，最小核心法有時(shí)會(huì)出現(xiàn)非唯一解問題，相對來說，沙普利值法分?jǐn)偨Y(jié)果較易被各方接受，在實(shí)際應(yīng)用中也用得較廣泛，但各受益部門對分?jǐn)偨Y(jié)果也時(shí)有爭議。
雖然現(xiàn)階段對投資分?jǐn)偟难芯吭絹碓街匾?，投資分?jǐn)偡椒ㄒ苍絹碓蕉啵菧?zhǔn)公益性水利工程的投資分?jǐn)倖栴}至今還沒有一個(gè)可以普遍采用、公認(rèn)的分?jǐn)偡椒ā榱耸狗謹(jǐn)偨Y(jié)果盡量公平、合理，可以同時(shí)采用幾種不同的分?jǐn)偡椒ǎC合其分?jǐn)偨Y(jié)果，讓其互相參證。因此本文結(jié)合工程實(shí)例，綜合考慮以上各方法的優(yōu)缺點(diǎn)，采用傳統(tǒng)的樞紐指標(biāo)系數(shù)法、應(yīng)用較廣泛的SCRB 法和基于合作對策理論的Shapley 值法來分別計(jì)算各受益部門的投資分?jǐn)?，然后利用離差平方法確定各種分?jǐn)偨Y(jié)果的權(quán)重系數(shù)，再將這三種投資分?jǐn)偨Y(jié)果進(jìn)行組合，得到一個(gè)更加公平合理的投資分?jǐn)偨Y(jié)果。
3 工程實(shí)例
某水庫是流域供水、防洪的控制性骨干工程。水庫正常蓄水位175m，總庫容3.95億m3，是一座以供水、防洪為主，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉、河道水生態(tài)、結(jié)合發(fā)電等綜合利用的大（2）型水庫，工程估算總投資22.0億元。工程建成后，可提供城鎮(zhèn)供水量2.43億m3，除滿足A 縣自身的水資源需求外，還可為鄰近水資源短缺的B 市、C縣提供良好的水源保障，此外還可通過調(diào)峰蓄洪，使下游縣城防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到50年一遇，有效提高該縣城的防洪能力。為體現(xiàn)工程各受益功能及各受益區(qū)的公平性，按照權(quán)利與義務(wù)對等的原則，對該水庫的投資進(jìn)行合理分?jǐn)偂?/p>
本水庫既具有防洪、保護(hù)水生態(tài)等公益性功能，還具有供水、發(fā)電、灌溉等經(jīng)營性功能?？紤]到水庫未設(shè)發(fā)電專用庫容，水電站是結(jié)合下游灌溉、供水而進(jìn)行發(fā)電的，也不耗用水量，故電站部分投資2.1億元可視為專用工程投資，不參加投資分?jǐn)?；生態(tài)放水功能作為水庫工程的補(bǔ)償功能，不直接參與投資分?jǐn)?，其投資由各受益部門共同承擔(dān)。故本次投資分?jǐn)們H對扣除電站投資后的共用投資19.9億元在防洪（甲）、供水（乙）、灌溉（丙）三個(gè)受益部門之間進(jìn)行合理分?jǐn)偂?/p>
3.1 樞紐指標(biāo)系數(shù)法
具有防洪公益服務(wù)和生產(chǎn)經(jīng)營功能的準(zhǔn)公益性水庫工程一般根據(jù)庫容比例法進(jìn)行投資分?jǐn)?；具有排澇公益服?wù)與生產(chǎn)經(jīng)營功能的機(jī)電排灌站等水利工程一般根據(jù)工作量比例法進(jìn)行投資分?jǐn)偅痪哂行泻榕艥彻娣?wù)與生產(chǎn)經(jīng)營功能的河道、涵閘等水利工程一般根據(jù)過水量比例法進(jìn)行投資分?jǐn)?。本工程為既具有防洪等公益性功能，還具有供水、灌溉等經(jīng)營性功能的水庫工程，故按照庫容比例法進(jìn)行投資分?jǐn)偂?/p>
3.1.1 水庫庫容分?jǐn)?/p>
水庫總庫容39529萬m3（庫底高程65m 至校核洪水位 181.57m）。50年一遇防洪高水位179.78m，相應(yīng)庫容37978萬m3，死水位95m，相應(yīng)死庫容1072萬m3，有效庫容為36906萬m3，按庫容功能可劃分為防洪庫容和興利庫容兩部分。
