王志華

（河南省開封水文水資源勘測局，河南 開封 475001）

0 引言

水資源短缺已成為世界性的重大問題。 開封市要建成百萬人口的城市，人口的增加，經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，將會使水資源問題變得更為突出。 為了解決這一問題，就要認(rèn)真貫徹嚴(yán)格的水資源管理制度，嚴(yán)守“三條紅線”（第一條紅線是建立水資源開發(fā)利用的控制紅線，嚴(yán)格實(shí)行用水總量控制；第二條紅線是建立用水效率控制紅線，堅決遏制用水浪費(fèi)；第三條紅線是建立水功能區(qū)限制納污紅線，嚴(yán)格控制入河排污總量）。 否則，必將制約開封市國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展，影響人們的正常生活。

2010 年開封市污水排放量為1.12 億m3，其中工業(yè)廢水占70.9%，生活污水占29.1%。 工業(yè)廢水的比例偏高，使得水質(zhì)更為惡劣[1]。 本文試對開封市的污水可回用量進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的定價方法。 同時，結(jié)合該地區(qū)污水排放、處理成本和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，對污水回用成本和污水費(fèi)用進(jìn)行分析，從而為該地區(qū)污水回用的決策和實(shí)施提供參考依據(jù)。

1 開封市可利用回用量計算

1.1 農(nóng)業(yè)可利用回用水量計算

回用水雖然經(jīng)過了一定的處理，達(dá)到了相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但是水質(zhì)仍然比較差。 為了安全起見，需要對回用水的使用區(qū)域做出一定的限制，選擇曾經(jīng)使用過污水灌溉的區(qū)域最為合適。 由此確定的回用水灌溉范圍為開封市郊區(qū)及惠濟(jì)河干支流沿岸2 km 以內(nèi)。 其中，開封市郊區(qū)可以發(fā)展回用水灌溉面積0.4 萬hm2。

農(nóng)業(yè)灌溉用水量的計算公式為

式中：Wi為灌溉用水量，m3；Qi為單位面積灌溉用水定額，m3/hm2；Ai為灌溉面積，hm2；

以市郊灌溉用水量6 825 m3/hm2計算，開封市年灌溉所需回用水量為2 730 萬m3。

應(yīng)當(dāng)注意的是，農(nóng)作物的需水量年內(nèi)分配是不均勻的，4～6 月間，需水量達(dá)到高峰，其他月份用水量較小，比較均勻。 而城市污水處理廠的出水量受季節(jié)影響小。 因此，在灌溉用水少的時候，不能充分利用處理過的污水，如果有水庫等水利工程的調(diào)蓄，可更有效地利用回用水。

1.2 市政可利用回用水量計算

（1）澆灑綠地

采用單位綠化面積指標(biāo)法預(yù)測綠化用水量。 其計算公式為

式中：Wg為綠地用水量，m3；Qg為綠地用水定額，L/（m2·d）；Ag為綠地面積，m2；Tg為供水天數(shù)，d。

《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》GB50282-98 規(guī)定，國內(nèi)城市綠地用水定額為1～3 L/（m2·d）。 考慮城市用水日變化系數(shù)（各類城市的用水日變化系數(shù)為：特大城市1.1～1.3；大城市1.2～1.4；中等城市1.3～1.5；小城市1.4～1.8。 開封市取1.4） 和管網(wǎng)滲透率(取10%)的影響，開封市的綠地用水定額數(shù)值為0.64～1.93 L/（m2·d），取1.5 L/（m2·d）。

根據(jù)開封市環(huán)境規(guī)劃指標(biāo)[2]，2010 年開封市園林綠地面積8.84 km2，每年澆水按240 d 計，預(yù)計綠地澆灑年用水量為318.2 萬m3。 從理論上說，這部分綠化用水都是可以用回用水替代的。 如有一半以回用水替代，則每年可利用回用水159.1 萬m3。

