阶梯式计量水价在城市居民生活用水管理中的应用论文 精品毕业论文.docx
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阶梯式计量水价在城市居民生活用水管理中的应用
1绪论
1.1研究的背景与意义
我国一直以来都是一个水资源相对贫乏的国家，人均水资源占有量极少并且时空分布也不均匀。
随着近几十年我国经济的快速发展以及人口的不断增长，居民对水资源的需求量也在不断增加。
因此，近来的水资源供需矛盾正变得日益凸显。
从21世纪的发展与当前形势来看，水资源的短缺已经成为制约我国经济和社会发展的重要因素之一。
其中，导致我国水资源匮乏的一个很重要原因就是我国城市居民生活用水水价的不够合理。
当前在国外，大多是利用供水价格来调节城市居民用水的需求，从而有助于节约水资源。
但是，我国在水价格确定方面的政策还不是很成熟，依然存在着水价结构单一、水价的构成因素不合理、水价偏低等问题。
长期以来，由于我国一直采用的是单一计量水价的方法，水价中并没有包括污水处理、水资源以及整个水生态的价格。
在城市居民用水需求管理上，单一的计量水价方法存在诸多弊端。
目前，我国很多城市大都正在进行水价改革，水价提高方式很多都采用的是阶梯式计量水价计量制度。
阶梯式计量水价是将用水量分成若干阶梯式等级，每个等级对应不同单价。
将居民基本用水量作为基础，在此之上对超过基本用水量的部分实行超量累进加价，最终根据用户实际所用水量计算其应缴水资源的总费用。
当前在学术界的相关研究大多都是讨论水利工程水价以及水资源价格等问题，很少有结合城市化发展来探讨城市居民生活用水需求，分析水价与用水量之间的关系，尤其是分析阶梯式计量水价与城市居民用水需求这一方面。
因此，本研究在现有研究成果的基础上，以义乌市为例，收集各个时间段水价、居民用水需求量以及CPI等相关数据，通过数据分析找出它们之间的内在关系，尝试建立阶梯式水价计量模型，进而分析阶梯式计量水价方式在城市居民生活用水管理中的具体应用。
在当前的大背景下，这些研究工作显然具有着重要的理论价值与现实意义。
1.2国内外研究现状
1.2.1国外研究现状
在国外针对水价的确定和居民需求用水这两方面，大量学者对其进行了研究。
在居民用水需求方面，Moncur（1987）通过横截面和时间序列数据对干旱期间城市供水定价与用水量的关系进行研究[1]，Mann,P.C（1987）定价的依据是成本，对于成本的认识是消费者应该支付其所获利益所导致的全部成本[2]。
Curruthers，1972）通过对最优定价和统一定价这两种体系的研究，他认为边际成本定价更有效率[3]，H.Younkim（1995）通过次优定价和边际成本定价对供水服务的研究，他得出在同样情况下，边际成本定价更能比平均成本定价使得社会福利最大化[4]。
虽然从供给角度来看边际成本定价更能获得效益，然而Johnston（1998）却认为边际成本定价法并不完全适用于供水企业[5]。
1.2.2国内研究现状
近些年来，随着水务市场与水价改革方面进程的加快，国内学者在合理水价的构成以及供水定价模式等方面也取得了较为丰硕的成果。
在水价构成方面，汪恕诚（2003）基于水资源需求管理的水价理论提出了完全成本水价，并认为合理的水价构成应包括资源水价、工程水价、环境水价三个部分[6]。