水庫興利庫容為32950萬m3（死水位95m至正常蓄水位175m），防洪庫容為8548萬m3（臺(tái)汛期限制蓄水位169m 至防洪高水位179.78m），防洪庫容與興利庫容部分結(jié)合，重復(fù)庫容為4592萬m3（汛限水位169m 至正常蓄水位175m）。由于這部分重復(fù)庫容屬于防洪功能與興利功能共同使用，可按平均分?jǐn)偡ㄓ?jì)算，即防洪與興利各占一半，分?jǐn)偟盟畮炫d利庫容為30654萬m3、防洪庫容6252萬m3。
公益性功能、經(jīng)營性功能分?jǐn)偙壤謩e為：
3.1.2 投資分?jǐn)傆?jì)算
水庫共用投資19.9億元，由公益性功能和經(jīng)營性功能分?jǐn)偝袚?dān)，分?jǐn)偟梅篮楣δ芡顿Y3.3億元，興利功能投資16.6億元。而水庫的興利功能主要可產(chǎn)生供水、灌溉等效益，暫按供水量比例進(jìn)行分?jǐn)?。工程建成后，可提供城?zhèn)水量2.43億m3、灌溉水量0.58億m3，分?jǐn)偟霉┧?、灌溉投資分別為13.4億元、3.2億元。
3.2 可分離費(fèi)用一剩余效益法（SCRB）
SCRB 法的基本原理是把綜合利用工程多目標(biāo)開發(fā)與單目標(biāo)各自開發(fā)進(jìn)行比較，所節(jié)省的費(fèi)用被看作是剩余效益的體現(xiàn)，所有參加部門都有權(quán)分享。
3.2.1 SCRB 法
該方法先分別估算各受益部門的可分離費(fèi)用，某部門的可分離費(fèi)用是包含與不包含該部門的工程總投資之差，然后按各受益部門的剩余效益比例來分?jǐn)偸Ｓ喙灿霉こ掏顿Y費(fèi)用。
設(shè)工程總投資為K，i 部門可分離費(fèi)用為Ci，則i 部門分?jǐn)偟目偼顿Y為：
式中：Xi為部門i 分?jǐn)偟耐顿Y額。wi為部門i剩余費(fèi)用的投資分?jǐn)偙壤?，其?jì)算式為：
式中：Bi為部門i 的效益；Mi為部門i 的合理替代費(fèi)用。
3.2.2 工程投資及效益
假定水庫防洪（甲）、供水（乙）、灌溉（丙）等受益部門各自建造達(dá)到同樣功能的工程時(shí)所需投資費(fèi)用分別為5.4、16.3、4.9億元，而多個(gè)部門合作時(shí)的投資費(fèi)用分別為：防洪、供水合作需要投資18.5億元，防洪、灌溉合作需要投資7.2億元，供水、灌溉合作需要投資16.9億元。水庫工程建成后，防洪、供水、灌溉等受益部門所產(chǎn)生的工程效益分別為6.8、17.9、5.2億元。以上各效益數(shù)據(jù)已折算為同一時(shí)間點(diǎn)上的現(xiàn)值。
3.2.3 投資分?jǐn)傆?jì)算
（1）計(jì)算各受益部門的可分離費(fèi)用：
（2）工程的剩余費(fèi)用為工程總費(fèi)用減去各部門的可分離費(fèi)用，即為2.8億元。其具體的計(jì)算過程和結(jié)果詳見表l。
由表1 可知，采用SCRB 投資分?jǐn)偡ㄓ?jì)算得出的防洪部門投資3.8億元、供水部門投資13.8億元、灌溉部門投資2.3億元。
SCRB 法利用邊際費(fèi)用的原理把各受益部門的專用投資最大限度地劃分出來由各部門自行承擔(dān)，從而減少了由于分?jǐn)偙壤?jì)算不精確而造成的誤差，使分?jǐn)偨Y(jié)果更為合理.并在實(shí)際工程中得到 了較廣泛的應(yīng)用，但分?jǐn)偨Y(jié)果的爭議仍然存在。
表1 某準(zhǔn)公益性水庫工程投資分?jǐn)傆?jì)算表（SCRB 法）
3.3 基于合作對策理論的沙普利值法
準(zhǔn)公益性水利工程項(xiàng)目一般有多個(gè)受益部門合作參加投資建設(shè).其合作的意義在于合作節(jié)約的投資是否大于零，合作節(jié)約的投資額即為合作收益。合作收益的大小更多地受到對策環(huán)境和競爭對手策略環(huán)境變化的影響。合作對策研究的主要問題就是如何在聯(lián)盟內(nèi)部分?jǐn)偤献魇找妗?/p>
3.3.1 多人合作對策模型
