一种公众可参与的节水方法
【专利摘要】本发明公开一种公众可参与的节水方法—水银行，具体步骤：1)对用户用水、水价以及行业规范等基础数据资料进行统计分析，获取用户基本用水情况；2)建立阶梯水价制度，以第一阶梯用水量作为用户的初始水权；3)结合政府奖励与水权交易机制，建立引导公众积极参与的节水管理平台—水银行，根据政府与市场参与比重分三种模式；在用户水权范围内，根据节水比例制定水银行储水价格，考虑市场的影响，制定水权交易价格；4)根据用户参与节水的不同程度，测算用户节水总量、节水收益、相应政府投资以及将节水量用于发展新产业所增加的产值。本发明着眼于城市各类用水主体间的水权转移，能够发挥政府补偿和市场调节在节水中的积极作用，让节水用户获得利益，调动用户的节水积极性。
【专利说明】
一种公众可参与的节水方法
技术领域
[0001] 本发明属于水资源优化配置技术领域，涉及一种公众可参与的节水方法一一水银 行。
【背景技术】
[0002] 水是"生命之源、生产之要、生态之基"，水资源短缺已经成为我国经济和社会发展 的严重制约因素。近年来国家对水资源高效利用提出了诸多要求:《中共中央关于制定国民 经济和社会发展第十三个五年规划的建议》提出，实行最严格的水资源管理制度，以水定 产、以水定城，建设节水型社会;2015年国务院印发"水十条"，要求大力推进水资源的循环 利用、控制用水总量和提高用水效率;2011年中央一号文件明确提出建立用水总量控制、用 水效率控制和水功能区限制纳污"三项制度"，相应地划定用水总量、用水效率和水功能区 限制纳污"三条红线"。可见，实现水资源的高效利用势在必行，意义重大。
[0003] 然而，目前我国城市用水方式依然比较粗放，节水机制不够完善，公众节水积极性 不高，水资源浪费现象仍然十分严重。其原因主要包括两方面。一方面，我国大部分城市现 行单一水价，各类用户用水价格偏低，而少部分实行阶梯水价的城市的阶梯水量定量普遍 偏高，导致用户对水资源的重视程度不够，缺乏自觉节水的意识，节水在很大程度上只是空 喊口号；另一方面，我国虽然已有一些水权转让或交易的案例，但还没有形成以经济手段为 导向的节水机制，没有形成明确的水权分配、交易、管理制度，未能发挥出价格机制、政府奖 励和交易制度在节水中的重要作用。而且现有研究主要集中在流域或灌区之间，针对其他 用户的水权交易的研究较少。
[0004] 我国已发生的水权交易典型案例有:2000年浙江省义乌市和东阳市签订了一个有 偿转换水权的协议，向东阳市购买约5000万m 3水资源的永久使用权，开创了国内水权交易 的先河;节水型社会试点张掖市下属的洪水河灌区与梨园河灌区农民用水户之间进行水权 转让，提高了农户的节水意识，降低了用水成本;石羊河流域在灌区间进行地表水和地下水 的水权交易，并建立电子商务平台，促进流域水市场发育，为流域水权制度建设提供支撑。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种公众可参与的节水方法--水银行。
[0006] 本发明采用技术方案为：
[0007] -种公众可参与的节水方法一一水银行，包括以下步骤：
[0008] 第一步，对各类用户用水、水价以及行业用水规范等基础数据资料进行统计分析， 获取用户的基本用水情况。
[0009] 涉及到的各类基础资料主要有:各类用户近5年的用水资料、各类用户近5年的水 价及其组成、智能水表获取的实时监测用水数据、行业用水定额、各类用户用水效率指标要 求、城市水资源规划方案、用户阶梯水价制度、初始水权分配及现行水权管理制度。
[0010] 第二步，依据国家发改委、住建部《关于加快建立完善城镇居民用水阶梯价格制度 的指导意见》建立阶梯水价制度，以第一阶梯用水量作为用户的初始水权，水权交易范围应 在初始水权内。
