基于灰色關(guān)聯(lián)度的小水電生態(tài)電價核定研究
——以麗水市為例

高晨燁，吳位表，吳 瀚

（1.水利部農(nóng)村電氣化研究所，浙江 杭州 310012；2.寧波市水務(wù)環(huán)境集團(tuán)有限公司寧波原水有限公司，浙江 寧波 315400；3.浙江省水利河口研究院（浙江省海洋規(guī)劃設(shè)計研究院），浙江 杭州 310017）

1 問題的提出

為促進(jìn)農(nóng)村水電可持續(xù)發(fā)展，部、省、市、縣各級主管部門均出臺了鼓勵電站實施增效擴(kuò)容改造、開展安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建、落實生態(tài)流量、開展綠色小水電創(chuàng)建等方面的激勵政策。2016 年財政部、水利部聯(lián)合發(fā)文，對完成農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造的電站，按改造后電站裝機(jī)容量（含生態(tài)改造新增容量）給予一次性獎勵[1]；福建省對按要求落實最小生態(tài)下泄流量的電站分類執(zhí)行生態(tài)電價政策[2]；寧夏回族自治區(qū)人民政府對評定為一級安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的水電站給予一次性獎勵[3]；金華市財政局對九峰、沙畈一級、沙畈二級、金蘭、安地等5 座水電站，給予每年生態(tài)放水補(bǔ)助資金304.1 萬元[4]；余姚市針對小水電新建項目、改建項目、擴(kuò)建項目、更新改造項目、除險加固項目分別明確了財政補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)[5]；樂清市對納入標(biāo)準(zhǔn)化管理創(chuàng)建和符合浙江省、溫州市全物業(yè)化管理要求的農(nóng)村水電站，發(fā)放一次性補(bǔ)助[6]。

綜上所述，各級行政主管部門的激勵政策以一次性補(bǔ)貼為主，鼓勵農(nóng)村水電站開展生態(tài)機(jī)組改造，實施安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理，自主進(jìn)行生態(tài)流量泄放，以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。生態(tài)流量泄放減少電站蓄水量，直接影響電站業(yè)主發(fā)電收入，一次性補(bǔ)貼能緩解業(yè)主進(jìn)行機(jī)組改造的壓力，但資本回收周期變長的問題依舊存在。本文以浙江省麗水市為例，從農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)、漁業(yè)等多個方面出發(fā)，通過關(guān)聯(lián)度分析等方法擬構(gòu)建該地區(qū)的電站泄放生態(tài)流量補(bǔ)償動態(tài)測算模型，并提供生態(tài)電價補(bǔ)差原則，為生態(tài)電價的核定提供一定參考。

2 評估指標(biāo)選定

生態(tài)流量泄放產(chǎn)生的生態(tài)效益呈多方面，僅從泄放損失水量和泄放設(shè)施改造成本等因素測算電價補(bǔ)償并不全面。電站泄放生態(tài)流量最直接的效果是避免廠壩間河段的減脫水現(xiàn)象，保證電站下游的生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境用水。河道的水源能養(yǎng)護(hù)流域中的樹木和其他植被，節(jié)省育林成本，促進(jìn)地區(qū)林業(yè)的發(fā)展。生態(tài)流量的泄放也使下游農(nóng)田灌溉取水更加便捷，即使干旱年份也能保障農(nóng)作物最基本的用水需求，為農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)提供必要條件[7]。河道水源也是漁業(yè)發(fā)展的基本條件之一，生態(tài)流量對水產(chǎn)行業(yè)收益的增長產(chǎn)生有益效果。良好的生態(tài)環(huán)境既能節(jié)省城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村的環(huán)保投入，又能促進(jìn)城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村旅游業(yè)的發(fā)展[8]。同時城市河道景觀的改變使兩岸地產(chǎn)增值[9]，為城市房地產(chǎn)進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造新的機(jī)會。因此，評估指標(biāo)可選定：林業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、旅游業(yè)以及房地產(chǎn)業(yè)等5 大類。