記合作對策局中人的集合為I=(1，2，…，n)，對I的任一子集F都對應(yīng)一個(gè)實(shí)值函數(shù)f（s)，并滿足以下條件：
1)空集Ф，f(Ф)=0；
2)對任意s1，s2∈F，s1∩s2=ф；
3)對任意s1，s2 ∈F，f(s1 ∪s2) ≥f(s1)+f(s2)。
則稱f(s)為定義在I上的特征函數(shù)。合作對策是指定義了特征函數(shù)I中的幾方合作收益的分配結(jié)果.并用以下分?jǐn)傁蛄勘硎荆?/p>
式中：φi(f)表示局中人i的所得益，它與{i}對其參加的合作聯(lián)盟s的貢獻(xiàn)有關(guān)，{i}對于合作聯(lián)盟s的貢獻(xiàn)定義為：{i}參與合作的收益與退出時(shí)合作s-{i)的收益之差，用ci表示：
多人合作對策模型有多種解法，其中最常用的是沙普利值法。
3.3.2 沙普利值法
根據(jù)沙普利定理，n個(gè)局中人的Shapley值由下式給出：
3.3.3 投資分?jǐn)傆?jì)算
利用合作對策理論，定義特征函數(shù)為合作比單干所節(jié)約的投資額 T，則有 T(甲)=T(乙)=T(丙)=0；T(甲，乙)=C(甲)+C(乙)-C(甲，乙)=3.2億元；T(甲，丙)=3.1億元；T(乙，丙)=4.3億元；T(甲，乙，丙)=6.7億元。
根據(jù)Shapley 定理，計(jì)算各受益部門節(jié)約的投資額。其中防洪受益部門(甲部門)分?jǐn)偼顿Y計(jì)算成果見表2。經(jīng)計(jì)算，防洪部門分?jǐn)偼顿Y3.6億元，同理求出供水、灌溉等部門的分?jǐn)偼顿Y分別為13.8億元、2.5億元。
3.4 離差平方法
在進(jìn)行準(zhǔn)公益性水利工程投資分?jǐn)倳r(shí)，各方對分?jǐn)偡椒偸谴嬖诓煌囊庖姟ｋm然SCRB 法和Shapley 值法是當(dāng)前應(yīng)用較普遍、分?jǐn)傒^合理的方法，但由于考慮的角度不同，其分?jǐn)偨Y(jié)果有時(shí)也相差較大。
而相關(guān)綜合指標(biāo)方法都需要人為確定權(quán)重或評判標(biāo)準(zhǔn)，主觀性較強(qiáng)，專家的權(quán)威性、公平性受到質(zhì)疑，直接影響投資分?jǐn)偟暮侠沓潭?。?zhǔn)公益性水利工程投資分?jǐn)偟年P(guān)鍵在于合理確定各種分?jǐn)偨Y(jié)果的權(quán)重系數(shù)，離差平方法為合理確定各種分?jǐn)偨Y(jié)果的權(quán)重系數(shù)提供了較少人為因素的新思路。
表2 某準(zhǔn)公益性水庫工程防洪受益部門的投資分?jǐn)傆?jì)算表（Shapley 法）
3.4.1 離差平方法模型
設(shè)權(quán)重函數(shù)為wi，它應(yīng)滿足的條件為：
（3）綜合投資分?jǐn)傤~的估值C 依概率收斂于期望綜合投資分?jǐn)傤~x。構(gòu)造權(quán)重函數(shù)：
3.4.2 投資分?jǐn)傆?jì)算
根據(jù)離差平方法計(jì)算出不同分?jǐn)偨Y(jié)果的權(quán)重系數(shù)，然后按公式1 計(jì)算出各受益部門的投資分?jǐn)傤~，分?jǐn)偨Y(jié)果詳見表3。
表3 某準(zhǔn)公益性水庫工程投資分?jǐn)偩C合分析計(jì)算表
4 結(jié)語
本著“誰受益，誰投資”的原則，對準(zhǔn)公益性水利工程實(shí)行投資分?jǐn)偅琼?xiàng)目籌集建設(shè)資金、確定其投融資方式的基礎(chǔ)，可為水利部門提供技術(shù)支撐和決策依據(jù)。而準(zhǔn)公益性水利工程一般投資大、牽涉面廣，籌資難度較大，目前的各種分?jǐn)偡椒ǜ饔袃?yōu)缺點(diǎn)，至今還沒有一個(gè)可以普遍采用、公認(rèn)的投資分?jǐn)偡椒ǎ呀?jīng)成為當(dāng)前水利工程建設(shè)和管理工作的一個(gè)迫切需要解決的難點(diǎn)問題。本文分別運(yùn)用傳統(tǒng)的樞紐指標(biāo)系數(shù)法、可分離費(fèi)用—剩余效益SCRB 法和沙普利值Shapley法進(jìn)行投資分?jǐn)?，分?jǐn)偨Y(jié)果各不相同，有些數(shù)據(jù)相差較大，但是通過離差平方法合理確定各分?jǐn)偡椒ǖ臋?quán)重系數(shù)，綜合計(jì)算其投資分?jǐn)傤~，得到了更為合理的投資分?jǐn)偨Y(jié)果，可為今后準(zhǔn)公益性水利工程的投資分?jǐn)偺峁┮环N計(jì)算思路。
