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第1篇

關(guān)鍵詞:鄭汴一體化;嶺回歸;對比分析

中圖分類號:F29文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1673-291X(2010)07-0134-03

引言

構(gòu)建中原城市群就是河南省促進(jìn)中原崛起的一個重大舉措。而 “鄭汴一體化”是中原城市群發(fā)展戰(zhàn)略構(gòu)想中的重中之重,也是中原城市群建設(shè)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。目前,中原城市群建設(shè)活動進(jìn)展迅速,初步實現(xiàn)了“鄭汴一體化”的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)。那么,“鄭汴一體化”對開封經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有多大的影響呢?

一、分析方法和指標(biāo)的選擇

由于區(qū)域中城市之間經(jīng)濟(jì)往來數(shù)據(jù)的統(tǒng)計缺失,為研究分析造成了困難。為了避免這些情況,本文繞開這些指標(biāo),采用對比分析方法,即通過對比同一經(jīng)濟(jì)總體在兩個不同時期各個敏感層面的關(guān)鍵指標(biāo),間接的量化城市群中單個城市所受到的影響。中原城市群建設(shè)對開封的影響直接體現(xiàn)在“鄭汴一體化”,而“鄭汴一體化”主要體現(xiàn)在六個對接,① 其中重點是城區(qū)對接、產(chǎn)業(yè)對接和服務(wù)對接,以此為根據(jù),結(jié)合現(xiàn)實情況,我們選取7個變量用來測度開封經(jīng)濟(jì)所受的影響:(1)GDP,選擇按照可比價格(以1978年為100)計算的GDP指數(shù)作為測度開封經(jīng)濟(jì)的總量指標(biāo);(2)開封市全社會固定資產(chǎn)投資額I(萬元);(3)開封市客運(yùn)量KY(萬人)、貨運(yùn)量HY(萬噸);(4)由于開封市1999年以前旅游總收入統(tǒng)計缺失,本文以接待國際過夜游客量FR替代;餐飲業(yè)營業(yè)額CJ(萬元);(5)開封市社會消費(fèi)品零售總額XF(萬元)。

二、實證分析

1.描述性分析。通過分析開封市1991―2008年的各個指標(biāo)值(數(shù)據(jù)來自開封市歷年統(tǒng)計年鑒),可以看出,I、XF、KY、HY、FR和CJ的歷年數(shù)量均在2004年后出現(xiàn)的較大增長。

表1也驗證了原始數(shù)據(jù)的直觀表現(xiàn),其中全社會固定資產(chǎn)投資2003―2008年的增長速度為35.858%,比1991―2008年的水平高達(dá)14個百分點,餐飲業(yè)營業(yè)總額增加了近18個百分點,客運(yùn)、貨運(yùn)、零售總額等也都有不同水平的提高,其中,受影響最大的是餐飲業(yè),其次是固定資產(chǎn)投資,然后是客運(yùn)、貨運(yùn),最后是零售業(yè)。令人意外的是國際過夜游客數(shù)量2003―2008年的平均增長速度低于1991―2008年的水平,原因是該指標(biāo)的代表性比較弱,并且容易受到異常值的影響,比如1999年、2002年和2003年都出現(xiàn)了較大的落差變化。有鑒于此,我們在接下來的分析中剔除這一指標(biāo)。

2.多元回歸分析。由于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定性,大多數(shù)宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)指標(biāo)會出現(xiàn)不平穩(wěn)性,這容易出現(xiàn)偽回歸,因此,需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。在回歸分析中,對所有變量進(jìn)行對數(shù)變換以消除可能存在的異方差特征,且對各時序數(shù)據(jù)取對數(shù)以后并不影響變量之間的關(guān)系。因此,本文選用多元的對數(shù)計量經(jīng)濟(jì)模型來分析1991―2008年間開封市經(jīng)濟(jì)增長與其影響因素之間的關(guān)系。首先 我們對各變量數(shù)據(jù)作對數(shù)處理處,取對數(shù)后各個變量變化為:

Y=ln(GDP);X1=ln(I),X2=(KY),X3=(HY),X4=(CJ),X5=(XF)

構(gòu)造方程模型:

令Y=β0+β1X1+β2X2+β3X3+β4X4+β5X5+ε

這里,βi (其中i=1,2,…5)是模型的參數(shù),也是回歸分析要估計的參數(shù),ε是殘差項,代表受鄭汴一體化影響而未考慮到的對開封經(jīng)濟(jì)增長有影響的因素。

又由于在實證分析中,運(yùn)用普通最小二乘法的多元線性回歸,要求所選取的樣本點要求有相同的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)技術(shù),這在本文問題分析中是無法滿足的(同一經(jīng)濟(jì)總體近似滿足經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)相同,但是1991―2008年的時間跨度是不能忽視生產(chǎn)技術(shù)的變化的)。同時影響經(jīng)濟(jì)增長的因素之間大多存在不同程度的多重共線性或者近似多重共線性關(guān)系,這會致使普通最小二乘法模型及其不穩(wěn)定,所做的估計是有偏非一致估計。

