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摘 要：

开展农村居民水价提升空间分析可为水价改革提供依据。基于2019年我国21省区农村居民生活水费支出系数、人均可支配收入及用水指标的截面数据，将一种生活水费支出系数计量模型与灰色GM(1,1)预测模型相结合，定量估计了我国21个省区2019年、2025年、2030年及2035年农村居民水价承受能力，并进行了水价提升空间分析。结果表明，现状农村居民水价偏低，21省区平均生活水费支出系数仅为0.46%,当人均可支配收入及用水指标分别提升10%,生活水费支出将增加1.25%、6.9%;当前农村居民水价均在可承受范围内，未来5～15 a承受能力大幅提升，呈现出东北、西北和华北地区基本高于西南和华南地区的区域性规律；在不超过农村居民承受能力的情况下，从省区和地理分区视角看水价均可继续上调，相比现状水价，未来5～15 a各省区将分别出现1～3番、2～4番、3～6番的提升空间。

关键词：

农村居民水价;水费支出系数;承受能力;水价提升空间;灰色预测;

作者简介：

单是豪(1994—),男，博士研究生，主要从事水文水资源研究。

*倪红珍(1966—),女，正高级工程师，博士，主要从事水利经济与水资源管理研究。

基金：

水利部“水价关键问题研究”专项课题(WR0145C412019);

引用：

单是豪, 倪红珍, 汪党献, 等. 基于承受能力区域差异的我国农村居民水价提升空间分析[ J] . 水利水电技术(中英文), 2022, 53(9): 80- 88.

SHAN Shihao, NI Hongzhen, WANG Dangxian, et al. Rural residents′ domestic water price improvement in China based on regional affordability differences[J]. Water Resources and Hydropower Engineering, 2022, 53(9): 80- 88.

0 引 言

中国人均水资源量仅为世界平均水平的1/4,水资源短缺是制约经济社会发展的关键因素，为了根本解决水资源短缺问题，我国提出“建设节水型社会”等政策方针，以调整水价和推行水价改革为主的经济手段成为促进节水的关键一招。水价标准、水价提升空间如何确定等问题得到各界广泛关注，不少学者指出在进行水价调整时必须准确估计居民对用水价格的承受能力,这将为合理预测水价提升空间和确定加价标准提供科学支撑和依据，尤其是生活用水水价，这与居民生活息息相关。因此，开展居民用水水价提升空间问题研究具有重要的实践意义，确定居民对水价的承受能力是进行该研究的首要前提。

对于承受能力的内涵释义及量化研究，以往学者已经开展大量工作。一般认为，水价承受能力可以分为对水价的经济承受能力和心理承受能力。在经济承受能力方面，国内研究通常采用家庭水费支出占家庭收入的1%～3%作为居民水价承受能力的衡量依据。而许多国际组织，如世界银行、亚洲开发银行，则分别以家庭水费支出占家庭收入的3%～5%和5%作为居民水价承受能力基准。究竟什么是该数值临界点还要取决于当地经济发展水平及水资源禀赋条件。在心理承受能力方面，条件价值评估法(CVM)受到研究者的广泛青睐,即利用效用最大化原理构建一个假想的环境物品或服务交换市场，通过设计问卷、直接询问被访者而得到的具体数值。实际上，受访者往往由于缺乏对环境物品的认知缺乏导致估值缺乏实际经验，SEGERSON等学者指出该方法受限于受访者经验缺乏等不确定因素，会产生估值的模糊区间。

在充分考虑居民承受能力的前提下，当现状水价低于居民对水价承受能力时，表明水价存在可调空间，此时提升空间可理解为现状水价与可承受能力之间的差值。基于承受能力对居民水价提升空间进行考察目前主要依据水费支出与收入之间的关系。王西琴等采用1%的水费支出系数标准，设计了4种北京市居民阶梯水量的情景方案，计算了不同方案下的水价调整幅度，得出三种推荐方案下的一阶梯水价提升空间为3.69～7.60元/m3。高慧中等利用人均月水费支出占人均可支配收入比例R值对比分析了国内外典型城市居民水价差异，结果显示国内城市R值较小，现状水价具备一定的提升空间。王炎如认为随着居民收入水平的提高，生活用水支出占收入比例应逐渐降低。因此居民水价提升空间应随承受能力变化而变化，也具有“时滞性”特点。