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吳文靜 許繼良
（浙江省水利水電勘測設(shè)計(jì)院 杭州 310002）
準(zhǔn)公益性水利工程是指既承擔(dān)防洪、排澇、水資源調(diào)控等公益性功能，又有供水、發(fā)電等經(jīng)營性功能的具有多層目標(biāo)的工程，通常具有防洪、排澇、供水、發(fā)電、灌溉、養(yǎng)殖、旅游等多種效益。目前我國準(zhǔn)公益性水利工程在水利建設(shè)項(xiàng)目中占了較大比例，如小浪底水利樞紐、三峽水利樞紐、丹江口水利樞紐、南水北調(diào)工程等，而且隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，準(zhǔn)公益性水利工程在整個(gè)水利開發(fā)投資中的比重將會(huì)有不斷上升的趨勢。由于準(zhǔn)公益性水利工程具有作為社會(huì)公共基礎(chǔ)設(shè)施的公益性功能，一般投資大、建設(shè)工期長、投資回收慢。且隨著我國投融資體制的不斷改革，各受益部門不僅重視工程給本部門所帶來的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，而且也很關(guān)心其在工程建設(shè)和管理過程中所分?jǐn)偟墓こ掏顿Y額。投資分?jǐn)偤侠砼c否直接決定著對項(xiàng)目的支持程度，也是決定其投融資方式的前提。如何在各主要受益部門之間進(jìn)行合理的投資分?jǐn)?，是?dāng)前水利動(dòng)能經(jīng)濟(jì)計(jì)算中迫切需要解決的一個(gè)難點(diǎn)問題。因此研究準(zhǔn)公益性水利工程投資分?jǐn)倖栴}具有十分重要的意義。
1 投資分?jǐn)傇瓌t
投資分?jǐn)偪偟脑瓌t是：本著“誰受益，誰投資”，公平合理的原則，爭取投資效益最大化。
（1）專用功能的工程投資由該功能自身承擔(dān)，不作分?jǐn)?；共用功能主體部分的工程投資由各受益功能之間分?jǐn)偝袚?dān)；各功能的配套工程可視為專用功能，不進(jìn)行投資分?jǐn)偂?/p>
（2）投資首先在工程各共用功能之間進(jìn)行分?jǐn)?，然后再在不同受益對象之間分?jǐn)偂?/p>
（3）各受益功能分?jǐn)偟耐顿Y費(fèi)用應(yīng)小于該功能的效益，同時(shí)也不大于相應(yīng)替代方案的投資費(fèi)用；各功能分?jǐn)偟耐顿Y費(fèi)用都應(yīng)不大于專為該功能興建的工程的投資費(fèi)用。
（4）由準(zhǔn)公益性水利工程建設(shè)衍生出來的筏運(yùn)、漁業(yè)、旅游等功能一般可不參加工程投資分?jǐn)偅瑑H負(fù)擔(dān)起其專用設(shè)施的投資即可。
（5）當(dāng)某功能的效能因興建工程而受到影響時(shí)，為恢復(fù)其原有效能而采取的補(bǔ)救措施或給予補(bǔ)償?shù)耐顿Y費(fèi)用，由各受益功能共同負(fù)擔(dān)。
（6）投資分?jǐn)偟姆椒ㄉ婕暗叫б鏁r(shí)，應(yīng)采用各功能在國民經(jīng)濟(jì)評價(jià)中折現(xiàn)到同一時(shí)間點(diǎn)的效益。
2 投資分?jǐn)偡椒?/h2>
投資分?jǐn)倖栴}的研究最早起源于1935年美國對田納西流域的綜合開發(fā)，到目前為止，投資分?jǐn)偡椒ㄓ卸喾N，主要有傳統(tǒng)的分?jǐn)偡椒ê突趯Σ呃碚摰耐顿Y分?jǐn)偡椒▋纱箢悺?/p>