[0011] 第三步，实施政府奖励与水权交易相结合的运行模式，建立引导公众积极参与的 节水管理平台一一"水银行"。在用户水权用量范围内，根据节水比例制定水银行储水价格， 根据市场调节原则，制定水权交易价格。
[0012] 水银行运行模式实行三步走：
[0013] 3.1)以政府补偿为主的运作模式，即实行政府奖励补贴机制，每个将节水量存入 水银行的用水户，都能得到政府补贴，政府根据节水比例制定水银行储水价格，以调动公众 参与节水的积极性。
[0014] 所述的水银行储水价格函数可用下式表示：
[0015]
(1)
[0016]其中，Q为基础储水价格;A、B为节水第二、三阶梯奖励系数;α、β均为居民节水量占 水权的百分比；k为居民实际节水量占水权的百分比;Α、Β的确定主要在政府可支出费用以 及调动用户积极性方面考虑，体现节水的难易程度，系数B-A>A-l;aj的确立参照居民实际 用水情况分析节水潜力确定。
[0017] 3.2)实行政府补贴与市场调节相结合的运行模式，进行水权转让与交易，水权交 易价格在政府补贴的基础上考虑市场的影响，交易价格的确定应考虑企业用水成本以及节 水成本;水权交易为将居民节约水量的使用权交易给其他类型的用水户，由政府制定相应 的交易价格；
[0018] 3.3)实行市场调节机制，水银行储水价格和水权交易价格通过市场调节确定，政 府起到监督和审核的作用，在水权交易中起到撮合和中介的作用。
[0019] 所述步骤3的水银行水权交易价格按下述方法确定：
[0020] 考虑到随着城市的不断发展，城市用水需求日益增加，"水银行"的存储水量主要 转卖给新投产的企业或预扩建的老企业，以满足新建产业和老产业扩建所增加的用水量需 求，以期减少水资源紧缺城市境外调水和滨海城市淡化海水等昂贵水源的用量。因此，为鼓 励新投产企业从水银行买水，拟定的交易价格应低于外调水和海水淡化水价，同时为反映 水资源的稀缺程度，不应低于企业第一阶梯用水价格。
[0021] 步骤4,根据用户参与节水的不同程度，分别测算用户节水总量、节水收益、相应的 政府投资以及将节水量用于发展新产业所增加的产值。
[0022] 本发明的有益效果为:发挥政府补偿和市场调节在节水中的积极作用，让节水用 户获得利益，调动用户的节水积极性，发挥"蚁群效应"，将节约用水的口号变为人人要参与 的行动，以真正实现节水的目的;现有的水权交易主要发生在农业灌区之间，本发明着眼于 城市各类用水主体间的水权转移，在实际应用中涉及范围更为广泛。
【附图说明】
[0023] 附图为水银行储水价格分段函数。
【具体实施方式】
[0024] 以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0025] 以大连市为例，重点分析水银行运行机制下的城市居民生活与新投产企业之间的 水权交易。由于大连市各类用户的用水量严格按照在年初制定的供水计划执行，并无剩余 水量，所以要发展新产业或扩建老企业必须增加外调水引水量或海水淡化的生产量。然而， 外调水和海水淡化的价格比较高，导致大连市的供水成本和企业的用水成本大幅上升。因 此，本例旨在利用水银行调动公众节水积极性，增加城市节约水量，降低新产业对外调水和 海水淡化的需求，促进城市发展。
[0026] 下面应用一种公众参与的节水方法，包括以下步骤：
[0027] 步骤1，对基础数据资料进行统计分析，获取用户的基本用水情况。