3 麗水市水電站生態(tài)流量泄放情況分析

獲取麗水市水電站多年來生態(tài)流量泄放情況是進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析的首要條件。2016 年水利部下發(fā)《水利部關(guān)于推進(jìn)綠色小水電發(fā)展的指導(dǎo)意見》（水電〔2016〕441 號），提出生態(tài)流量核定的具體標(biāo)準(zhǔn)；2018 年水利部、國家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部、國家能源局聯(lián)合發(fā)文開展長江經(jīng)濟(jì)帶小水電清理整改工作，麗水市率先啟動并實施相關(guān)工作，采用實時監(jiān)測、動態(tài)視頻以及靜態(tài)圖像等方式加強(qiáng)生態(tài)流量泄放監(jiān)管，但具體實施情況無完整統(tǒng)計。因此，本文擬通過分析麗水市年水資源總量、年降水量、年水電發(fā)電量、年生態(tài)環(huán)境用水量之間的關(guān)系側(cè)面反映生態(tài)流量泄放情況。表1 為麗水市2012—2019 年水電生態(tài)流量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表。

表1 麗水市2012—2019 年水電生態(tài)流量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表

由于各項指標(biāo)單位不一致，需先對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，去除指標(biāo)量綱，便于對比和趨勢分析。各指標(biāo)年增長率變化情況見圖1，指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后數(shù)據(jù)對比情況見圖2。

圖1 指標(biāo)年增長率關(guān)系圖

圖2 指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化圖

由圖1 可見，麗水市水電已開發(fā)裝機(jī)容量自2013 年起無明顯增長；總水資源量、年降水量、年水電發(fā)電量的變化趨勢基本一致。將各指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后可見，水資源總量、年降水量、裝機(jī)平均發(fā)電量、年水電發(fā)電量變化趨勢也基本一致，表明水電站各項用水依照年降水和水資源總量已進(jìn)行調(diào)配。2016 年之后，國家推行增效擴(kuò)容改造，并逐步出臺政策加強(qiáng)電站管理，推進(jìn)生態(tài)流量泄放，麗水市對水電站管理更加科學(xué)、有效，使發(fā)電用水和生態(tài)流量泄放等用水?dāng)?shù)據(jù)變化更加貼近地區(qū)年降水量和水資源總量變化量。因此，年降水量在一定程度上反映水電站的各項用水?dāng)?shù)據(jù)。

生態(tài)環(huán)境需水量是指為了修復(fù)、維持或建設(shè)生態(tài)環(huán)境，保證生態(tài)水平不下降的最小需水量。顯然，在降水量充足的情況下，各類補(bǔ)水措施可相對減少，開展動態(tài)生態(tài)補(bǔ)水。綜上分析，可通過生態(tài)環(huán)境用水量與年降水量的差值來反映水電站生態(tài)流量泄放的具體情況。

4 灰色關(guān)聯(lián)度分析

4.1 廣義灰色關(guān)聯(lián)度

鄧聚龍[10]在1982 年提出灰色關(guān)聯(lián)度?；疑P(guān)聯(lián)度因能反映數(shù)據(jù)量少、數(shù)據(jù)無分布規(guī)律的樣本之間緊密程度，在數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)分析中得到廣泛應(yīng)用。李正最[11]基于灰色關(guān)聯(lián)度建立河川長期徑流預(yù)報模型；田甜[12]運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析影響投標(biāo)人中標(biāo)率的各因素作用程度，并提出降低招標(biāo)投標(biāo)社會成本的建議。劉思峰[13]在鄧氏灰色關(guān)聯(lián)模型基礎(chǔ)上提出廣義灰色關(guān)聯(lián)模型，使相關(guān)序列進(jìn)行初值化和均值化后具有序數(shù)效應(yīng)。孫友良[14]等采用離差最大法改進(jìn)廣義灰色關(guān)聯(lián)度中分配系數(shù)取值隨意性的問題。

廣義灰色關(guān)聯(lián)度分析，即計算坐標(biāo)空間中2 個序列間的幾何面積，從而反映指標(biāo)與參考主體之間關(guān)系強(qiáng)弱，分析方法如下：

