区域供水的投资效益分析方法

俞国平， 任心欣
(同济大学 环境科学与工程学院，上海 200092)

　　摘　要：在工程经济学与管网技术经济计算原理的基础上，提出了一种区域供水投资效益分析的方法，并用构造的数学模型分析了供水半径与供水量、水价、基准收益率等因素的关系。
　　关键词：区域供水； 供水半径； 经济管径； 基准收益率
　　中图分类号：TU991.2　　　文献标识码：C　　　文章编号：1000-4602(2003)12-0075-02
　　
　　在长江三角洲地区，很多以大城市为中心的卫星城镇都建有自己的小型水厂。由于水域受到了较大的污染，加之这些水厂的设备和技术力量相对落后，使得生产不稳定，供水水质不能满足居民的生活要求，严重制约了当地经济的发展。
　　为了解决这个问题，一些专家提出由原水条件较好、技术先进的中心城市的水厂通过输水管向周围卫星城镇供水的方案，这样既可以改善小城镇的供水水质，淘汰技术落后、效率低下的城镇水厂，又可充分利用中心城市水厂的能力。这种供水方式称为区域供水。区域供水在取得良好的经济效益和社会效益的同时也会增加基建投资，因此需对区域供水的可行性及供水的范围进行仔细的投资效益分析。
1 模型的构造
　　假设中心城市甲拟通过一条输水管(中途没有用户)向卫星城镇乙供水，则一次性基建投资d0(管道造价)为：
　　　d₀=(a+bD^α)l　　　　　　　　　　　　　(1)
　　　　式中　D——管径　　　　　
　　　　　　　l——管长
　　　　　　　a、b、α——系数，与管材及施工条件有关每年的净收入d1(管理费略)为：
　　　d₁=水费收入-运行电费=3.15x10⁴cQ-0.01x8.76βEρgtQH／η　　　 (2)
　　　　式中　c——水费　　　　　　　　
　　　　　　　Q——流量
　　　　　　　β——供水能量变化系数
　　　　　　　E———电费
　　　　　　　ρ——水的密度
　　　　　　　H——扬程
　　　　　　　η——泵站效率
　　代入水头损失计算公式H=kQnl/Dm得：　
　　　d₁=3.15x10⁴cQ-0.0876βEρgkQ^n＋１l/(ηD^m)　　　 (3)式中 k、n、m——系数
　　将项目寿命期内的净收入折算成现值为：
　　　d₂=[3.15x10⁴cQ-0.0876βEρgkQⁿ⁺¹l/(ηD^m)]x{[(l+i)^t-1]/[i(l+i)^t]}　　 (4)
　　　　式中　i——基准收益率
　　　　　　　t——项目寿命期
　　设经济管径的经济因素为f，则有：
　　　D=(fQⁿ⁺¹)^l/(α+m) 　　(5)
　　在动态分析中：
　　　f=8.76tβEρgkm/{[p+100xi(1+i)^t/(1+i)^t-1]}/αbη　　 (6)式中 P——大修和折旧费率
　　考虑在项目寿命期内刚好收回投资(净现值等于零，即d0-d2=0)，则可以得到如下方程：
　　　(a+bD^α)l-[3.15 x 10⁴cQ-0.0876βEρkQⁿ⁺¹l/(ηD^m)]x{[(1+i)^t-1]/[i(1+i)^t]}=0　　　 (7)
　　方程(7)中只有D、Q、l是未知数，利用经济管径公式就可以得到一个关于Q、l的方程。
　　　l=3.15 x 10⁴ηc[(1+i)^t-1]f^m/(α+m) Q^{(mn+2n+α)/(α+m)}/{i(1+i)^taηf^m/(α+m）/(Q^m+mn(α+m)+i(1+i)^tbηfQⁿ⁺¹+0.0876βEρgkQⁿ⁺¹[(1+i)^t-1]} 　　(8)
　　在实际工作中，可利用上式结合卫星城镇的用水量计算出供水半径，若实际供水距离在供水半径之内便认为方案是适宜可行的。
2 对各影响参数的讨论
　　公式(8)中基本参数的取值为：a=500，b=2000，α=1.8，E=0.6元／(kW·h)，η=0.7，m=5.33，n=2，t=15 a，β=1.0，p=2.8％，k=1.743X10^-9，ρ=1 kg／L，g=9.8 m／s²，则可得供水半径与供水量、水价、基准收益率之间的关系如图1～3所示。

　由图1～3可以看出，随着供水量的增加则供水半径也增加，而供水半径的增加将导致水价上升和基准收益率的降低。
3 结语
　　通过构造一个简单的数学模型，建立了区域供水中供水量、水价、基准收益率和供水半径的关系。笔者建议在考察区域供水问题时，可根据当地的经济状况并利用所建立的模型粗略地估算工程项目的投资效益或者确定水价，从而比较经济合理地解决区域供水问题。

参考文献：
　[1] 严煦世，范瑾初．给水工程(第4版)[M]．北京：中国建筑工业出版社，1996．
　[2] 黄渝祥．工程经济学[M]．上海：同济大学出版社，1997．

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收稿日期：2003—05—07