吴季松（2003）在完全成本水价的基础上，将水价的构成分为非市场调节的水价部分—水资源税（或称资源水价）和市场调节的水价部分—工程水价和环境水价[7]。
谢地（2003）从可持续发展的角度将水价分成5个部分，即资源成本、工程成本、环境成本、利润和税收；在供水定价模式方面，针对我国当前水务发展现状，而随着阶梯式水价的兴起，越来越多的学者开始关注阶梯式水价的研究，相比单一制水价，阶梯式水价在定价理论和实证研究等方面也取得了较为丰富的成果[8]。
尹建丽（2004）通过对阶梯式计量自来水水价的理论，引入边际成本和需求弹性的概念[9]。
刘祖斌（2007）从社会资本的角度对阶梯式水价的实施提出了看法，认为阶梯式水价实施不仅存在管理收益还要面对实施瓶颈和成本，并提出了面向社会资本、实现共赢的阶梯式定价模式[10]。
张德震（2003）提出“平等补贴”计量水价来解决用水不公现象，即不管用水多少，都获得同等补贴，解决了低收入用户的承受能力问题[11]。
1.3研究的内容、方法与技术路线
（一）研究的主要内容
城市居民生活用水具有双重性，一方面，由于自来水是一种较为稀缺的自然资源，因此应该对其进行合理地利用；另一方面，作为公共物品的自来水，水价的制定需要充分考虑居民水价的承受能力的影响。
因此本文针对目前日趋严重的水资源紧缺状况，对城市居民生活用水价格问题进行了深入研究，研究的基本内容可以分为以下几个部分来介绍：
首先，确定城市供水价格的定价原则以及其构成。
目前，中国大多的城市的水价水平较低，水价结构单一并且价格与其价值存在长期背离的趋势，在水价的运行中，还存在差价体系不健全、结构失衡、价格管理制度不完善等问题，因此合理的水价制定原则和水价构成是本课题研究的关键和前提。
制定城市供水价格应遵循补偿成本、合理收益、节约用水、公平负担的原则。
阶梯式计量水价＝第一级水价×第一级水量基数＋第二级水价×第二级水量基数＋第三级水价×第三级水量基数，城市水价=供水成本+税费+合理利润。
1998年《城市供水价格管理办法》的发布，确定了城市供水价格由供水成本、费用、税费和利润构成，明确了企业平均净资产利润率为8％～10％。
污水处理费用也将会成为水价构成的一个重要组成部分。
其次，探讨城市供水价格的结构，构建阶梯式水价计量模型。
通过对现有数据以及问卷收集的数据分析和应用不同曲线类型对数据进行回归拟合，才用合适的自变量和应变量以及合适的模型进行回归。
建立城市居民生活用水的需求模型和价格弹性。
最后，以构建的阶梯式水价计量模型为基础，分析建立模型的合理性，并且利用模型评价现行水价的合理性。
探讨水价结构调整对各类居民的影响、分析其可承受能力，为实现义乌市的阶梯式水价的改革提供相应。
（二）研究方法
在研究中首先需要翻阅与水价有关的国内外文献以及相关计量模型建立的书籍，主要是利用网络进行。
其次通过搜集相应的数据，进行整理和数据预处理操作。
然后在学习掌握时间序列分析，回归分析来构建计量模型并对结果进行比较分析。
具体的方法和措施如下：
（1）文献研究法：
搜集整理相关资料，为研究做准备。
（2）利用比较研究方法，将国外水价制度与我国的水价制度进行比较分析，从而为能够为我国的水价制度改革提供有益借鉴。
（3）从人均收入，家庭水费，不同季度的用水量，水价满意度，家庭人口数作为自变量，阶梯式水价作为应变量，用不同的曲线直线进行拟合，采用线性或者非线性回归进行建模。
（三）本研究的技术路线图
本研究的技术路线，如图1所示：