[0028]收集与整理大连市历史用水数据资料，分析得到居民和企业两类用户的用水情 况，并查阅大连市各类水价现状，为水价制定提供依据。根据大连市水资源公报等供用水资 料分析居民生活用水的历史数据，得到近年人均居民生活用水定额平均为110 L/(P · d); 根据近年大连市统计年鉴中各行业取水量及经济指标，计算新投产企业所属行业的用水定 额，本实例中选取大连市典型行业电子行业、纺织行业、化工行业，其平均万元产值用水定 额分别为1.13m 3/万元，4.73m3/万元，50.51m3/万元;大连市目前居民用水价格为3.1元/吨， 工业水价为4.4元/吨，大连市淡化海水的价格为6.43元/吨，远期新增外调水的价格参照南 水北调工程价格为6.21元/吨，在此基础上制定阶梯水价和水银行交易价格。
[0029] 步骤2,依据国家发改委、住建部《关于加快建立完善城镇居民用水阶梯价格制度 的指导意见》建立阶梯水价制度，以第一阶梯用水量作为用户的初始水权。
[0030] 假设大连市2016年实施阶梯式水价，居民水价和用水量分别模拟执行三级阶梯定 价。依据《关于加快建立完善城镇居民用水阶梯价格制度的指导意见》（以下简称《意见》)和 大连市近几年用水资料，同时参考水资源现状相近城市的阶梯水价定量、定价情况以及考 虑大连市民对水价调整的心理承受能力，拟采取的定量、定价原则如下：
[0031] 第一级水量：以满足用户维持基本生活用水量为原则，按覆盖80%居民家庭用户 确定Xi
[0032] 第二级水量：以体现改善和提高居民家庭生活质量的合理用水需要为原则，按覆 盖95%居民家庭用户确定X2
[0033]第三级水量:综合考虑大连市水资源的稀缺程度，确定X3
[0034]第一级水价：国外研究显示，当水费占人均收入的比例达到2.5 %时用水者才会开 始重视节水，考虑到对大连市低收入家庭水费开支不造成太大冲击，以维持最低生活收入 M - 的2 % (Mmin)为水费支出，A =
[0035] 第二级水价:在第一级水价的基础上加入惩罚因子λ2，P2 = A2P1
[0036] 第三级水价:在第一级水价的基础上加入惩罚因子λ3，P3 = A3P1
[0037] 根据《意见》规定，确定λ2=1 ·5，λ3 = 3
[0038] 以户(3 口）为单位，最终将大连市的阶梯水价确定为：
[0039] 第一阶梯为0-120吨/年，水价为3.7元/吨
[0040] 第二阶梯为120-180吨/年，水价为5.55元/吨
[0041 ]第三阶梯为超过180吨/年的部分，水价为11.1元/吨
[0042]户内人口 3人(含）以上的家庭，每户每增加1人，每年各阶梯水量基数分别增加40 立方米。
[0043]第一阶梯的水量即为居民生活用户的初始水权，即每户每月的水权为10吨，在用 水量不大于生活用水水权的前提下，居民可将水权内剩余的水量用于交易。
[0044] 步骤3,实施政府奖励与水权交易相结合的运行模式，建立引导公众积极参与的节 水管理平台一一"水银行"。在用户水权用量范围内，根据节水比例制定水银行储水价格，根 据市场调节原则，制定水权交易价格。
[0045] 根据政府与市场参与比重的不同，水银行运行机制包括以下三个层次：
[0046] (1)以政府补偿为主的运作模式，目的是调动公众参与节水的积极性，节水用户都 能得到政府补贴。在这一阶段，着重考虑居民收益对其节水积极性的影响和政府所需要投 入的资本。
[0047]该模式下水银行储水价格：
[0048] 水银行储水价格考虑政府节水补偿，通常高于居民生活第一阶梯水价，并根据节 水比例制定价格。以户（3 口）为单位，采用上述的水银行储水价格函数，即函数（1)，根据前 面拟定的阶梯水价，针对大连市具体情况，拟定储水价格函数各系数为：Q = 5元/月，A = 1·5，Β = 3，α = 15%，β = 30%〇
[0049] (2)政府补贴与市场调节相结合的运作模式在政府补贴机制的基础上考虑市场的 影响，进行水权交易，由政府制定相应的交易价格如下：