為了提高回歸模型解釋的科學(xué)性,針對自變量間出現(xiàn)多重共線性情況下普通最小二乘估計不夠理想甚至變壞的問題,本文選用嶺回歸分析方法,在取對數(shù)剔除異方差的基礎(chǔ)上,消除變量之間的相關(guān)性,使模型更具預(yù)測性。

利用SPSS13.0來建立y與x1,x2,…x5嶺回歸(K值從0到1,間距0.05),便可得到嶺參數(shù)K取不同值時的各變量的標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)(見表2)。

從表中可以看出,當(dāng)嶺參數(shù)k從0～0.4時,各系數(shù)值變化較大,這就是多重共線性所引起的異常變化。當(dāng)嶺參數(shù)達(dá)到0.4之后,回歸系數(shù)逐漸穩(wěn)定,并且各個系數(shù)的估計值的符號比較符合經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實,再參照RSQ值,當(dāng)k=0.4時,RSQ=0.981,相對來說依然比較大。再之,由表2中還可以看出,嶺參數(shù)k從0～0.40時,方差膨脹因子從較高的值迅速變小并趨于穩(wěn)定。方差膨脹因子是測度多重相關(guān)性的指標(biāo),一般認(rèn)為,如果最大的值超過10,常常表示多重相關(guān)性將嚴(yán)重影響最小二乘的估計值。在k=0.040時,各個變量的方差膨脹因子分別為:0.135,0.225,0.440,0.224,0.155(保留三位有效數(shù)字,下同)因而可選取嶺參數(shù)k=0.40。于是,5個變量的標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)分別為0.171,0.182,0.190,0.173,0.225。那么就可以寫出標(biāo)準(zhǔn)化的回歸方程:

Y=0.171x1+0.182x2+0.190x3+0.173x4+0.225x5

同理,可以得到2003―2008年Y對X1、X2、X3、X4、X5的嶺回歸方程:

Y=0.198x1+0.188x2+0.188x3+0.182x4+0.192x5

3.嶺回歸結(jié)果分析。上面兩個回歸方程,代表了同一總體(開封市)在不同的時期范圍(1991―2008年和2003―2008年)各個因素對開封市經(jīng)濟(jì)增長的影響。由這兩個不同時期范圍嶺回歸方程的標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)的符號和大小可知:各個變量水平的提高,對經(jīng)濟(jì)增長都有正向作用。由回歸系數(shù)的大小可知,x1(開封市全社會固定資產(chǎn)投資)在實行鄭汴一體化后對Y(開封市GDP指數(shù))的影響有0.171提高到0.198,x2由0.182上升到0.188,x4由0.173上升到0.182,而x3和x5則顯示下降。可以看出,鄭汴一體化之后,在這5個因素中,投資和餐飲對開封是經(jīng)濟(jì)增長的拉動作用最大,客運(yùn)稍次,而貨運(yùn)和社會消費(fèi)品零售總額在鄭汴一體化之后對開封經(jīng)濟(jì)的影響則低于平均水平。

結(jié)論

通過對比“鄭汴一體化”前后各指標(biāo)的平均發(fā)展速度,我們了解了各個開封市各個產(chǎn)業(yè)所受到的影響;通過嶺回歸分析,對比各指標(biāo)β值,我們初步得到受“鄭汴一體化”影響的各產(chǎn)業(yè)對開封經(jīng)濟(jì)總體的影響。兩項對比,我們可以得到以下結(jié)論:

首先,“鄭汴一體化”通過拉動固定投資和建筑業(yè)的發(fā)展極大地促進(jìn)了開封市經(jīng)濟(jì)總量的增長。雖然投資增長速度小于餐飲業(yè),但是投資本身對經(jīng)濟(jì)的拉動作用使它后來居上。所以對“鄭汴一體化”引致的投資活動要做到合理規(guī)劃,以起到事半功倍的效果。

其次,貨運(yùn)量平均增長速度高于平均水平2個百分點,對經(jīng)濟(jì)總量的影響卻低于平均水平,這是因為:(1)開封工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,資源利用量少,利用效率低;(2)鄭州市正處于高度發(fā)展、積累時期,貨運(yùn)量增長更多的源于鄭州對周邊衛(wèi)星城市資源的需求。這就解釋了開封貨運(yùn)增長而對經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)不大。對比客運(yùn),則是因為開封本身旅游資源的豐富吸引了更多的城際游客。這啟發(fā)我們:與優(yōu)勢資源相關(guān)的產(chǎn)業(yè)在城市一體化過程中,自身獲得發(fā)展的同時,并能以高于平均水平的拉動作用促進(jìn)經(jīng)濟(jì)總體的發(fā)展。