以上研究为确定水价提升空间提供了重要参考，但在大范围进行水价标准制定时，采用统一的生活水费支出比例难以体现区域经济发展水平及水资源禀赋差异性；限于受访者主观判断的经验缺乏，CVM法估计水价承受能力易产生估值模糊区间。这些均可能导致对水价提升空间的不合理估计，使得在制定分区域的水价调整和加价标准的政策时产生不合理偏差。此外，基于承受能力对水价提升空间的分析主要集中在城镇居民用水水价，且多聚焦在现状水价提升空间，对其未来的预测分析较少见。关于农村居民水价承受能力及提升空间的研究目前很少发现有文献报道，合理的水价政策不仅关系到农民的基本生活保障，同时也有利于工程提供优质供水、促进节水及保证工程的良性运行。鉴于此，本文根据实际调研数据，考虑影响生活水费支出的主要因素，利用计量经济学的方法将一种生活水费支出系数计量模型与灰色GM(1,1)模型相结合，分区域确定农村居民生活水费支出系数用以分析我国不同地区的农村居民水价承受能力，对我国农村居民水价的两个重要问题予以回答：一是我国农村居民水价目前及未来还能否继续上调?二是上调多少才能够不超过农村居民的承受能力?

1 方法与数据

1.1 研究方法

1.1.1 生活水费支出系数计量模型

居民生活水费支出系数是指生活水费占人均可支配收入的比例，计算公式为

其中，R为农村居民生活水费支出占人均可支配收入I的比例；W为农村居民人均生活用水量(m3/人·a);P为农村居民水价(元/m3)。

该方法虽然简单、数据易得，易于比较，但在大范围应用时，受限于地区用水水平、收入水平的不同，若采用统一的系数标准难以体现地区差异性，无法以此为依据制定水价政策和加价标准。事实上，该系数的确定应在考虑预算约束的前提下，再满足个人效用的最大化。不同省区由于水资源禀赋、社会经济发展及人均收入水平存在差异，都会影响居民对水价的支付意愿。考虑到变量选取的代表性、科学性及变量之间的独立性，因此本文选择农村居民人均可支配收入作为影响生活水费支出系数的经济因素变量，农村居民生活用水指标作为影响生活水费支出系数的水资源禀赋因素变量，以此代表当地经济发展水平与水资源条件，则生活水费支出系数与上述变量的函数关系可表示为

式中，Xelse为影响生活水费支出系数的其他变量，其他符号意义同前。

由生活水费支出系数计算水价提升空间的公式为

式中，ΔPmax为水价提升空间；Pt为第t年居民水价承受能力(元/m3);P0为现状居民水价(元/m3);其他符号意义同前。

借鉴生活需水函数的研究方法,采用常用的双对数线性形式确定生活水费支出系数计量模型。双对数线性形式易于估计，能够给出一个固定的估计系数，易于应用于水价承受能力的计算，同时双对数线性形式与居民对水这一商品的需求行为较为符合。

