城市供水价格的确定及模型——以兰州市为例.pdf
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1、第2 6 卷第2 期水利经济2 0 0 8 年3 月!堡;堑型呈;兰!型垡里型塑垡矍墼望曼璧塑坠;型城市供水价格的确定及模型以兰州市为例李德生1,一,潘鹰希3,程国栋2(1 兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃兰州7 3 0 0 7 0;2 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室,甘肃兰州7 3 0 0 0 0;3 兰州市环保局。甘肃兰州7 3 0 0 0 0)摘要:应用价值模糊数学模型和供求关系数学模型对兰州市城市自来水水价进行估算。选定水质、人均水资源量、人均国民生产总值、人口密度4 项参数对兰州市的水资源价值进行评价,计算出兰州市城市供水的价格,将计算结果与兰州市的实际
2、供水价格进行了比较,同时运用水资源供求关系模型,对用水量进行了测算,评估了供水价格的变化对城市用水量的影响,通过分析,找出了兰州市实际供水水价中可能存在的问题,为今后兰州市供水价格的调整提供依据。关键词I 城市供水价格;水价制定;工程成本;水资源成本;环境成本;数学模型中图分类号:F 7 2 6 I文献标识码:A文章编号:1 0 0 3-9 5 1 1(2 0 0 8)0 2 0 0 3 3-0 4以水资源为加工原料的城市供水,不仅具有城市供水的一般商品特性,即有用性、可交换性、相对稀缺性 1-2 ;还具有其独有的特性,即不可替代性、政府对水价的控制性(政策的高风险性)及回报率低、可再生性、水
3、文的循环性、供水的区域性和市场的垄断性等特性 3 3。因此城市供水价格的制定不仅关系到保护城市居民的基本生存权利,维持城市社会的基本公平,也关系到城市的经济和可持续发展,其变化受到社会的广泛关注,其价格不仅应体现城市供水的商品性,也应体现其社会性和环境性。目前我国供水价格存在的水价确定原则还不够明确,水价的制定不能完全适应市场经济的要求,供水管理体制还不太合理、还存在着价格结构单一等主要问题 3-7 ,研究不同地区,不同资源环境下的城市供水价格对地区稳定至关重要。笔者以西北工业重镇兰州市为例,研究西部城市供水价格的制定以及合理模式,这对黄河上游水资源的合理利用,对城市供水市场的合理开发将具有积
4、极的指导和推动作用。1 兰州市水资源及社会发展状况1 1 兰州市水资源状况兰州市地处我国西部,市区内有黄河及湟水支流。兰州市大部分地区属温带半干旱大陆性季风气候,温差大,降水少,冬季较长。年平均降水量3 2 4 8 5 i n t o,降水多集中在7 9 月,占全年降水量的6 0 左右,年平均蒸发量1 4 6 8 i n r n,为平均降水量的4 5 倍。目前兰州市境内多年自产平均水资源2 39 0 0 万m 3,可用水资源主要依靠黄河地表水,但受分配给甘肃黄河流域水资源总量的限制,兰州市可利用水资源量十分有限,人均每年仅为7 4 2m 3,远远低于国际缺水警戒线17 0 0m 3 的水平。目
5、前兰州市的用水9 0 来自黄河地表水【神】。1 0 a 前,兰州市每天地下取水涉及能力超过2 0 万t。而目前只能取水5 万t。虽然黄河水无论水质、成品水的成本都好于地下水,但黄河上游严重的工业污染给黄河水源造成重大的威胁。兰州市目前有近2 0 0 万人,一些大中型企业的崛起和大批流动人口的涌入,使兰州市的供水量供不应求。尤其在夏季高峰期,兰州市每天有5 万。7 万t 的水量缺口,其目前的水价是全国3 6 个大型城市中偏低的城市之一。1 2 兰州市社会发展状况a 兰州市面积为1 30 8 5 6k m 2。城区面积1 4 6 k m 2。兰州市2 0 0 5 年总人口3 1 2 万人,其中非农
