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水是万物之源、生命离不开水，水从古至今都是影响人类生存与发展的重要因素，人类对水的需求也只增不减.降雨量和降雨历时在全球的不均匀分布直接导致了水资源的分布不均[1]，使得在丰水区与缺水区建设跨流域调水设施日渐频繁.跨流域调水是指通过建设大规模的输水设施从丰水区向缺水区进行调水，完成水资源的重新分配工作，可有效缓和缺水区水量储蓄不佳及水资源时空分布不平衡的问题[2].我国在很早以前就有着跨流域调水的案例，比如南起余杭(今杭州)，北到涿郡(今北京)的京杭大运河，是世界上里程最长、工程最大、最古老运河之一，是我国文化地位的象征，也是我国跨流域调水悠久历史的见证.跨流域调水的生态补偿问题也伴随水资源的重新分配变得极为重要.
国际上，流域生态补偿起源于生态服务市场的管理和规划，如1933年成立的美国田纳西流域管理局[3]，简称TVA，起初，以通航和抗旱防洪为主，集中开发田纳西流域水资源；到19世纪50年代侧重对流域动植物的保护工作；60年代，土壤侵蚀严重影响着流域居民的生活环境质量，TVA又加重对流域自然资源的保护，作为对流域居民的补偿，出现了生态补偿雏形.此类“补偿”是一种非物质的生存空间改善补偿，以改善受补偿者生活环境为主要目标，没有针对流域开发带来的负面效应进行其他物质补偿，更没有提出准确的量化补偿思想.
我国在20世纪90年代初开始研究生态补偿问题，欧明豪等[4]在长江上游地区提出建立流域经济补偿机制；钟瑜等[5]应用博弈论思想研究了湖区生态补偿机制，吴保刚[6]通过对生态补偿理论及内涵的探讨分析，总结出“异地开发”的补偿方式.总的来说，我国在流域生态补偿的研究与实践上还有待深入开展，当前更多的是定性补偿研究，对于定量补偿的研究较少.在定量补偿的研究上，不同学者在计算生态补偿的考虑因素上有不同的取舍，对于水资源的未来价值考虑研究甚少，同时随着社会发展，公式系数也应做适当调整.
本文的研究对象是南水北调中线工程，增加考虑未来水资源调度的机会成本、市民意愿支付差价占比、意愿支付补偿额占比3个因素，重新计算受水区应向水源区支付的生态补偿总量，对缓解南水北调工程在水源区造成的不利影响有积极作用，对更新南水北调中线工程生态补偿的计算方法也具有十分重要的参考意义.
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南水北调中线工程从丹江口水库开始调水，总干渠长1 432 km，年平均调水量141.4亿m3，从水源区汉中、安康、商洛调水，向主要受水区北京、天津、河北、河南输水，为受水区城市生活、工农业发展用水提供保障.
汉中、安康及商洛3市都气候湿润，降雨丰富，水源区多年平均径流深是陕西全省的2倍以上，多年平均降雨884.2 mm，高于陕西省多年平均值，其气候概况如表 1所示.
2016年陕南汉中、安康及商洛3市水资源总量183.4亿m3，是全省水资源总量271.5亿m3的一半以上，产水模数是全省产水模数的近2倍[7]，水资源十分丰富，陕西省2016年水源区水资源概况如表 2所示.
水源区均属贫困地区，2016年3市的总GDP仅2 691.5亿元，占全省GDP的13.87%，全省人均GDP为51 015元，是水源区人均GDP的1.6倍以上，汉中市、安康市、商洛市人均GDP排名均在全省排名靠后[8].陕西省2016年GDP情况如表 3所示.
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本文在史淑娟的研究基础上，考虑水源区水土保持建设、受水区水市场情况、水资源价值、排污权损失价值[9]4个因素，加入未来水资源调度的机会成本因素，同时纳入市场变化影响下的意愿支付差价占比及意愿支付补偿额占比，重新分析计算跨流域调水生态补偿总量的考虑因素，计算南水北调中线二期工程调水情况下水源区的生态补偿总量.其中水土保持措施建设管护、污水处理厂的增建运营以及未知的未来价值此类投入成本损失、运营费用及机会成本损失由中央政府纵向支付，而水源区水资源价值及受水区水资源经济红利、生态改善由受水区横向支付[10].
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水源区水土保持建设补偿量A包括按期整治费用A1，据长江委员会的遥感调查资料显示现有水土流失面积2.63万km2，每km2整治花费33.12万元[11].措施经管费用A2是建造费用的20%，南水北调中线工程水土保持措施建造费用119.37亿元.水保林的看管费用A3，陕南水保林共需2.95万hm2，参照《天然林保护工程财政资金管理规定》，天然林管护费用每年每公顷300元.