在仅考虑居民可支配收入时，生活水费支出系数与居民可支配收入的幂函数关系可表示为

式中，C0为常数；E1为收入弹性系数；其他符号含义同前。在式(5)的基础上，考虑用水水平对本年度居民生活水费支出的影响，可变为

式中，Q为人均用水量(L/d);E2为用水指标弹性系数。将式(6)两边取对数，并考虑式(2)其他变量的影响有

式中，C1为常数；ε为随机扰动项。该双对数模型的主要参数为农村居民人均可支配收入和农村居民人均用水量，需要估计的参数为E1、E2。

1.1.2 灰色GM(1,1)预测模型

对未来情景生活水费支出系数进行估计，首先要确定(7)式中的I、Q两个参数，其中农村居民人均可支配收入I可根据“十四五”国民经济发展规划纲要提出的增长率计算，而农村居民生活人均用水量Q采用现状用水指标难以反应未来用水变化情况，会对支出系数产生影响。此外各省区制定的农村居民生活用水定额标准分类繁多，标准不统一，也不易直接采用。所以在确定未来情景下农村居民用水指标时，可根据历史序列预测未来农村居民生活总用水量及人口增长趋势水平，进而通过二者计算得出，灰色GM(1,1)模型可衔接用于未来情景参数Q的确定。灰色系统理论在处理短时间序列的小样本时具有精度较高的优势,因此本文采用灰色GM(1,1)模型定量预测未来情况下各省区农村居民生活用水量，根据2011—2019年历史农村居民生活用水量统计数据，建立与时间的函数关系，预测生活需水量。其原理是将无规律的时间序列通过数学运算转化为有规律的时间序列，GM(1,1)的微分表达式为

式中，X(1)为n个序列累加生成的新序列；t为第n个序列值；a为发展系数；u为灰作用量。利用最小二乘法估计参数向量a为

式中，B为数据矩阵；Y为数据向量。

预测模型表达式为

1.2 数据来源

本文所用研究数据来源于部门统计数据和全国分区域水价调研数据，相关数据说明如下：(1)农村居民人均可支配收入数据来源于《中国统计年鉴》(2019年);(2)农村居民生活用水量数据来源于《中国水资源公报》(2011—2019年);(3)农村居民人均生活用水量数据来源于《中国水资源公报》(2019年);(4)农村居民水价数据是根据全国农村饮水安全工程建设运营税收优惠政策落实情况调查的47 866处农村饮水安全工程，基于供水量和水价加权平均得出的，考虑到样本有效性、区域代表性及数据可获得性，本次农村供水终端水价调查数据涵盖全国范围内21个省市自治区(安徽、福建、甘肃、广东、广西、贵州、海南、河南、黑龙江、湖南、吉林、江苏、辽宁、内蒙古、宁夏、山东、山西、陕西、新疆、云南、重庆),从地理分区上看囊括了东北、华北、华东、华中、华南、西南及西北七大地理区；(5)现状居民生活水费支出系数是利用式(1)计算所得。

2 结果与分析

2.1 模型参数估计

根据居民生活水费支出系数的双对数模型，采用2019年全国范围内21个省市自治区的农村居民生活水费支出系数、人均可支配收入及用水指标的截面数据资料，运用最小二乘法对模型参数进行估计。为了避免截面数据产生异方差现象，导致t检验和F检验失效，估计量不再是最佳线性无偏估计，利用White及BP检验对回归模型进行异方差检验。结果显示(见表1和表2),拟合优度R2=0.54,F统计量为10.74,回归F统计量的p值<0.001。参数E1,E2均通过了1%水平下显著性检验，White及BP检验的p值分别为0.78、0.69,不能拒绝存在同方差的原假设，即认为不存在异方差，得到全国21省区农村居民生活水费支出系数与其用水水平及人均可支配收入之间的函数表达式为

将(1)式代入并化简有，ln(W·P)=4.565+0.125lnI+0.69lnQ,该式表明人均可支配收入增加10%,生活水费支出将上升1.25%;用水指标水平增加10%,生活水费支出将上升6.9%。上述表达式计算值最大程度接近真实值，而真实值的标准较低，直接估计会偏离合理的理想值，故在确定农村居民人均可支配收入和用水指标对生活水费支出系数的驱动效应后，对其进行平移修正，以全国21省区平均生活水费支出系数达1%为目标进行试算，截距项取5.365为宜，由显著性检验及异方差检验结果可知，该模型能够较好应用于分地区的农村居民生活水费支出系数的研究，模型构建合理，可以应用。此时计算现状各省区水价承受能力的公式为

