价格费用函数在引黄灌区水资源优化配置中的作用

□原玉辉（河南省新乡水文水资源勘测局）

在“河南省引黄规划区水资源利用及优化配置研究”的课题研究时，不同水资源的价格费用与水资源的开发利用及优化配置有什么关系？如何确定其价格趋向？怎样以合理的价格费用促使水资源开发利用与优化配置进入良性循环？是我们要研究的主要问题。

一、水资源优化配置与开发利用的几项原则

（一）生活、生态用水最先原则

首先满足人们的生活用水需要和生态用水的要求，然后本着效益最大的原则，优先供应城镇的工业用水；其次是农林渔业用水。生态用水标准，地表水按最枯四个月的平均流量作为生态用水最低标准，黄河水按花园口流量来控制，具体是：当流量Q＜200m3/s时，不引黄河水；当Q在200～300m3/s之间时只引城市生活用水的一半；当Q在300～500m3/s时以0.5(Q-300)供水；当Q＞500m3/s时，才完全考虑引水。

（二）水资源配置原则

首先使用当地地表水资源，充分合理开采地下水资源，适当用足黄河水资源

（三）不同水资源的价格使用原则

对当地地表水资源（包括城市工业、生活废水），由于尚未充分治理，暂时无偿使用；地下水资源按不同的埋深，采用不同的价格费用标准；引用黄河水资源按直接水资源费用与工程管理费用之和确定。

二、价格费用函数的数学模型

（一）地下水资源的价格费用函数数学模型

f开采地下水为开采地下水的费用；C1为埋深＜3m的地下水开采费用系数，称为优惠价格系数，W1为其对应的开采量；C2为埋深在3～6m时的费用系数，称为成本价格系数，W2为其对应的开采量；C3为埋深6～8m时的费用系数，称为限额价格系数，W3为其对应的开采量。

（二）引黄河水资源的价格费用数学模型

f引黄费用=C直接× W引黄+C工管×W引黄×P(1-0.37）

C直接为：引黄河水的直接单方价格费用系数（包括水资费用）；C工管为引黄河水的工程管理费用；P为引黄河水的含沙量

三、价格费用函数的参数取值范围与确定方法

根据引黄河水现状情况，直接费用系数C直接为0.13元，C工管为5.0元左右。当C直接=0.13，C工管=5.0时，对地下水资源开发的价格费用取向进行探讨：

（一）初始参数的确定

根据省机井规划报告中机电井开采地下水的平均费用约为0.26元/m3，即C2≈0.26，初步设定初始参数C1=0.13元，C3=0.39元。

（二）对成本价格系数C2的研究

图1 费用系数C与水资源优化配置分析图

（引黄费用系数0.13，5；地下水费用系数0.13，c2,0.39）

如图1所示，C2在0.21～0.29元之间，其变动对地下水开采量，引黄水量等因素影响较大，因此把C2的这一取值区域称为其价格敏感区。当C2=0.28元时，引黄水量与地下水开采量正好相等，此点是二者相等的临界点，在临界点的左边取值，会加大地下水开采量，减少引黄水量；反之在临界点的右边取值，会减少地下水开采，增加引黄水量。考虑到目前河南省的引黄总配水额度33108m3，C2的取值应在0.26～0.27之间，这样才能保证总引黄水量≤33108m3。综上所述，C2取0.265比较合适。

（三）对限额开采价格C3的探讨

图2 费用系数C与水资源优化配置分析图

（引黄费用系数0.13，5；地下水费用系数0.13，0.265,c3）

如图2所示，同样可以看到，C3的价格敏感区在0.24～0.28之间，当C3=0.24元时，引黄水量与超采量有一相同临界点，而引黄水量与地下水开采量却不相交，当C3增大后，引黄水量逐步逼近33亿方的引黄配额线，而地下水开采量稳定于37.0108m3，超采量稳定在15.3108m3左右，这说明，当地下水埋深在6～8m时，C3的取值应该在其平稳区上取值，收费价格应不少于单方0.28元，即C3≥0.28元，才能使本区域充分利用引黄配水额度，减少地下水的超采量。C3取0.40元时，引黄水量为32.8108m3，比较接近引黄河水的配水额度，超采量为15.3108m3趋于稳定。

（四）取C1=0.13，C3=0.40时再研究C2的变化

图3 费用系数C与水资源优化配置分析图

（引黄费用系数0.13，5；地下水费用系数0.13，c2,0.4）

同样从图3可以看出，C2的变化与取值与上面相同，认为C2取0.265是合适的。

（五）优惠价格系数C1的探讨

由于地下水埋深＜3m时，不引黄河水，鼓励开采地下水，所以C1的价格取向与地下水开采和引黄河水量之间已经没有关系。这时C1取0.13元是成本费用系数C2（0.265元）的一半，作为优惠价系数的取值。

C1=0.13，C2=0.265，C3=0.40时，引黄费用取值趋向的探讨

C直接的价值趋向和C工管的变动影响

图4 费用系数C与水资源优化配置分析图

（引黄费用系数c，5；地下水费用系数0.13，0.265,0.4）

如果不考虑C工管的变化，即C工管=5.0元时，C直接的变化如图4所示，当C直接≤0.11元时是相对稳定区，引黄水量与地下水的开采量不随C直接的变化而变化；当其＞0.11时，进入价格敏感区，随着价格的增大，引黄水量将大量减少，地下水开采量将大量增加，超采量也有所增加，当C直接为0.13时，引黄水量正好是配额引水量33108m3。

也就是说，在地下水开采费用系数固定的情况下，如增大C直接的数值，将会导致少引黄河水多开采地下水的结果。

C工管变动影响与C直接相似，不再赘述。

四、结语

当然这只是在现状情况下的一种相对关系，一旦配水额度变化或黄河水资源费用C直接增加或工程管理费用C工管的加大，地下水的开采费用系数也会受到影响，需要进行相应的调整，但计算方法是相同的。

如果配水额度减少，需要调高引黄费用系数C直接，或调低地下水开采成本费用系数，具体情况要根据实际承受能力来定，如果配水额度增加则可进行反向调节。还有一种是在配水额度以下运行，即超采和缺水量不大的情况下可选择低于配水额度的引黄水方案运行，适当加大地下水资源的开发利用力度。