洪灾成本及防治效益之评价

【2002年中華民國住宅學會第十一屆年會論文集】-336-場次：F1-1洪災成本及防治效益之評價：最近的發展及其在本益分析決策之意義EvaluationofFloodingRisk&PreventingProgram:RecentDevelopmentanditsImplicationinCBADecision許坤榮*楊國樑**摘要（Abstract）近年來台灣各地天然災害之發生持續增加，然因應這些天災之策略以及天災衝擊所導致之經濟成本，尚未被充分探討。美國的水利計劃是最早的公共投資計劃之一。美國（l936）洪水控制條例曾規定：水利計劃經濟上可行是指“各種可能産生的效益超過成本”。但什麼是“效益”並沒有明確地規定計量方法。因此，不同部門對同一計劃專案會得出截然不同的結論。1950s年代開始，美國聯邦河域委員會發表的“河域專案經濟分析建議”第一次把當時平行獨立發展的兩個學科---即實用專案分析與福利經濟學聯繫起來。此後，本益分析方法有了較快的發展。1962年應Kennedy總統的要求，美國預算委員會發表了“聯邦水資源發展的評價標准和準則”，作爲指導性的文件。在洪水防治計畫的效益評估歷史中，PDA持續地成為常用的效益評價方法。然而期理由卻不是基於它是一種精確的或全盤性的洪水防治效益的測量方法。相對的，降低洪災風險所帶來效益的非市場評價技術的諸多方法可依：(1)市場的選擇行為是經由「實際的市場交換」或經由「理論上的假設」；(2)該選擇可確保洪災風險的減少（直接的選擇），或者該選擇行為，係經由「和洪災風險高低相關」的商品價值來確認（間接的選擇）而加以分類。這些由經濟理論所推導出來的「非市場評價技術及本益分析」在決策理論中各自扮演何種角色呢?本文將探討由上分類的各種洪災成本及防治效益之評價理論和實證研究的最近發展，並討論其對公共投資決策的意含。關鍵字：計劃投資評估、資本計劃決策、本益分析、天然災害、經濟成本、洪災風險Keyword：ProjectAppraisal,CapitalBudgetingDecision,Cost-BenefitAnalysis,NaturalDisaster,EconomicCosts,FloodRisk*臺灣大學土木研究所博士立德管理學院營建規劃學系助理教授兼系主任TEL：06-2550980(O)，06-2550870(F)；HP:0919-636781Email:[e-mail]**立德管理學院財務管理系助理教授兼系主任Email:[e-mail]【2002年中華民國住宅學會第十一屆年會論文集】-337-一．研究問題界定近年來台灣各地天然災害之發生持續增加，然因應這些天災之策略以及天災衝擊所導致之經濟成本，尚未被充分探討。以基隆河洪災為例，在基隆河流域整治段颱洪災害淹水境況模擬、基隆河流域颱洪發生潰溢堤災害之境況模擬、基隆河流域淹水損害評估模式與相關資料庫建立之研究、基隆河流域防洪決策支援系統之研發等工程為導向的研究之後。未來不同的公共投資計畫在決策上，應如何考量洪災防治計畫的Paretoefficiency呢？從整體社會的效益及成本來說，對洪災防治的需求願付價格(WillingtoPay,以下簡稱WTP)為何？該洪區區內居民對不同洪災地區之洪災機率的社會本益邊際調整為何？美國的水利計劃是最早的公共投資計劃之一。美國（l936）洪水控制條例曾規定：水利計劃經濟上可行是指“各種可能産生的效益超過成本”。但什麼是“效益”並沒有明確地規定計量方法。因此，不同部門對同一計劃專案會得出截然不同的結論。1950s年代開始，美國聯邦河域委員會發表的“河域專案經濟分析建議”第一次把當時平行獨立發展的兩個學科---即實用專案分析與福利經濟學（WelfareEconomics）聯繫起來。此後，本益分析方法（Cost-BenefitAnalysis,以下簡稱CBA）有了較快的發展。1962年應Kennedy總統的要求，美國預算委員會發表了“聯邦水資源發展的評價標准和準則”，作爲指導性的文件。1960s年代CBA不但成為各國公共投資決策的主要工具之一，而且也是世界銀行和聯合國評估開發中國家公共投資決策的主要工具。1970s年代CBA歷經「環境評價(Environmentalvaluation)」的挑戰，但由於此一決策工具可以和福利經濟理論和實證研究、投資決策應用等，深刻的結合在一起。1980s和1990s更被進一步擴展到有關健康、環境法規、與環境生態的領域(DianaFugrittandShantonJ.Wilcox,1999)。在洪水防治計畫的效益評估歷史中，PDA持續地成為常用的效益評價方法。然而期理由卻不是基於它是一種精確的或全盤性的洪水防治效益的測量方法。相對的，降低洪災風險所帶來效益的非市場評價技術的諸多方法可依：(1)市場的選擇行為是經由「實際的市場交換」或經由「理論上的假設」；(2)該選擇可確保洪災風險的減少（直接的選擇），或者該選擇行為，係經由「和洪災風險高低相關」的商品價值來確認（間接的選擇）而加以分類。這些由經濟理論所推導出來的「非市場評價技術及本益分析」在決策理論中各自扮演何種角色呢?本文將探討由上分類的各種洪災成本及防治效益之評價理論和實證研究的最近發展，並討論其對公共投資決策的意含。二．觀念架構Shabman和Stephenson（1996）曾將降低洪災風險所帶來效益的「非市場評價技術」的諸多方法依下列兩種向度來作分類：(1)市場的選擇行為是經由「實際的市場交換」或經由「理論上的假設」；(2)該選擇可確保洪災風險的減少（直接【2002年中華民國住宅學會第十一屆年會論文集】-338-的選擇），或者該選擇行為，係經由「和洪災風險高低相關的商品價值」來確認（間接的選擇）。表1中（1）~（3）屬非市場的評價技術，這些方法可用以逼近洪災防治效益的「非市場交易價值」（4）。