胡連起
國家城市給水排水工程技術研究中心

　　1. 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；城市供水量已達到476億立方米。城市需水量已由改革開放初期的噴發式上升過渡到平緩發展，并在近年出現下降的新趨勢。
　　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、經濟發展以及人口分布極不協調。長期以來，我國城市基礎設施建設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。低水價導致過高的用水需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上與我國面臨的有限的水資源極不協調。為確保21世紀城市可持續發展，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。
　　本文在城市供水現狀分析基礎上，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測了到2007年城市家庭需水量的基本參數。

　　2. 城市供水現狀

　　截至1997年底，全國共有設市城市668個，城市人口36699.4萬人。城市日供水能力已由1949年的240.7萬m³/日，增至20784.4萬m³/日，城市供水總量達到476億m³，全年生產用水252.5億m³；生活用水175.4億m³，人均日生活用水量達到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%；用水人口達到22523.1萬人，用水普及率為95.16%；城市供水能力已基本適應現階段社會經濟發展和人民生活的需要。

　　3. 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年以前的緩慢發展階段，1984年至1994年持續快速上升階段和1994年以后供水量窄幅波動并逐年下降階段。由圖1和表1可見，現階段城市供水量已基本滿足社會經濟發展和人民生活的需要。

　　4. 實施長期水價和水需求管理戰略 確保城市可持續發展

　　據水利部的統計，80年代初，全國有300多個缺水城市，缺水比較嚴重的城市有114個，其中：35個城市屬于嚴重缺水城市。缺水城市的地理分布亦由北方和沿海地區擴展到全國。
　　據預測，到2000年，我國城市化水平將達到35%，到2010年將達到45%。城市化進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略確保城市社會經濟可持續發展。

　　　5. 城市家庭用水需求價格彈性和收入彈性

　　據《中國城鄉建設發展報告》有關數據統計，城市供水量和需水量數據如下表所示：

　　注：家庭收入為當年價。資料來源〈中國統計年鑒〉，1997。
　　根據上表分析，1996年以來，城市綜合用水指標、家庭用水指標基本穩定在580升和135升的水平，說明城市供水量已滿足當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，導致同期城市供水行業已由盈利變為虧損。僅1996年全行業虧損額就達1.2億元（含補貼收入7.7億元），虧損面高達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，根據我國實際情況確定最優用水水平，對于制定長期需水量管理是十分必要的。
　　5.1　　城市家庭用水需求價格彈性的特點
　　現階段我國城市家庭用水主要是室內生活用水，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，居民愿意支付比現行水價更高的水價。
　　5.2　　城市家庭用水需求價格彈性與需求曲線
　　根據家庭用水的特點，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：

　　我國城市家庭用水需求價格彈性如下表所示：

　　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
　　I_e ––––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1997年城市家庭平均月收入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年家庭收入的基礎上，家庭收入每提高10%，家庭需水量相應增加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%。分析結果表明，提高水價對居民生活水平不會產生很大的影響。（詳見表4）

　　6. 家庭用水需求方程

　　實踐經驗證明，當居民收入和其他因素不變，需水量是所有可能價格的函數。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。水價增加不會導致水量同比例增加，需求曲線為非線性需求曲線。根據家庭用水的特點，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）：

　　P_e=(q₁-q)/q

　　需求方程：

　　當qq1,q1→最低用水量時

　　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過供水損失修正。利用該方程開發的城市家庭需水量計算模型可以用來預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基礎上調整到0.9元/m³，其后8年內每年提高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。

　　依據前述條件分析，如果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%。按照國際標準衡量，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略，充分利用水價的杠桿調節作用，不僅可以緩解下世紀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濟效益。

　　注：水價為1997年可比價格

　　7. 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的長期邊際成本（費用）。所謂“邊際成本”不是指為當前該系統提供資源和服務的費用，而是指系統內現有水量已得到全部充分利用須提供下一個同樣規模水量（單位增量水量）的成本（單位增值成本）。
　　當水價低于城市供水的長期邊際成本（費用）時，必然產生過量需求。因此，必須長期持續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到平衡時的價格水平，從而提高城市用水效率。

　　依照上述計算結果分析，該市現行水價遠低與供水的長期邊際成本，只有連續提高水價才能夠消除過量需求，達到供求平衡。否則，將面臨更為嚴重的城市供水和水資源短缺局面。

　　8. 水價和需水量動態管理

　　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，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作為城市可持續發展戰略的重要內容。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造成的財政虧損，但是從經濟學原理出發，這種做法在實踐中是十分不可取的。水價不僅應當反映供水企業的財務成本，更重要的水價應當是給用戶提供水資源豐缺的信號。當水價受到限制（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，用水量遠遠大于實際的需水量。依據這種低水價時的用水量預測未來的需水量，城市必然將面臨嚴重的水資源緊缺。
　　水價和需水量管理動態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（Q₁），需水量大于供水量，市場產生短缺。滿足需水量（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，水價將降低到達到（Q₂），循環上述過程，市場供求最終達到均衡。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的提高向左上方平移。所以，水價和需水量的動態管理是連續的過程。

　　綜上所述，面臨我國水資源缺乏的現實，實施水價和需水量管理將會提高用水效率，促進城市節水工作的深入開展。

　　9. 城市用水經濟效率的判定

　　由于水價等于供水的邊際效益，供水曲線代表提供相應水量的邊際費用。因此，城市水資源管理目標應使城市供水凈效益最大化；既城市供水的邊際效益等于邊際費用，從而達到用水的經濟效率。

　　由圖6可見，水價P1為邊際效益與邊際費用相等時的價格；既最優價格。水價不論高于或低于P1，都將降低水的使用效率。如果邊際費用超過供水水價，不可能收回全部供水成本，為了維持供水企業的正常運營，政府只有采取給予財政補貼的辦法；其結果加大了水的需求，產生新的供水不足的矛盾。如果水價高于供水的邊際費用，由于價格杠桿的調節作用，需水量受到過份抑制，不能充分使用現有的供水設施能力，有水供不出去，供水企業虧損，同樣降低水的使用效率。
　　在實施需水量管理時應綜合采用法律、行政、技術和財政措施；根據水需求確定和調整產業結構、經濟結構；此外，加強宣傳教育，提高全民對水資源危機的認識，為實現水資源持續利用和城市社會經濟可持續發展，將發揮重要作用。

　　主要參考文獻：

　　[1]　《中國統計年鑒》 1997，中國統計出版社
　　[2]　《中國城鄉建設發展報告》 1997，中國城市出版社
　　[3]　《中國城市統計年鑒》 1996，中國統計出版社
　　[4]　《微觀經濟分析》 黎詣遠 清華大學出版社
　　[5]　MICROECONOMICS, Third Edition, R. S. Pindyck and D. L. Rubinfeld Prentice-Hall International, Inc. 1996
　　[6]　ECONOMICS OF WATER RESOURCES PLANNING, L. Douglas James R. LEE McGraw-Hill Book Company 1971