（2）沖刷道路

計算公式為

式中：Ws為道路用水量，m3；Qs為道路用水定額，L/（m2·d）；As為道路面積，m2；Ts為供水天數(shù)，d。

開封市道路面積為486.5 萬m3。 國內(nèi)城市道路、廣場用水定額為2～3 L/（m2·d），考慮管網(wǎng)損失和用水日變化系數(shù)對用水定額的影響（管網(wǎng)滲透率取10%，用水日變化系數(shù)取1.4），開封市道路、廣場用水定額為1.28～1.93 L/（m2·d），取較小值1.3 L/（m2·d），所以沖刷道路需水量為0.63 萬m3／d，每年沖刷的時間以7 個月計，則每年用水量132.3 萬m3。 如有一半以回用水代替，則每年可利用回用水66.2 萬m3。

1.3 工業(yè)可利用回用水量計算

2010 年，開封市區(qū)部分行業(yè)用水情況如表2 所示。 其中，適合使用回用水的行業(yè)有：黑色金色冶煉及壓延加工業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、金屬制品業(yè)、普通機(jī)械制造業(yè)、電力、熱水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。 這些行業(yè)的總需水量為2 369 萬m3，如果其中30%以回用水代替，則每年可用回用水量710.7m3。

表1 開封市區(qū)各行業(yè)年用水情況調(diào)查表Table 1 Questionnaire of various industries water use in urban area of Kaifeng

1.4 污水資源總回用量計算

僅考慮最容易實(shí)現(xiàn)的污水回用方式，即農(nóng)業(yè)回用、澆灑綠地、沖刷道路和部分工業(yè)用水，開封市每年可利用回用水總量為3 666 萬m3。

2 污水回用定價研究

2.1 水的價格構(gòu)成

結(jié)合相關(guān)水價理論，可把水價分為4 個組成部分：水資源費(fèi)，水利工程水費(fèi)，自來水處理費(fèi)，污水處理費(fèi)[3]。

（1）水資源費(fèi)。 自然界的天然水雖然不是人類勞動的產(chǎn)物，但是人們要取用天然水資源，同樣應(yīng)該付出代價。 這個代價包括其他用水者減少用水的損失，其他用水類別減少用水的損失。 即使個人不付出代價，社會也會為此付出代價。 這個代價表現(xiàn)為水資源的價格，即水資源費(fèi)。 （2）水利工程費(fèi)。 水利工程費(fèi)指為彌補(bǔ)水文勘探、 水質(zhì)監(jiān)測和河道、水庫、溝渠等水利工程設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)管理成本而收取的費(fèi)用，應(yīng)包括稅金和適當(dāng)?shù)睦麧櫋?（3）水處理費(fèi)。 自來水處理費(fèi)是為彌補(bǔ)獲取原水、加工和輸送分配自來水等發(fā)生的成本，即建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)與自來水相關(guān)設(shè)施的成本而收取的費(fèi)用，應(yīng)包括稅金和適當(dāng)?shù)睦麧?。?）污水處理費(fèi)。水資源在使用后會排出一定量的廢水，這些廢水會造成污染，對社會和個人帶來了危害。 治理污染、保護(hù)水環(huán)境，需要付出一定的費(fèi)用，這部分費(fèi)用反映到水價中，就是排污費(fèi)。

2.2 回用水的定價

（1）排污費(fèi)。 自來水在使用后，不可避免地要排放一定量的廢污水。 對城市污水進(jìn)行處理、以達(dá)到回用要求的過程中所產(chǎn)生的處理費(fèi)用，應(yīng)當(dāng)在自來水成本和回用水成本之間分?jǐn)偂?/p>

（2）最優(yōu)污染水平的確定。 環(huán)境容量是指大氣、水、土壤等環(huán)境所允許承納的污染物質(zhì)的數(shù)量。 當(dāng)污染量小于環(huán)境容量時，自然界可以容納和凈化污染物，但當(dāng)污染物的排放量明顯超過環(huán)境容量時，就會造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞。 那么，是不是把污染水平控制在環(huán)境容量之內(nèi)，甚至完全沒有污染物排放就是最優(yōu)污染水平呢？ 顯然不是，資源開放的目的是實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益，如果一味追求低污染排放量，則必然影響經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。 但是，我們也不能不顧一切地以犧牲環(huán)境質(zhì)量為代價來發(fā)展經(jīng)濟(jì)。 解決這一矛盾的方法就是尋找一個合適的污染水平。 根據(jù)環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點(diǎn)，最優(yōu)污染水平是指能夠使社會純收益最大化的污染水平[4]。 其過程可以表示為