6、业人口1 8 3 9 3 万人。b 2 0 0 5 年兰州市国内生产总值为5 6 7 0 4 亿元,具体分类见表1。基金项目:甘肃省攻关课题资助项目(0 2 8 1 7-1 3)作者简介:李德!k(1 9 6 5 一),男,山东定陶人,教授,博士研究生,主要从事水质工程理论与技术、水质评价。水利经济,2 0 0 8,2 6(2)F-m a:F h h a e d u m 脚:鼬施md 匕话 g:0 2 5 8 3 7 8 6 3 5 03 3 万方数据c 兰州地区工业布局及发展现状。石油、化工、机械、冶金行业为兰州市的4 大工业支柱,兼以毛纺、食品、制药等具有地方特色的轻工业及电力、煤炭、建材
7、等行业,产业门类齐全,产品繁多。全市工业经济运行质量和效益逐年明显提高。新兴产业和高新技术产业积极发展;能源、交通、石化、冶金、烟草、医药等重点行业持续发展,工业经济持续稳定增长,实现工业增加值在5 0 0 亿以上,增长率达1 3 6 工业经济效益综合指数年增长率在1 1 以上。非公有制经济在进一步放宽政策、搞活机制的促进下实现增加值的年增长率达1 3。d 农业发展现状。全市农业和农村经济的整体效益提升,加快发展农业科学技术创新,积极调整农业经济结构,同时大力推进农业布局区域化,实现农业年增加值2 2 亿元,年增长率达4 0 5,种植业结构也进一步优化,粮经比例为6 6:3 4。人民生活水平逐
8、年提高,消费支出也同比提高,全市现有总耕地面积2 1 1 4 3 万姘。人均耕地面积0 1 6 h m 2。2 兰州市给水排水现状兰州市目前已经形成了日供水1 1 8 万t 和日处理城市污水3 5 0 9 万t 能力,具体指标见表2。3 兰州市供水价格的确定在市场经济体制下,价格是最重要的市场信号和资源配置手段。由供求关系决定的水价包含着水资源稀缺性、消费者的支付意愿和供水成本等重要信息,直接影响到消费者的消费水平和企业的利润预期,引导消费者和生产者调整消费和生产行为,能够引导水资源的重新配置,水价是否合理,对水资源是处理自来水的价格,而是一个系统化的概念 1 0】,它应真实反映水的真正价格。
9、自来水价格要按经济、环境和社会3 个效益原则而定。合理的水价构成应该包括资源水价(水资源费)、工程水价和环境水价3 部分 1 1-1 2 ,即:自来水价格=工程成本+水资源成本+环境成本3 1 工程成本的计算工程成本采用供水部门测算价格:1 0 8 元m 3。3 2 环境成本的计算a 污水处理费。兰州市市政工程管理处提供数据,目前兰州市的污水处理成本为O 9 01 3 0 元m 3,本文取1 0 0 元m 3。b 水质维护成本的定量化难度较大,本文参考文献 1 3 直接给出水质维护的示意性成本为0 1 元m 3。c 生态成本:黄河水资源丰富,水质恶化是因为污染物的大量排入,兰州市生活取水对黄河
10、的生态用水产生很小影响,故不计人生态水价。则兰州市自来水环境成本=污水处理成本+水质维护成本=1 1 0 元m 33 3 水资源成本的计算运用模糊数学模型对兰州市城市水资源价格进行测算 1 4-1 5 o3 3 1 评价参数的选择及评价标准选取水质、人均水资源量、人均国民生产总值和人口密度4 项重要的水资源价值要素作为评价参数,其评价标准见表3。3 3 2 水质评价根据兰州市的实际情况,选取B O D、C O D、氨氮、铅和总磷作为水质单要素的评价因子。运用隶属函配置和使用有着决定性的影响。自来水价格不应只数计算得到水质单要素的隶属矩阵:表12 0 0 1 2 0 0 5 年兰州市主要社会经济
11、指标3 4 水利经济,2 0 0 8,2 6(2)E-m a:徊施ml h 印:鼬讹施m 电话传真:0 2 5-8 3 7 8 6 3 5 0 万方数据表3 水资源价值灏素评价标准往:水质评价标准根据G B 3 8 3 耻_ 2 0 0 2 地霹求环境质量标准)的V 类水质标准进行划分,人均水资源量标准的确定是依据瑞典水文学家楚豳nF 蜘m a r k 提建豹“瘩絮缺搔褥(飘e r-s t r e s si l 妇”【3】;久童鼋毽民生产憝篷掾准猿t 簇(2 0 0 1 年藿爨发爱撞标 送繇越分;人疆寮凌标准蒎豢2 0 0 4 馨全国各省市、自治区的统计数据进行等缀铷分。R I20 融OO s
