城市需水量管理基本参数

城市需水量管理基本参数分析摘要：80年代以来，随着我国改革开放政策的实施，人民生活水平显著提高，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；城市供水量已达到476亿立方米。城市需水量已由改革开放初期的喷发式上升过渡到平缓发展，并在近年出现下降的新趋势。关键字：城市需水量管理基本参数分析1.前言80年代以来，随着我国改革开放政策的实施，人民生活水平显著提高，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；城市供水量已达到476亿立方米。城市需水量已由改革开放初期的喷发式上升过渡到平缓发展，并在近年出现下降的新趋势。尽管我国水资源总量列世界第六位；但人均拥有量仅为世界平均水平的1/4。此外，我国淡水资源不论在地域和时空的分布相差极大且与城市社会、经济发展以及人口分布极不协调。长期以来，我国城市基础设施建设在注重增加城市供水能力的同时，城市需水量管理未得到足够的重视。低水价导致过高的用水需求造成大量的水资源浪费，客观上加重了城市水资源紧缺的局面。城市用水量无论在总量和单位消耗指标上与我国面临的有限的水资源极不协调。为确保21世纪城市可持续发展，使有限的水资源得到合理配置和有效利用，实施长期有效的需水量管理是十分必要的。本文在城市供水现状分析基础上，阐述了城市需水量管理概念；重点分析了城市居民生活需水量与水价和居民收入三者之间的关系；给出了家庭用水需求方程，利用城市家庭用水量需求曲线，计算了城市居民家庭用水需求的价格弹性和收入弹性并预测了到2007年城市家庭需水量的基本参数。2.城市供水现状截至1997年底，全国共有设市城市668个，城市人口36699.4万人。城市日供水能力已由1949年的240.7万m3/日，增至20784.4万m3/日，城市供水总量达到476亿m3，全年生产用水252.5亿m3；生活用水175.4亿m3，人均日生活用水量达到213.4升，其中居民家庭用水量110.8亿m3，家庭用水占生活用水量的63.2%；用水人口达到22523.1万人，用水普及率为95.16%；城市供水能力已基本适应现阶段社会经济发展和人民生活的需要。3.近20年城市供水量变化趋势分析自1978年以来，城市供水量变化基本可以分成三个阶段：1984年以前的缓慢发展阶段，1984年至1994年持续快速上升阶段和1994年以后供水量窄幅波动并逐年下降阶段。由图1和表1可见，现阶段城市供水量已基本满足社会经济发展和人民生活的需要。4.实施长期水价和水需求管理战略确保城市可持续发展据水利部的统计，80年代初，全国有300多个缺水城市，缺水比较严重的城市有114个，其中：35个城市属于严重缺水城市。缺水城市的地理分布亦由北方和沿海地区扩展到全国。据预测，到2000年，我国城市化水平将达到35%，到2010年将达到45%。城市化进程的加快必将对城市用水提出更为迫切的要求。因此，必须实施长期水价和水需求管理战略确保城市社会经济可持续发展。侵表店-1劳纠城市用水量统贫计垫年难肆份仪供水总量（万踏吨）雷生活供水总量杏（万吨）著生产供水总量姜（万吨）剪1978厕787507皇275854载438501庆1979例832201冻309206裳462066泛1980猫883427败339130锦479935勾1981践969943菜367823瑞518428泡1982川101131屈9鬼391422拉537290弃1983骨106595晕9亚421968辟556188苹1984倒117647悲4金465651些612353傲1985孙128023辉8白519493宴653427离1986招277392沈1臂706971面191611购9尊1987巨298469信7倦759702嗓206335蛙6祸1988堆338584它7剩873800元234563幕4凯1989淋393664树8之930619犹283037挡7仆1990际382342骨5往100102嫁1仗259790既6塘1991车408507啦3寺115992坛9习270116册1灰1992茶429843献7标117292主9写285605盆1荣1993怨450234水1突128254爽3博291538蝶4湿1994酸489462留0隔142245般3蕉313609为9罪1995锹481565份3响158145考1缩273625洒6危1996数466065悉2银167067绞3傻261814富5盾1997剖476065千2熄175400结0栗252500后05.城市家庭用水需求价格弹性和收入弹性据《中国城乡建设发展报告》有关数据统计，城市供水量和需水量数据如下表所示：者表逐2慌进城市居民家庭辈用水量与家庭荐收入组合分析辽年布份无炼供水总量

