频率分析方法在城市防洪工程效益计算中的应用

　　【摘要】本文以江苏省盐城市市区第Ⅲ防洪区防洪工程效益计算为例，介绍频率分析法在城市防洪工程效益计算中的应用，该法计算结果比较符合防洪工程效益的实际情况，在江苏省盐城市城市防洪工程经济评价中得到了广泛应用。
　　【关键词】频率分析，效益计算，应用
　　1工程概况
　　江苏省盐城市地处淮河下游，里下河腹部地区，市区第Ⅲ防洪区为盐城市市区核心区，其范围为盐城市区东至通榆河，南至开发区的三墩港、潘黄的新河，西至大马沟，北至新洋港，总面积108.73km2。防洪工程主要包括串场河防洪闸、蟒蛇河防洪闸和串场河闸站3座骨干单项工程以及部分小型圩口封闭闸工程。工程建成后，将会有效改善盐城市市区第Ⅲ防洪区水环境，大大提高区域防洪、排涝标准，有力促进区内经济发展，改善投资环境，实现盐城市市区的可持续发展。
　　2减灾面积分析
　　盐城市市区第Ⅲ防洪区现状包括农业区62.95km2和建成区45.78km2，根据该区地面高程和现有水利设施形成的封闭区域等基本情况分析，确定农业区和建成区有、无防洪工程项目时不同频率的洪水受灾面积如表1。
　　表1洪、涝受灾面积分析表
　　重现期（年） 频率P 农业区(ha) 建成区(ha)
　　  无项目时受灾面积S无 有项目时受灾面积S有 减灾面积S=S无-S有 无项目时受灾面积S无 有项目时受灾面积S有 减灾面积S=S无-S有
　　1 1 0 0 0   
　　2 0.5 0 0 0   
　　5 0.2 606 0 606 441 0 441
　　10 0.1 4602 0 4602 3347 0 3347
　　20 0.05 5868 592 5276 4267 431 3836
　　50 0.02 6197 4633 1564 4506 3369 1137
　　100 0.01 6295 6295 0 4578 4578 0
　　利用频率法计算，农业区无项目时多年平均受灾面积为919公顷，有项目时多年平均受灾面积为210公顷，多年平均减灾面积为709公顷；建成区无项目时多年平均受灾面积为669公顷，有项目时多年平均受灾面积为153公顷，多年平均减灾面积为515公顷。分析计算过程如表2和表3。
　　表2农业区多年平均受灾面积分析表
　　频率差△P 无项目时(ha) 有项目时(ha)
　　 平均S无 △P×平均S无 平均S有 △P×平均S有
　　0.5 0 0 0 0
　　0.3 303 91 0 0
　　0.1 2604 260 0 0
　　0.05 5235 262 296 15
　　0.03 6033 181 2613 78
　　0.01 6246 62 5446 54
　　0.01 6259 63 6259 63
　　1.0  919  210
　　表3建成区多年平均受灾面积分析表
　　频率差△P 无项目时(ha) 有项目时(ha)
　　 平均S无 △P×平均S无 平均S有 △P×平均S有
　　0.5 0 0 0 0
　　0.3 221 66 0 0
　　0.1 1894 189 0 0
　　0.05 3807 190 216 11
　　0.03 4387 132 1900 57
　　0.01 4542 45 3974 40
　　0.01 4578 46 4578 46
　　1.0  668  153
　　3受灾损失分析
　　3.1农业区受灾损失分析
　　为计算项目区内农业区的受灾损失情况，将项目受益区内的杨坝居委会作为典型进行了调查，主要调查内容包括：调查区内的典型洪水年1991年、2003年和2005年农业减产、基础设施损坏、居民财产损失等情况，所调查损失均换算至2006年价格水平。经分析，所选典型农业区（杨坝居委会）不同频率洪水年受灾损失调查分析结果如表4，典型农业区（杨坝居委会）受灾损失频率分析曲线见图1。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　表4典型农业区受灾损失调查分析表
　　杨坝居委会
　　 人口 2735  
　　 户数 792  
　　 总面积（ha） 220  
　　 调查年份 1991 2003 2005
　　一 基本情况   
　　1 耕地面积（ha） 52.8 52.8 52.8
　　2 水稻面积（ha） 39.3 39.3 39.3
　　3 棉花面积（ha） 13.5 13.5 13.5
　　二 灾情   
　　（一） 重现期（年） 50 30 5
　　（二） 受灾面积（ha） 164.8 129.5 34.7
　　1 农业 52.8 38.5 13.2
　　2 其它 112 91 21.5
　　（三） 农业损失（元） 483360.6 294072.3 48817.8
　　1 水稻受灾面积（ha）   
　　(1) 绝收 28.5 15.2 0.3
　　(2) 减产30％ 10.8 15.1 8.6
　　2 棉花受灾面积（ha）   
　　(1) 绝收 9.5 5.4 
　　(2) 减产30％ 4 2.8 4.3
　　（四） 居民财产（元） 950000 780000 95000
　　（五） 基础设施（元） 2320000 1750000 53000
　　（六） 企事业单位（元） 3837000 2584000 113000
　　（七） 总损失（元） 7590360.60 5408072.3 309817.8
　　（八） 每公顷损失（元） 46058 41761 8928
　　图1农业区每公顷损失与频率关系曲线
　　
　　
　　
　　3.2建成区受灾损失分析
　　为计算项目区内城市建成区的受灾损失情况，将项目受益区内的剧场路社区作为典型进行调查，主要调查内容包括：调查区内的典型洪水年1991年、2003年和2005年居民小区、基础设施、商业区损失等情况，所调查损失均换算至2006年价格水平。经分析，所选典型建成区（剧场路社区）不同频率洪水年受灾损失调查分析结果如表5，典型建成区（剧场路社区）受灾损失频率分析曲线见图2。
