1、城市需水量管理基本參數(shù)分析前言80年代以來，隨著我國改革開放政策的實施，人民生活水平顯著提高， 城市用水量迅速上升。截至1997年底，城市居民家庭人均日用水量已由 1980年不足80升上升到135升；城市供水量已達(dá)到476億立方米。城市 需水量已由改革開放初期的噴發(fā)式上升過渡到平緩發(fā)展，并在近年出現(xiàn)下 降的新趨勢。盡管我國水資源總量列世界第六位；但人均擁有量僅為世界平均水平 的1/4。此外，我國淡水資源不論在地域和時空的分布相差極大且與城市 社會、經(jīng)濟發(fā)展以及人口分布極不協(xié)調(diào)。長期以來，我國城市基礎(chǔ)設(shè)施建 設(shè)在注重增加城市供水能力的同時，城市需水量管理未得到足夠的重視。 低水價導(dǎo)致過高的用水需

2、求造成大量的水資源浪費，客觀上加重了城市水 資源緊缺的局面。城市用水量無論在總量和單位消耗指標(biāo)上與我國面臨的 有限的水資源極不協(xié)調(diào)。為確保21世紀(jì)城市可持續(xù)發(fā)展，使有限的水資 源得到合理配置和有效利用，實施長期有效的需水量管理是十分必要的。本文在城市供水現(xiàn)狀分析基礎(chǔ)上，闡述了城市需水量管理概念；重點 分析了城市居民生活需水量與水價和居民收入三者之間的關(guān)系；給出了家 庭用水需求方程，利用城市家庭用水量需求曲線，計算了城市居民家庭用 水需求的價格彈性和收入彈性并預(yù)測了到2007年城市家庭需水量的基本 參數(shù)。城市供水現(xiàn)狀截至1997年底，全國共有設(shè)市城市668個，城市人口 36699.4萬人。 城市

3、日供水能力已由1949年的240.7萬m3/日，增至20784.4萬m，/日， 城市供水總量達(dá)到476億m3，全年生產(chǎn)用水252.5億m3；生活用水175.4 億m3,人均日生活用水量達(dá)到213.4升，其中居民家庭用水量110.8億m3, 家庭用水占生活用水量的63.2%；用水人口達(dá)到22523.1萬人，用水普及 率為95.16%；城市供水能力已基本適應(yīng)現(xiàn)階段社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生活的 需要。近20年城市供水量變化趨勢分析自1978年以來，城市供水量變化基本可以分成三個階段：1984年以 前的緩慢發(fā)展階段，1984年至1994年持續(xù)快速上升階段和1994年以后供 水量窄幅波動并逐年下降階段。由圖

4、1和表1可見，現(xiàn)階段城市供水量已 基本滿足社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生活的需要。實施長期水價和水需求管理戰(zhàn)略確保城市可持續(xù)發(fā)展據(jù)水利部的統(tǒng)計，80年代初，全國有300多個缺水城市，缺水比較嚴(yán) 重的城市有114個，其中：35個城市屬于嚴(yán)重缺水城市。缺水城市的地理 分布亦由北方和沿海地區(qū)擴展到全國。據(jù)預(yù)測，到2000年，我國城市化水平將達(dá)到35%，到2010年將達(dá)到 45%。城市化進(jìn)程的加快必將對城市用水提出更為迫切的要求。因此，必 須實施長期水價和水需求管理戰(zhàn)略確保城市社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。表-1城市用水量統(tǒng)計年份供水總量（萬噸）生活供水總量（萬 噸）生產(chǎn)供水總量（萬 噸）1978787507275854

5、438501197983220130920646206619808834273391304799351981969943367823518428198210113193914225372901983106595942196855618819841176474465651612353198512802385194936534271986277392170697119161191987298469775970220633561988338584787380023456341989393664893061928303771990382342510010212597906199140850731159

6、9292701161199242984371172929285605119934502341128254329153841994489462014224533136099199548156531581451273625619964660652167067326181451997476065217540002525000城市家庭用水需求價格彈性和收入彈性據(jù)中國城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)展報告有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，城市供水量和需水量數(shù)據(jù)如下表所示：表2城市居民家庭用水量與家庭收入組合分析年份供水總量（萬 m3）家庭收入 （元/月）用水人口（萬人）綜合用水指 標(biāo)（升/人/日）生活用水指 標(biāo)（升/人/日）家庭用水指 標(biāo)（升/

