洋山深水港區(qū)航道維護疏浚經(jīng)濟效益量化評價

嚴(yán)家君

【摘 要】 為進一步說明航道維護工程會對港口產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益，根據(jù)洋山深水港區(qū)進港主航道及港內(nèi)（水域）航道歷年維護疏浚周期、尺度、投資等數(shù)據(jù)，分析港區(qū)歷年航道維護疏浚前后到港集裝箱船吃水變化和港口集裝箱吞吐量變化，運用水運工程經(jīng)濟評價模型，對洋山深水港區(qū)航道維護疏浚所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益進行量化評價。結(jié)果表明：2015―2019年，洋山港區(qū)航道維護疏浚產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益14.5億元、經(jīng)濟凈現(xiàn)值6.1億元，費用效益比為2.98，航道維護疏浚經(jīng)濟效益十分顯著。

【關(guān)鍵詞】 維護疏浚;經(jīng)濟效益;評價模型;量化評價

0 引 言

2020年，上海港集裝箱吞吐量突破萬TEU，連續(xù)11年世界排名第一;根據(jù)《新華-波羅的海國際航運中心發(fā)展指數(shù)報告（2020）》，在全球國際航運中心排名中上海升至第三，國際影響力穩(wěn)步提升。洋山深水港區(qū)是上海國際航運中心的核心集裝箱港區(qū)，集裝箱吞吐量從2006年的323萬TEU發(fā)展到2020年的萬TEU，集裝箱吞吐量年均漲幅約14%。經(jīng)過“十三五”時期的發(fā)展，上海已基本建成航運資源要素集聚、航運服務(wù)功能完善、航運市場環(huán)境優(yōu)良、航運物流服務(wù)高效的國際航運中心，初步具備全球航運資源配置能力。

洋山深水港區(qū)進港主航道及港內(nèi)（水域）航道是港區(qū)穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)，對航道進行的常年維護保障了大型集裝箱船的通航水深要求，為港區(qū)生產(chǎn)運營、上海港集裝箱吞吐量持續(xù)增長、上海國際航運中心實現(xiàn)“基本建成”目標(biāo)奠定了堅實基礎(chǔ)。筆者運用水運工程經(jīng)濟效益分析數(shù)學(xué)模型，對洋山深水港區(qū)航道歷年維護疏浚所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益進行定量評價。

1 洋山深水港區(qū)現(xiàn)狀

洋山深水港區(qū)自開港以來集裝箱吞吐量年均漲幅接近15%，2019年完成集裝箱吞吐量萬TEU。港區(qū)進港主航道全長65.01 km，其中人工疏浚段約11.28 km，設(shè)計底標(biāo)高 16.5 m，港內(nèi)航道為一至四期水域航道（設(shè)計底標(biāo)高 16.0 m），滿足10萬噸級集裝箱船雙向全潮通航要求。

洋山深水港區(qū)大型船舶到港量增長較快，遠洋國際航線的主力集裝箱船為7萬噸級以上船型，約占船舶到港總量的60%，最大船型為20萬噸級集裝箱船（載箱量 TEU，滿載吃水16.0 m）。2019年靠港洋山深水港區(qū)的20萬噸級集裝箱船多達633艘次。這類超大型集裝箱船到港量的快速增加，對洋山深水港區(qū)的通航水深條件提出了極高要求。

2 航道維護疏?，F(xiàn)狀分析

2.1 航道回淤概況

（1）進港主航道。

根據(jù)進港主航道在常風(fēng)天和臺風(fēng)天期間的回淤情況統(tǒng)計，航道近期回淤特征如下：

①進港航道常態(tài)回淤呈現(xiàn)“春夏基本沖淤平衡、局部沖刷，秋冬淤積為主”的季節(jié)變化規(guī)律，進港航道常年疏浚區(qū)的回淤強度約為0.5 m/a。

臺風(fēng)天進港航道回淤分布與臺風(fēng)的風(fēng)力等級和路徑有很大的關(guān)系。距風(fēng)圈中心越近，風(fēng)力等級越大，航道回淤越大;外海轉(zhuǎn)向的臺風(fēng)對航道回淤影響強于正面登陸的臺風(fēng)。

（2）港內(nèi)（水域）航道。

①常態(tài)回淤：二期港內(nèi)水域和四期港內(nèi)水域1區(qū)、3區(qū)回淤厚度較大，常年回淤強度分別為1.32 m/a、3.71 m/a和0.96 m/a;一期港內(nèi)水域和四期港內(nèi)水域2區(qū)基本不存在回淤;三期港內(nèi)水域常年回淤強度約為0.47 m/a，但水深條件極好，基本無需維護疏浚。

②臺風(fēng)天：臺風(fēng)天對港內(nèi)水域回淤仍有一定影響，不同的臺風(fēng)風(fēng)力等級和臺風(fēng)路徑對回淤的影響程度有明顯差異。2018年7月至8月期間的3次9～10級正面登陸的臺風(fēng)對一至三期工程水域影響不大;2019年7月至9月期間遭遇1次16級南側(cè)登陸的臺風(fēng)和1次16級外海轉(zhuǎn)折的臺風(fēng)，導(dǎo)致四期3區(qū)的回淤強度較常態(tài)回淤強度有所增大，四期2區(qū)海床呈現(xiàn)小幅淤積。