式中：TSB 為社會純收益；TEC 為治理量為Q時的總外部成本；TC 為治理量為Q 時的總治理費(fèi)用。

社會目標(biāo)是使TSB 最大。 由于TSB、TEC 都是Q 的函數(shù)，所以TSC 也是排放量Q 的函數(shù)。 函數(shù)TSB 極大值的條件為：

故

即邊際私人純收益與邊際外部成本（絕對值）相等時，社會純收益最大。 這樣也就達(dá)到了最優(yōu)排放水平。

（3）污水處理費(fèi)用的分?jǐn)偂?根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978－1996） 中排水系統(tǒng)出水收納水體的功能要求，把污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)分為三個級別。 根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)，可以確定污水處理費(fèi)用的分?jǐn)倖栴}，進(jìn)而得知回用水的處理成本。 由于全國各地區(qū)發(fā)展不平衡，各地區(qū)的污染治理程度差別很大。 在實(shí)際計算中，我們可以簡單地把一級強(qiáng)化處理或者二級強(qiáng)化處理之后的處理費(fèi)用作為回用水的處理成本。

（4）自來水價格對回用水價格的影響。 回用水是作為自來水的替代品出現(xiàn)的，只有在水資源嚴(yán)重不足，必須尋找新的水源來代替；回用水使用應(yīng)具有價格優(yōu)勢，即它必須比自來水成本低廉。 這兩個條件同時具備時，才有可能廣泛地使用。

（5）公眾心理與支付意愿對回用水使用的影響。除了自身成本的問題，公眾心理上對回用水的接受程度也是污水回用能否成功推廣的一個重要因素。有調(diào)查顯示，公眾對于回用水不接觸身體用途的偏好順序為：澆綠地、沖廁所、灑馬路、噴泉、洗車等，而對于洗澡、洗衣服等用途，多數(shù)人持反對意見。因此，加強(qiáng)對公眾的宣傳，消除公眾對回用水安全的疑慮，提高自來水的價格，都能有效地提高公眾對回用水的接受程度[5]。

（6）關(guān)于回用水定價的建議。 回用水在定價上可以參照自來水的定價方式。 自來水普遍采用的是成本加成定價法，這種方法同樣適用于回用水。

開封市將供水市場劃分為生活用水、工業(yè)用水、賓館用水、商貿(mào)用水、機(jī)關(guān)用水五類。 根據(jù)用戶對水的需求，價格彈性從大到小排列為：生活用水﹥工業(yè)用水﹥賓館用水和商貿(mào)用水。 而水價的制訂正好與之相反，生活用水價格最低，賓館用水和商貿(mào)用水價格最高。 回用水的定價也可以采用同樣的方式，但價格應(yīng)低于自來水的價格。 對于需求彈性較小的用戶，既然減小用水量是不可能的，那么使用價格較低的回用水將是個不錯的選擇。 而對于需求彈性較大的用戶，使用回用水同樣可以降低水費(fèi)的支出。

除了采用對不同用戶制訂不同水價的差別定價法外，采用階梯水價也有利于推動回用水的使用。階梯水價是根據(jù)用戶的用水量劃分不同的級別，對不同的級別采用不同的水價，階梯水價又包括了遞減階梯水價和遞增階梯水價。 例如，設(shè)定兩個用水量標(biāo)準(zhǔn)Q1、Q2(Q1﹤Q2)，當(dāng)用水量Q 不超過Q1時，水價為P1，當(dāng)用水量Q 大于Q1、小于Q2時，超出的部分按P2計；當(dāng)用水量超過Q2時，超出的部分按照P3計。