2.2 水价承受能力分析

2.2.1 农村居民用水水平及生活水费支出系数

2019年，调研的全国21省区中共有8个省区农村居民人均用水高于全国平均水平89 L/d(见图1),分别是华南地区的广东、广西、及海南3省，华东地区的安徽、江苏、福建3省，华中地区的湖南以及西北地区的新疆。华南地区处在丰水区，降雨充沛，人均水资源量丰富，农村居民人均用水介于187～200 L/d, 华东地区的安徽、江苏地处长江中下游地区，安徽境内水系交织，江苏过境水资源充足，农村居民人均用水水平127～154 L/d, 华中地区的湖南为97 L/d, 位属西北干旱区的新疆，达112 L/d。21省区中，农村居民生活水费支出系数均在1%以下(见图1),平均支出系数仅为0.46%。其中最高值为吉林0.69%,最低值为宁夏0.21%,其余省份介于二者之间。若按照1%的标准计算，各省区农村居民水价均有一定的提升空间。

图1 21省区农村居民年人均生活用水量及生活水费支出系数

2.2.2 农村居民水价承受能力分析

根据前文所提出的生活水费支出系数计量模型，考虑到水价承受能力的“时滞性”,对现状及未来的农村居民水价承受能力进行计算，现状年为2019年，未来采用2025年、2030年及2035年作为预测年。未来农村居民需水量运用灰色GM(1,1)模型进行预测，限于篇幅，仅列出预测表达式中的参数a、u,农村居民人口数量根据2011—2019年均增长率计算，据此推算农村居民生活用水指标(见表3)。农村居民人均可支配收入采用各省区《国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》中居民可支配收入年均增长的预期性指标计算。根据式(13)计算不同水平年农村居民生活水费支出系数(见表4),不同年景计算式可对其常数项进行再修正，再由(1)式得出水价承受能力(见表5)。分析可知：

(1)随着时间演进，各省区农村居民人均可支配收入在研究期内预计持续增长，预期增速要显著高于生活水费支出系数的增长程度，式(12)的收入弹性系数也说明了这一点。在预测年份下大部分省区用水指标较现状水平略有提高或者维持不变，采用灰色系统对用水量进行预测，再依据人口发展水平进而反推用水指标，能够包含历史序列的价值信息，较直接采用定额法更为贴合实际。

(2)2019年现状水平下，各省区农村居民水价承受能力介于3.9～6.0元/m3,均高于现状终端水价，其中宁夏最高为6.0元/m3,甘肃次之，为5.1元/m3,最低广西为3.9元/m3,说明现状水价是在农村居民可承受范围内的，用水需求支出是可承担的。随着人均可支配收入的不断增加和用水指标的变化，至2025年、2030年、2035年，各省区农村居民水价承受能力也逐渐提高，分别达到5.5～8.1元/m3、6.9～10.0元/m3、9.4～13.8元/m3承受区间，远高于当前水价，也表明对现状水价进行适当调升完全不会对农村居民形成经济及心理负担。此外，承受能力还呈现出区域性规律，东北、西北和华北地区的水价承受能力基本高于西南和华南地区。

2.3 水价提升空间分析

根据计算的现状及未来情况下农村居民水价承受能力，基于现状农村供水终端水价，计算我国21省区不同水平年农村居民水价提升空间(见表6),回答前文提出的两个重要问题：从考虑农村居民水价承受能力的角度出发，现状及未来情景下农村供水水价可继续上调，上调多少才不超农村居民的承受能力。接下来进一步分析：

(1)2019年，各省区每方水价提升空间介于1.9～3.7元。具体而言，宁夏、黑龙江、河南及山东提升空间在省区中处于1～4位次，提升空间分别为3.7元/m3、3.2元/m3、2.9元/m3、2.8元/m3,除了与现状水价水平不高这一因素有关外，用水指标也从侧面反映了其水资源禀赋条件，水资源的稀缺程度也将直接影响供水价格。水价提升空间最高的宁夏用水指标最低，仅为30 L/(人·d),黑龙江、河南及山东的平均用水指标为71 L/(人·d),与用水指标较高的省区如广东、广西、福建、海南相比处于低水平，这4省份平均用水指标达120 L/(人·d)以上，而现状水价均在2元/m3以下，水价提升空间介于2.2～2.7元/m3。吉林、辽宁、内蒙、陕西4省水价提升空间在2元/m3以下，是由于现状水价较其他省份来说已处于上游，其中吉林现状供水价格达3.3元/m3,提升空间为1.2元/m3。其他省区现状水价提升空间介于2.1～2.8元/m3。

