價格費用函數(shù)在引黃灌區(qū)水資源優(yōu)化配置中的作用

□原玉輝（河南省新鄉(xiāng)水文水資源勘測局）

在“河南省引黃規(guī)劃區(qū)水資源利用及優(yōu)化配置研究”的課題研究時，不同水資源的價格費用與水資源的開發(fā)利用及優(yōu)化配置有什么關(guān)系？如何確定其價格趨向？怎樣以合理的價格費用促使水資源開發(fā)利用與優(yōu)化配置進(jìn)入良性循環(huán)？是我們要研究的主要問題。

一、水資源優(yōu)化配置與開發(fā)利用的幾項原則

（一）生活、生態(tài)用水最先原則

首先滿足人們的生活用水需要和生態(tài)用水的要求，然后本著效益最大的原則，優(yōu)先供應(yīng)城鎮(zhèn)的工業(yè)用水；其次是農(nóng)林漁業(yè)用水。生態(tài)用水標(biāo)準(zhǔn)，地表水按最枯四個月的平均流量作為生態(tài)用水最低標(biāo)準(zhǔn)，黃河水按花園口流量來控制，具體是：當(dāng)流量Q＜200m3/s時，不引黃河水；當(dāng)Q在200～300m3/s之間時只引城市生活用水的一半；當(dāng)Q在300～500m3/s時以0.5(Q-300)供水；當(dāng)Q＞500m3/s時，才完全考慮引水。

（二）水資源配置原則

首先使用當(dāng)?shù)氐乇硭Y源，充分合理開采地下水資源，適當(dāng)用足黃河水資源

（三）不同水資源的價格使用原則

對當(dāng)?shù)氐乇硭Y源（包括城市工業(yè)、生活廢水），由于尚未充分治理，暫時無償使用；地下水資源按不同的埋深，采用不同的價格費用標(biāo)準(zhǔn)；引用黃河水資源按直接水資源費用與工程管理費用之和確定。

二、價格費用函數(shù)的數(shù)學(xué)模型

（一）地下水資源的價格費用函數(shù)數(shù)學(xué)模型

f開采地下水為開采地下水的費用；C1為埋深＜3m的地下水開采費用系數(shù)，稱為優(yōu)惠價格系數(shù)，W1為其對應(yīng)的開采量；C2為埋深在3～6m時的費用系數(shù)，稱為成本價格系數(shù)，W2為其對應(yīng)的開采量；C3為埋深6～8m時的費用系數(shù)，稱為限額價格系數(shù)，W3為其對應(yīng)的開采量。

（二）引黃河水資源的價格費用數(shù)學(xué)模型

f引黃費用=C直接× W引黃+C工管×W引黃×P(1-0.37）

C直接為：引黃河水的直接單方價格費用系數(shù)（包括水資費用）；C工管為引黃河水的工程管理費用；P為引黃河水的含沙量

三、價格費用函數(shù)的參數(shù)取值范圍與確定方法

根據(jù)引黃河水現(xiàn)狀情況，直接費用系數(shù)C直接為0.13元，C工管為5.0元左右。當(dāng)C直接=0.13，C工管=5.0時，對地下水資源開發(fā)的價格費用取向進(jìn)行探討：

（一）初始參數(shù)的確定

根據(jù)省機(jī)井規(guī)劃報告中機(jī)電井開采地下水的平均費用約為0.26元/m3，即C2≈0.26，初步設(shè)定初始參數(shù)C1=0.13元，C3=0.39元。

（二）對成本價格系數(shù)C2的研究

圖1 費用系數(shù)C與水資源優(yōu)化配置分析圖

（引黃費用系數(shù)0.13，5；地下水費用系數(shù)0.13，c2,0.39）

如圖1所示，C2在0.21～0.29元之間，其變動對地下水開采量，引黃水量等因素影響較大，因此把C2的這一取值區(qū)域稱為其價格敏感區(qū)。當(dāng)C2=0.28元時，引黃水量與地下水開采量正好相等，此點是二者相等的臨界點，在臨界點的左邊取值，會加大地下水開采量，減少引黃水量；反之在臨界點的右邊取值，會減少地下水開采，增加引黃水量?？紤]到目前河南省的引黃總配水額度33108m3，C2的取值應(yīng)在0.26～0.27之間，這樣才能保證總引黃水量≤33108m3。綜上所述，C2取0.265比較合適。