袭（兵万本m仍3岛）样序家庭收入

仿（赞元蹄/辩月）倾用水人口

驴（万人）状综合用水指标

舱（苦升锦/纠人尊/灰日）符生活用水指标

侍（参升鸣/愈人摧/打日）纳家庭用水指标

积（冬升颗/扶人腰/弟日）没1985揭128023谊8脏243铸9424.3品372宰151核91稼1990鸡382342土5死444左15611.旨1巾671昨176挎111营1996游466065荐2亲1292凯21997丢580崖208善135拨1997梢476000策0央1550吴22523.搭1闭579雪213纱135注：家庭收入为当年价。资料来源〈中国统计年鉴〉，1997。根据上表分析，1996年以来，城市综合用水指标、家庭用水指标基本稳定在580升和135升的水平，说明城市供水量已满足当前居民家庭收入水平上的需水量要求。由于水价长期偏离市场的均衡价格，低于城市供水的长期边际成本，导致同期城市供水行业已由盈利变为亏损。仅1996年全行业亏损额就达1.2亿元（含补贴收入7.7亿元），亏损面高达35.7%。因此，分析水价、家庭收入相对变化引起的需水量相对变化，根据我国实际情况确定最优用水水平，对于制定长期需水量管理是十分必要的。5.1城市家庭用水需求价格弹性的特点现阶段我国城市家庭用水主要是室内生活用水，因此家庭用水需求价格弹性有如下几个特点：A不会由于水价的变动引起需水量的大量增加或大幅减少，需求价格弹性表现为缺乏弹性。B水费支出占家庭收入的比例很小，通常不到1%，水价提高，对居民生活影响较小。C家庭收入提高，居民愿意支付比现行水价更高的水价。5.2城市家庭用水需求价格弹性与需求曲线根据家庭用水的特点，其需求价格弹性可以表述为：水价的相对变动所引起的需水量的相对变动，即其需水量的变化率与水价变化率之比：式中Pe––––城市家庭用水需求价格弹性（q2-q1）––––需水量的变动量（p2-p1）––––水价的变动量p––––水价的绝对量q––––需水量的绝对量按照需求法则，需水量与水价成反向变动，Pe为负值。根据需求价格弹性为缺乏弹性的特点，其绝对值0＜|Pe|＜1。随着水价增加，需求价格弹性逐渐增大。如图3所示，按照1997年城市家庭用水需求曲线计算，当水价为4元/m3时，需求价格弹性为-0.18，当水价为4元/m3时，为-0.64。由1997年城市家庭人均日用水量135升推算，平均水价为0.55元/m3，相应家庭用水需求价格弹性为-0.18，也就是说当年水价提高或下降10%，家庭用水量减少或增加1.8%。计算结果表明，1997年城市家庭平均水价远低于市场供求达到均衡的水平。如果水价调整到0.9元/m3，即：水价提高64%时，城市家庭人均需水量降至125升。家庭人均用水量降低2.8%。我国城市家庭用水需求价格弹性如下表所示：究表文3舅家庭用水需槽求价格弹品性笔(早以类199吼7斩年可比价格计件算缎)芬平均水价（揪元学/m床3畜）阴殖价格弹董性递谁平均水价（胃元幅/m孔3奖）锻尽价格弹鬼性懂续0.50场2.50挂-0.53酬0.75块-0.24嫂2.75芒-0.55宇1.00会-0.30妙3.00坟-0.57什1.25怜-0.33妥3.25悄-0.59洲1.50权-0.38企3.50定-0.61谊1.75瓣-0.43弓3.75洞-0.63蝇2.00姿-0.47锻4.00羞-0.64怀2.25巷-0.50以注框:沟细需求价格弹性询为茅0.2搬5魄元场/m逮3凝水价增量计算兼的点弹性界。欠5.3城市家庭用水需求收入弹性家庭用水需求收入弹性可以表述为：家庭收入的相对变动所引起的需水量的相对变动，即其需水量的变化率与家庭收入变化率之比：式中（p2-p1）––––水价的变动量Ie––––家庭用水需求收入弹性（q2-q1）––––需水量的变动量（I2-I1）––––家庭收入的变动量I––––家庭收入的绝对量q––––需水量的绝对量在相同水价时，低收入家庭用水需求收入弹性大于高收入家庭，水价提高对低收入家庭影响大于高收入家庭。需求收入弹性随着家庭收入的提高而降低，依据1997年城市家庭平均月收入1550元计算，需求收入弹性为0.74，同期最高家庭月平均收入为2491元，其需求收入弹性为0.69。也就是说，在1997年家庭收入的基础上，家庭收入每提高10%，家庭需水量相应增加7.4%。平均水费支出仅占家庭收入0.45%，即使最低收入户亦仅占其全部家庭收入的0.53%。分析结果表明，提高水价对居民生活水平不会产生很大的影响。（详见表4）男表独4199惜7怠年家庭用水需奇求收入弹性促按收入等级划轰分的收入等役级卷殊家庭收入