設(shè)系統(tǒng)行為序列

其始點零化像XlD為：

Xi與Xj的灰色絕對關(guān)聯(lián)度εij為：

則Xi與Xj的灰色綜合關(guān)聯(lián)度ρij為：

式中：θ值一般取0.5。

4.2 關(guān)聯(lián)度計算結(jié)果

麗水市水電站多年生態(tài)流量泄放情況作為參考序列，通過麗水市2012—2019 年的統(tǒng)計年鑒獲取市區(qū)多年林業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、環(huán)保、旅游業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)等發(fā)展數(shù)據(jù)作為比較序列。因指標(biāo)數(shù)量級相差較大，本文選取log 函數(shù)轉(zhuǎn)換將數(shù)據(jù)歸一化后進(jìn)行計算，得到各效益指標(biāo)與生態(tài)流量泄放情況的關(guān)聯(lián)度，具體見表2～4。

表2 指標(biāo)灰色絕對關(guān)聯(lián)度表

表3 指標(biāo)灰色相對關(guān)聯(lián)度表

由表4 可知，小水電生態(tài)流量泄放產(chǎn)生的生態(tài)效益所帶來的附屬價值是多方面的。生態(tài)流量泄放與農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、旅游業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)、林業(yè)的發(fā)展均有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。其中，旅游業(yè)的關(guān)聯(lián)度最高。麗水市水量充沛，擁有多個自然保護(hù)區(qū)，良好的生態(tài)促進(jìn)地區(qū)生態(tài)旅游的發(fā)展，而生態(tài)流量泄放政策是保護(hù)生態(tài)的重要舉措，為保障河道水源，涵養(yǎng)流域植被起到積極作用。

表4 指標(biāo)灰色綜合關(guān)聯(lián)度表

麗水市以山地、丘陵地貌為主，城鎮(zhèn)、村落多沿河道建設(shè)，居民區(qū)房屋規(guī)劃呈狹長型分布于河岸兩側(cè)，河道景觀對兩岸地產(chǎn)和住宅價格具有正向的資本化效應(yīng)，河道生態(tài)直接影響市民的居住環(huán)境，居民愿意為獲得更好的生產(chǎn)生活環(huán)境而支付更高的價格，從而影響房價的變動，與生態(tài)流量產(chǎn)生較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)。河流不斷流，對維護(hù)水生生物多樣性有至關(guān)重要的作用，充沛的水源也是漁業(yè)發(fā)展的根本保障，因此生態(tài)流量與漁業(yè)關(guān)聯(lián)度也較高，關(guān)聯(lián)程度與房地產(chǎn)業(yè)持平。麗水市耕地面積僅占土地總面積的10%，其中有部分農(nóng)田、林地沿山坡開墾，引取小型水庫和山塘的儲水進(jìn)行灌溉，一定程度上削弱了灌溉用水對河流水的依賴性，因此關(guān)聯(lián)度與旅游業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)和漁業(yè)相比略低。

5 生態(tài)電價核定與補(bǔ)償原則

5.1 生態(tài)電價核定

小水電泄放生態(tài)流量，其發(fā)電損失與地區(qū)降水量直接相關(guān)。年降水充沛時，地區(qū)生態(tài)用水相對充足，電站除發(fā)電用水外，有足夠水量進(jìn)行生態(tài)流量泄放；年降水較少時，電站上游來水量下降，下游河道更迫切需要電站蓄水的反哺。因此，年降水變化量在進(jìn)行生態(tài)電價核定時可作參考。

關(guān)聯(lián)度表示指標(biāo)與參考主體的關(guān)聯(lián)性，也可理解為指標(biāo)對參考主體的影響程度。求得每個指標(biāo)對參考主體的影響力后，再根據(jù)其在所有指標(biāo)中所占的關(guān)聯(lián)度權(quán)重ωi[15]，即可得到各指標(biāo)對評估整體的貢獻(xiàn)量Qi，即指標(biāo)i所產(chǎn)生的電價調(diào)整量。Qi的取值僅與指標(biāo)關(guān)聯(lián)度有關(guān)，計算時可將各指標(biāo)貢獻(xiàn)量之和視為常數(shù)Q總，而Q總的數(shù)值又將隨著每年數(shù)據(jù)的增加和更新不斷改變，實現(xiàn)生態(tài)電價的動態(tài)變化。

設(shè)地區(qū)年降水量對比上一年變化量為S，水電站電價為E，則生態(tài)電價E生態(tài)為：

其中關(guān)聯(lián)度權(quán)重ωi為：

本文以麗水市為例計算生態(tài)電價。各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度權(quán)重計算結(jié)果見表5。