图1本文技术路线图
2当前国内城市水价的现状与结构分析
2.1阶梯式水价的应用现状
从世界范围来看，中国人均水资源拥有量仅为世界平均水平的1/4，尤其是城市缺水问题尤为突出。
在国内当前经济迅速发展，城市化进程不断加快的形势下，许多城市如北京、天津、西安等的缺水情况正变得日益严重。
与此同时，城市居民收费不合理，计价制度不够完善，居民节水意识不强，水资源浪费严重等现象广泛存在。
据统计：
我国现行供水水价仅为成本的左右。
而且收取率仅为50％一70％。
低水价使供水管理单位长期亏损。
影响了供水管理单位的自下而上和发展。
低水价使供水设施维修、养护和更新改造缺乏资金来源，造成老化失修严重，影响工程效益的发挥。
同时也影响了用水户的满意度。
增加了水费收取的难度。
偏低的水价也无法使投资者获得合理的回报。
社会投资者不看好供水市场，因此不能吸引社会各方投资建设和更新改造供水工程。
人们已逐步认识到。
通过水价改革。
让水价真正、完全地反映水资源的稀缺程度。
反映出水资源的供求关系。
才能增强人们的节水意识。
才能引导人们自觉调理用水数量和产业结构。
把有限的水资源配置到最重要的地方和效率最高的环节和用途。
实现水资源在全社会的优化配置和可持续利用。
从而保障经济社会的可持续发展。
水商品化不仅具有现实意义。
而且完全可行。
其定价原则应按如下公式：
自来水价格=成本+税收+合理利润”。
我国目前对居民用水需求和水价的实证研究还比较少，沈大军、杨小柳等通过对我国666个建制市的城镇居民家庭生活用水需求量与水价，职工平均工资和供水人口的关系的研究表明，供水人口对水需求的影响最大，职工平均工资次之，而水价对水需求的影响并不明显，但其仍然是现阶段一个抑制水需求的有效手段。
沈大军、陈雯、罗健萍采用入户调查的手段，通过多元线性回归分析方法，得出价格是调整深圳水资源供需关系的有效手段[14]。
李眺运用面板数据进行回归分析，表明价格水平与价格结构均对人民的水需求产生显著的影响，价格可以作为水需求侧管理的主要手段来激励人们节约用水[15]。
国家五部委（计委、财政部、建设部、水利部与环保总局）于2002年4月联合发布《关于进一步推进城市供水价格政策工作的通知》，通知要求：
要求在2007年年底前实行阶梯式水价。
截止目前，在全国36个大中城市中，已经有17个城市开始实行居民生活用水阶梯式水价计量制度，同时，多数城市对非居民用水实行了超计划、超定额加价收费制度。
虽然当前在许多城市如厦门、深圳、银川、郑州、洛阳与哈尔滨等多数城市已经开始对居民生活用水实行阶梯式水价计量制度，但是这些城市的阶梯式水价计量方案十分简单。
这些计量方案多数为二级水价计量制度，级差一般位于1.5~2之间，对促进城市居民节约用水的效果也不是十分明显。
因此，如何科学、合理地在城市地区尤其缺水情况日益严重的大城市，实行、推广阶梯式水价计量制度仍是一个受到多方关注的热点问题。
2.2阶梯式水价的经济学分析
“阶梯式水价”在经济学角度上来讲，其实就是一种价格歧视。
经济学意义上的“价格歧视”，是商品的提供者针对不同类别顾客制定不同的价格政策或体系。
在日趋竞争的市场上，这是商家为了达到利润最大化的一种价格策略；而从阶梯式水价的实际情况来看，这则成为政府为了达到一定社会目标而实施的政策与手段，即对定量以内的用水实行低价，超过基本用水量的部分实行超量累积加价。
