馬 濤，張 雪，樊 宇，陳鳴岐

（1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)城市水資源與水環(huán)境國家重點實驗室，哈爾濱 150001；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院，哈爾濱 150001）

隨著水資源擴大需求與有限供給矛盾不斷加劇，水價作為調(diào)節(jié)水資源平衡的重要手段，在社會發(fā)展中起到重要作用。隨著我國市場經(jīng)濟體制的不斷深化，水價改革步伐加快，如何合理制定水價，能夠反映市場價值是亟待解決的問題。

20世紀(jì)80年代以來，學(xué)者開始研究如何利用水價調(diào)節(jié)水資源的供需矛盾。在水資源定價方面，邊際成本模型和平均成本模型在實證中得到廣泛應(yīng)用，并且水價可通過優(yōu)化水資源、水量成本和水需求得出[1-2]。在水價應(yīng)用方面，Mohayidin通過分析農(nóng)業(yè)局部均衡模型和用于宏觀層面的一般均衡得出，邊際成本的短期影響可能會擴大到固定成本的長期影響[3]。Rinaudo通過分析法國南部的城市水價得出，水價還未成為促進(jìn)節(jié)水的手段，在建立水價模型時，需要權(quán)衡生態(tài)有效性、成本回收和公平性[4]。我國學(xué)者從20世紀(jì)80年代開始水資源的有償使用和水資源價格研究，李金昌采用供求價格法和逆算法相結(jié)合的方式估算水資源價值[5]。胡昌暖采用成本計算法和倒推法確定水資源價格標(biāo)準(zhǔn)[6]。

國外學(xué)者對水資源的研究大多采用平均成本和邊際成本定價法，而我國學(xué)者主要采用全成本計算法、階梯式水價模型和需求彈性法。成本計算法雖然發(fā)展比較完善，我國資源水價和環(huán)境水價的理論和實踐不完善；階梯式水價能夠達(dá)到水商品定價的目標(biāo)，具有補償成本、合理收益、節(jié)約用水、公平負(fù)擔(dān)的優(yōu)勢，但不易確定分段水量和水價，使用水戶難以準(zhǔn)確了解邊際成本價格；需求彈性法簡單易于計算，但忽略水質(zhì)等影響水價的其他因素，僅反映用水量這個因素。因此，本文以哈爾濱城市用水為例，分別用三種模型對水價進(jìn)行分析。通過三種模型的對比分析為城市水價調(diào)整提出合理建議。

1 水價分析結(jié)構(gòu)構(gòu)建

1.1 城市居民用水水價模型構(gòu)建

1.1.1 全成本定價模型

全成本計價模式將水價分為5個構(gòu)成部分，旨在計算水價的所用機會成本，模型如下：

P=PWT+PPC+PEC+E+T

式中，P為全成本水價，PWT為資源成本，PPC為工程成本，PEC為環(huán)境成本，E為利潤，T為稅收。

1.1.2 階梯式水價模型

階梯式水價模型實質(zhì)為居民制定二級價格歧視，即根據(jù)用水量的不同制定不同的價格。通過實施階梯式水價可以充分發(fā)揮水價的經(jīng)濟杠桿作用，促進(jìn)居民節(jié)水。階式計量水價體系可用如下函數(shù)式來表示：

式中，qn表示實際用水量；q1、q2、q3、……qn分別表示每一階的分段水量；p1、p2、p3、……pm分別表示相對于分階水量的各段用水單價。

1.1.3 需求彈性模型

需求彈性是用來表示影響需求的諸因素發(fā)生變化后，需求量做出反應(yīng)程度大小的一種方法[13]。用水的需求彈性計算公式如下：

式中，Y為月人均用水量；a為常數(shù)；X1為居民實際用水水價；X2為月均實際水費支出；E1為價格需求彈性；E2為收入需求彈性。

根據(jù)需求價格彈性的幾何意義可知，當(dāng)價格越高時，E1越大，意味水價的提高對用水量的控制作用就越強。同理，水資源需求收入彈性E2表示需求量的相對變化對收入相對變化的靈敏程度。

1.2 生產(chǎn)用水水價模型構(gòu)建

首先考慮生產(chǎn)用水需求量對用水價格的反應(yīng)程度，價格彈性基本公式為：

Q=kPE1

式中，P為實際生產(chǎn)用水水價；Q為生產(chǎn)用水水量；k為常數(shù)；E1為水需求價格彈性。

在此基礎(chǔ)上考慮用水需求的收入彈性可得：

Q=kPE1IE2

式中，I為實際工業(yè)總產(chǎn)值；E2為收入需求彈性。上式為可用來計算水價彈性和收入彈性的需求彈性模型。

分析生產(chǎn)用水水價時所用的需求彈性模型類似于生活用水中的需求彈性模型，但兩者有所區(qū)別。一方面，生產(chǎn)用水和生活用水的統(tǒng)計單位不同，生活用水是以每人為統(tǒng)計單位，生產(chǎn)用水是以全體工業(yè)為統(tǒng)計單位；另一方面，兩者所用的收入需求彈性的解釋變量不同，因此本文分別分析哈爾濱市生活用水和生產(chǎn)用水。