表5 指標(biāo)關(guān)聯(lián)度權(quán)重表

麗水市2016—2018 年降水量連年下降，下降量分別為3.2%，20.7%，6.9%，根據(jù)式（8）可計算得電價上調(diào)量分別為2.25%，14.36%，4.76%。麗水市小水電并網(wǎng)電價現(xiàn)為峰電0.568 元/（kW·h），谷電0.228 元/（kW·h），則2016—2018 年的生態(tài)電價分別為峰電0.583，0.652，0.597 元/（kW·h）；谷電0.233，0.261，0.239 元/（kW·h）。

5.2 補(bǔ)償原則

根據(jù)地區(qū)相應(yīng)長序列的降雨量數(shù)據(jù)，按照一定保障率選取豐水年、平水年和枯水年作為3 個代表年，當(dāng)所求年份降雨量小于平水年年降雨量且大于枯水年年降雨量時，認(rèn)為是干旱年份；當(dāng)所求年份降雨量小于枯水年年降雨量時，認(rèn)為是大旱年份；當(dāng)所求年份降雨量大于平水年年降雨量時，均可認(rèn)為是雨量豐沛年份。相應(yīng)補(bǔ)償原則有干旱年份補(bǔ)償、同等時長補(bǔ)償、等量退償?shù)仍瓌t。

5.2.1 干旱年份補(bǔ)償

干旱年份，多數(shù)水電站配套水庫庫容較小，蓄水調(diào)度能力較弱，年水電發(fā)電量下降，為確保下游河道生態(tài)，仍需保持一定泄放量，此時需考慮對電站損失提供一定生態(tài)補(bǔ)償。

5.2.2 同等時長補(bǔ)償

遭遇大旱年份，部分小水電站僅能保持基本的生態(tài)流量泄放，無發(fā)電能力，則其相應(yīng)補(bǔ)償時間應(yīng)自干旱預(yù)警結(jié)束之后，電站有一定發(fā)電能力時起算。補(bǔ)償時長應(yīng)與應(yīng)急部門發(fā)布的預(yù)警維持時間等同。

5.2.3 等量退償

若當(dāng)年降水充沛，可用水資源量充足，則可選擇適當(dāng)下調(diào)當(dāng)年電站并網(wǎng)電價。若有小水電未按照要求泄放生態(tài)流量，則下調(diào)其當(dāng)月電價，作為電站違規(guī)對其下游生態(tài)變化的補(bǔ)償。

6 結(jié)語

生態(tài)流量政策落實不僅可以依靠強(qiáng)監(jiān)管的方式，也可以通過補(bǔ)償獎勵達(dá)到電站業(yè)主自覺泄放、樂于泄放的目標(biāo)。采用灰色關(guān)聯(lián)度分析地區(qū)各項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)發(fā)展情況側(cè)面反映電站泄放生態(tài)流量產(chǎn)生的生態(tài)效益的思路可行；以年降水量為參照基準(zhǔn)求取電價調(diào)整量的方式基本實現(xiàn)生態(tài)電價的動態(tài)核定，案例分析結(jié)果較為合理。由于本文計算數(shù)據(jù)多來自于麗水市歷年統(tǒng)計年鑒，以全市為參照進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析，求取的電價調(diào)整量僅為平均水平，與每個電站的實際情況可能存在一定出入?？梢钥h、鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度計算，采用電站所在地關(guān)聯(lián)雨量測站年降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行生態(tài)電價動態(tài)核定，使電價調(diào)整更加精確，更符合每個電站實際。

浙江省物價局于2014 年6 月30 日發(fā)布浙價資〔2014〕150 號文規(guī)范了小水電并網(wǎng)電價，電價略高于全國平均水平，若按照本文所述生態(tài)電價核定方法，可能會導(dǎo)致電價進(jìn)一步提高。鑒于此，適當(dāng)調(diào)整浙江省小水電并網(wǎng)電價，采用生態(tài)電價政策形式時，既能夠減輕財政壓力，又能獎懲并舉，促進(jìn)小水電生態(tài)流量泄放政策實施；保證小水電健康發(fā)展的同時，達(dá)到生態(tài)保護(hù)的目標(biāo)，實現(xiàn)電站與政府共贏。