黃學(xué)偉，齊 靜，張 營

（海河水利委員會科技咨詢中心，天津 300170）

南水北調(diào)工程是解決我國北方地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺問題的重大戰(zhàn)略舉措，也是關(guān)系到我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的特大型基礎(chǔ)設(shè)施。南水北調(diào)工程供水價格一直是廣為關(guān)注的重點之一。目前，圍繞大型調(diào)水工程供水水價形成機制、供水水價計算方法、供水水價承受能力、水資源利用效率以及調(diào)水工程管理等方面均有相關(guān)分析和研究。同時，對南水北調(diào)東線一期工程泵站效率提升、泵站群系統(tǒng)能力優(yōu)化等方面研究也并不鮮見。相關(guān)成果涵蓋了南水北調(diào)東線一期工程和南水北調(diào)中線一期工程，并多基于宏觀管理和理論層面展開分析和研究，也有部分成果聚焦于南水北調(diào)東線一期工程泵站效率提升與系統(tǒng)優(yōu)化。南水北調(diào)東線一期工程進(jìn)入運行階段以來，工程規(guī)劃、可行性研究等階段影響供水價格測算的抽水電價及沿線泵站工程運行效率情況均發(fā)生了一定程度的變化，本次結(jié)合南水北調(diào)東線一期工程抽水電價及沿線泵站工程運行效率變化情況，并考慮南水北調(diào)東線一期工程北延應(yīng)急供水工程（以下簡稱北延應(yīng)急工程）實施后南水北調(diào)東線一期工程總調(diào)水規(guī)模增加因素，系統(tǒng)分析其對南水北調(diào)東線一期工程成本費用產(chǎn)生的影響，成果為制定南水北調(diào)東線一期工程盡早實現(xiàn)全面達(dá)效解決方案及南水北調(diào)東線后續(xù)工程建設(shè)提供技術(shù)支撐。

1 基本情況

按照國務(wù)院批準(zhǔn)的《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》和《南水北調(diào)東線工程規(guī)劃》，南水北調(diào)東線工程擬在2030 年以前分三期實施，其中第一期工程即南水北調(diào)東線一期工程首先調(diào)水到山東半島和魯北地區(qū)，有效緩解該地區(qū)最為緊迫的城市缺水問題，并為向天津市應(yīng)急供水創(chuàng)造條件。

南水北調(diào)東線一期工程供水范圍包括蘇北、皖東北、魯西南、魯北和山東半島。規(guī)劃工程規(guī)模為抽江 500 m3/s，入東平湖100 m3/s，過黃河 50 m3/s，山東半島50 m3/s。多年平均抽江水量87.68 億m3，調(diào)入下級湖29.73 億m3，過黃河4.42 億m3[1]。南水北調(diào)東線一期工程于2002 年12 月開工建設(shè)，并于2013年12 月建成通水。南水北調(diào)東線一期工程投入運行，對緩解受水區(qū)水資源供需矛盾，保障城市供水、抗旱補源、防洪除澇、河湖生態(tài)保護等方面發(fā)揮了重要作用。

南水北調(diào)東線一期工程沿線共設(shè)置13個泵站梯級，其中新建泵站21座，總裝機容量23.04萬kW。新建泵站從2003年4月第1座審批開始，至2013年5月最后1 座泵站建設(shè)完成，歷時10 a 時間。南水北調(diào)東線一期工程新建泵站建設(shè)基本情況，詳見表1。