2 城市居民生活用水水價分析

2.1 全成本定價模型

由于近年哈爾濱市居民用水價沒有大幅度變化，因此本文通過實地調(diào)研哈爾濱市現(xiàn)行居民用水成本情況，哈爾濱市水價構(gòu)成因素為：水資源費用0.48，運營成本費（凈水處理費、管道配水費、管理費）1.68，稅收0.24，污水處理費0.8，用戶最終負(fù)擔(dān)價3.2。

可見，居民生活用水水價的構(gòu)成基本遵循全成本定價模型。但在計算水價時沒有包含利潤。

2.2 梯式水價模型

2.2.1 第一級水價確定

居民用水量主要受收入影響，且與收入近似保持正比關(guān)系。第一級水價通過分析哈爾濱低保戶家庭的用水情況制定，本文通過三年數(shù)據(jù)大致反映哈爾濱市低保戶用水情況[12]。

表1 哈爾濱市低保戶家庭水費支出占收入的比率Table 1 Expenditure on water compare with total income of low-income family in Harbin

考慮對城市低收入家庭的水費開支不造成太大沖擊，水費支出占收入的比率作適當(dāng)調(diào)整，具體順序為2%、2.5%、3%。根據(jù)表2數(shù)據(jù)計算得出一級水價上調(diào)順序為2.47、3.09、3.71元/m3。

2.2.2 第二級水價確定

亞太經(jīng)濟和社會委員會（ESCAP）建議，居民用水的水費支出應(yīng)不超過家庭收入的3%，并且哈爾濱市多年收費調(diào)查證明，生活用水水費支出占實際收入的百份比應(yīng)以2.5%～3%為宜。通過哈爾濱市用水?dāng)?shù)據(jù)得到，1995～2010年哈爾濱市居民平均水費支出占人均消費支出百分比介于0.67%～2.29%。

基于以上幾點判斷，一戶三口之家的水費支出占消費支出的比例確定在1%-3%，為了減少水費負(fù)擔(dān)對居民心理承受能力的影響，水費負(fù)擔(dān)可以分階段上調(diào)，從1%、1.5%、2%進(jìn)行調(diào)整。通過哈爾濱市2006-2010年統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出，哈爾濱市人均月消費支出為1178.1元，計算得第二級水價上調(diào)順序為3.08、4.61、6.15元·m-3。

2.2.3 第三級水價確定

這一部分用水主要是滿足居民用水特殊需要，屬于奢侈性用水。因此，水價可由市場價格附加懲罰性質(zhì)的價格決定。這樣既符合市場經(jīng)濟規(guī)則，又體現(xiàn)公用品價格目標(biāo)的多元化。參考部分亞洲國家居民用水階梯式水價，確定居民用水最高水價與第一級水價的比值分別為3、4.5、6，因此第三級水價為7.41、15.34、22.26元·m-3。

2.3 需求彈性模型

2.3.1 模型建立

根據(jù)上文建立的生產(chǎn)用水需求彈性模型：Q=kPE1IE2對生產(chǎn)用水進(jìn)行分析。由于企業(yè)性質(zhì)以及生產(chǎn)技術(shù)有所差別，因此每家企業(yè)的用水量會產(chǎn)生較大差異。為了便于分析，將哈爾濱市全部企業(yè)的生產(chǎn)用水情況考慮為一個整體進(jìn)行分析，考慮水價對整體工業(yè)發(fā)展的影響。

將第二部分的模型取對數(shù)得到：

lnY=E1lnX1+E2lnX2+lna

令y=lnY，x1=lnX1，x2=lnX2，c=lna則上式變?yōu)椋?/p>

y=E1x1+E2x2+c

2.3.2 數(shù)據(jù)處理

本文選用哈爾濱市1991～2010年面板數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，考慮物價水平的變化，以1991為基年，對各年數(shù)據(jù)進(jìn)行平減處理，以消除通貨膨脹的影響，平減后的數(shù)據(jù)見圖1。

圖1 1991～2010年哈爾濱市居民用水?dāng)?shù)據(jù)Fig.1 Data of household water-comsuption in Harbin from 1991 to 2010

從圖3中可以看出，人均用水量基本保持不變，在2000年之前呈現(xiàn)緩慢增長趨勢，在2000年之后呈現(xiàn)緩慢下降趨勢，實際水價和實際可支配收入呈上升趨勢。圖3表明，一方面，哈爾濱市經(jīng)濟發(fā)展良好，居民的消費偏向于多樣化，購買更多水資源的替代品，減少對生活用水的使用；另一方面，實際水價的上升抑制了居民生活用水消耗。