7、人/日）198512802382439424.3372151911990382342544415611.16711761111996466065212922199758020813519974760000155022523.1579213135注：家庭收入為當(dāng)年價。資料來源中國統(tǒng)計年鑒，1997。根據(jù)上表分析，1996年以來，城市綜合用水指標(biāo)、家庭用水指標(biāo)基本 穩(wěn)定在580升和135升的水平，說明城市供水量已滿足當(dāng)前居民家庭收入 水平上的需水量要求。由于水價長期偏離市場的均衡價格，低于城市供水 的長期邊際成本，導(dǎo)致同期城市供水行業(yè)已由盈利變?yōu)樘潛p。僅1996年 全行業(yè)虧損額就達(dá)1.2億元（含補

8、貼收入7.7億元），虧損面高達(dá)35.7%。 因此，分析水價、家庭收入相對變化引起的需水量相對變化，根據(jù)我國實 際情況確定最優(yōu)用水水平，對于制定長期需水量管理是十分必要的。城市家庭用水需求價格彈性的特點現(xiàn)階段我國城市家庭用水主要是室內(nèi)生活用水，因此家庭用水需求價 格彈性有如下幾個特點：A不會由于水價的變動引起需水量的大量增加或大幅減少，需求價格 彈性表現(xiàn)為缺乏彈性。B水費支出占家庭收入的比例很小，通常不到1%，水價提高，對居民 生活影響較小。C家庭收入提高，居民愿意支付比現(xiàn)彳丁水價更高的水價。城市家庭用水需求價格彈性與需求曲線根據(jù)家庭用水的特點，其需求價格彈性可以表述為：水價的相對變動 所引起的

9、需水量的相對變動，即其需水量的變化率與水價變化率之比：式中Pe -城市家庭用水需求價格彈性（q2 - q1）- -需水量的變動量（p2 - p1）-_水價的變動量p水價的絕對量q - -需水量的絕對量按照需求法則，需水量與水價成反向變動，Pe為負(fù)值。根據(jù)需求價格 彈性為缺乏彈性的特點，其絕對值0V| P |1。隨著水價增加，需求價 格彈性逐漸增大。如圖3所示，按照1997年城市家庭用水需求曲線計算， 當(dāng)水價為4元/m3時，需求價格彈性為-0.18，當(dāng)水價為4元/m3時，為-0.64。 由1997年城市家庭人均日用水量135升推算，平均水價為0.55元/m3,相 應(yīng)家庭用水需求價格彈性為-0.1

10、8,也就是說當(dāng)年水價提高或下降10%，家 庭用水量減少或增加1.8%。計算結(jié)果表明，1997年城市家庭平均水價遠(yuǎn) 低于市場供求達(dá)到均衡的水平。如果水價調(diào)整到0.9元/m3,即：水價提高 64%時，城市家庭人均需水量降至125升。家庭人均用水量降低2.8%。我國城市家庭用水需求價格彈性如下表所示：表3家庭用水需求價格彈性（以1997年可比價格計算）平均水價（元/m3）價格彈性平均水價（元/m3）價格彈性0.502.50-0.530.75-0.242.75-0.551.00-0.303.00-0.571.25-0.333.25-0.591.50-0.383.50-0.611.75-0.433.75

11、-0.632.00-0.474.00-0.642.25-0.50注：需求價格彈性為0.25元/ m3水價增量計算的點彈性。5.3城市家庭用水需求收入彈性家庭用水需求收入彈性可以表述為：家庭收入的相對變動所引起的需水 量的相對變動，即其需水量的變化率與家庭收入變化率之比：式中(P2 - P1)- -水價的變動量Ie家庭用水需求收入彈性(q2-q1)- -需水量的變動量(I2-I1)- -家庭收入的變動量I家庭收入的絕對量q - -需水量的絕對量在相同水價時，低收入家庭用水需求收入彈性大于高收入家庭，水價 提高對低收入家庭影響大于高收入家庭。需求收入彈性隨著家庭收入的提 高而降低，依據(jù)1997年城