表1 南水北調(diào)東線一期工程新建泵站建設(shè)基本情況

2014年1月，國家發(fā)展改革委發(fā)布《國家發(fā)展改革委關(guān)于南水北調(diào)東線一期主體工程運行初期供水價格政策的通知》（發(fā)改價格〔2014〕30 號）（以下簡稱《供水價格通知》）。《供水價格通知》指出，南水北調(diào)東線一期主體工程運行初期供水價格按照保障工程正常運行和滿足還貸需要的原則確定，不計利潤，并按規(guī)定計征營業(yè)稅及其附加。同時，南水北調(diào)東線一期主體工程實行兩部制水價，基本水價按照合理償還貸款本息、適當(dāng)補償工程基本運行維護費用的原則制定，計量水價按補償基本水價以外的其他成本費用以及計入規(guī)定稅金的原則制定。南水北調(diào)東線一期主體工程各口門供水價格采取分區(qū)段定價的方式，將主體工程劃分為7個區(qū)段，同一區(qū)段內(nèi)各口門執(zhí)行同一價格并均為含稅價格。其中，南四湖以南各口門0.36 元/m3，南四湖下級湖各口門0.63元/m3，南四湖上級湖（含上級湖）至長溝泵站前各口門0.73 元/m3，長溝泵站后至東平湖（含東平湖）各口門0.89 元/m3，東平湖至臨清邱屯閘各口門1.34元/m3，臨清邱屯閘至大屯水庫各口門2.24 元/m3，東平湖以東各口門1.65 元/m3?！豆┧畠r格通知》南水北調(diào)東線一期主體工程各區(qū)段供水價格，詳見表2。

表2 南水北調(diào)東線一期主體工程各區(qū)段供水價格 元/m3

南水北調(diào)東線一期工程投入運行以來，實際消納水量與規(guī)劃設(shè)計階段確定的調(diào)水規(guī)模尚有一定差距[2]。截至2020 年，南水北調(diào)東線一期工程已完成抽江水量330 億m3，調(diào)入山東省水量46.10 億m3。規(guī)劃年調(diào)水規(guī)模為13.53 億m3，山東省年均調(diào)水量為7.70 億m3左右，僅占規(guī)劃年調(diào)水規(guī)模13.53 億m3的57%。南水北調(diào)東線一期工程現(xiàn)行供水價格與受水區(qū)綜合承受能力尚不匹配[3]，供水價格成為南水北調(diào)東線一期工程規(guī)劃調(diào)水量全面消納的影響因素之一。

考慮南水北調(diào)東線一期工程運行以來抽水電價、泵站效率發(fā)生變化的實際情況，深入分析南水北調(diào)東線一期工程供水成本費用變化影響，論證南水北調(diào)東線一期工程供水價格可調(diào)整空間，適時調(diào)整供水價格方案，是提高規(guī)劃調(diào)水量消納水平、促進(jìn)南水北調(diào)東線工程戰(zhàn)略性目標(biāo)盡快全面實現(xiàn)的重要手段。

2 規(guī)劃設(shè)計階段供水價格及抽水電費

《南水北調(diào)工程前期的水價政策研究》（以下簡稱《水價政策研究》）《南水北調(diào)東線一期工程北延應(yīng)急供水工程初步設(shè)計報告》（以下簡稱《北延初步設(shè)計》），均對南水北調(diào)東線一期工程供水價格進(jìn)行了分析，結(jié)論均與《供水價格通知》基本一致。南水北調(diào)東線一期工程總成本費用均為31.34 億元，抽水電費為7.86 億元，抽水電費約占總成本費用的25.08%。本次在《水價政策研究》《北延初步設(shè)計》南水北調(diào)東線一期工程供水價格分析基礎(chǔ)上，對《供水價格通知》中各區(qū)段抽水電費進(jìn)行了分析，采用的抽水電費計算方法與《供水價格通知》保持一致，均為《南水北調(diào)東線第一期工程可行性研究總報告》（以下簡稱《一期可研總報告》）抽水電費計算方法和計算參數(shù)。其計算公式為：

式中：E為抽水電費（元/m3）；α 為換算系數(shù)，為2.722×10-3；H為抽水平均揚程（m）；K為電價（元/m3）；W為抽水量（m3）；η為綜合效率。

經(jīng)計算，南水北調(diào)東線一期主體工程各區(qū)段（不含東平湖以東區(qū)段）抽水電費為0.13～0.31 元/m3，不同區(qū)段抽水電費約占本區(qū)段供水水價的13.13%～37.07%?！豆┧畠r格通知》中各區(qū)段抽水電費測算成果，詳見表3。

表3 《供水價格通知》各區(qū)段抽水電費測算成果

3 運行階段變化情況

3.1 抽水電價

根據(jù)《水價政策研究》，國家發(fā)展改革委研究制訂南水北調(diào)東線一期主體工程運行初期供水價格政策時，按照2012年江蘇、山東兩省的實際電價水平測算抽水電費，其中江蘇省采用電價為0.852 0元/kW·h、山東省采用電價為0.787 4元/kW·h。