2.3.3 計量結(jié)果分析

對構(gòu)建的回歸模型進(jìn)行分析，結(jié)果如下：

統(tǒng)計分析結(jié)果顯示，水價對用水量起促進(jìn)作用，可支配收入對水價起抑制作用，與實際情況不符，雖然方程擬合效果很好，但不具經(jīng)濟學(xué)意義。

2.3.4 模型改進(jìn)

由于上述的模型無法解釋實際問題，本文對實際值和預(yù)測值進(jìn)行對比分析，結(jié)果如圖2所示。

圖2 1991-2010年實際值與預(yù)測值比較Fig.2 Compared real value with forcast value from 1991 to 2010

可知，實際值與預(yù)測值之間在2000年存在較大差異，因此對方程進(jìn)行鄒檢驗，尋找斷點，結(jié)果為：F-statistic：37.61117；Probability：0.000001；Log likelihood ratio：44.07636；Probability：0.000000。

可以從表4中看出，斷點為2001年，因此對數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分，首先對1991～2000年數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，其次對2001～2010年數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

通過對1991～2000年的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析得到如下方程：

統(tǒng)計分析結(jié)果顯示決定系數(shù)為0.607，說明方程的擬合程度較高，且方程在5%的檢驗水平上顯著，說明水價制定基本滿足需求彈性模型。水價和人均可支配收入都對生活用水需求量有明顯的影響，收入彈性為0.334，即人均可支配收入增長1%，用水量增長0.334%；價格彈性為-0.067，即水價增長1%，用水量下降0.067%。對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理得到如下方程：

Zy=-0.252Zx1+0.995Zx2

通過上述方程可知水價對生活用水需求的抑制作用比收入增加的拉動作用要小，相同增幅下，后者是前者的3.984倍。說明哈爾濱市生活用水水量的增加主要原因是人均可支配收入的增長，調(diào)整生活水價對水需求有一定抑制作用，但并不明顯，不足以抑制水需求絕對量的增長。

對2001～2010年的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析得到如下方程：

統(tǒng)計結(jié)果顯示水價對用水量起促進(jìn)作用，與實際情況不符，說明2001-2010年水價不是由需求決定。因此，對水價進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)上文得出的階梯式水價模型，應(yīng)用方案一，根據(jù)居民的家庭用水量確定水價，調(diào)整后的水價如表2所示。

表2 2001～2010年階梯式水價Table 2 Water rate structure price grom 2001 to 2010(元·m3)

根據(jù)表2的結(jié)果計算2001～2010年水需求彈性模型，計算結(jié)果如下：

統(tǒng)計結(jié)果顯示決定系數(shù)為0.940，說明方程的擬合程度較高。方程在5%的檢驗水平上顯著，通過對水價的修改得出的模型基本滿足需求彈性模型，水價和人均可支配收入都對水需求量有明顯影響，收入彈性為-0.876，即人均可支配收入增長1%，用水量減少0.334%；價格彈性為-0.010，即水價增長1%，用水量下降0.010%。對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理得到如下方程：

Zy=-0.064Zx1-1.027x2

通過上述方程可知調(diào)整水價對生活用水需求的抑制作用比收入增加的抑制作用要小，相同增幅下，后者是前者16.047倍。說明用水量減少主要原因是人均可支配收入增長，調(diào)整水價對水需求有一定抑制作用，但并不明顯，對需水量減少的影響較小?？芍涫杖朐黾邮咕用衿蛴谙M更多類型水資源替代品，從而減少水資源需求。

3 哈爾濱市生產(chǎn)用水水價分析

3.1 模型建立

對第二部分模型取對數(shù)得到：

lnQ=E1lnP+E2lnI+lnk

令y=lnQ，x1=lnP，x2=lnI，c=lnk則上式變?yōu)椋?/p>

y=E1x1+E2x2+c

3.2 計量結(jié)果分析

選用哈爾濱市1997～2010年面板數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，考慮物價水平變化，以1997為基年，對數(shù)據(jù)進(jìn)行平減處理，以消除通貨膨脹影響，平減后的數(shù)據(jù)見圖3所示。

圖3 1997～2010年哈爾濱市居民用水?dāng)?shù)據(jù)Fig.3 Data of household water-comsuption from 1997 to 2010

由圖3可見，哈爾濱市生產(chǎn)水量呈下降趨勢，實際水價和實際可支配收入呈上升趨勢。一方面，哈爾濱市經(jīng)濟發(fā)展良好，技術(shù)進(jìn)步使生產(chǎn)用水量減少；另一方面，實際水價上升抑制生產(chǎn)用水消耗。對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，回歸方程如下。

