寇曉梅，牛 樂，趙 鴻

（中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)院有限公司，西安 710065）

黃河上游是我國能源發(fā)展規(guī)劃的十三大水電基地之一，龍羊峽至青銅峽河段長918km，已建成梯級電站22座，其中庫容大于1億m3的有8座。 按照河段的資源環(huán)境特點(diǎn)、 經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與治理開發(fā)保護(hù)的要求，梯級電站通過聯(lián)調(diào)，實(shí)現(xiàn)了為電網(wǎng)供電、沿河省區(qū)灌溉供水、沿河城市村莊防洪、河道防凌及生態(tài)用水等多重功能， 為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會健康持續(xù)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。

梯級水庫是在河流上通過人工筑壩形成的半自然半人工的多個水體， 其改變了天然河流的形態(tài)和水文泥沙特征， 由此對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了直接或間接影響，例如對植被淹沒、魚類阻隔、氣候變化、土地浸沒等，其中生態(tài)類影響是長期的，不可逆的。目前，隨著碳達(dá)峰、 碳中和國家戰(zhàn)略的提出和生態(tài)文明建設(shè)的不斷加強(qiáng)， 水電作為優(yōu)質(zhì)的可再生能源仍然發(fā)揮著重要作用，作為人工型濕地，水庫在發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和經(jīng)濟(jì)價值方面作用突出， 主要體現(xiàn)在生產(chǎn)與供給功能、環(huán)境調(diào)節(jié)功能、休閑娛樂功能等方面。

黃河上游梯級水庫群自20世紀(jì)50年代建設(shè)，至今已有60余年， 人工構(gòu)建的濕地生態(tài)系統(tǒng)已基本穩(wěn)定。 本文利用對黃河上游梯級電站建設(shè)對環(huán)境影響后評價等有關(guān)工作成果， 從水庫形成的水面及庫周人工濕地產(chǎn)生的正效應(yīng)角度， 對梯級水庫群的生態(tài)服務(wù)功能和經(jīng)濟(jì)價值進(jìn)行量化評估， 旨在為持續(xù)推進(jìn)水庫可持續(xù)利用，發(fā)揮水庫生態(tài)功能與作用，實(shí)現(xiàn)黃河上游流域生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)社會協(xié)調(diào)發(fā)展提供參考與借鑒。

1 研究區(qū)概況

1.1 環(huán)境特征

黃河上游龍羊峽至青銅峽河段是中國開發(fā)治理黃河、最早實(shí)施梯級開發(fā)的河段之一。 黃河出龍羊峽后自西向東， 形成峽川相間的地貌特征，劉家峽以上河段為青藏高原，劉家峽至青銅峽段為青藏高原和黃土高原過渡地帶。龍羊峽至青銅峽河段長918km， 天然落差1324m，比降0.69%，區(qū)間較大支流有隆務(wù)河、大夏河、洮河、湟水河、祖厲河、清水河等。 劉家峽以上植被良好，水土流失輕微，河流含沙量小， 劉家峽以下植被條件差，水土流失較為嚴(yán)重，河流含沙量增大。 青銅峽壩址以上控制流域面積27.5萬km2，年徑流量334億m3， 分別占黃河流域總量的36%，58%，河段水力資源豐富，是我國重要的水電基地。

1.2 梯級格局

龍羊峽至青銅峽河段由于徑流穩(wěn)定、水力資源集中，被譽(yù)為水電開發(fā)的“富礦區(qū)”。 經(jīng)過多次規(guī)劃、優(yōu)化調(diào)整，共布置了25個梯級，利用水頭約1217m，總裝機(jī)容量17012MW，年均發(fā)電量717億kW·h。從20世紀(jì)50年代中期國家批準(zhǔn)建設(shè)劉家峽、鹽鍋峽和青銅峽以來，目前已建成大中型梯級22座，裝機(jī)容量15106MW，年均發(fā)電量504億kW·h。 河段已形成以龍羊峽為龍頭的水庫群，龍羊峽、劉家峽兩庫聯(lián)合調(diào)節(jié)，梯級聯(lián)合運(yùn)行的格局，在向西北電網(wǎng)提供強(qiáng)大電能并擔(dān)負(fù)全網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻任務(wù)的同時，還承擔(dān)著黃河干流防洪、防凌，沿黃灌溉、供水、生態(tài)用水等綜合利用的任務(wù)。各梯級電站的基本特征如表1。