傳統(tǒng)的投資分?jǐn)偡椒梢苑譃? 次性分?jǐn)偡椒ê? 次性分?jǐn)偡椒ā? 次性分?jǐn)偡椒ㄖ饕ǎ海?）平均分?jǐn)偡?；?）優(yōu)先使用權(quán)法，即按工程所服務(wù)的受益部門主次地位分?jǐn)?；?）樞紐指標(biāo)系數(shù)法，按各受益部門利用多目標(biāo)工程的某些指標(biāo)，如庫容、供水量、工作量、排水量等的比例分?jǐn)偅唬?）效益比例分?jǐn)偡?，按各受益部門獲得的效益多少來分?jǐn)?；?）最優(yōu)替代方案分?jǐn)偡?，按各受益部門按最優(yōu)等效替代工程投資費(fèi)用比例分?jǐn)偂? 次性分?jǐn)偡椒ㄖ饕侵缚煞蛛x費(fèi)用－剩余效益分?jǐn)偡ǎ⊿CRB 法），是指先將各受益部門的可分離費(fèi)用從總工程費(fèi)用中分離出來，然后按各受益部門的剩余效益來分?jǐn)偣灿霉こ掏顿Y，把需要分?jǐn)偟耐顿Y費(fèi)用盡量劃小。
基于對策理論的投資分?jǐn)偡椒ㄊ菑母魇芤娌块T之間的合作情況及競爭的角度去考慮投資分?jǐn)?，主要方法有沙普利?Shapley)、核心法(Nucleolus)和最大最小費(fèi)用法，其中沙普利法應(yīng)用最為廣泛。
以上各種投資分?jǐn)偡椒ǚ謩e從不同的角度來確定分?jǐn)傊笜?biāo)，都有其側(cè)重點(diǎn)，分?jǐn)倷C(jī)理各不相同，有其相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)。
（1）平均分?jǐn)偡ㄗ顬楹唵?，但不符合公平合理的分?jǐn)傇瓌t。
（2）優(yōu)先使用權(quán)法操作簡單易行，但有時(shí)主次地位難以明確區(qū)分，且次要部門不承擔(dān)共用工程投資也不是很合理，與“誰受益，誰投資”的原則相悖。
（3）樞紐指標(biāo)系數(shù)法目標(biāo)明確，但是按不同的指標(biāo)分?jǐn)?，有時(shí)其分?jǐn)偨Y(jié)果相差較大，難以令各方滿意。
（4）效益比例分?jǐn)偡ㄔ诟鞣蕉及凑铡肮煞荨狈旨t的前提下是可行的，但由于各部門情況不同，有時(shí)相同資源在不同的部門其收益并不相同，也不利于充分發(fā)揮各收益部門的積極性和創(chuàng)造性。
（5）最優(yōu)替代方案分?jǐn)偡ㄗ畲蟮膯栴}是難以找到適宜的最優(yōu)等效替代方案，有時(shí)估算的替代方案并非最優(yōu)替代方案，因此該分?jǐn)偡椒ǖ目煽啃杂袝r(shí)較差。
（6）可分離費(fèi)用一剩余效益法，又簡稱剩余效益法，可使投資分?jǐn)偟恼`差盡可能減少至最低程度。目前該方法在美國、歐洲、日本應(yīng)用相對廣泛，也是我國水利技術(shù)規(guī)范建議采用的方法之一。
（7）基于合作對策理論的投資分?jǐn)偟娜N方法中，最大最小費(fèi)用法上下界難以確定，最小核心法有時(shí)會(huì)出現(xiàn)非唯一解問題，相對來說，沙普利值法分?jǐn)偨Y(jié)果較易被各方接受，在實(shí)際應(yīng)用中也用得較廣泛，但各受益部門對分?jǐn)偨Y(jié)果也時(shí)有爭議。
雖然現(xiàn)階段對投資分?jǐn)偟难芯吭絹碓街匾?，投資分?jǐn)偡椒ㄒ苍絹碓蕉啵菧?zhǔn)公益性水利工程的投資分?jǐn)倖栴}至今還沒有一個(gè)可以普遍采用、公認(rèn)的分?jǐn)偡椒ā榱耸狗謹(jǐn)偨Y(jié)果盡量公平、合理，可以同時(shí)采用幾種不同的分?jǐn)偡椒ǎC合其分?jǐn)偨Y(jié)果，讓其互相參證。因此本文結(jié)合工程實(shí)例，綜合考慮以上各方法的優(yōu)缺點(diǎn)，采用傳統(tǒng)的樞紐指標(biāo)系數(shù)法、應(yīng)用較廣泛的SCRB 法和基于合作對策理論的Shapley 值法來分別計(jì)算各受益部門的投資分?jǐn)?，然后利用離差平方法確定各種分?jǐn)偨Y(jié)果的權(quán)重系數(shù)，再將這三種投資分?jǐn)偨Y(jié)果進(jìn)行組合，得到一個(gè)更加公平合理的投資分?jǐn)偨Y(jié)果。