統(tǒng)計結(jié)果顯示決定系數(shù)為0.538，說明方程的擬合程度較高。方程在5%的檢驗水平上顯著，生產(chǎn)用水符合需求彈性模型。水價和工業(yè)總產(chǎn)值都對生產(chǎn)用水需求有明顯影響，收入彈性為0.806，即工業(yè)總產(chǎn)值增長1%，用水量增加0.806%；價格彈性為-1.661，即水價增長1%，用水量下降1.661%。對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理得到如下方程：

Zy=-2.045Zx1+1.808x2

通過上述方程可知調(diào)整水價對生產(chǎn)用水需求的抑制作用比工業(yè)總產(chǎn)值的抑制作用要大，相同增幅下，前者是后者的1.136倍。說明生產(chǎn)用水量的減少主要原因是生產(chǎn)用水水價的增長，生產(chǎn)用水量對價格變化敏感，因此可采用控制價格的方法實現(xiàn)工業(yè)節(jié)水。

4 討論與結(jié)論

a.哈爾濱市水價制定基本符合全成本定價模型，但模型中沒有考慮利潤，說明水仍作為一種資源，有價值，但在價格上沒有體現(xiàn)。

b.目前水價分析的文獻(xiàn)中，并沒有嚴(yán)格在城市用水消耗中將工業(yè)用水區(qū)分出來。本文通過計量分析發(fā)現(xiàn)，相同增幅下調(diào)整水價對生產(chǎn)用水需求的抑制作用是工業(yè)總產(chǎn)值抑制作用的1.136倍。相對于居民生活用水而言，工業(yè)生產(chǎn)用水量可考慮采用控制價格的方法實現(xiàn)節(jié)水。

c.通過階梯式水價模型制訂出可供參考三個水價方案。將月用水量劃分為0～10，10～20，＞20 m3/戶。方案一為2.47、3.08、7.41元；方案二為3.09、4.61、15.34元；方案三為3.71、6.15、22.26元。

d.通過分析生活用水的彈性模型得出，1991-2010年哈爾濱市居民用水量與水價、可支配收入之間的關(guān)系?；貧w方程的結(jié)果雖然擬合度較好，各變量顯著，但方程不符合經(jīng)濟學(xué)意義。通過對實際值和預(yù)測值的比較，改進(jìn)回歸方程。利用鄒檢驗對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出斷點為2001年。通過對1991～2000年的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析得出，2000年之前哈爾濱市居民用水量與水價、可支配收入符合供需模型。其中，哈爾濱市水價對生活用水需求有抑制作用，水價增長1%，用水量下降0.067%；可支配收入促進(jìn)生活用水的需求，人均可支配收入增長1%，用水量增長0.334%，后者是前者的3.984倍。結(jié)果表明，水價對用水量的影響較小，不足以抑制水需求絕對量的增長，用水量的增加主要是由于可支配收入的增加。通過分析2001～2010年哈爾濱市居民用水量與水價、可支配收入得出，期間變量不符合供需模型。通過文中得出的階梯式水價方案中的方案一對2001～2010年的水價進(jìn)行調(diào)整，將調(diào)整后的結(jié)果代入計量模型中進(jìn)行分析?；貧w方程的結(jié)果表明，哈爾濱市水價對生活用水需求有抑制作用，水價增長1%，用水量下降0.010%；可支配收入也抑制生活用水的需求，人均可支配收入增長1%，用水量減少0.334%，后者是前者的16.047倍。結(jié)果表明，水價的增長對用水量的影響較小，用水量的減少主要是由于居民可支配收入的增加，居民可支配收入的增加使居民偏向于消耗水資源替代品，從而減少對水資源的消耗。

e.通過對1997～2010年哈爾濱市生產(chǎn)用水量、生產(chǎn)用水水價和工業(yè)總產(chǎn)值的分析，建立生產(chǎn)用水供需模型?；貧w方程的結(jié)果表明，哈爾濱市生產(chǎn)用水水價對生產(chǎn)用水需求有抑制作用，水價增長1%，用水量下降1.661%；工業(yè)總產(chǎn)值促進(jìn)生產(chǎn)用水需求，工業(yè)總產(chǎn)值增長1%，用水量增加0.806%，前者是后者的1.136倍。計量結(jié)果表明，在生產(chǎn)用水中，水價對用水量的影響較大。

f.通過對哈爾濱市的居民生活用水和生產(chǎn)用水的分析得出，現(xiàn)行的哈爾濱居民用水水價不符合需求彈性模型，可以按照階梯式水價調(diào)整水價，使水價制定更符合市場要求。生產(chǎn)用水的水價制定符合需求彈性模型，水價的增加對用水量產(chǎn)生較大的影響，因此可以通過調(diào)整水價的方式控制生產(chǎn)用水量，進(jìn)而達(dá)到節(jié)水的目的。

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