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亚太经济社会委员会(ESCAP)建议：居民生活用水费用不超过家庭收入的3%[12].随着社会进步，经济发展，恩格尔系数降低，综合冬夏用水量，取极限水费为人均可支配收入1.5%，极限水价为：
式中：Pi为每1 m3自来水极限单价，元/m3；Mi为居民的平均可支配收入，元/年；Wi为居民年用水量，m3/年.居民可承受最高水价Pi可通过查阅2015年《中国水资源公报》和第六次全国人口普查相关数据计算得出.
受水区水价差额的补偿量B可由以下公式计算：
式中：B为受水区水价差额补偿量，亿元/年；pi为i区南水北调实际水价，可通过中国水网查阅，元/m3；Qi为i区年调水量，亿m3；α为市民意愿支付差价占比，本文取0.5；表示意愿支付此部分补偿额的市民占比为0.5；若Pi小于pi，则该受水区无该项补偿.
Q表示年调水量，一期工程年调水95亿m3，二期工程的平均水量为141.4亿m3.本文主要计算二期生态补偿量，年调水量采用130亿m3.丹江口水库水量70%来源于陕西汉中、安康及商洛，故陕西水源区年调水量为Q为91亿m3.二期工程配水按照当前与一期同比例分配.
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以水资源价值为基础的生态补偿量计算研究甚少，郑海霞、刘玉龙等[13-15]做过这方面的研究.水资源价值受水质与水量的共同作用影响，故水资源价值的补偿额估算公式[16]如下：
式中：C为基于水资源价值的生态补偿额，亿元/年；Q为年调水量，亿m3；ρ为水资源价值，受极限水费占比、居民人均可支配收入、居民年均用水量以及当地当前水价的共同影响[17]，城市水资源价值可用模糊数学模型估算；ω为水质系数，水源区水质长期稳定达到国家地表水环境质量标准Ⅱ类标准，故取ω=1；β为意愿支付补偿额占比，本文取0.5，表示全体市民意愿支付计算所得的0.5倍水资源价值补偿额.
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国家明文规定地表水排放标准为Ⅲ级.为保证南水北调的优质水源，丹江、汉江及其支流均严格控制污水的排放，相当于限制了水源区的排污能力，影响工业发展.
水环境容量排污权损失价值D包括了水环境损失容量创造的经济效益D1[18]和增加的污水治理费用D2[19-21]，可用无调水要求下的容量经济价值，减去满足二期调水时水环境容量带来的经济价值得出.当前对环境容量、允许排放量的量化方法研究较少，缺乏实用的计算方法，该部分补偿属于中央财政定性补贴，本文不做深入研究.
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未来水资源调度的机会成本E是指当前水源区调往受水区的水在未来可产生的经济效益，但因不能撤销调水工作而带来的直接经济损失.这是一项水资源综合效益的经济损失，暂且不能量化估计，可考虑其他非资金补偿手段，比如技术补偿、设备补偿、水源区享有一些特殊权利的政策补偿或者在水源区建设惠民工程的项目补偿.
2.1. 水源区水土保持建设的补偿量
2.2. 受水区水市场情况的补偿量
2.3. 水源区水资源价值的补偿量
2.4. 排污权损失价值的补偿量
2.5. 未来水资源调度的机会成本补偿
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1) 水土保持基本治理费用A1约为87.1亿元/年；水土保持措施加固维修管理费用A2约为23.874亿元/年；水土保持林封育管护费A3约为0.088 5亿元/年.故基于水源区水土保持建设的补偿量A为111.03亿元/年.
2) 受水区水市场情况的补偿量B为1.93亿元/年.计算结果如表 4所示.
3) 计算得汉中水资源价值为1.42元/m3，安康水资源价值为1.26元/m3，商洛水资源价值为1.17元/m3.汉中和安康两市的水资源价值决定汉江的水资源价值，商洛市的水资源价值决定丹江的水资源价值.水资源价值的补偿量C约为60.49亿元/年，计算结果如表 5所示.
综上，可得陕西水源区当前可计算的水源区水土保持建设的补偿量约111.03亿元/年，受水区水市场情况的补偿量约1.93亿元/年，水资源价值的补偿量约60.49亿元/年，量化总额为173.45亿元/年.所以陕南三市应获得受水区补偿量约为62.42亿元/年，主要是丹江、汉江水资源价值的补偿量，即使用了优质水源而需要支付的成本额.
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本研究是建立在南水北调中线二期工程年调水130亿m3的基础上计算的，同时70%的水来源于陕西水源区的比例不发生变化，各受水区二期用水依然按照一期比例分配用水.但未来具有不确定性，故该计算研究只为陕西水源区生态补偿总量的计算提供参考建议.
基于排污权损失价值及未来水资源调度的机会成本补偿，属于中央资金或者政策补偿，不作深入研究，但可为南水北调生态补偿总量的计算提供新的思考源，考虑水的未来效益.
2016年4月19日，《水权交易管理暂行办法》出台，鼓励多样化水权交易，促进水资源的节约、保护和优化配置，为我国未来的调水工程补偿机制建立和水权交易提供了操作办法和法律保障.可见，生态补偿机制也有可能转变为区域水权交易，受水区直接对接水源区购买水资源，达到调水效果.
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