12、市家庭平均月收入1550元計算，需求收入彈性 為0.74，同期最高家庭月平均收入為2491元，其需求收入彈性為0.69。 也就是說，在1997年家庭收入的基礎(chǔ)上，家庭收入每提高10%，家庭需水 量相應(yīng)增加7.4%。平均水費支出僅占家庭收入0.45%，即使最低收入戶亦 僅占其全部家庭收入的0.53%。分析結(jié)果表明，提高水價對居民生活水平 不會產(chǎn)生很大的影響。(詳見表4)表 4 1997 年后家庭用水需求收入彈性按收入等級劃分 的收入等級家庭收入 元/月人均需水量LCDIe水費支出占 家庭收入 百分比最低收入戶87687.240.770.53低收入戶1089103.120.760.50中等偏下戶1

13、255114.850.750.48中等收入戶1466129.050.740.46中等偏上戶1736146.180.730.44高收入戶2021163.160.710.43最高收入戶2599194.440.690.40家庭用水需求方程實踐經(jīng)驗證明，當(dāng)居民收入和其他因素不變，需水量是所有可能價格 的函數(shù)。水價高時家庭用水量少，水價低時，用水量多。因此，需求曲線 的坡度向右方下斜。水價增加不會導(dǎo)致水量同比例增加，需求曲線為非線 性需求曲線。根據(jù)家庭用水的特點，家庭用水需求曲線上任意點切線的價 格彈性為：即：由于需求曲線任意點切線需求價格彈性（橫軸公式）：Pe=（qq）/q需求方程：當(dāng)qq1,q1最低

14、用水量時P = P1因此，家庭用水需求方程：家庭用水需求方程實踐使用中必須經(jīng)過供水損失修正。利用該方程開 發(fā)的城市家庭需水量計算模型可以用來預(yù)測水價變動引起的城市家庭需 水量的變化和消費者支付愿望。如果1998年家庭用水平均水在1997年平 均水價0.55元/m3基礎(chǔ)上調(diào)整到0.9元面，其后8年內(nèi)每年提高10%,供 水損失率15%,家庭收入增長率為4%,通貨膨脹率3%,用水人口年增長率 為2%，城市家庭人均日需水量到2004年基本可保持在1997年需水量水平 （1997年城市居民家庭不同收入等級需求曲線和2000年2005年和2007 年城市家庭用水需求曲線見圖3、圖4。依據(jù)前述條件分析，如果

15、我國城市家庭需水量得到很好管理，1997 年的城市供水量可以滿足2000年家庭用水量的需求，至2007年城市用水 人口如果增加到2.89億人，即：比1997年增加30%，城市家庭需水量僅 增加33億m3,比1997年增加32.11%；同期水價以1997年可比價格計算 增加167%；水費支出占家庭收入的百分比同期增加1.83倍，占家庭收入 的0.84%。按照國際標(biāo)準(zhǔn)衡量，水費支出占家庭支出的比例仍然屬于較低 水平。實施有效的城市家庭需水量和水價管理戰(zhàn)略，充分利用水價的杠桿 調(diào)節(jié)作用，不僅可以緩解下世紀(jì)初城市水資源短缺的矛盾，而且可以獲得 得極大的社會效益和經(jīng)濟效益。表5家庭用水需水量預(yù)測年家庭收

16、入人均需水量LCD平均水價（1997年不變價格）IePe19971550134.500.550.74-0.1819981612125.000.870.73-0.2619991677129.650.850.73-0.2520001744125.031.070.73-0.2920011814129.811.040.72-0.2920021886134.731.010.72-0.2820031962128.771.270.72-0.3320042040133.791.240.71-0.3220052122138.961.200.71-0.3220062207144.271.170.70-0.3120

17、072295136.801.470.70-0.36注：水價為1997年可比價格表6家庭用水需水量量預(yù)測年用水人口（億人）人均日需水量（L/cd）年需水量（億 m3）水費支出占收入的百分比19972.221341090.46%19982.271251040.65%19992.331301100.63%20002.391251090.74%20012.451301160.71%20022.511351240.69%20032.581291210.80%20042.651341300.78%20052.731391380.76%20062.811441480.73%20072.891371440.8

