[发明专利]一种网络化调水的生态补偿标准测算方法

权利要求书

1.一种网络化调水的生态补偿标准测算方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：

步骤1，研究分区：按照调水工程的取水节点，将水源区进行一级分区，在一级分区基础上，按照流域内市域区界进一步做二级分区；设有n个水量调出工程，根据取水位置从上游到下游分别编号为D₁，D₂，……，D_j，……，D_n，根据n个水量调出工程的取水口节点断面，将水源流域分为m个集水区域，B_j为调水工程D_j与D_j-1取水点区间流域集水范围；

步骤2，水源区保护成本与发展机会损失测算：统计研究区域数年的水源区涵养林建设、水土流失治理、生态移民、水污染防治的主要保护措施投入成本，考虑资金的时间价值，将其核算到现状年平均成本，计算源区单位水量保护成本和发展机会损失，计算如下：

在水源区水质达标情况下，水量调出工程D_j取水断面上游流域各区域B₁，B₂，……，B_j水源涵养林建设、水土流失治理、生态移民、水污染防治的保护措施投入，则B_j区域的实际保护成本为C_Pj，则单位水量保护成本C_j为：

B_j区域发展损失为C_Rj，单位水量相应的发展机会损失C_xj为：

其中：W_n为B_n区域产生的地表径流量；W_In为该区域调入水量；

步骤3，调水工程造成损失测算：采用情景对比法，分析测算调水工程对下游造成的损失；

情景工况1：仅考虑水源流域已有水利工程，不考虑调水工程；

情景工况2：既考虑已有水利工程，又考虑调水工程；

建立调水工程取水断面下游河段水动力与水质模型，模拟不同工况条件下水利工程下游河段流量、水位、水质的变化情况，水动力模型：

式中：x为流程；Q为流量；q_l为旁侧入流量；u_l为旁侧入流主流流速分量；U为主流流速；R为水力半径；Z为水位；A为过水断面面积；t为时间；n为糙率系数；α为动力修正系数；g为重力加速度；

水环境容量模型：

M＝31.5[C_d-C₀exp(-kL/u)]exp(kX/u)Q_r

式中：M为环境容量；C_d为水功能区下断面水质目标控制因子浓度；C₀为水功能区上断面水质目标控制因子浓度；k为污染物综合衰减系数；L为水功能区长度；X为排污口下游断面距水功能区下断面纵向距离；u为设计流量下的平均流速；Q_r为设计流量；

采用替代成本法计算受影响河段河道内取水成本增加、环境容量下降、航运费用增加的经济损失；调水造成下游水库发电效益损失采用单方水损失法，即利用逐月调水量、单方水发电量及上网电价计算调水工程造成下游B_i区域的取水、治污、发电、航运的损失合计为L_i；

步骤4，水源区水量贡献系数和调水对下游影响贡献系数：将水源区不同分区对调水工程的水量贡献程度作为分摊系数，用于计算调水工程所需分摊的源区保护成本及机会损失；

上游第i个区域B_i对调水工程D_j的水量贡献系数β_ij公式为：

式中：W_Qi为B_i区域出流径流量；W_Qj为B_j区域出流径流量；W_Dj为调水工程D_j的调出水量；

D_j对下游某区域B_i的影响贡献系数γ_ij为：

式中：W_Dj为调水工程D_j的调出水量；为B_i区域上游合计调出水量；为B_j区域及上游合计调入水量；

流域的n项水量调出工程及其划分的m个集水区域，调水工程源区水量贡献系数和对下游影响贡献系数m×n阶矩阵A_m×n：

步骤5，补偿量计算：

利用计算得到的水源区单位水量保护成本C_j和机会损失C_xj，与矩阵A_m×n的β值及调出水量相乘，得到各调水工程分摊的水源区保护成本E_j和机会损失补偿量E_xj：

E_j＝C_j×A_m×n|_β×W_Dj

E_xj＝C_xj×A_m×n|_β×W_Dj

将调水工程造成下游地区损失L_i与矩阵A_m×n中的γ值相乘，得到各调水工程需要分摊的下游损失补偿量B_Li：

E_Li＝L_i×A_m×n|_γ；

得到调水工程D_j分摊到区域B_j的补偿标准为C_Tij，n项调水工程的补偿量形成如下m×n阶矩阵F_m×n：

纵向列的合计值为调水工程D_j对水源流域的补偿量C_Tj：

横向行的合计值为水源流域某区域应获得的补偿量C_Ti：

步骤6，补偿主体分担补偿量的计算：采用效益分摊系数法，测算调水工程D_j受水区分享的水资源效益合计为BN_j，得到调水工程D_j的受水区域S_ij分担的补偿量C_Sij：

式BN_ij中为第j项调水工程在受水区S_ij的水资源效益，受水区分为r个，则得第j项调水工程的r个受水区分担的补偿量矩阵G_r为：