表1 黃河上游龍羊峽至青銅峽河段水電梯級基本特征

1.3 依托水電站設(shè)立的保護(hù)地

已建的22座梯級水庫總長度575km，形成水域面積約753km2，包括庫面湖泊及庫尾沼澤濕地。 水庫形成后改變了原河道的天然形態(tài)， 河段水沙特性發(fā)生明顯變化， 人工濕地特征明顯， 庫區(qū)生物多樣性增加，河段自然景觀趨于豐富。 由此，依托河段水庫及工程，不同部門設(shè)立了多個類型的保護(hù)地（如表2），這些保護(hù)地極大豐富了區(qū)域生態(tài)資源， 改善了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，發(fā)揮了重要的生態(tài)功能和價值。

表2 依托已建水庫設(shè)立的生態(tài)保護(hù)地

2 研究方法

根據(jù)黃河上游梯級水庫生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)特征、生態(tài)過程和利用情況， 并參考國內(nèi)外水生態(tài)系統(tǒng)及濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分類方法， 把黃河上游梯級水庫生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能劃分為生產(chǎn)與供給、 環(huán)境調(diào)節(jié)和休閑娛樂3大類。其中，生產(chǎn)與供給功能包括發(fā)電、灌溉與供水2個子功能；環(huán)境調(diào)節(jié)功能包括涵養(yǎng)水源、調(diào)蓄洪水、水質(zhì)凈化、防治凌汛、調(diào)節(jié)氣候及維護(hù)生物多樣性等6個子功能； 休閑娛樂功能主要是旅游休閑文化功能。生產(chǎn)與供給及休閑娛樂屬直接使用價值，可按照或參考市場價值進(jìn)行估算； 環(huán)境調(diào)節(jié)功能價值屬間接使用價值，可采用影子工程法或參照相關(guān)成果估算。

3 梯級水庫生態(tài)服務(wù)功能及生態(tài)經(jīng)濟(jì)價值估算

3.1 直接使用價值估算

3.1.1 發(fā)電

黃河上游水電梯級開發(fā)的主要任務(wù)是發(fā)電，特別是所形成的具有極大調(diào)節(jié)能力的梯級電站群，向西北電網(wǎng)提供了強(qiáng)大電能，并擔(dān)負(fù)著全網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻的重任，當(dāng)前隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，水電還將在協(xié)同多種新能源互補(bǔ)互濟(jì)， 提高能源綜合利用效率方面發(fā)揮重要作用。對各梯級的年均發(fā)電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，按照平均上網(wǎng)電價0.25元/kW·h進(jìn)行計(jì)算，得出各梯級發(fā)電的年價值量為126億元。

3.1.2 灌溉與供水

黃河上游沿黃工農(nóng)業(yè)用水及城鎮(zhèn)生活由黃河取水，經(jīng)龍羊峽、劉家峽調(diào)節(jié)運(yùn)用后，用水保證率大大提高，灌區(qū)面積增加明顯。 黃河上游主要灌區(qū)位于蘭州以下，通過聯(lián)合調(diào)度，每年可為甘肅、寧夏、內(nèi)蒙3省春灌補(bǔ)水8億m3， 灌溉保證率由原來的65%提高到85%，灌溉面積由66.67萬hm2增加到106.67萬hm2，糧食年均增產(chǎn)150萬t； 蘭州以上利用水庫新建灌溉面積約2.67萬hm2，糧食年產(chǎn)10萬t。 每公斤糧食按2元計(jì)算，得出灌溉的年價值量為32億元。