3 工程實(shí)例
某水庫是流域供水、防洪的控制性骨干工程。水庫正常蓄水位175m，總庫容3.95億m3，是一座以供水、防洪為主，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉、河道水生態(tài)、結(jié)合發(fā)電等綜合利用的大（2）型水庫，工程估算總投資22.0億元。工程建成后，可提供城鎮(zhèn)供水量2.43億m3，除滿足A 縣自身的水資源需求外，還可為鄰近水資源短缺的B 市、C縣提供良好的水源保障，此外還可通過調(diào)峰蓄洪，使下游縣城防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到50年一遇，有效提高該縣城的防洪能力。為體現(xiàn)工程各受益功能及各受益區(qū)的公平性，按照權(quán)利與義務(wù)對等的原則，對該水庫的投資進(jìn)行合理分?jǐn)偂?/p>
本水庫既具有防洪、保護(hù)水生態(tài)等公益性功能，還具有供水、發(fā)電、灌溉等經(jīng)營性功能?？紤]到水庫未設(shè)發(fā)電專用庫容，水電站是結(jié)合下游灌溉、供水而進(jìn)行發(fā)電的，也不耗用水量，故電站部分投資2.1億元可視為專用工程投資，不參加投資分?jǐn)?；生態(tài)放水功能作為水庫工程的補(bǔ)償功能，不直接參與投資分?jǐn)?，其投資由各受益部門共同承擔(dān)。故本次投資分?jǐn)們H對扣除電站投資后的共用投資19.9億元在防洪（甲）、供水（乙）、灌溉（丙）三個(gè)受益部門之間進(jìn)行合理分?jǐn)偂?/p>
3.1 樞紐指標(biāo)系數(shù)法
具有防洪公益服務(wù)和生產(chǎn)經(jīng)營功能的準(zhǔn)公益性水庫工程一般根據(jù)庫容比例法進(jìn)行投資分?jǐn)?；具有排澇公益服?wù)與生產(chǎn)經(jīng)營功能的機(jī)電排灌站等水利工程一般根據(jù)工作量比例法進(jìn)行投資分?jǐn)偅痪哂行泻榕艥彻娣?wù)與生產(chǎn)經(jīng)營功能的河道、涵閘等水利工程一般根據(jù)過水量比例法進(jìn)行投資分?jǐn)?。本工程為既具有防洪等公益性功能，還具有供水、灌溉等經(jīng)營性功能的水庫工程，故按照庫容比例法進(jìn)行投資分?jǐn)偂?/p>
3.1.1 水庫庫容分?jǐn)?/p>
水庫總庫容39529萬m3（庫底高程65m 至校核洪水位 181.57m）。50年一遇防洪高水位179.78m，相應(yīng)庫容37978萬m3，死水位95m，相應(yīng)死庫容1072萬m3，有效庫容為36906萬m3，按庫容功能可劃分為防洪庫容和興利庫容兩部分。
水庫興利庫容為32950萬m3（死水位95m至正常蓄水位175m），防洪庫容為8548萬m3（臺(tái)汛期限制蓄水位169m 至防洪高水位179.78m），防洪庫容與興利庫容部分結(jié)合，重復(fù)庫容為4592萬m3（汛限水位169m 至正常蓄水位175m）。由于這部分重復(fù)庫容屬于防洪功能與興利功能共同使用，可按平均分?jǐn)偡ㄓ?jì)算，即防洪與興利各占一半，分?jǐn)偟盟畮炫d利庫容為30654萬m3、防洪庫容6252萬m3。
公益性功能、經(jīng)營性功能分?jǐn)偙壤謩e為：
3.1.2 投資分?jǐn)傆?jì)算
水庫共用投資19.9億元，由公益性功能和經(jīng)營性功能分?jǐn)偝袚?dān)，分?jǐn)偟梅篮楣δ芡顿Y3.3億元，興利功能投資16.6億元。而水庫的興利功能主要可產(chǎn)生供水、灌溉等效益，暫按供水量比例進(jìn)行分?jǐn)?。工程建成后，可提供城?zhèn)水量2.43億m3、灌溉水量0.58億m3，分?jǐn)偟霉┧?、灌溉投資分別為13.4億元、3.2億元。
3.2 可分離費(fèi)用一剩余效益法（SCRB）