　　表5典型建成区受灾损失调查分析表
　　剧场路社区
　　 人口 8721  
　　 总面积（ha） 65  
　　 调查年份 1991 2003 2005
　　一 用地类型（ha） 65 65 65
　　1 居民区面积（ha） 30 30 30
　　2 企事业单位面积（ha） 8.8 8.8 8.8
　　3 商业单位（ha） 6.2 6.2 6.2
　　4 基础设施（ha） 20 20 20
　　二 受灾面积 15.17 9.83 3.27
　　1 居民小区（ha） 2.67 1.33 0.67
　　2 企事业单位（ha） 3.2 2.6 1.2
　　3 商业单位（ha） 1.3 0.9 0.4
　　4 基础设施（ha） 8 5 1
　　三 受灾损失   
　　（一） 重现期（年） 50 30 5
　　（二） 居民小区 658500 407800 50400
　　（三） 企事业单位（万元） 1563000 932000 68000
　　（四） 商业单位（万元） 3830000 1980300 153000
　　（五） 基础设施（万元） 1265000 836000 85000
　　（六） 总损失（万元） 7316500 4156100 356400
　　（七） 每公顷损失（万元） 482301 422798 108991
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　图2建成区每公顷损失与频率关系曲线
　　
　　4减灾效益分析
　　根据有无项目不同频率洪涝年份受灾面积及每公顷损失与洪水频率关系曲线分析计算，得无项目情况下多年平均受灾损失为3083（农业区）+23623（建成区）＝26706万元，有项目情况下多年平均受灾损失1131（农业区）+8478（建成区）＝9609万元，则：有无项目情况下多年平均受灾损失差值17097万元，即为本工程多年平均减灾效益。其中：农业区多年平均减灾效益计算见表6，建成区多年平均减灾效益计算见表7。
　　表6农业区多年平均减灾效益分析表
　　频率P 无项目时受灾面积
　　S无(ha) 有项目时受灾面积
　　S有(ha) 频率差△P 每公顷损失
　　(万元) 无项目时受灾损失
　　(万元) 有项目时受灾损失
　　(万元) 无项目时(万元) 有项目时(万元)
　　        
　　       平均损失 △P×平均损失 平均损失 △P×平均损失
　　          
　　1.0 0.0 0.0  0.0 0 0    
　　   0.50    0 0 0 0
　　0.5 0.0 0.0  0.0 0 0    
　　   0.30    271 81 0 0
　　0.2 606 0.0  0.9 541 0    
　　   0.10    6253 625 0 0
　　0.10 4602 0.0  2.6 11965 0    
　　   0.05    17132 857 1125 56
　　0.05 5868 592.0  3.8 22298 2250    
　　   0.03    25433 763 11804 354
　　0.02 6197 4633  4.6 28568 21358    
　　   0.01    34743 347 31138 311
　　0.01 6295 6295  6.5 40918 40918    
　　   0.01    40918 409 40918 409
　　 6295 6295  6.5 40918 40918    
　　合计   1.0     3083  1131
　　表7建成区多年平均减灾效益分析表
　　频率P 无项目时受灾面积
　　S无(ha) 有项目时受灾面积
　　S有(ha) 频率差△P 每公顷损失
　　(万元) 无项目时受灾损失
　　(万元) 有项目时受灾损失
　　(万元) 无项目时(万元) 有项目时(万元)
　　        
　　       平均损失 △P×平均损失 平均损失 △P×平均损失
　　          
　　1 0 0  0 0 0    
　　   0.5    0 0 0 0
　　0.5 0 0  0 0 0    
　　   0.3    2403 721 0 0
　　0.2 441 0  10.90 4807 0    
　　   0.1    47755 4776 0 0
　　0.1 3347 0  27.10 90704 0    
　　   0.05    127492 6375 8297 398
　　0.05 4267 431  38.50 164280 16594    
　　   0.03    190734 5722 89490 2674
　　0.02 4506 3369  48.20 217189 162386    
　　   0.01    273403 2734 246001 2110
　　0.01 4578 4578  72.00 329616 329616    
　　   0.01    329616 3296 329616 3296
　　 4578 4578  72.00 329616 329616    
　　合计   1     23623  8478
　　5结论
　　通过上述分析计算可知，盐城市市区第Ⅲ防洪区防洪工程建成后，可产生多年平均减灾效益17097万元（2006年价格水平）。另据盐城市市区第Ⅲ防洪区防洪工程投资、运行费用和流动资金投入等情况，经分析计算，其国民经济评价结果为：经济内部收益率16.18%，经济净现值5083.67万元，益本比1.40。该计算成果已经相关审批部门认可，认为计算方法可行，成果可信度较高。
　　【参考文献】
　　1、《建设项目经济评价方法与参数》第三版中国计划出版社
　　2、施熙灿《水利工程经济》（第三版）中国水利水电出版社