2.2 航道維護疏?，F(xiàn)狀

為了保障港口生產(chǎn)經(jīng)營，交通主管部門結(jié)合進港航道的常態(tài)回淤特點，以及年度臺風(fēng)實際影響程度，于2006―2019年期間對進港主航道（人工疏浚段）及港內(nèi)（水域）航道先后分別實施了8次、12次維護疏浚，累計投資9.6億元。2013年前，進港主航道（人工疏浚段）維護疏浚底標(biāo)高為 16.5 m，港內(nèi)（水域）航道維護疏浚底標(biāo)高為 16.0 m。為滿足LNG船和集裝箱船交會通航需要，2008―2009年期間進港主航道通航寬度拓寬至650 m。由于進港航道通航寬度的擴大、維護疏浚量的增加，2013年交通主管部門根據(jù)洋山深水港區(qū)到港船舶實際情況和維護的經(jīng)濟合理性，將進港主航道（人工疏浚段）及港內(nèi)（水域）航道實際維護疏浚底標(biāo)高分別調(diào)整為 16.0 m、 15.5 m。

3 航道維護疏浚經(jīng)濟效益量化評價

3.1 評價原則與評價邊界闡述

3.1.1 評價原則

（1）前后對比原則：將航道維護前后的情況進行比較，分析前后變化確定航道維護產(chǎn)生的經(jīng)濟效益;（2）費用效益統(tǒng)一原則：費用與效益計算的層次、范圍、期限和價格等方面要一致;（3）實際發(fā)生原則：評價選取的集裝箱吞吐量、進出港船舶艘次、投資費用等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均是歷年實際發(fā)生的數(shù)據(jù)。

3.1.2 評價邊界

（1）洋山深水港區(qū)歷年到港貨運船舶主要為集裝箱船、LNG船及油船等，其中LNG船、油船船型主要集中在10萬噸級及以下，船舶吃水較淺，航道維護疏浚對這類船型影響較小，因此評價選用的船型為集裝箱船。

（2）評價中“項目前”是指洋山深水港區(qū)進港主航道及港內(nèi)（水域）航道實施維護疏浚前的情況，航道實際通航水深由于自然回淤而減小;“項目后”是指洋山深水港區(qū)進港主航道及港內(nèi)（水域）航道按照維護尺度實施維護疏浚后的情況，航道實際通航水深恢復(fù)正常。

（3）航道維護疏浚經(jīng)濟效益量化評價計算期為2015―2019年。

（4）由于洋山深水港區(qū)歷年航道維護疏浚投入（費用）及維護疏浚產(chǎn)出（效益）均在同一年內(nèi)發(fā)生，一般在秋冬季實施航道維護，因而以半年為時間單位量化計算航道維護疏浚經(jīng)濟效益。

3.2 評價思路及相關(guān)數(shù)據(jù)

3.2.1 評價思路

洋山深水港區(qū)航道維護疏浚經(jīng)濟效益主要包含船舶避免虧載所產(chǎn)生的費用節(jié)約效益和維持港口正常運營所產(chǎn)生的效益。具體分析思路見圖1。

3.2.2 主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析

（1）10萬噸級及以上集裝箱船平均吃水變化值分析。洋山深水港區(qū)10萬噸級以上集裝箱船實際營運吃水對航道通航水深變化較為敏感，是經(jīng)濟效益評價的核心船型。以2019年10萬噸級以上集裝箱船月度平均吃水變化趨勢（見圖2）為例，洋山深水港區(qū)航道維護疏浚后，該集裝箱船型平均吃水較維護前出現(xiàn)較為明顯的增加，平均吃水增加約0.2～0.3 m;隨著航道逐漸淤積、實際通航水深變淺，該集裝箱船型平均吃水又逐漸減小至維護疏浚前狀態(tài)。

（2）吞吐量變化分析。據(jù)2015―2019年洋山港區(qū)航道維護疏浚前后月度集裝箱吞吐量（見圖3）統(tǒng)計分析，航道維護疏浚后的集裝箱吞吐量月度平均值為135.4萬TEU，較航道維護疏浚前的132.9萬TEU增加了2.5萬TEU，航道維護疏浚工程對洋山深水港區(qū)吞吐量變化產(chǎn)生較明顯的直接影響。

3.3 經(jīng)濟效益評價

3.3.1 評價模型

（1）船舶避免虧載效益計算模型。根據(jù)船舶吃水提升后所增加的經(jīng)濟效益分析模型，結(jié)合洋山深水港區(qū)航道維護疏浚特點及到港船舶營運情況，提出船舶避免虧載效益計算模型為

式中：Em為水上運輸經(jīng)濟效益單價，萬元;D為洋山深水港區(qū)與上、下港間航線的加權(quán)平均里程，km;n為某噸級船舶的運輸艘次，艘次;Taj為航道維護后相應(yīng)噸級船型的實際吃水，m;Tai為航道維護前相應(yīng)噸級船型的實際吃水，m;Cb為船舶方形系數(shù)。