SCRB 法的基本原理是把綜合利用工程多目標(biāo)開發(fā)與單目標(biāo)各自開發(fā)進(jìn)行比較，所節(jié)省的費(fèi)用被看作是剩余效益的體現(xiàn)，所有參加部門都有權(quán)分享。
3.2.1 SCRB 法
該方法先分別估算各受益部門的可分離費(fèi)用，某部門的可分離費(fèi)用是包含與不包含該部門的工程總投資之差，然后按各受益部門的剩余效益比例來分?jǐn)偸Ｓ喙灿霉こ掏顿Y費(fèi)用。
設(shè)工程總投資為K，i 部門可分離費(fèi)用為Ci，則i 部門分?jǐn)偟目偼顿Y為：
式中：Xi為部門i 分?jǐn)偟耐顿Y額。wi為部門i剩余費(fèi)用的投資分?jǐn)偙壤?，其?jì)算式為：
式中：Bi為部門i 的效益；Mi為部門i 的合理替代費(fèi)用。
3.2.2 工程投資及效益
假定水庫防洪（甲）、供水（乙）、灌溉（丙）等受益部門各自建造達(dá)到同樣功能的工程時(shí)所需投資費(fèi)用分別為5.4、16.3、4.9億元，而多個(gè)部門合作時(shí)的投資費(fèi)用分別為：防洪、供水合作需要投資18.5億元，防洪、灌溉合作需要投資7.2億元，供水、灌溉合作需要投資16.9億元。水庫工程建成后，防洪、供水、灌溉等受益部門所產(chǎn)生的工程效益分別為6.8、17.9、5.2億元。以上各效益數(shù)據(jù)已折算為同一時(shí)間點(diǎn)上的現(xiàn)值。
3.2.3 投資分?jǐn)傆?jì)算
（1）計(jì)算各受益部門的可分離費(fèi)用：
（2）工程的剩余費(fèi)用為工程總費(fèi)用減去各部門的可分離費(fèi)用，即為2.8億元。其具體的計(jì)算過程和結(jié)果詳見表l。
由表1 可知，采用SCRB 投資分?jǐn)偡ㄓ?jì)算得出的防洪部門投資3.8億元、供水部門投資13.8億元、灌溉部門投資2.3億元。
SCRB 法利用邊際費(fèi)用的原理把各受益部門的專用投資最大限度地劃分出來由各部門自行承擔(dān)，從而減少了由于分?jǐn)偙壤?jì)算不精確而造成的誤差，使分?jǐn)偨Y(jié)果更為合理.并在實(shí)際工程中得到 了較廣泛的應(yīng)用，但分?jǐn)偨Y(jié)果的爭議仍然存在。
表1 某準(zhǔn)公益性水庫工程投資分?jǐn)傆?jì)算表（SCRB 法）
3.3 基于合作對策理論的沙普利值法
準(zhǔn)公益性水利工程項(xiàng)目一般有多個(gè)受益部門合作參加投資建設(shè).其合作的意義在于合作節(jié)約的投資是否大于零，合作節(jié)約的投資額即為合作收益。合作收益的大小更多地受到對策環(huán)境和競爭對手策略環(huán)境變化的影響。合作對策研究的主要問題就是如何在聯(lián)盟內(nèi)部分?jǐn)偤献魇找妗?/p>
3.3.1 多人合作對策模型
記合作對策局中人的集合為I=(1，2，…，n)，對I的任一子集F都對應(yīng)一個(gè)實(shí)值函數(shù)f（s)，并滿足以下條件：
1)空集Ф，f(Ф)=0；
2)對任意s1，s2∈F，s1∩s2=ф；
3)對任意s1，s2 ∈F，f(s1 ∪s2) ≥f(s1)+f(s2)。
則稱f(s)為定義在I上的特征函數(shù)。合作對策是指定義了特征函數(shù)I中的幾方合作收益的分配結(jié)果.并用以下分?jǐn)傁蛄勘硎荆?/p>
式中：φi(f)表示局中人i的所得益，它與{i}對其參加的合作聯(lián)盟s的貢獻(xiàn)有關(guān)，{i}對于合作聯(lián)盟s的貢獻(xiàn)定義為：{i}參與合作的收益與退出時(shí)合作s-{i)的收益之差，用ci表示：
多人合作對策模型有多種解法，其中最常用的是沙普利值法。
3.3.2 沙普利值法
根據(jù)沙普利定理，n個(gè)局中人的Shapley值由下式給出：
3.3.3 投資分?jǐn)傆?jì)算
