龙浩，李文杰，杨胜发，张璠

(1.重庆交通大学 水利水运工程教育部重点实验室，重庆400074；2.重庆交通大学 国家内河航道整治工程技术研究中心，重庆400074；3．长江重庆航运工程勘察设计院，重庆401147)

长江是国家自西向东的水路运输大通道，对“一带一路”和“长江经济带”等国家战略具有重要意义[1]。三峡库区航道是长江干线主要水运通道，是连接上游欠发达地区和中下游发达地区的重要纽带，促进上游与中下游的优势互补，以推动长江流域社会经济协调发展。当前在库区朝天门至坝前的航道中，涪陵至坝前段在枯水期的航道维护水深已达4.5 m，朝天门至涪陵仅3.5 m，该河段航道维护等级偏低，是长江干线高等级航道畅通重庆主城区域的主要制约。

朝天门至涪陵4.5 m水深航道建设工程是长江黄金水道建设的重点项目之一，是提升长江上游航道整体通过能力的关键，以期缓解沿江地区日益增长的水运需求与现存航道条件不满足运输能力的矛盾。本文针对此工程的经济效益做初步分析，选择回归分析[2]、弹性系数[3]和指数平滑[4]等方法对本河段货运量进行组合估算预测，基于预测结果采用“有-无”对比法识别并量化分析效益指标，科学测算该工程的经济效益情况。

1 朝涪段水路货运量预测分析

本文以长江经济带11省市为研究对象，分析区域经济发展趋势，结合交通运输现状及部分规划支撑，采用定量计算与定性分析，对朝涪段水运量预测分析以得到不同水平年的水路货运量。

1.1 长江经济带经济发展趋势

长江经济带地处中国经济核心区域，横跨11省市，全国40%以上人口和GDP(生产总值，下同)分布于此，区域社会经济发展拥有巨大的优势和潜力。人口和GDP是衡量区域社会经济发展的重要指标，人口和GDP变化可视为货运量预测分析的依据。2016年经济带人口近6亿，GDP达33.7万亿元，占同期中国经济总量的45%，见图1。可见长江经济带经济社会发展对全国影响巨大。

通过区域经济水平分析发现，经济带人口变化幅度不大，但整体的GDP增速较高，见图2。

以2016年为例，重庆、贵州增速超过11%，中东部地区增速也在7%～9%之间，见图3。当前西部经济体量还远比不上东部，但其发展速度明显在提升。且西部可通过发展工业化、城镇化、产业结构等方式来分析未来年的GDP增长方式。

1.2 预测方法及结果分析

货运量预测主要采用经济带GDP和本河段水运量数据，采用回归分析、弹性系数和指数平滑方法进行初步预测，预测截至到2040年。综合经济带经济指标及政策影响和相关文献结论[5-7]，暂定未来年GDP在2016—2020、2020—2030、2030—2040年间平均增速为10.08%、7.11%和5.28%，GDP预测值为评估未来水运量的基础。

a) 回归分析法。该方法是利用数据统计原理，确定变量间相关关系，从而建立较好的回归方程，加以外推后用以预测未来的发展走势。此方法优点在于计算简便，能较准确地计量2组变量间的线性因果关系；劣势在于可能忽略了交互效应和非线性的因果关系。

本文以收集朝涪段水运量历史数据(2000—2016年数据)为基础，将水运量与时间、GDP分别做回归分析，取两者合理推荐预测值。水运量与时间、GDP回归相关关系见图4。

b) 弹性系数法。该方法是在确定一个变化因素的基础上，利用弹性系数对另一个因素的发展变化做出预测，可衡量一个经济变量的增幅对另一个变量增幅的关系。此方法优点在于数据需求较少，应用灵活广泛；劣势在于计算弹性分析时，只能考虑2个变量之间的关系，而忽略了其他相关变量所产生的影响。

本文以GDP与水运量为变化因素，以美、日、韩等国在工业化不同发展阶段的弹性系数变化趋势为准则[8]，给出未来年弹性系数值，2020—2025、2025—2030、2030—2035和2035—2040年分别取0.62、0.59、0.55和0.50。

c) 指数平滑法。该方法是一种特殊的加权平均，一般用于中短期的经济发展趋势，基本公式为：

St=αyt+(1-α)St-1

(1)