ShabmanandStephenson（1996）的比較研究指出：諸多洪災防治效益評價的不同結果和投票行為之間，顯示矛盾，而有意義的問題---亦即，“到底哪一種評價技術能提供正確的估計？”事實上，在非市場評價法中，也一直存在著：是否有一個評價技術可以產生一個“不偏的”、“可信的”、或“精確的”估計值。Freeman（1979）便曾指出：在洪災風險非邊際的變動中，資產價格法（HPA）會產生向上偏高的估計值。在易受洪災的地區，防災計劃可被預期，可以實際地減低洪災的威脅。因此，根據資產價格法所估計出來的效益，將會過度反應洪災風險總願意支付（WTP）的非邊際變動。Driscoll，Dietz，andAlwang（1994）的研究曾對這些問題進行調整及補償，然而，卻無法達到HPA、PDA、及CVA估計值之間的一致性。表1非市場評價法選擇行為(ChoiceBehavior)商品價值(CommodityBeingValued)間接(Indirect)直接(Direct)假設性(Hypothetical)實質損害法（1）(PropertyDamageAvoided,PDA)條件評估法（3）(ContingentValuation,ApproachCVA)顯示性(Revealed)資產價格法（2-1）(HedonicPricingApproach,HPA)隨機效用模型（2-2）(RandomUtilityApproach,RUA)市場價值（4）(MarketValuation)資料來源：Shabman&Stephenson，1996三．洪災評價研究最近的發展及其意含1.實質損害法(PhysicalDamagesAvoidedApproach,PDA)(orPropertyDamagesAvoided)由於洪災的發生，在次數、時間、期間及嚴重性等因素上皆具有隨機性【2002年中華民國住宅學會第十一屆年會論文集】-339-(Stochastic)；因此，洪災通常被視為一種隨機現象。洪災所帶來的損害可用以下兩類變數來進行估計(Ouellette等，1985；El-JabiandRousselle，1987；DasandLee，1988)：自然隨機變數(例如洪水的流量、水深、氣候條件…等)及經濟隨機變數(居住地、商業及產業活動、經濟發展…等)。Ouellette等（1985）曾嘗試「兩階段方法」來估計洪災損害：在第一階段以水文－經濟模型（hydro-economicmodel）來估計平均損失；第二階段，由「隨機過程」(Stochasticprocesses)導出的洪災累積機率分配函數以納入隨機效果。由美國工兵署（U.S.ArmyCropsofEngineers,USACE）所發展的傳統工程/經濟取向，係結合下列三種基本關係及資訊來計算出損害的期望值：I.百年洪水頻率（FloodFrequency,次）－洪水流量（Discharge,1,000ft3/sec）函數關係。II.洪水位（FloodElevation,ft）－洪水流量（Discharge,1,000ft3/sec）函數關係。III.洪水位（FloodElevation,ft）－洪災損害（FloodDamage,百萬元,$）函數關係。I、II項函數關係可由水文學和水力學工程師計算出「洪水值－洪水頻率」的函數關係。而「洪水位－洪災損害」的函數關係，則需進一步整合經濟的資訊。由圖1可顯示：結合前述三個函數，可計算出每年損害的期望「洪水頻率、洪災損害」函數（FloodDamageCurve）。由於洪災風險變動所產生每年損害期望值的變動，也可用這些函數關係計算出來。例如：洪災防治方法（如：水壩及防洪堤）的改善的提昇，將使「洪水位－洪水量」的曲線因防洪效果改善而移動，進而降低每年損害期望值。上述「洪水位－洪災損害」的方法，曾被應用於結合了「水文學/地球物理科學」及「社會－經濟變數」的許多研究之中，這些研究係在既定的洪水事件的機率分配函數條件下，求算貨幣損失的期望值，這和其他天然災害損害的衡量邏輯是一致的。（HoweandCrochran,1974；Farber,1987）。然而，「洪災損害為洪水FloodElevation(Feet)Discharge(Thousandfeet3/sec)FloodDamage(Million$)010203040204060801001002003004004682III.Stage-DamageCurveII.Stage-DischargeCurveI.Frequency-DischargeCurveIV.Frequency-DamageCurveFloodFrequency(NumberofOccurrencesover100Years)Figure1.FloodDischargeandDamageFrequencyCurves.(Sources:WaterResourcesCouncil,1977)【2002年中華民國住宅學會第十一屆年會論文集】-340-頻率貨洪水值之函數」的關係並非恆真。Ta：（1987）即示範性的說明，應採用洪災風險曲線（thefloodriskcurve）（而非洪水頻率曲線）來計算每年洪災損害成本的期望值。應用洪災風險曲線，該研究所計算出來的平均每年洪災損害，比傳統使用洪水頻率曲線的方法高出32﹪。這種洪災損害估計的偏差，可能會誤導人們對洪災風險的認知，當面對洪災風險時，因而降低人們的自我保護。這項偏差同時也說明經由「水文－經濟」方法，對洪災損害成本的估計是不恰當的，因為從物質上衡量其他相關損害並不能真實反映「洪災的經濟成本」。美國工兵署（1984）即曾使用「實質損害法」（表1之(1)：PDA）計算住宅區洪水控制對個人財產所帶來的效益---經由估計某一既定洪水事件情況下，在「有洪災風險防治計畫」和「無洪災風險防治計畫」的特定財產修護成本上的差別，來推導出防洪所帶來的效益。美國工兵署（1984）使用PDA於Virginia州的Roanoke河域的案例：Virginia州的Roan