（2）經(jīng)濟效益指標(biāo)評價方法。根據(jù)歷年航道維護所投入的費用及其帶來的經(jīng)濟效益，可得到2015―2019年期間發(fā)生的現(xiàn)金流量，以此計算航道維護工程的動態(tài)經(jīng)濟評價指標(biāo)，即經(jīng)濟凈現(xiàn)值（ENPV）與經(jīng)濟效益費用比（RBC）。

ENPV計算公式如下：

式中：B為經(jīng)濟效益流量，萬元;C為經(jīng)濟費用流量，萬元;（B C）t為第t期的經(jīng)濟凈效益流量，萬元;i為社會折現(xiàn)率，%，取8%;n為項目計算期。

ENPV>0，表明項目可以達到符合社會凈現(xiàn)率的效益水平，該項目從經(jīng)濟資源配置的角度可以被接受。

RBC計算公式如下：

式中：Bt為第t期的經(jīng)濟效益，萬元;Ct為第t期的經(jīng)濟費用，萬元。

如果RBC>1，表明項目資源配置的經(jīng)濟效率達到了可以被接受的水平。

3.3.2 經(jīng)濟效益計算

（1）船舶避免虧載效益。按照集裝箱船定點、定班運輸特點，洋山深水港區(qū)來自上一港口和駛往下一港口（如寧波港、新加坡港、釜山港等）的10萬噸級及以上集裝箱船將按進港航道實際水深條件，對實際載箱量進行配載。航道維護疏浚實施前，由于回淤導(dǎo)致航道實際通航水深減小，10萬噸級及以上集裝箱船會產(chǎn)生虧載情況;航道維護疏浚實施后，進港航道及港內(nèi)（水域）航道水深恢復(fù)至設(shè)計通航條件，10噸級及以上集裝箱船實際裝箱量將較進港航道維護疏浚前有所增加。按照前后對比原則，運用船舶避免虧載效益模型計算，得到2015―2019年洋山深水港區(qū)進港航道維護疏浚投資和經(jīng)濟效益（見表1），其中實施前后集裝箱船避免虧載而產(chǎn)生的集裝箱運輸費用節(jié)約效益累計達萬元。

（2）維持港口運營效益。在“項目前”情況下，洋山深水港區(qū)進港航道及港內(nèi)（水域）航道水深淤淺，10萬噸級以上集裝箱船裝卸箱量減少，導(dǎo)致港口運營收入降低。在“項目后”情況下，洋山深水港區(qū)進港航道及港內(nèi)（水域）航道可滿足10萬噸級以上集裝箱船乘潮雙向通航，避免了該船型因?qū)嶋H通航水深不足而虧載，由此保障洋山深水港區(qū)在航道維護后集裝箱吞吐量水平（航道維護后洋山深水港區(qū)集裝箱吞吐量月平均增加2.5萬TEU）和營業(yè)收入有所回升。由此測算2015―2019年洋山深水港區(qū)航道維護疏浚產(chǎn)生的維持港口運營效益累計萬元。

3.3.3 經(jīng)濟效益評價指標(biāo)計算

綜合2015―2019年洋山深水港區(qū)航道維護疏浚投資額及其所形成的經(jīng)濟效益，洋山深水港區(qū)進港主航道及港內(nèi)（水域）航道維護疏浚工作所產(chǎn)生的靜態(tài)凈收益為100 839萬元。

按照動態(tài)經(jīng)濟效益指標(biāo)計算方法，2015―2019年洋山深水港區(qū)進港航道及港內(nèi)（水域）航道維護疏浚ENPV為萬元（>0），RBC為2.98（>1），均滿足經(jīng)濟效益評價標(biāo)準(zhǔn)。

靜態(tài)經(jīng)濟效益指標(biāo)和動態(tài)經(jīng)濟效益指標(biāo)說明，洋山深水港區(qū)多年來持續(xù)不斷的航道維護疏浚取得了顯著的經(jīng)濟效益，對港口持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展作出了重要貢獻。

4 結(jié) 語

通過前后對比法和船舶避免虧載效益計算模型為主的量化評價模型計算，直觀地量化和測算了航道維護疏浚經(jīng)濟效益。2015―2019年洋山深水港區(qū)航道維護疏浚累計投資4.4億元，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益為14.5億元，效益費用比達2.98，說明歷年實施的航道維護疏浚經(jīng)濟效益十分顯著。

對洋山港區(qū)航道維護疏浚經(jīng)濟效益的量化評價，揭示了航道維護對洋山深水港區(qū)接泊世界最大集裝箱船、維持上海港集裝箱吞吐量世界第一、推動上海國際航運中心“基本建成”有著重要的支撐意義。在“十四五”規(guī)劃期，上海國際航運中心將邁向“全面建成”的新發(fā)展階段，仍需對洋山深水港區(qū)實施必要的、及時的航道維護，讓洋山深水港區(qū)繼續(xù)擔(dān)當(dāng)國際航運中心建設(shè)的堅實保障。