通過黃河上游聯(lián)合調(diào)度為中下游區(qū)域增加有效供水7.2億m3， 按照居民平均供水價格1.6元/m3計(jì)，得出供水的年價值量為11.5億元。

3.1.3 休閑旅游

水庫建成后，依托高原水庫的獨(dú)特景觀，并結(jié)合庫周環(huán)境資源優(yōu)勢建立了數(shù)個風(fēng)景名勝區(qū)、森林公園等，其中以李家峽、劉家峽、青銅峽為代表， 成為青藏高原、 沿黃區(qū)域重要的、獨(dú)特的旅游休閑文化功能的載體。由于缺少相關(guān)的旅游統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)， 本次對黃河上游主要的幾處濕地生態(tài)旅游相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行匡算，各景區(qū)年旅游人數(shù)約100萬，直接產(chǎn)生的價值量約2.5億元， 此外因旅游所帶動的住宿、交通、旅游產(chǎn)品等的間接價值更加可觀。

3.2 間接使用價值估算

3.2.1 涵養(yǎng)水源

水源涵養(yǎng)的價值按照影子工程法來計(jì)算。該方法是以人工建造一個工程來替代生態(tài)功能或原來被破壞的生態(tài)功能的費(fèi)用。黃河上游梯級電站基本在2010年以前建成，按照建設(shè)1m3庫容投入成本0.67元， 梯級水庫蓄水量作為水源涵養(yǎng)的有效庫容（336億m3）進(jìn)行估算，各梯級水源涵養(yǎng)功能的年價值量為225億元。

3.2.2 調(diào)蓄洪水

水庫調(diào)洪的價值按照影子工程法來計(jì)算。 該方法是利用水庫的調(diào)蓄洪水能力，即防洪庫容與單位儲水價值的乘積來計(jì)算。黃河上游梯級水庫防洪庫容68億m3，單位儲水價值參照庫容成本0.67元/m3計(jì)， 梯級調(diào)蓄洪水功能年價值量為45.6億元。

3.2.3 水質(zhì)凈化

水質(zhì)凈化的價值按照影子工程法計(jì)算水庫的污染凈化價值， 考慮進(jìn)入水庫的污染物沒有使水體整體功能退化，可認(rèn)為是水體凈化的功能。根據(jù)黃河上游國控斷面水質(zhì)監(jiān)測成果，目前水環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)，各梯級發(fā)揮著污染凈化的功能。 按照河段干流接納排放污水總量3.5億m3（其中生活污水2.3億m3，工業(yè)廢水1.2億m3），以及單位污水處理的價格（生活污水0.5元/t，工業(yè)廢水2元/t）進(jìn)行估算，各梯級水庫凈化水質(zhì)的年價值量為3.6億元。

3.2.4 防治凌汛

凌汛災(zāi)害是黃河上游寧蒙河段特有的自然地理環(huán)境產(chǎn)生的特殊災(zāi)害現(xiàn)象， 通過控制劉家峽水庫凌汛期下泄流量的方式， 能有效地防止解凍期冰壩形成或減輕其危害的程度。 防治冰凌的價值按照影子工程法計(jì)算， 即避免或減小凌災(zāi)造成的損失就是產(chǎn)生的生態(tài)價值， 根據(jù)有關(guān)治理黃河防洪效益分析的成果， 估算梯級聯(lián)合調(diào)度對寧蒙河段防治凌汛災(zāi)害的年價值量為15億元。

3.2.5 調(diào)節(jié)氣候

“水庫效應(yīng)”在庫周范圍增加降雨、濕度、調(diào)節(jié)氣溫等方面有一定作用，也與水庫所處環(huán)境關(guān)系密切，水庫的作用較難準(zhǔn)確估計(jì)，參照Constanza 等人的研究成果，水庫水面單位面積氣候調(diào)節(jié)功能價值為407元/hm2，估算各梯級調(diào)節(jié)氣候的年價值量為0.3億元。

