供水水价策略与节水策略互相影响研究

李 辉

(葫芦岛平山供水有限责任公司，辽宁 葫芦岛 125000)

水价作为一种重要的经济杠杆在调节水资源配置中发挥着巨大作用，为促进企业节约用水和控制企业用水成本制定合理的水价政策，是提高用水效率的重要措施。当前，我国存在用水效率低、水资源浪费严重等突出问题，有学者认为水价太低是引起这种现象的主要原因，为提高用水效率和促进企业节约用水建议采取提高水价的措施。然而，有些供水企业和地方政府未提高水价，例如，近几年天津、吉林、辽宁、内蒙古等地区的经营服务业和工业水价不断降低(图1)。在用水效率较低、水资源短缺的背景下许多供水企业和地方政府选择了降低水价，而未制定提高水价的政策值得深入研究[1-6]。

针对以上问题从博弈论的角度分析，用水企业的节水策略与供水企业的水价策略间存在作用关系(图2)，主要体现在以下几个方面：其一，我国水价主要由各级政府批准及财政、价格、各级水行政主管部门、供水企业等部门共同协商决定，供水企业要综合考虑公共收益及自身收益合理制定水价，且用水企业的用水成本、节水策略直接受到水价策略的影响。其二，在制定节水策略时各地用水企业主要侧重于自身收益情况，同时用水企业节水不仅可为社会带来环境、社会效益等公共福利，而且可在一定程度上降低自身用水成本，因此供水企业的水价决策又受到用水企业的节水策略影响。

图2 节水策略与水价策略的关系

总体而言，用水企业的节水策略与供水企业的水价策略存在相互博弈、互相作用的关系；用水企业与供水企业不能一次达到最优，而是双方进行有限理性的不断学习、数次博弈、多次调整策略，最终实现自身收益最大化。因此，用水企业与供水企业间的相互博弈演化为近年来部分地区持续低水价策略的主要原因。鉴于此，本文从演化博弈的角度建立用水企业、供水企业与政府水务部门之间的博弈模型，通过分析选择低水价策略的原因，对水价商议博弈中低水价产生的详细过程利用不完全信息动态博弈的方法进行分析，可为未来各地区建立节水型社会和理解某些地区实行低水价提供依据。

1 基本假设与建模

采用耗水系数α衡量企业的节水行为，即利用减少单位产出耗水量反映用水企业的节水情况。用水企业是否采用节水技术的根本依据为节水成本和水价情况，选用耗水系数α1、α2代表不节水与节水生产策略，且满足条件α1>α2；供水企业的高水价和低水价策略利用P2、P1反映，且符合要求P2>P1。为了确保博弈模型不偏离现实且运算简便，作出如下基本假设：

假设一：社会收益与企业收益之和最大化，企业收益最大化为供水企业和用水企业追求的根本目标。

假设二：设定基准线为低水价、不节水策略组合，减少用水量能够取得社会收益为正，g(ΔW)表示收益函数，其中ΔW=W1-W2，g(ΔW)的基本特征是线性递增。并且满足g(ΔW=0)=0；用水企业投入节水成本f(Δα)为衡量节水技术进步的重要参数，其中Δα=α1-α2。在f′>0代表投入成本和节水技术不断增大，若f″>0则代表边际成本呈不断增大的趋势；在基准线为低水价、不节水的条件下，即f(Δα=0)=0。

假设三：区域经济发展在用水成本上升和供水企业提高水价的情况下将会受到一定的冲击，从而使得经济总量有所下降，所以假设社会经济在水价提高的情况下产生经济损失为L(ΔP)，其中ΔP=P2-P1。若L′>0，则产生的冲击影响随水价的提高而增大；若L″<0，则代表边际效应呈现出不断减少的趋势。

假设四：除节水投入成本与用水成本外，用水企业是否采取节水技术所需的其他要素成本C保持不变。

假设五：用水企业采用节水策略与不节水策略的概率为(1-x)、x，且满足0≤x≤1；供水企业采用高水价策略与低水价策略的概率为(1-y)、y，且满足0≤y≤1。

根据以上基本假设，对不同策略组合下供水企业与用水企业的效益计算确定。设高水价节水、高水价不节水、低水价节水、低水价不节水状态下的用水量为W4=α2Y2、W3=α1Y2、W2=α2Y1、W1=α1Y1，因Y1>Y2、α1>α2，则有W1>W2>W4，W1>W3>W4，具体如表1。

表1 供水企业与用水企业用水量

(1)

(2)