式中S——t平滑值；α——平滑常数，取值[0，1]；yt——t时的水运量。

一般来说，此方法较依赖时间序列下的水运量变化趋势，且α的取值影响程度很大，本文取多组α值进行试算，比较不同情况下的标准误差情况，选取标准误差最小的α。

通过以上3种方法组合预测得到特征年朝涪段水运量，见表1。

表1 特征年朝涪段水运量组合预测结果 万t

2 工程经济效益识别及测算思路

2.1 评价依据及方法

航道建设工程经济效益评价主要参照《水运建设项目经济评价方法与参数》[9]，本文以评价方法中“有-无”法对朝天门至涪陵段4.5 m航道建设工程经济效益初步测算。其“有项目”是指实施本工程，在评价期内发生的经济效益预计情况，“无项目”是指不实施本工程，现有航道在评价期内完成运输需求所发生的经济效益预计情况。对有项目和无项目2种情况下发生的经济效益进行分析比较，测算出本项目带来的经济效益，该航道建设工程完成需一段时间，工程经济效益从2020年开始累计，并以2020、2025、2030、2035、2040年为特征年评价。

2.2 效益识别与测算方法

航道建设工程的经济效益主要体现在节约了社会运输成本和环境处置成本，对有航道建设工程情况下的产出效益，以年为时间序列在评价期内进行动态折现计算。为了全面、客观地测算航道建设产生的经济效益，初步将可量化的经济效益划分为：促进船舶大型化以减少船舶转载和亏载效益(B1)，促进水路替代陆路运输以节省运输成本和环境治理成本效益(B2)，减少控制河段以节省船舶候时成本等效益(B3)。

a) 促进船舶大型化。按川江标准船型吃水尺度，本河段枯水期仅能满足3 000 t及其以下货运船舶和250TEU及其以下集装箱船舶满载通航，3 000～5 000 t级货船在枯水期需适当减载通行，5 000 t及以上船舶需大量减载，350TEU以上集装箱船也需要全程减载运输，大吨位船舶最高减载50%以上，江海船舶则需在港口转载内河船或在亏载状态下直达目的地，部分拥有大型运输船舶的航运公司在库区运力大幅损失。此外，大型船舶相较小型船舶整体运输成本更低，实施工程后，将积极促进船舶大型及标准化程度，船舶平均装载率和必要运费率都将有所转变。基于当前航运公司实际运价水平，以重庆进出港货运船舶为主要研究对象，计算式为：

B1=∑Qi×m×ρ

式中B1——船舶大型化效益，亿元；Qi——各航线货物周转量，亿t·km；m——各航线船舶大型化节约必要运费，元 /(t·km)；ρ——各航线船舶大型化平均船舶装载提升程度，%。

b) 代替陆路运输。当前存在枯水期低维护尺度时部分重载货物弃水转路，造成水路货运流失。实施工程后，更大尺度船舶直达重庆，减少了货物运输中转费用，引导部分货物转移到水运，大宗货物的水运成本远低于陆运。此外，内河航运是花费最少、耗油最低、最环保的一种运输方式。实施工程后，部分陆运转移到水运，将减少公路铁路货物周转量，以相关环境调查机构研究结论，统计各种运输方式运输成本，可计算得到代替陆路运输节省的社会运输成本和环境治理成本，计算式为：

B2=∑K×(y+h)

(3)

式中B2——代替陆路效益，亿元；K——减少陆路货物周转量，亿t·km；y——水运较陆运节约的必要运费，元 /(t·km)；h——环境处置成本，元/(t·km)。

c) 减少控制河段。长江朝天门至涪陵段航道现存控制河段有5处，总长约11.5 km。当前船舶通过控制段耗时较久，时间成本大幅增加。实施工程后，本航段能减少3处控制段和多处险滩，大幅缩减控制段船舶候时成本。此外，减少控制段船舶助托上滩费用和取消滩险减少的海损直接经济损失也可考虑其中，计算式为：

B3=∑P×St+L

(4)

式中B3——减少控制河段效益，万元；St——控制河段日均候时量，d；P——船舶艘天费用，元/d；L——减少控制河段及险滩产生的其他费用，万元。

3 工程经济效益测算

3.1 参数选取

上文中朝涪段水运量预测值直接涉及水运货物周转量从而影响替代陆运周转等效益的计算结果，本文拟取3种预测结果最小值以偏保守估算工程经济效益。

a) 据水上船舶流量情况统计月报数据，2016年重庆断面3 000 t级以下船舶占比达35%，平均吨位1 900 t，平均运距1 200 km左右。统计分析海事部门进出港数据，考虑航运部门对川江船型标准化工作的推进，以本河段2030年船舶平均吨位突破3 000 t，2040年船舶平均吨位突破3 500 t计算。船舶大型化致装载效率提升并结合各吨位船舶运输价格(航运交易部门统计历年要素价格指数变幅)初步得到各航线节约的必要运费率为0.002 5元/(t·km)。