3.2.6 維護(hù)生物多樣性

水庫水面和濕地為鳥類及其他野生生物提供了避難所和棲息地， 對維持生物多樣性起著重要作用。由水庫周圍生物的棲息地的具體情況較難定量，參考Constanza 等人的研究成果，沼澤或泛濫平原提供棲息地或避難所服務(wù)功能的生態(tài)效益為2835元/hm2，估算各梯級水庫維護(hù)生物多樣性的年價值量為2.2億元。

3.3 水庫生態(tài)服務(wù)功能及經(jīng)濟(jì)價值結(jié)果分析

根據(jù)上述計(jì)算，得出黃河上游梯級水庫生態(tài)服務(wù)功能的各指標(biāo)價值量，如表3。梯級水庫每年所提供的生態(tài)服務(wù)功能總價值464億元， 其中直接價值172 億元，間接價值292億元。 在各類生態(tài)服務(wù)功能價值中，生產(chǎn)供給功能價值量169.5億元， 環(huán)境調(diào)節(jié)功能價值量291.7億元，休閑娛樂功能價值量2.5億元。從各指標(biāo)看，發(fā)電及涵養(yǎng)水源的價值量占絕對優(yōu)勢，約75.7%；發(fā)電量與裝機(jī)規(guī)模密切，其中龍羊峽、拉西瓦、李家峽、公伯峽、積石峽、劉家峽等6個梯級產(chǎn)生的價值量占總量的70%；涵養(yǎng)水源主要與水庫規(guī)模密切，龍羊峽和劉家峽2個梯級規(guī)模巨大， 其價值量占總量的86%，在河段中生態(tài)經(jīng)濟(jì)價值的貢獻(xiàn)比例較高。

表3 黃河上游梯級水庫生態(tài)服務(wù)功能及生態(tài)價值匯總

4 結(jié)語

（1）本文參照國內(nèi)外生態(tài)功能服務(wù)評價方法及有關(guān)數(shù)據(jù)資料， 對黃河上游梯級水庫生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能產(chǎn)生的正效益做了生態(tài)經(jīng)濟(jì)價值評估，結(jié)果表明，已建梯級年產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)功能總價值約464億元，其中間接利用價值約占62.91%， 直接利用價值約占37.09%。 平均單位水庫面積的價值量為61.61元/m2，平均單位庫容的價值量為1.38元/m3， 與國內(nèi)有關(guān)估算成果水平基本相當(dāng)。黃河上游已建22座梯級，其中龍羊峽、劉家峽因?yàn)樗畮煲?guī)模大，其生態(tài)服務(wù)功能價值貢獻(xiàn)量較大。通過本次生態(tài)價值的分析，有助于更加客觀和全面的認(rèn)識水庫生態(tài)系統(tǒng)的價值， 對進(jìn)一步合理、充分、全面利用水庫的價值，促進(jìn)科學(xué)管理梯級水庫的綜合利用功能提供一定的借鑒。

（2）目前，由于對水庫生態(tài)服務(wù)功能和生態(tài)經(jīng)濟(jì)價值的估算并沒有統(tǒng)一的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)， 而且生態(tài)價值涉及的因素較多，關(guān)系復(fù)雜，并不能考慮全面并且定量化，同時因?yàn)閿?shù)據(jù)資料有限，本次僅從有限的角度對水庫的生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行了初步探討， 而對其他很多相關(guān)的、間接的效益，例如配合多能互補(bǔ)、防洪防凌減災(zāi)、提高水資源利用率、文化旅游科研等的多方面價值未能考慮全面；此外，本次只對水庫的年均價值量進(jìn)行了估算，未考慮動態(tài)因素，不能全面反應(yīng)實(shí)際情況，今后還有更多的工作需要深入研究。希望本文能夠?yàn)橥七M(jìn)黃河上游流域梯級工程生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提供一些研究思路。