淘元妇/湖月险奇人均需水量

将LCD愧I欢e尾都水费支出占家善庭收入百分母比着尖最低收入害户书馆876排87.24晶0.77惧0.53怕低收入爸户霜影1089兴103.12图0.76搁0.50躲中等偏下郊户怜米1255匙114.85辨0.75令0.48舍中等收入怒户团茅1466或129.05臂0.74动0.46谦中等偏上巷户芳凳1736戴146.18亭接0.73摄0.44桥高收入展户宁孩2021悼163.16捞0.71巷0.43法最高收入雅户厦帆2599捆194.44鼠0.69锄0.406.家庭用水需求方程实践经验证明，当居民收入和其他因素不变，需水量是所有可能价格的函数。水价高时家庭用水量少，水价低时，用水量多。因此，需求曲线的坡度向右方下斜。水价增加不会导致水量同比例增加，需求曲线为非线性需求曲线。根据家庭用水的特点，家庭用水需求曲线上任意点切线的价格弹性为：讽即：墓排锄疲反席由于需求拥曲线任意点切齿线需求价格弹间性（横轴公式栏）挖：逃纹弦忘P纤e往=(q茅1躁-q)/q漫需求方程辽：珍屡象当娇qq1,q珍1纷→改最低用水量时忙每待P=P躺1忧因此，家攻庭用水需求方食程调：勤际家庭用水崭需求方程实践辩使用中必须经夹过供水损失修尊正。利用该方辨程开发的城市优家庭需水量计走算模型可以用耀来预测水价变带动引起的城市天家庭需水量的殊变化和消费者贫支付愿望。如遵果尼199博8胶年家庭用水平喂均水娃在急199腊7压年平均水神价有0.5户5压元皂/m局3药基础上调整妄到锣0.通9市元巴/m漂3串，其翅后着8侵年内每年提葛高筒10腔%酸，供水损失铜率销15盗%变，家庭收入增杀长率戴为及4碰%幅，通货膨胀却率地3晓%来，用水人口年靠增长率捕为跟2英%屠，城市家庭人餐均日需水量牛到蔑200华4童年基本可保持抬在敬199匠7丛年需水量水平辜（贷199恩7敬年城市居疾民家庭不同收隶入等级需求曲侍线须和雀200瘦0砍年马、卵200香5乐年仍和侵200线7慌年城市家庭用丙水需求曲线见卖图刮3束、头图架4茶。旷住依据前述爆条件分析，如愈果我国城市家旨庭需水量得到洪很好管理判，不199赞7曲年的城市供水改量可以满轿足眉200嫁0患年家庭用水量缺的需求，伙至禽200护7税年城市用水人偷口如果增加蝴到苹2.8庭9骑亿人，即：黎比俱199觉7表年增俘加牲30滤%将，城市家庭需碗水量仅增茄加捆3伏3友亿朴m祸3幕，扯比运199灶7齿年增暮加巩32.11玉%始；同期水价扰以趟199罩7士年可比价格计看算增弃加粪167游%丢；水费支出占酸家庭收入的百张分比同期增弟加尘1.8坚3州倍，占家庭收练入消的胞0.84娱%燕。按照国际标成准衡量，水费舒支出占家庭支议出的比例仍然雀属于较低水平声。实施有效的迟城于市家庭需水量厨和水价管理战行略，充分利用弱水价的杠杆调捧节作用，不仅低可以缓解下世福纪初城市水资掉源短缺的矛盾盈，而且可以获掠得得极大的社嗽会效益和经济眉效益元。室虽表骗5学姻家庭用水需水槽量预测头年榜卖家庭收剂入绵弹人均需水胶量锄LCD遮平均水价爸（屑199么7起年不变价格）统I叨e折P究e晌1997则1550克134.50前0.55桶0.74堤-0.18础1998膊1612字125.00诚0.87李0.73届-0.26信1999怀1677总129.65课0.85律0.73揪-0.25梁2000码1744岛125.03呈1.07淡0.73式-0.29筐2001庭1814折129.81葡1.04康0.72提-0.29钞2002拘1886蚀134.73痒1.01题0.72伴-0.28候2003瞒1962析128.77抛朵1.27点0.72网-0.33周2004底2040茅133.79驶1.24序0.71峡-0.32大2005置2122规138.96牌1.20蔬0.71骡-0.32忠2006泄2207笛144.27民刘1.17孩0.70策-0.31那2007居2295敲136.80嘉1.47璃0.70提-0.36胁注：水价汁为赠199宝7贷年可比价格陡表眉6公佛家庭用水需析水量量预测波年锁用水人口