在用水量不同時，水費(fèi)總額為：

如果P3>P2>P1，則稱之為遞增階梯水價，反之，P3

在自來水供應(yīng)中，人們通常提倡采用遞增階梯水價，其目的是為了節(jié)約用水，但是這只對需求彈性較大的用戶有好的效果。 在回用水使用中，如果對需求彈性較小的用戶采用遞減的階梯水價，就意味著企業(yè)采用更多的回用水代替自來水，將會進(jìn)一步降低水費(fèi)的支出。 這對于鼓勵企業(yè)使用回用水是十分有利的。

前面提到的回用水的定價主要是指面對城市回用水用戶而言的，事實(shí)上，對用于農(nóng)業(yè)的回用水，定價將比較簡單。 因為農(nóng)業(yè)灌溉對回用水的要求不高，城市污水處理廠的二級出水可以直接用于農(nóng)業(yè)灌溉。 因此，污水處理費(fèi)可不計入農(nóng)業(yè)回用水的成本中。 另外，農(nóng)業(yè)回用水輸水的渠道可以使用已有的灌溉渠道，或者在原有渠道的基礎(chǔ)上做適當(dāng)?shù)男薷摹?但是，回用水用于農(nóng)業(yè)灌溉的實(shí)際成本與河道引水灌溉的成本相當(dāng)。 近年來，農(nóng)業(yè)水價也在不斷的提高，灌區(qū)農(nóng)民用水也要向水管部門交納水費(fèi)，水費(fèi)中不僅包括灌區(qū)水管部門的管理費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)、維護(hù)費(fèi)等，還包括水資源費(fèi)。 相比之下，回用水可以免費(fèi)從污水處理廠獲取，因而省去了水資源費(fèi)。 對于開封市而言，利用城市污水處理廠的出水對周圍農(nóng)田進(jìn)行灌溉，比從黃河引水的輸水距離更近，因此成本也相對低廉。

3 結(jié)語

當(dāng)污水經(jīng)過處理被用于回用目的后，這種回用水就變成了一種商品，其價格構(gòu)成與自來水的價格構(gòu)成關(guān)系密切。 本文是在自來水實(shí)現(xiàn)完全成本水價的基礎(chǔ)上進(jìn)行回用水定價研究的。 從理論上說，回用水價格中包含的水處理費(fèi)是在最優(yōu)污染水平確定后從總的污水處理費(fèi)用中分離出來的。 為了便于實(shí)施，把污水一級強(qiáng)化處理或者二級強(qiáng)化處理之后的所需費(fèi)用劃歸回用水設(shè)施，也是可以讓人信服的。 因為從保護(hù)環(huán)境的角度看，即使不進(jìn)行污水的回用，在排放之前對污水進(jìn)行一級強(qiáng)化處理或二級強(qiáng)化處理，也是很有必要的。

由于不同的回用方式所需要的處理和運(yùn)行方式有很大的不同，因此不同的回用方式會產(chǎn)生不同的成本。 由于缺乏必須的數(shù)據(jù)，本文并沒有具體對不同回用方式的回用水定價，但是可以肯定的是，用于農(nóng)業(yè)的回用水價格將會很低，所有用途的回用水價格都不會高于自來水價格，否則這種回用方式就不會被考慮。 另外，采取有效率的定價模式，會提高回用水的使用效果。 這些都應(yīng)該是水價制訂時應(yīng)該考慮的內(nèi)容。

[1] 開封市水利局. 開封市水資源公報 （2008 年）[R]. 開封：開封市水利局，2009.

[2] 開封市水利局. 開封市水資源公報 （2009 年）[R]. 開封：開封市水利局，2010.

[3] 肖錦. 城市污水處理及回用技術(shù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：101.

[4] 楊偉紅等. 開封市水資源保護(hù)與污染防治研究[J]. 中國農(nóng)村水利水電，2003（6）：50－52.

[5] 王秀艷. 城市水循環(huán)途徑和水回用技術(shù)分析及研究[D]. 天津：南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，2002.