南水北調(diào)東線一期工程投入運行以來，江蘇、山東兩省電網(wǎng)銷售電價均發(fā)生了政策性調(diào)整。江蘇省《關(guān)于江蘇電網(wǎng)2020—2022 年輸配電價和銷售電價有關(guān)事項的通知》（蘇發(fā)改價格發(fā)〔2020〕1183 號）規(guī)定，省內(nèi)35～110 kV以下普通工業(yè)電價調(diào)整為0.616 4 元/kW·h，較《供水價格通知》階段電價下調(diào)了0.235 6 元/kW·h，下調(diào)幅度為27.65%。山東省《關(guān)于山東電網(wǎng)2020—2022 年輸配電價和銷售電價有關(guān)事項的通知》（魯發(fā)改價格〔2020〕1352號）規(guī)定，省內(nèi)35 kV 以上單一制平段普通工業(yè)電價調(diào)整為0.595 1 元/kW·h，較《供水價格通知》階段電價下調(diào)了0.192 3元/kW·h，下調(diào)幅度為24.42%。

3.2 泵站效率

2003 年 4 月—2010 年 10 月，根據(jù)南水北調(diào)東線一期工程建設(shè)需要，25 座泵站工程（含改建泵站4座）初步設(shè)計分批次完成審查和批復(fù)，批復(fù)要求各泵站工程在下階段對泵站機組主要參數(shù)做進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計。

2003 年 9 月—2011 年 3 月，南水北調(diào)東線一期工程各泵站工程陸續(xù)開工建設(shè)，經(jīng)優(yōu)選水力模型、應(yīng)用CFD 技術(shù)、優(yōu)化裝置性能、優(yōu)化水利設(shè)計、減小水力損失，設(shè)計工況下水泵裝置模型效率較初步設(shè)計批復(fù)階段有所提高，各泵站工程設(shè)計工況下水泵裝置模型效率達(dá)到0.72～0.81。采購招標(biāo)階段，水泵裝置試驗效率指標(biāo)一般高于設(shè)計保證值。以淮陰三站、韓莊站、二級壩站、泗洪站、藺家壩站和金湖站為例，水泵裝置模型試驗設(shè)計工況下水泵裝置效率高于設(shè)計保證值1.7～6.8個百分點[4]。

2005 年 10 月—2013 年 5 月，南水北調(diào)東線一期工程各泵站相繼建設(shè)完成并投入運行。部分泵站工程水泵實測效率指標(biāo)較采購招標(biāo)階段又有進(jìn)一步提升。如淮陰三站、金湖站、泗洪站、藺家壩站現(xiàn)場實測典型工況效率指標(biāo)較采購招標(biāo)階段預(yù)測值提高了0.1～9.3 個百分點[4]，淮安二站試運行階段實測效率指標(biāo)高于模型裝置試驗成果0.4～1.91個百分點[5]。

根據(jù)《水價政策研究》，國家發(fā)展改革委研究制訂南水北調(diào)東線一期工程運行初期供水價格政策時，抽水電費測算過程中有關(guān)泵站工程綜合效率指標(biāo)沿用了《一期可研總報告》取值，泵站綜合效率為0.54～0.62。因《一期可研總報告》定義的泵站綜合效率由裝置效率、傳動效率和機械效率綜合而成，又因《一期可研總報告》階段泵站工程水泵裝置效率普遍低于采購招標(biāo)階段設(shè)計保證值和運行階段實測指標(biāo)，在傳動效率和機械效率保持不變情況下，可判定南水北調(diào)東線一期工程運行階段泵站綜合效率應(yīng)高于《供水價格通知》。

3.3 北延應(yīng)急工程實施

為深入貫徹落實習(xí)近平總書記關(guān)于生態(tài)環(huán)境保護和保障水安全的重要指示精神、著力解決華北地下水超采問題，經(jīng)國務(wù)院同意，水利部、財政部、國家發(fā)展改革委、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定并印發(fā)了《華北地區(qū)地下水超采綜合治理行動方案》，提出抓緊實施北延應(yīng)急供水工程，通過用足南水北調(diào)東線一期工程供水潛力和適當(dāng)延長供水時間，共計向京津冀地區(qū)增加供水能力約4.9 億m3。北延應(yīng)急工程于2019年11月開工建設(shè)，2021年5月正式啟動向河北、天津兩地供水。