朵（亿人）虾人均日需水船量畅(付L/cd)胜年需水量

伞（腰亿猫m良3熔）叨蓝水费支出占收顿入的百分暂比泰脉1997励2.22仆134棕109固0.46%岛1998馅2.27柱125钞104孟0.65%读1999撒2.33投130蝶110披0.63%塔2000浅2.39葡125成109肝0.74%氏2001胁2.45励130仔116笋0.71%疫2002耍2.51测135续124炒0.69%奋2003磨2.58兽129泪121恼0.80%奉2004狭2.65爹134筛130洒0.78%忠2005源2.73两139方138居0.76%覆2006石2.81搅144绝148沫0.73%半2007厦2.89消137拦144毯0.84%伙7.指愈城市供水的长慈期边际成本（挣费用）本从理论上刻讲，如果资源挣能够得到有效夫分配，其价格碗必须等于提供灌该资源极其服丽务的长期边际测成本（费用）船。所设谓点“挠边际成股本砖”舒不是指为当前银该系统提供资悠源和服务的费驼用，而是指系刑统内现有水量慌已得到全部充阻分利用须提供咸下一个同样规去模水量（单位阀增量水量）的愚成本（单位增厨值成本）失。秀沉当水价低美于城市供水的奋长期边际成本监（费用）时，蜻必然产生过量表需求。因此，限必须长期持续楼的提高城市供昼水水价，使城碰市供水价格趋忍向于长期边际洞效益与长期边乏际成本达到平复衡时的价格水帐平，从而提高瞒城市用水效率湿。朱寒表众7蔬石家庄市城市三供水长期边际寺成本估算实例戚水源开收发剩探输目水央衫净筛水红敬管网改秀造之摧污水处钳理膛米可变成网本岂拼产水舰量剥薄年菊垒万尿元国晒万定元拌绘万奉元话衔万器元查肉万她元价雁万章元蹄禽万垃m吸3诵/味年伯父1学5662悄566潮2335牌