18、4%城市供水的長期邊際成本（費用）從理論上講，如果資源能夠得到有效分配，其價格必須等于提供該資 源極其服務(wù)的長期邊際成本（費用）。所謂“邊際成本”不是指為當(dāng)前該 系統(tǒng)提供資源和服務(wù)的費用，而是指系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)有水量已得到全部充分利用 須提供下一個同樣規(guī)模水量（單位增量水量）的成本（單位增值成本）。當(dāng)水價低于城市供水的長期邊際成本（費用）時，必然產(chǎn)生過量需求。 因此，必須長期持續(xù)的提高城市供水水價，使城市供水價格趨向于長期邊 際效益與長期邊際成本達(dá)到平衡時的價格水平，從而提高城市用水效率。表7石家莊市城市供水長期邊際成本估算實例水源開發(fā)輸水凈水管網(wǎng)改造污水處理可變成本產(chǎn)水量年萬元萬元萬元萬元萬元萬元萬

19、m3/年15662566233528493584671361131311324719359951484162384283142711835255471542552832614597904612572628354411523599132798621907283544115262413271971438082835441152624132729576570928354411526241327394287601028354411526241327492810950112835441152624132749281095012283544115262413274928109501328354411526

20、241327492810950142835441152624132749281095015283544115262413274928109501628354411526241327492810950172835441152624132749281095018283544115262413274928109501928354411526241327492810950202835441152624132749281095021283544115262413274928109502228354411526241327492810950232835441152624132749281095024283

21、544115262413274928109502528354411526241327492810950262835441152624132749281095027283544115262413274928109502828354411526241327492810950292835441152624132749281095030283544115262413274928109503128354411526241327492810950經(jīng)濟折現(xiàn)率10%24393169243446618352460893696382132單位成 本（元 /m3）0.300.210.420.220.560.452.

22、16依照上述計算結(jié)果分析，該市現(xiàn)行水價遠(yuǎn)低與供水的長期邊際成本， 只有連續(xù)提高水價才能夠消除過量需求，達(dá)到供求平衡。否則，將面臨更 為嚴(yán)重的城市供水和水資源短缺局面。水價和需水量動態(tài)管理按照市場供求法則，水價上升，需水量將下降，收入增加需水量將增 加。在全世界范圍內(nèi)，如果忽略價格因素而不對需水量加以約束，不計成 本的向城市無償提供供水在任一城市都是不可持續(xù)的。因此，在我國這樣 一個人均水資源極為有限的國家加強水價和需水量管理應(yīng)作為城市可持 續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。在我國由于提高城市供水水價受到政府和各種因 素約束，雖然政府采取提供財政補貼的辦法解決低水價給供水企業(yè)造成的 財政虧損，但是從經(jīng)濟學(xué)原

23、理出發(fā)，這種做法在實踐中是十分不可取的。 水價不僅應(yīng)當(dāng)反映供水企業(yè)的財務(wù)成本，更重要的水價應(yīng)當(dāng)是給用戶提供 水資源豐缺的信號。當(dāng)水價受到限制（管制價格），水價不僅低于市場的 均衡價格，而且低于供水的長期邊際成本時，用戶體驗不到水資源的緊缺， 用水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實際的需水量。依據(jù)這種低水價時的用水量預(yù)測未來的需 水量，城市必然將面臨嚴(yán)重的水資源緊缺。水價和需水量管理動態(tài)管理的目的就是使水價趨向于市場均衡的價 格。如圖5所示，以1997年城市供水曲線和估算的長期邊際成本曲線（供 給曲線）為例：1997年家庭用水水價為0.55元/m3，城市家庭人均日用水 量為135升（Q，需水量大于供水量，市場產(chǎn)生短缺。滿足需水S（Q1） 的長期邊際成本約為2.2元/ m3,如果水價提高到長期邊際成本的水平， 用水量將大幅降低，此時需水量過剩，水價將降低到達(dá)到（q2），循環(huán)上 述過程，市場供求最終達(dá)到均衡。由于需水量曲線隨著收入的增加向右上 方平移，供水曲線隨著邊際成本