照这样执行下去，对低收入者来说，水价的变化并不影响他们的水费支出与费用，只要其用水在一定的限额以内；而对高收入者来说，他们当然可以继续大手大脚地挥霍用水，但是他们将不得不承受越来越高的价格。
通过政府的价格管制，“阶梯水价”一方面促进了人们节约用水，另一方面也兼顾了社会公平。
2.3实现阶梯式计量水价的条件与现实需要
从当前我国的城市居民用水具体情况来看，造成我国城市居民生活用水浪费现象严重，节水意识薄弱的重要原因是长期坚持较低水平的单一水价政策。
在国内水资源短缺的情况越来越严重的大形势与背景下，越来越多的公众逐渐开始支持采用新的水价计量体系来缓解日益严峻的缺水现状。
但是，政府相关管理部门又考虑到国内存在的相当一部分低收入群体的生活负担以及我国尚不够太健全的转移支付体系，如果不考虑实际情况就大幅度的全面提升水价以控制城市居民对水资源的浪费会对低收入群体的生活产生加大的影响。
在这样的形势下，通过用水量将居民划分为不同的群体，从而实行阶梯式式水价改革方案成为居民普遍关注认可的政策与办法。
采取阶梯式水价的改革方案，低收入群体基本不承担改革成，并且水资源消耗较高的高收入群体由于收入而价格弹性较小，也不会对其生活造成太大的负面冲击。
正是由于上述的原因，国内普遍开始采用阶梯式水价的方案。
合理设定阶梯水价需要合理核定居民用水及各类企业用水的基本用量。
在此基础上，对于基本用水量以内的居民用水或企业用水，执行较低的单位价格；而对于超过基本用水量的部分则实行高价，换句话说就是用水量越多价格越贵。
在我国当前阶梯水价方案的具体实施中，一般采用的二级阶梯水价方案，如图2所示。
这样做的原因主要两点：
（1）简单易行；
（2）基本符合居民生活用水的低单价要求，富裕生活用水费用高的原则。
图2
从图1中可以看出，在阶梯式水价方案中水价的价格公式为：
（1）
同时，还可以看出，在阶梯式水价方案中水价的费用公式（T）为：
合理设定城市居民生活用水价格的基本要求是满足城市居民的基本用水需求与杜绝水资源被浪费相结合。
因此，对合理的城市水价来说，公平性与约束性缺一不可，这就需要城市水价兼顾补偿成本与合理盈利两大目标。
在这一大背景下，阶梯式计量水价是合理设定城市居民生活用水水价的可行解决方案之一。
3义乌市阶梯式水价的实证分析
3.1数据预处理
本研究首先收集了近十年来（2005~2014）义乌市的居民用水水价单价（P0：
元/m3）、CPI指数以及该市居民人均基本用水量（Q：
m3），具体结果如表1所示。
表1义乌市历年居民基本生活用水情况表
年份
CPI
人均基本用水量（Q：
m3）
居民基本用水单价（P0：
元/m3）
2005
109.74
95.02
0.75
2006
117.76
82.35
1.53
2007
94.05
70.60
1.76
2008
108.93
69.48
1.78
2009
105.86
51.71
1.96
2010
94.37
47.69
2.59
2011
98.14
39.71
2.84
2012
107.02
34.62
3.02
2013
112.60
33.44
3.06
2014
117.59
33.18
3.18
从表1可以看出：
在2005~2014年这十年间，义乌市人均基本用水量一直在呈现下降的趋势；以此同时，居民基本用水价格一直在呈现出上升的趋势；CPI居民消费指数在基本值100附近摆动。