(2)从地理分区视角看(见图2),2019年，七大地理区中西北地区平均提升空间最高，为2.7元/m3;东北地区水价平均提升空间最低，为2.1元/m3,略低于华北地区的2.2元/m3。华东与华南地区、华中与西南地区平均提升空间相同，分别为2.4元/m3、2.6元/m3;由此说明，在平均提升空间的意义下，按照地理区分类的水价提升空间相比省区视角来说，差距不明显。值得注意的是，提升空间是基于现状水价计算得出的，同一地理分区的不同省份现状水价也有差异，用水指标不尽相同，所以在分析提升空间时不能脱离现状水价水平而进行单纯的提升空间比较。

图2 七大地理分区水价提升空间雷达图(单位：元/m3)

(3)未来情景下，各省区的水价提升空间随着承受能力的提高也同步增加，至2025年、2030年、2035年各省区水价提升空间分别介于3.0～5.8元/m3、4.7～7.7元/m3、7.5～11.5元/m3,提升空间位次排名与2019年各省区相同；从地理分区平均提升空间的层面上看，至2025年、2030年、2035年，七大地理区平均水价提升空间分别介于3.9～4.5元/m3,5.4～6.1元/m3,8.4～9.2元/m3,提升空间位次排名也与2019年各地理分区相同。不论是从省区还是地理分区视角看，经济社会发展带动了人均可支配收入增加，水价承受能力都呈现了大幅提升，在未来5～15 a成倍增加，水价提升空间也因此翻番，相比之下，各省区水价至2025年、2030年、2035年也会分别出现1～3番、2～4番、3～6番的提升空间，为水价调整留有足够余地。

3 结论与展望

3.1 结 论

在大范围背景下，从考虑区域经济发展水平及水资源禀赋条件差异性角度，选取农村居民生活用水指标及人均可支配收入作为主要解释变量，将一种生活水费支出系数计量模型与灰色GM(1,1)预测模型相结合，在21省区平均支出系数为1%的水平下，分区域估计现状及未来各省区农村居民生活水费支出系数，考察各省区居民水价承受能力及提升空间，分析发现：

(1)我国21省区当前农村居民生活水费支出系数偏低，均在1%以下，平均生活水费支出系数仅为0.46%,由各省区农村居民生活水费支出系数与人均可支配收入及用水指标的函数关系可知，当农村居民人均可支配收入及用水指标分别增加10%时，生活水费支出将分别上升1.25%、6.9%。

(2)各省区现状及未来农村居民水价承受能力均要高于现状终端水价，承受能力呈现区域性规律，东北、西北和华北地区的水价承受能力基本高于西南和华南地区。在平均意义下，当前供水价格均在农村居民的可承受范围之内，对水价进行适当调升不会对农村居民造成经济及心理负担。

(3)随着时间演进，不论从省区还是地理分区视角看，水价承受能力在农村居民人均可支配收入增加及用水指标的变化作用下呈现大幅提升，农村居民生活水价还可继续上调，在不超过承受能力的前提下水价提升空间较大，相比现状水价，未来5～15 a各省区将分别出现1～3番、2～4番、3～6番的提升空间，可为水价调整留有足够余地。

3.2 展 望

本研究基于区域承受能力差异对农村居民水价提升空间进行分析，从全国层面来说，水价是按照省区供水工程供水量和水价加权平均统计，仅是一种宏观角度的研究；从省区视角来说，同一省区的不同地市、不同县区乃至不同的乡镇供水价格可能都会存在差异，对于市域、县域乃至更小单元的微观分析则要依靠更为细致的数据，仍需进一步讨论。

利用农村居民生活水费支出系数、人均可支配收入及用水指标的截面数据，通过生活水费支出系数计量模型对我国21省区农村居民水价承受能力和水价提升空间进行了分析，但未能从时间序列和截面两个方向分析其变化规律，采用面板数据对水价提升空间进行分析有待进一步探讨。

水利水电技术（中英文）

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