（三）對限額開采價格C3的探討

圖2 費用系數(shù)C與水資源優(yōu)化配置分析圖

（引黃費用系數(shù)0.13，5；地下水費用系數(shù)0.13，0.265,c3）

如圖2所示，同樣可以看到，C3的價格敏感區(qū)在0.24～0.28之間，當(dāng)C3=0.24元時，引黃水量與超采量有一相同臨界點，而引黃水量與地下水開采量卻不相交，當(dāng)C3增大后，引黃水量逐步逼近33億方的引黃配額線，而地下水開采量穩(wěn)定于37.0108m3，超采量穩(wěn)定在15.3108m3左右，這說明，當(dāng)?shù)叵滤裆钤?～8m時，C3的取值應(yīng)該在其平穩(wěn)區(qū)上取值，收費價格應(yīng)不少于單方0.28元，即C3≥0.28元，才能使本區(qū)域充分利用引黃配水額度，減少地下水的超采量。C3取0.40元時，引黃水量為32.8108m3，比較接近引黃河水的配水額度，超采量為15.3108m3趨于穩(wěn)定。

（四）取C1=0.13，C3=0.40時再研究C2的變化

圖3 費用系數(shù)C與水資源優(yōu)化配置分析圖

（引黃費用系數(shù)0.13，5；地下水費用系數(shù)0.13，c2,0.4）

同樣從圖3可以看出，C2的變化與取值與上面相同，認(rèn)為C2取0.265是合適的。

（五）優(yōu)惠價格系數(shù)C1的探討

由于地下水埋深＜3m時，不引黃河水，鼓勵開采地下水，所以C1的價格取向與地下水開采和引黃河水量之間已經(jīng)沒有關(guān)系。這時C1取0.13元是成本費用系數(shù)C2（0.265元）的一半，作為優(yōu)惠價系數(shù)的取值。

C1=0.13，C2=0.265，C3=0.40時，引黃費用取值趨向的探討

C直接的價值趨向和C工管的變動影響

圖4 費用系數(shù)C與水資源優(yōu)化配置分析圖

（引黃費用系數(shù)c，5；地下水費用系數(shù)0.13，0.265,0.4）

如果不考慮C工管的變化，即C工管=5.0元時，C直接的變化如圖4所示，當(dāng)C直接≤0.11元時是相對穩(wěn)定區(qū)，引黃水量與地下水的開采量不隨C直接的變化而變化；當(dāng)其＞0.11時，進(jìn)入價格敏感區(qū)，隨著價格的增大，引黃水量將大量減少，地下水開采量將大量增加，超采量也有所增加，當(dāng)C直接為0.13時，引黃水量正好是配額引水量33108m3。

也就是說，在地下水開采費用系數(shù)固定的情況下，如增大C直接的數(shù)值，將會導(dǎo)致少引黃河水多開采地下水的結(jié)果。

C工管變動影響與C直接相似，不再贅述。

四、結(jié)語

當(dāng)然這只是在現(xiàn)狀情況下的一種相對關(guān)系，一旦配水額度變化或黃河水資源費用C直接增加或工程管理費用C工管的加大，地下水的開采費用系數(shù)也會受到影響，需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，但計算方法是相同的。

如果配水額度減少，需要調(diào)高引黃費用系數(shù)C直接，或調(diào)低地下水開采成本費用系數(shù)，具體情況要根據(jù)實際承受能力來定，如果配水額度增加則可進(jìn)行反向調(diào)節(jié)。還有一種是在配水額度以下運行，即超采和缺水量不大的情況下可選擇低于配水額度的引黃水方案運行，適當(dāng)加大地下水資源的開發(fā)利用力度。