[0050] 通过居民生活节水将多余的水权转让给大连市内新投产的企业，淡化海水的价格 为6.43元/吨，外调水的价格参照南水北调工程价格定为6.21元/吨。为鼓励新投产企业从 水银行买水，拟定的交易价格应低于外调水和海水淡化水价，同时考虑反映水资源的稀缺 程度，最终拟定水权交易价格为q = 5.5元/吨。
[0051] (3)以市场调节为主的运作模式，水银行作为交易中心，在水权交易中起到撮合和 中介的作用，交易价格由水银行、卖水、买水三方协商确定，政府监督和审核整个运行流程。
[0052] 步骤4,根据用户参与节水的不同程度，分别测算用户节水总量、节水收益、相应的 政府投资以及将节水量用于发展新产业所增加的产值。
[0053]拟在大连市构建水银行机构，在水银行三个层次运行机制下，测算节水效益。目前 大连市城镇居民人口数为497万人，城镇家庭户数约为165.67万户，城镇居民生活用水总量 为16660万m3。现选取大连市典型行业电子行业、纺织行业、化工行业作为参照，计算城市节 水量可带来的实际效益。电子行业平均万元产值用水定额为1.13m 3/万元，为低耗水行业； 纺织行业平均万元产值用水定额为4.73m3/万元，化工行业平均万元产值用水定额为 50.5 Im3/万元，为高耗水行业。现分析当节水用户占总用户的60 %和80 %情况下的节水量， 其中节水量在0-1.5吨的用户占总节水用户的75 %，户均节水量为0.75吨/月；节水量在 1.5-3.0吨的用户占总节水用户的20%，户均节水量为2.25吨/月；节水量在3.0吨以上的用 户占总节水用户的5%，户均节水量为4吨/月。
[0054]下面在水银行运行机制下，分别对节水用户比例为60%和80%的情况进行分析和 讨论：
[0055] 当所有居民都参与节水时，居民用户的月总节水量为：
[0056] 0 · 75 X 165 · 67 X 0 · 75+0 · 25 X 165 · 67 X 2 · 25+0 · 05 X 165 · 67 X 4 = 200 · 87 (万吨）
[0057] 年总节水量为：12 X 200.87 = 2410.45(万吨）
[0058]各个阶梯居民年收益为：
[0059] 节水第一阶梯:〇.75X5X 12 = 45(元）
[0060] 节水第二阶梯：[1·5Χ5+(2·25-1 ·5) X7.5] X 12 = 157.5(元）
[0061] 节水第三阶梯：[1.5\5+1.5\7.5+(4-3)\15]\12 = 405(元）
[0062]政府年总投资为：
[0063] 165·67Χ12Χ(75% X3.75+20% X13.13+5% Χ33·75) = 14164·5(万元）
[0064] (1)当参加节水的用户占总用水户的60 %时，
[0065] 年总节水量为：2410.45 X 60 % = 1446.27(万吨）
[0066] 若将这些水量以5.5元/吨的价格出售给新投产企业，则水银行可获得收入为:5.5 X 1446.27 = 7954.485(万元）
[0067] 则政府净投入的补贴资金为：14164.5 X60%-7954.485 = 544.215(万元）
[0068] 当把节水量交易给电子行业用户时，可供用户产生的万元工业产值为：
[0069] 1446.27 + 1.13 = 1279.88(万元）
[0070] 当把节水量交易给纺织行业用户时，可供用户产生的万元工业产值为：
[0071] 1446.27 + 4.73 = 305.77(万元）
[0072] 当把节水量交易给化工行业用户时，可供用户产生的万元工业产值为：
[0073] 1446.27 + 50.51 = 28.63(万元）
[0074] 若企业原计划使用淡化海水，则可节约用水成本：
[0075] (6.43-5.5) Χ1446·27 = 1345·03(万元）