按照《北延初步設(shè)計》，北延應(yīng)急工程多年平均供水量3.5 億m3，最大調(diào)水能力5.5 億m3。北延應(yīng)急工程實施后，南水北調(diào)東線一期工程多年平均供水量（過黃河）將上升約79%，折算抽江水量將增加約4.85 億m3。

北延應(yīng)急工程為充分利用南水北調(diào)東線一期工程供水能力向華北地區(qū)調(diào)水，黃河以南原南水北調(diào)東線一期工程調(diào)水線路無新增工程建設(shè)，未改變原南水北調(diào)東線一期工程黃河以南各區(qū)段供水成本費用結(jié)構(gòu)，僅增加相應(yīng)增調(diào)水量抽水電費，各區(qū)段單方水供水成本費用將有所降低。

4 影響分析

考慮抽水電價政策性變化和水泵裝置效率提高因素，抽水電價按2021 年江蘇、山東兩省電網(wǎng)銷售電價價格水平和泵站綜合效率平均提高1個百分點測算出單方水供水價格較《供水價格通知》確定的南水北調(diào)東線一期主體工程各區(qū)段均有不同程度的下降，不同區(qū)段供水價格下調(diào)幅度為3.71%～10.71%。南水北調(diào)東線一期工程抽水電價及泵站效率變化后各區(qū)段供水價格測算成果，詳見表4。

表4 抽水電價及泵站效率變化后各區(qū)段供水價格測算成果

考慮北延應(yīng)急工程實施后南水北調(diào)東線一期工程調(diào)水總規(guī)模增加的因素，分別按北延應(yīng)急工程設(shè)計多年平均調(diào)水規(guī)模50%和100%、增調(diào)水量分別為1.75 億和3.5 億m3計算，在北延應(yīng)急工程按50%設(shè)計調(diào)水規(guī)模調(diào)水時，南水北調(diào)東線一期主體工程不同區(qū)段供水價格的下調(diào)幅度為26.28%～27.14%；在北延應(yīng)急工程按100%設(shè)計調(diào)水規(guī)模調(diào)水時，南水北調(diào)東線一期主體工程不同區(qū)段供水價格的下調(diào)幅度為31.87%～36.23%。北延應(yīng)急工程實施后各區(qū)段供水價格測算成果，詳見表5。

表5 北延應(yīng)急工程實施后各區(qū)段供水價格測算成果

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

綜合考慮南水北調(diào)東線一期工程抽水電價、泵站效率、調(diào)水規(guī)模等變化因素，按照《供水價格通知》階段供水價格測算原則和方法進(jìn)行測算，在北延應(yīng)急工程按50%設(shè)計調(diào)水規(guī)模調(diào)水時，南水北調(diào)東線一期工程不同區(qū)段供水價格可下調(diào)0.9～0.61 元/m3；當(dāng)北延應(yīng)急工程按100%設(shè)計調(diào)水規(guī)模調(diào)水時，南水北調(diào)東線一期工程不同區(qū)段供水價格可下調(diào)0.11～0.81元/m3。

5.2 建議

鑒于南水北調(diào)東線一期工程運行階段較規(guī)劃設(shè)計階段影響供水價格因素發(fā)生一定程度的變化，疊加北延應(yīng)急工程投入運行后調(diào)水規(guī)模變化的影響，南水北調(diào)東線一期工程運行階段不同區(qū)段供水價格較《供水價格通知》階段供水價格具有一定下調(diào)空間。建議有關(guān)部門抓緊開展南水北調(diào)東線一期工程運行階段供水價格研究，進(jìn)一步完善供水價格形成機制，優(yōu)化供水價格方案，為適時調(diào)整供水價格創(chuàng)造條件，進(jìn)一步促進(jìn)南水北調(diào)東線一期工程盡快實現(xiàn)全面達(dá)效，推動南水北調(diào)東線后續(xù)工程早日開工建設(shè)，助力水利可持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展。