应

祖

饲

母2花8493雨5846棚7136闻1131咏

确

走

蠢3虚11324梯7193者5995鞭1484简16238惧

樱

于4技2831端4271溉18352汗5547枪15425刷

形

镜5章283这261亏4597蜜9046茧12572修

辛

境6恶283罢544精1152幕3599牧1327茧986佩2190三7从283国544隙1152荡624才1327港1971任4380袖8略283遵544峰1152态624唯1327麦2957棒6570黑9页283鹅544厨1152叶624厨1327卵3942垦8760纤10学283泻544泥1152序624筋1327白4928饿10950绪11结283溉544迈1152激624壶1327谜4928融10950群12扛283析544极1152炭624痰1327熔4928观10950侦13鲁283西544鸽1152绑624袜1327补4928址10950搁14短283部544手1152顾624肃1327错4928肆10950借15林283强544逼1152歇624扒1327蛛4928芽10950径16惰283锯544稼1152带624片1327末4928纹10950思17麦283水544查1152掀624牧1327灭4928用10950佛18射283物544负1152旗624做1327往4928咳10950步19贱283倚544岁1152公624岁1327抬4928努10950云20殿283奔544假1152棵624枝1327斑4928凑10950渠21苹283绕544胀1152肤624届1327杀4928串10950但22惊283施544别1152袭624拿1327究4928请10950柿23放283停544摩1152弦624蔑1327身4928抬10950罪24馅283驻544敬1152元624旺1327纹4928疑10950墓25脊283线544唉1152休624蹦1327处4928焦10950拢26乖283腾544译1152脂624北1327钻4928盲10950秩27捷283住544念1152透624跑1327鸡4928普10950扒28杆283胞544流1152翼624昏1327报4928障10950持29套283京544书1152异624基1327剑4928皆10950迟30誉283烧544订1152专624毅1327辅4928帽10950巩31日283似544卖1152仪624貌1327责4928以10950浑经济折现蚊率取10%鼻

炭

拾

童

膜

光

霜24393蓬16924水34466推18352扁46089欢36963稳82132别单位成本（岁元铜/m只3晶）色销0.30市0.21洪0.42啦0.22浇0.56踏0.45块2.16性依照上述坛计算结果分析安，该市现行水敞价远低与供水签的长期边际成驳本，只有连续辛提高水价才能质够消除过量需畅求，达到供求皱平衡。否则，铁将面临更为严嗽重的城市供水斤和水资源短缺逃局面六。冬币8.惰吗水价和需水量歇动态管理差按照市场壳供求法则，水贪价上升，需水油量将下降，收波入增加需水量安将增加。在全份世界范围内，迎如果忽略价格无因素而不对需灭水量加以约束镇，不计成本的集向城市无偿提始供供水在任一荐城市都是不可普持续的。因此篇，在我国这样椒一个人均水资见源极为有限的剩国家加强水价烈和需水量管理枯应作为城市可衬持续发展战略袋的重要内容。府在我国由于提户高城市供水水卖价受到政府和惊各种因素约束反，虽然政府采烈取提供财政补购贴的办法解决乡低水价给供水况企业造成的财虾政亏损，但是难从经济学原理蹈出发，这种做耗法在实践中是抄十分不可取的樱。水价不仅应母当反映供水企塞业的财务成本替，更重要的水南价应当是给用洁户提供水资源斑丰缺的信号。倒当水价受到限型制（管制价格串），水价不月仅低于市场的油均衡价格，而吹且低于供水的岗长期边际成本男时，用户体验俊不到水资源的路紧缺，用水量音远远大于实际狭的需水量。依逼据这种低水价眠时的用水量预易测未来的需水炸量，城市必然瓜将面临严重的箩水资源紧缺。猪水价和需姥水量管理动态割管理的目的就热是使水价趋向告于市场均衡的绢价格。如保图两5扰所示，中以灶199驴7临年城市供水曲衡线和估算的长鼻期边际成本曲待线（供给曲线颤）为例怜：睡199谦7薯年家庭用水水顶价酸为幕0.5携5毫元肾/m哪3蜓，城市家庭人妹均日用水量霜为单13坝5杏升组（查Q坐1积），需水量大摄于供水量，市动场产生短缺。解满足需水量质（捉Q伞1讨）的长期边际明成本约铅为歇2.警2样元木/m卖3裹，如果水价提纱高到长期边际伏成本的水平，延用水量将大幅久降低，此时需它水量过剩，水宇价将降低到达穴到喊（鱼Q称2棉），循环上述纪过程，市场供兔求最终达到均谈衡。由于需水业量曲线随着收瑞入的增加向右弊上方平移，供仗水曲线随着边乡际成本的提高弹向左上方平移幅。所以，水价肉和需水量的动机态管理是连续哗的过程膀。膝