12、 l 的OO。6 9 1 40。霹8 7 2O 2 5 0 00。5 0O 5 0 0 00 3 0 8 6O 毒8 7 2O 7 5 0 000 0OO O0O0O。毯猹巷O 0OO 0用层次分析法计算各评价因子的权重,根据各彩畴滚子蔹此之闻豹攘对重要性,确定判瞬矩阵势A t2li 1l222薹233l 专l22主2 上3 主2lll上2 上3 上2ll稷据剡断矩阵A l 豹排穿权重,判断矩阵座l 豹最大特征根A 一=5 0 1 4。依据公式A lW=A 一求褥矩阵A l 的最大特征根所对应的特镊向量为W=(0 2 1,0 3 6,0 2 1,0 1 1,0 1 1),一瞧(7=塑咩褥C=0
13、。0 0 3 5,C 势粪凝矩阵的一致性指标值。当C=0 时,判断矩阵具有完全一致性。磁为判断矩阵约平均随机一致性指标,当|:I。=4 时,R=1 1 2。根据羚断矩阵一致性的判断方法,当C R-IC I R I 0 1 0 时,则判断矩阵有满意的一致性。否则,重薪判断,直到潢意 1 6 。因C R:C I R I:0 1 1 0 0 彳3 5:0 0 0 3 1 0 1 0,因此判断矩阵A l 具有满意的一致性,以特征向量W 的各分璺作为各评价因子的投重沈较会理。因此根据上述单要素评价矩阵的计算方法,兰州索水质评价向量震l 为(O 5 1 13,0。4 8 5 9,0 0 0 2 8,0,O
14、)。3 3 3。人均水资源量评价兰媸市承资源可剩熙量约为2 3 亿m 3,人驾水水利经济,2 0 0 8,2 6(2)昂m 毹:j 缸施优资源量为7 6 3m 3。根据上述人均水资源量评价标提,可求缮入均承资源量评赞良量霞2 为(0 4 7 4 0,0 5 2 6 0,0,0,O)。3 3 4 人均国民生产总值评价2 0 0 4 霉,兰麓枣入均匡民生产总值为1 6 3 8 5 元,同理可求得人均国民生产总值评价向量定3 为(O,0,0 3 2 15,0 6 7 8 5,O)。3。3 5 人臻密度评徐2 0 0 4 年,兰州市人口密度为1 2 1 7 人k m 2,则人口密度评价向量足4 为(O
15、,0,0,0 8 4 7 5,0 1 5 2 5)。3。3 6 拳资源价值模壤综合评价由上面计算可得,兰州市水资源价值综合评价矩阵矗为:裳=霆l,裳2,R 3,R 4)1=o-5 l l3o 4 8 5 9 o 0 0 2 8oo110 4 7 4 0 0 5 2 6 0000Il000。3 2 150 6 7 8 50lIL0000 8 4 7 50 1 5 2 5 J以专家咨询为基础,运用上述的层次分析法得到水爱、入均永资源量、入均国民生声总篷纛入疆密度豹权重分别为0 3 2,0 3 9 2,0 1 4 4,0 1 4 4,即A=(O 3 2,0 3 9 2,0 1 4 4,0。1 4 4
16、)得综合评价指数:y=触=(0 3 2,0 3 9 2,0 1 4 4,0 1 4 4)r 0 5 1 1 30 4 8 5 90 0 0 2 8001|0。4 7 4 00 5 2 6 0000l【。0。0o 3。2”燃。划。(0。3 4 9,0 3 6 2,0。0 4 7,O 2 2 0,0。0 2 2)3 3 7 兰州市水资源价格的计算2 0 0 4 年兰州市居民入均收入E 为7 6 8 3 元,家庭入均用承C 平均为5 4m 3 冀。根据亚太经济稀社会委员会(E s Q 埋)的建议,居民用水的水费占家庭收入的酉分比最大不应超过3。因此,家庭水费承受指数A 以0 0 3 计,口势供永成本
17、及正常利润为1 0 8。由此可知,水资源价格在(P,0)之间。捌水资源价格上限尹为脚:坳抛妣饿电话缔真:蟠8 3 7 8 6 3 5 03 5 万方数据p=等一D=糌“0 8=2 4 8将P 萤进行等差阚隔,褥委水资源蛰格急量S;(2 4 8,1 8 6,1 2 4,0 6 2,O)。由水资源价值(价格)既=V S,为水资源纷格,犷秀资源价筐综合弹份的结果,S 为永炎源蛰格向量。则兰州市水资源价格为:既=V S=(O 3 4 9,0。3 6 2,O 0 4 7,0。2 2 0,0 0 2 2)(2。镐,1 8 6,1 2 4,0 6 2,0)=1 7 3(元m 3)。3 4 兰州市自来水价格根
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