[0076] 若企业原计划使用外调水源，则可节约用水成本：
[0077] (6.21-5.5) Χ1446·27 = 1026·85(万元）
[0078] (2)当参加节水的用户占总用水户的80 %时，
[0079] 年总节水量为：2410 · 45 X 80 % = 1928 · 36(万吨）
[0080] 若将这些水量出售给新投产企业，则水银行可获得收入为：
[0081] 5·5Χ1928·36 = 10605·98(万元）
[0082] 则政府所需投入的补贴为：14164.5 X 80%-10605.98 = 725.62(万元）
[0083]当把节水量交易给电子行业用户时，可供用户产生的万元工业产值为：
[0084] 1928.36 + 1.13 = 1706.51(万元）
[0085] 当把节水量交易给纺织行业用户时，可供用户产生的万元工业产值为：
[0086] 1928.36 + 4.73 = 407.69(万元）
[0087] 当把节水量交易给化工行业用户时，可供用户产生的万元工业产值为：
[0088] 1928.36 + 50.51 = 38.18(万元）
[0089] 若企业原计划使用淡化海水，则可节约用水成本：
[0090] (6.43-5.5) Χ1928·36 = 1793·37(万元）
[0091] 若企业原计划使用外调水源，则可节约用水成本：
[0092] (6.21-5.5) X 1928.36 = 1369.14(万元）
[0093]分析上述案例可知，节水用户若采取积极有效的节水措施，平均每月有7.13元的 收益。当60%的居民参与节水时，节水量占大连市居民生活总用水量的8.68%，当80%的居 民参与节水时，节水量占大连市居民生活总用水量的11.57%。随着公众节水积极性和参与 度的提高，水银行运行机制将进入第三个阶段，水权交易逐渐市场化，带来的节水效益也将 日益增加。
[0094]综上所述，本发明能够在一定程度上提高城市的整体节水水平，减少城市淡化海 水和境外调水等价格较高水源的用量，降低总用水成本，增加工商业产值，有效促进社会经 济的发展。
【主权项】
1. 一种公众可参与的节水方法，其特征在于，包括W下步骤： 第一步，对各类用户用水、水价W及行业用水规范等基础数据资料进行统计分析，获取 用户的基本用水情况； 第二步，建立阶梯水价制度得到基础储水价格Q，W第一阶梯用水量作为用户的初始水 权，水权交易范围在初始水权内； 第Ξ步，实施政府奖励与水权交易相结合的运行模式，建立引导公众积极参与的节水 管理平台一水银行，根据政府与市场参与比重的不同，水银行运作机制实行Ξ步走： (1) 实行政府奖励补贴机制 每个将节水量存入水银行的用水户，能够得到政府补贴，政府根据节水比例制定水银 行储水价格； 所述的水银行储水价格函数PU)用下式表示：其中，Q为基础储水价格;A、B为节水第二、Ξ阶梯奖励系数，Β-Α〉Α-1;α、β均为居民节水 量占水权的百分比;k为居民实际节水量占水权的百分比； (2) 实行政府补贴与市场调节相结合的运作模式 在政府补偿基础上考虑市场影响，进行水权交易，政府制定交易价格，交易价格考虑企 业用水成本W及节水成本； (3) 实行市场调节机制 水银行作为交易中屯、，水权交易价格由水银行、卖水、买水Ξ方协商确定，政府监督和 审核整个运行流程； 第四步，根据用户参与节水的不同程度，分别测算用户节水总量、节水收益、相应的政 府投资W及将节水量用于发展新产业所增加的产值。
【文档编号】G06Q50/06GK105844355SQ201610167950
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】张弛, 郎连和, 周惠成, 于冰, 李慧杰, 李冰, 李一冰, 邓嘉辉
【申请人】大连理工大学