利用合作對策理論，定義特征函數(shù)為合作比單干所節(jié)約的投資額 T，則有 T(甲)=T(乙)=T(丙)=0；T(甲，乙)=C(甲)+C(乙)-C(甲，乙)=3.2億元；T(甲，丙)=3.1億元；T(乙，丙)=4.3億元；T(甲，乙，丙)=6.7億元。
根據(jù)Shapley 定理，計(jì)算各受益部門節(jié)約的投資額。其中防洪受益部門(甲部門)分?jǐn)偼顿Y計(jì)算成果見表2。經(jīng)計(jì)算，防洪部門分?jǐn)偼顿Y3.6億元，同理求出供水、灌溉等部門的分?jǐn)偼顿Y分別為13.8億元、2.5億元。
3.4 離差平方法
在進(jìn)行準(zhǔn)公益性水利工程投資分?jǐn)倳r(shí)，各方對分?jǐn)偡椒偸谴嬖诓煌囊庖姟ｋm然SCRB 法和Shapley 值法是當(dāng)前應(yīng)用較普遍、分?jǐn)傒^合理的方法，但由于考慮的角度不同，其分?jǐn)偨Y(jié)果有時(shí)也相差較大。
而相關(guān)綜合指標(biāo)方法都需要人為確定權(quán)重或評判標(biāo)準(zhǔn)，主觀性較強(qiáng)，專家的權(quán)威性、公平性受到質(zhì)疑，直接影響投資分?jǐn)偟暮侠沓潭?。?zhǔn)公益性水利工程投資分?jǐn)偟年P(guān)鍵在于合理確定各種分?jǐn)偨Y(jié)果的權(quán)重系數(shù)，離差平方法為合理確定各種分?jǐn)偨Y(jié)果的權(quán)重系數(shù)提供了較少人為因素的新思路。
表2 某準(zhǔn)公益性水庫工程防洪受益部門的投資分?jǐn)傆?jì)算表（Shapley 法）
3.4.1 離差平方法模型
設(shè)權(quán)重函數(shù)為wi，它應(yīng)滿足的條件為：
（3）綜合投資分?jǐn)傤~的估值C 依概率收斂于期望綜合投資分?jǐn)傤~x。構(gòu)造權(quán)重函數(shù)：
3.4.2 投資分?jǐn)傆?jì)算
根據(jù)離差平方法計(jì)算出不同分?jǐn)偨Y(jié)果的權(quán)重系數(shù)，然后按公式1 計(jì)算出各受益部門的投資分?jǐn)傤~，分?jǐn)偨Y(jié)果詳見表3。
表3 某準(zhǔn)公益性水庫工程投資分?jǐn)偩C合分析計(jì)算表
4 結(jié)語
本著“誰受益，誰投資”的原則，對準(zhǔn)公益性水利工程實(shí)行投資分?jǐn)偅琼?xiàng)目籌集建設(shè)資金、確定其投融資方式的基礎(chǔ)，可為水利部門提供技術(shù)支撐和決策依據(jù)。而準(zhǔn)公益性水利工程一般投資大、牽涉面廣，籌資難度較大，目前的各種分?jǐn)偡椒ǜ饔袃?yōu)缺點(diǎn)，至今還沒有一個(gè)可以普遍采用、公認(rèn)的投資分?jǐn)偡椒ǎ呀?jīng)成為當(dāng)前水利工程建設(shè)和管理工作的一個(gè)迫切需要解決的難點(diǎn)問題。本文分別運(yùn)用傳統(tǒng)的樞紐指標(biāo)系數(shù)法、可分離費(fèi)用—剩余效益SCRB 法和沙普利值Shapley法進(jìn)行投資分?jǐn)?，分?jǐn)偨Y(jié)果各不相同，有些數(shù)據(jù)相差較大，但是通過離差平方法合理確定各分?jǐn)偡椒ǖ臋?quán)重系數(shù)，綜合計(jì)算其投資分?jǐn)傤~，得到了更為合理的投資分?jǐn)偨Y(jié)果，可為今后準(zhǔn)公益性水利工程的投資分?jǐn)偺峁┮环N計(jì)算思路。
1 陸菊春.多目標(biāo)開發(fā)項(xiàng)目投資分?jǐn)偟暮献鲗Σ吣Ｐ蚚J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，24(10).
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5 黃偉杰.多目標(biāo)航電樞紐項(xiàng)目投資分?jǐn)偡椒ㄑ芯縖J].水運(yùn)工程，2006，12(2).
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