b) 本项目实施后，减少公路铁路货物周转量按本河段未来年水运周转增量的0.5%计(初步统计分析长江干线煤炭、矿建材料等大宗适宜水运的货物增长趋势拟定)。据交通运输行业发展统计公报，近年的公铁路平均运价约0.35元/(t· km)，水运约0.02元/(t· km)，以此测算节约的运输成本。据美国环境保护署(EPA)跟踪的不同运输方式4种标准排放物来看，水路运输1 t· km货物产生的颗粒物、碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化合物总量约为铁路运输的72%、公路运输的60%；公路、铁路及水路3种运输方式1 t· km货物运输因废弃物排放将产生环境处置额外费用分别为2、1.1、0.28美分。以近5 a相关统计年鉴[10]各类运输方式货物周转量得到陆运与水运环境处置成本分别为1.20、0.19元/(t· km)。

c) 已知工程河段控制段主要调度运行在枯水期，每年按100 d时长计算。项目建成后能取消王家滩、洛碛及大兴场控制段，据控制段信号调度管理站实地调研，当前断面统计日均过河船舶近200艘，其中船舶上行时等候较长，王家滩和洛碛控制段船均候时20 min以上，大兴场控制段船均候时超过5 min。参考有关船舶运行费用研究成果[11]以及船舶公司实际运营情况调查，船舶艘日费用暂取1万元/d。此外，本河段枯水期3 000 t级以上船舶部分需助拖上滩，控制段取消能直接省去助拖费用，由船舶统计流量月报数据对需助拖船舶数量进行定量计算。

3.2 结果分析

工程效益通过定量计算与定性的分析，在相关政策影响和实地调研的背景下对一些难以量化的指标进行了事先假定，继而测算得到特征年朝涪航道建设工程经济效益，见表2。

表2 特征年航道建设工程经济效益 亿元

由表2不难发现：促进船舶大型化经济效益最为显著，且累计增长最多，控制河段及部分险滩的减少可带来直观的经济效益。而代替陆路运输效益到后期会呈现降低趋势，是由于后期水运趋近饱和，增量逐渐降低，水路从陆路吸引量也逐步减少所致。2020、2040年工程效益分别合计达2.72亿、4.39亿元，随着朝涪段航道建设工程的推进，船舶大型、标准化程度提升，陆转水货运量逐渐增多，节约环境治理效益也将更显著。

在经济效益测算基础之上，结合项目预算投资，通过经济费用效益流量表(社会折现率i取8%)，计算项目的经济内部收益率(EIRR)、经济净现值(ENPV)、经济效益费用比(BCR)等评价指标。得到：EIRR=25.40%；ENPV=22.02亿元；BCR=2.37。按效益评价规范，EIRR>i、ENPV> 0或者BCR>1时，项目从经济和资源配置的角度是可被接受的。综合分析，项目具有较强的经济合理性，且项目截至到2040年，累计净效益流量可达22.02亿元。

3.3 不确定性分析

效益量化估算时采用的运量、运价等都是预估值，一定程度具有不确定性，故而需对测算效益不确定性分析[12]。针对不确定性问题采用敏感分析，即不确定性因素增减变化时，分析其对经济评价指标的影响。选择经济净现值、经济内部收益率、经济效益费用比进行敏感性分析，并考虑费用上升、收益下降和费用上升与效益下降同时发生这3种不利的情况时，3种指标的变化情况结果见表3。

表3 经济评价敏感性分析指标

表3结果表明：投资费用的上升和效益下降，项目各经济指标变幅不大，从国民经济的角度来分析是可行的，且具有较强的抗风险能力。

4 结论与探讨

a) 本文对未来水运量变化保守预估，采用“有-无”对比法的测算结果表明：长江朝涪段航道开发建设将带来巨大的社会经济效益，自项目建设投入运营后，动态折算第9年能收回投资成本，且至2040年累计净效益达22.02亿元，具有较强的经济合理性。

b) 工程经济效益分析路径众多，本文仅定性量化了促进船舶大型化、代替陆路运输及减少控制河段的部分效益。但实际情况有许多难以量化项，如本河段是三峡旅游黄金航线重点区域，工程的实施对地区的大型旅游通过能力有实质性帮助；项目建设在减少船舶转载的同时也有效减少船舶转载时的装卸费用和货损风险；本河段多个信号控制点的取消，每年可大幅减少航道管理部门管理支出等，此类效益较难以量化研究，本文未列入其中。

c) 水运项目多为大型投资，公益类项目，本项目的投资建设将积极推动重庆建成长江上游内河航运中心、提升长江经济带整体的国际竞争力、改善区域居民生活水平和促进长江生态文明建设等，具有深远的现实意义。