式中：Y1为低水价生产产品的产值。设定基准线为不节水，因此在不节水情况下用水企业投入节水设施的成本和建设用水量产生的社会收益均为0，经济受供水企业低水价策略的冲击损失也为0。

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

根据以上分析结果，为更加直观、简便的反映供水企业与用水企业收益状况，构建的动态博弈模型如表2。

表2 供水企业与用水企业博弈模型

2 水价商议博弈模型

由政府水务部门和供水企业商议决定的水价，要求供水企业要综合考虑公共利益和企业自身利益，同时承担相应的社会责任。为了更加详细的说明产生低水价的过程，针对供水企业与政府水务部门关于水价商议的博弈模型，利用不完全信息动态博弈论的方法进行分析。

2.1 模型假设与建模

根据政府水务部门与供水企业的水价商议过程及基础模型，建立水价商议动态博弈模型如表3，为了确保模型的简洁性和描述的客观性，对博弈模型作出如下基本假设：

假设一：对于水价的制定政府水务部门与供水企业间存在博弈关系，在该条件下政府水务部门和供水企业只追求公共收益、企业收益最大化，即以政府与用水企业替代供水企业在基础博弈模型(表2)中的角色。

假设二：政府水务部门拒绝报价时则继续重复相同的博弈，在该条件下不能达成水价协议且不考虑时间贴现，两者收益为0。

假设三：商议水价时政府水务部门和供水企业均不知道用水企业在该水价情况下的决策情况，仅仅知道用水企业采用节水和不节水策略的概率为(1-q)、q，供水企业与政府水务部门的共同作用获取用水企业的节水概率分布。

依据供水企业的基础博弈和假设一～假设三，构建的政府水务部门与供水企业水价商议博弈模型如表3[7-8]。

表3 政府水务部门与供水企业水价商议博弈模型

(3)供水企业报价被政府水务部门决定的条件下，双方收益均为0，该条件下应重新开始相同的博弈直至达成价格协议位置。

2.2 讨论分析

本文所研究的水价不包括行政事业、生活和农业水价，仅是特征行业、经营性服务业和工业水价。特种行业、行政事业、经营服务业、工业和生活水价为我国市场水价类型，其中部队、政府机关等事业单位用水以行政事业水价为基准，而农业水价往往以电价为收取标准，所以不在本文研究范围。对于水价的制定，供水企业向政府水务部门提议水价时通常采用部分利润加成本的形式，若存在众多用户长期分担水网的固定成本而使得供水成本下降，则提议的水价应有所减少。实际上导致低水价形成的原因可能与供水成本的减少直接相关，且动态博弈模型供水成本不变做出了相应的假设，但政府水务部门、供水企业和供水企业的动态博弈也在一定程度上阐述了形成低水价的原因，因此二者并不矛盾，只是动态博弈过程中主导对象发生了改变[9]。

考虑到高水价的经济冲击成本和供水企业的节水投入成本等相关变量数据的可获取性和可靠性，本文仅从理论分析的角度推演了各方的逻辑关系，未来仍需要具体的数据进一步验证博弈模型的可靠性与适用性[10-11]。

3 结 论

本文从动态博弈的角度分析了供水企业与政府水务部门、用水企业与供水企业之间的均衡点，得出的结论如下：

(1)提高水价对经济产生的冲击越小以及供水企业提高水价增加的公共节水收益和私人供水收益越大，两者博弈达到低水价不节水组合策略的概率较低，而达到高水价节水组合策略的概率较大。因此，为促进企业节约用水政府水务部门采用提高水价策略的同时，通过对用水企业实行税收减免或优惠补贴等政策来降低经济受提高水价所带来的冲击。

(2)用水企业采用节水技术的投入成本越小及节水技术减少的用水成本越高，则两者达到低水价不节水组合策略的概率越低，而达至高水价节水组合策略的概率越大。所以，不一定要采用高水价策略来促进企业节约用水，为减少用水企业节水技术投入成本政府水务部门可实行节水补贴措施，通过鼓励用水企业技术创新和引入先进的节水技术实现节约用水的目的。

(3)在用水企业不采用节水技术情况下的供水企业与政府水务部门进行水价商议，高水价降低企业用水量产生的公共收益越小且高水价对经济产生的冲击成本越大，则均衡博弈结果为同意低水价组合策略的概率越高；对于选择节水技术策略时，供水企业采用节水技术增加的收益越低且提高水价政府水务部门增加的公共收益越大，则均衡博弈结果为同意高水价的组合概率越高。而在地方政府注重短期经济收益而忽视长期公共收益的情况下，水资源浪费和低水价政策将持续存在。