之所以出现这样的数据结果原因在于：
近年来随着义乌市城镇化建设的不断加快，城市水资源日益不足；同时，虽然城市居民供水总量不断增加，但是该市人口规模不断扩大依然导致人均基本用水量不断减少。
由于这些数据之间的单位不同，为了找出它们之间的关系。
本研究对这些数据无量纲方法的处理，处理方法如下：
正向指标：
负向指标：
具体的处理结果如表2所示。
表2义乌市历年居民基本生活用水数据的无量纲标准化表
年份
CPI
人均基本用水量（Q：
m3）
居民基本用水单价（P0：
元/m3）
2005
0.68
1.00
0.00
2006
1.03
0.80
0.32
2007
0.00
0.61
0.42
2008
0.65
0.59
0.43
2009
0.52
0.30
0.50
2010
0.02
0.24
0.76
2011
0.18
0.11
0.86
2012
0.57
0.03
0.93
2013
0.81
0.01
0.95
2014
1.03
0.00
1.00
在此基础上，本研究对这些数据：
居民用水水价单价（P0：
元/m3）、CPI指数以及该市居民人均基本用水量（Q：
m3）之间的相关性进行分析，具体结果如表3所示。
表3义乌市历年居民基本生活用水无量纲数据的相关性分析表
Correlations
CPI
Q
P0
CPI
PearsonCorrelation
1
.055
-.017
Sig.（2-tailed）
.879
.964
N
10
10
10
Q
PearsonCorrelation
.055
1
-.976**
Sig.（2-tailed）
.879
.000
N
10
10
10
P0
PearsonCorrelation
-.017
-.976**
1
Sig.（2-tailed）
.964
.000
N
10
10
10
**.Correlationissignificantatthe0.01level（2-tailed）.
从表3中，可以看出：
居民用水水价单价（P0：
元/m3）与CPI指数的相关性系数为：
-0.17；居民用水水价单价（P0：
元/m3）与人均基本用水量（Q：
m3）之间的相关性系数为：
-0.976；人均基本用水量（Q：
m3）与CPI指数之间的相关性系数为：
0.055。
上述数据分析的结果表明：
居民用水水价单价（P0：
元/m3）与人均基本用水量（Q：
m3）之间存在显著的负相关关系。
3.2阶梯式计量水价模型的建立
3.2.1城市居民生活用水需求模型
从现行阶梯式水价政策来看[19]，为了鼓励节水，政府实行了对阶梯型水价中的初始段水价给予适当补贴的政策。
在一个两阶梯水价体系中，一个家庭如果要得到全部补贴，就必须用完起始分段的全部水量。
如果用水量在起始分段范围内，用水越少，则获得的补贴越少。
但是，问题是，那些高收入的用水户的用水量超过了初始分段的水量，他们得到了初始分段数量的全部补贴。
这对低耗水量的用水户显然是不公平的。
阶梯式水价体系下，用水户对边际价格表现迟钝。
现在我们把目光放在阶梯式水价与边际成本定价的一致性问题上。
当价格反应所提供服务的边际效益时，可以促进资源经济高效的利用。
边际成本定价要求对承担相似成本责任的所有用户使用相同的单一水价。
而在阶梯式水价体系中，由于不同阶段水价不等，使得不同的用户为供水这一相同的服务支付了不同的价格。
只有少数的用水户的支付价格与边际成本相等，大多数则高于或低于边际成本。
可见，在绝大多数情况下，阶梯式水价偏离了边际成本价格，不能为用水户提供正确的边际成本价格信号。
通过上述的数据分析可知：
在义务市近期的用水量数据与基本用水价格之间存在明显的负相关关系。
本研究以此为基础，对两者之间的关系分别进行了样条插值拟合、二次插值拟合与线性拟合，结果发现：
用水量（Q）与基本用水价格之间关系以线性拟合的效果最好，拟合的效果如图3所示。
图3义乌市用水量与基本水价之间的线性拟合图
其中，线性拟合的结果为：
Q=-0.9*P+0.95
（2）
基于这种数据分析的结果，结合当前阶梯式计量水价的具体实施情况，本研究尝试建立义乌市居民基本用水价格的线性阶梯式—过渡水价模型。
之所以提出该模型，主要原因有以下几点：
（1）上述数据的结果显示：
用水量（Q）与基本用水价格（P）之间数量关系以线性拟合的效果最好。
（2）义乌市居民的高收入群体与低收入群体之间并没有严格的界限，采用以往的“一刀切”阶梯式水价计量方案存在着严重的不足。
对低收入群体的政策照顾不够充分，同时对收入较高的群体过于绝对化，有失社会的公平正义。
（3）义乌市作为国内经济发展较快的城市之一，在城市居民生活用水计量价格方案的发展方式、方法上具有较强的代表性。
同时，考虑到问题过于复杂，为了更为简洁抓住城市居民生活用水计量价格方案张的主要矛盾，本研究做以下几点假设：
（1）居民用水水价单价的主要影响因素主要两个：
居民消费CPI指数以及该市居民人均基本用水量。
（2）国家有关部门以及义乌市最近几年的水价政策不会出现大的变动。
（3）所有调查得到的数据如居民用水水价单价（P0：
元/m3）、CPI指数以及该市居民人均基本用水量（Q：
m3）等存在的误差，以及在数据的标准化过程中产生的误差均可以忽略不计。
本研究要建立的模型线性阶梯式—过渡水价模型如下：
（3）
由
（1）式可知：
k=1.11，b=1.45，其函数图像如图5所示。
这里的P1与Q1，P2与Q2为调节参数，可以根据义乌市阶梯式水价计量方案的具体实施情况进行确定。
图5
3.2.2阶梯式水价应用参数的设定
目前各地在拟定或实施中的阶梯式水价方案往往缺少理论模型的支持，具有相当的主观随意性。
主要表现为起始阶段水量偏高和水价级差偏低。
根据国际基本用水标准，一般5口家庭每月需水量4-5吨。
而我国在实行阶梯式水价时，起始阶段用水量往往不是基本生活用水量，而是习惯用水量，包含了浪费水的成分。
例如，银川、无锡、广州、汕头和深圳的家庭起始阶段用水量分别为15、20、22、28和30吨。
无锡市从2007年起开始执行居民用水阶梯式水价，起始阶段水量为25吨，从2008年7月1日改为20吨。
根据2007年的数据，该市一户一表的纯居民用户为392762户，平均每户每月用水量为8.1吨。
其中，每月每户用水量大于25吨的用户有5000多户，占1.3%；每月每户用水量大于20吨的用户有8000多户，占2%。
阶梯式水价调节到的用户非常有限，其作用难以发挥。
再如，1998年原国家计委和建设部曾发布《城市供水价格管理办法》，对阶梯式计量水价明确规定可分为三级，级差为1：
1.5：
2。
自2007年起，辽宁省14个市中有5个市实行二级阶梯式水价制度，比价最低的为本溪市，其比价为1.1倍，比价最高的为辽阳市，其比价为1.5倍。
从国外情况看，部分发达国家的阶梯式比价达到3-4倍，这种刺激使自来水使用者更愿意改变平常用水习惯，从而充分发挥价格杠杆作用，达到节约用水的目的。
人均基本用水量过高及超额用水价格偏低的阶梯式水价制度难以发挥其应有的作用。
4阶梯式水价在居民生活用水管理中的具体应用
长期以来,我国水价结构一直采用单一计量水价,水价只包括了水的处理价格,没有包括水资源的价格和污水处理的价格,更没有包括整个水生态的价格。
随着水务改革的深入,这些价格将逐步加进目前的水价中,从而形成水价的上涨趋势。
另一方面,从国际比较看,我国供水价格还有较大的上涨空间,近年来外资高溢价收购地方水厂股权就是基于这一考虑。
2007年1月19日,在兰州供
水集团公司股权转让中,威立雅以15.7亿元的价格竞得兰州供水集团45%的股权,溢价率高达280%。
单一计量水价使得水价在城市居民用水需求管理中的作用不能得到充分的发挥。
目前,我国各个城市都在推行水价改革。
水价上涨不可能采用单一计量水价制度一蹴而就,水价提高方式更多的是采取阶梯式计量水价制度。
目前有少数城市陆续开始采用居民生活用水阶梯式计量水价,36个大中城市中有大连、福州、厦门、深圳、银川等10个市实施了阶梯式计量水价。
城市居民生活用水实行阶梯式计量水价就是将用水量分成若干阶梯式等级,每个等级对应不同的单价。
在合理核定居民用水基本用量的基础上对定额以内的用水实行低价,超过基本用水量的部分实行超量累进加价,即用水越多价格越贵。
用户根据实际所用水量的多少,计算得出应缴的总费用,如图1在用水量低于Q1的阶段设定较低的水价P1,保证了广大人民群众的基本生活需要,解决
了低收入群体的支付能力问题;同时以边际成本方法确定出超额的用水分段水价P2和P3,为用水户提供了一个边际价格信号。
因此,阶梯式计量水价克服了边际成本定价在实施中的各种阻力,有利于水价改革的顺利进行。
阶梯式计量水价避免了单一计量水价“一刀切”的缺点,可以通过政府补贴的方法适当减轻低收入群体的负担,通过超额提价方法增加高收入群体的支出来体现社会公正
性。
如图1所示,当用水量Q由此可见,阶梯式计量水价中的高价主要是针对浪费水资源、不注意节水的人群和超额用水、愿意承受高水价的高收入群体;而对低收入群体影响不大,他们能够在起始分段内以低价获得足够用水来满足生活的基
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