再次,消費(fèi)品零售總額無論是平均發(fā)展速度還是對經(jīng)濟(jì)總體的影響都不能獲得令人滿意的結(jié)果,甚至低于平均水平,這是一個令人意外的結(jié)果。然后,經(jīng)歷了2006―2008年股市的大起大落和2007―2008年的經(jīng)濟(jì)危機(jī),這卻又在情理之中。我認(rèn)為,這是由特殊原因造成的,預(yù)測走出低谷,消費(fèi)品零售業(yè)將會有更好的發(fā)展。

最后,也是本文寫作目的。目前,關(guān)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的理論研究中,有關(guān)城市群的理論研究基本上集中在區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展的整體效應(yīng)和中心城市在區(qū)域經(jīng)濟(jì)中的作用上,而普遍的忽略了城市群中處于的邊緣城市所受的沖擊和影響。本文以中原城市群建設(shè)中“鄭汴一體化” 對開封經(jīng)濟(jì)的影響為例,選取關(guān)鍵性敏感指標(biāo),通過對比它們在城市群、城市一體化建設(shè)中自身變動從而對經(jīng)濟(jì)總體的影響,量化分析單個城市在城市群、城市一體化過程中所受到的沖擊,探索區(qū)域經(jīng)濟(jì)政策對邊緣城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響的分析框架和評價方法,為相關(guān)方提供決策基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn):

[1]高素英,李延軍,金浩.嶺回歸在經(jīng)濟(jì)增長影響因素分析中的應(yīng)用:下[J].統(tǒng)計與決策,2005,(5).

第2篇

論文關(guān)鍵詞：京津城際高速鐵路，經(jīng)濟(jì)效益，社會效益，評估模型

 

一、 引言

根據(jù)經(jīng)濟(jì)增長的基本理論，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的四大要素分別為：勞動力（包括勞動力供給、熟練程度、受教育情況），土地（包括土地、礦產(chǎn)資源、燃料資源），資本（包括廠房、機(jī)器、資金、道路）和技術(shù)（包括科技、管理、企業(yè)家才能）。從這幾個方面衡量一項工程對宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)作用，建立評價指標(biāo)，是合理且較為完善的。

交通運(yùn)輸對經(jīng)濟(jì)增長的拉動有重要作用：一方面，交通運(yùn)輸項目工程投資可以通過乘數(shù)作用直接成倍增加經(jīng)濟(jì)增長量[1]；另一方面，交通運(yùn)輸設(shè)施是生產(chǎn)和再生產(chǎn)的重要要素，建成之后可以通過各種渠道作用于各個經(jīng)濟(jì)活動領(lǐng)域。故可以將交通運(yùn)輸作為獨(dú)立的生產(chǎn)要素引入生產(chǎn)函數(shù)模型。同時，交通運(yùn)輸作為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，具有公共物品的性質(zhì)，其建設(shè)可以從不同方面提高城市居民的效用水平。因此經(jīng)濟(jì)效益，交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)社會效益的評價指標(biāo)體系可以從宏觀和微觀兩個方面構(gòu)建。

本文對京津城際高鐵經(jīng)濟(jì)和社會效應(yīng)評估指標(biāo)的建立過程正是以上述思路和廣泛的周期性調(diào)研所求得的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。在京津城際高速鐵路的經(jīng)濟(jì)效益方面，主要采用有無比較法，分別計算京津城際高速鐵路建成前后的國民經(jīng)濟(jì)效益并進(jìn)行對比。京津城際高鐵作為推動京津冀經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點規(guī)劃項目，自2008年建成通車以來一直是社會關(guān)注的焦點。它在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活中發(fā)揮著重要的作用。不僅帶動了第一、第二產(chǎn)業(yè)如制造業(yè)、電力、燃?xì)狻撹F產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而且促進(jìn)了第三產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展站。根據(jù)調(diào)研所得數(shù)據(jù)顯示：有超過百分之六十的乘客乘坐高鐵往返于京津兩地之間的主要花費(fèi)為商場購物以及住宿和餐飲；近百分之七十的乘客乘坐京津城際高鐵的目的是工作、學(xué)習(xí)以及旅游；并且有很多北京的居民正在或打算到天津買房置業(yè)。因此，京津城際對批發(fā)零售業(yè)、住宿餐飲業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)、教育和旅游業(yè)的促進(jìn)作用也很大。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，技術(shù)進(jìn)步所扮演的角色越來越舉足輕重。城際高鐵是技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的典范：它采用了從德國博格公司引進(jìn)的板式軌道技術(shù)。全線共使用了36,092塊博格式軌道板。因此，本文將在古典的Cobb-Douglas生產(chǎn)函數(shù)模型的基礎(chǔ)上根據(jù)交通運(yùn)輸?shù)淖陨硖攸c，建立考慮了技術(shù)進(jìn)步因素之后的生產(chǎn)函數(shù)模型，使得模型的評價功能更加完善，更能突出城際鐵路的自身特點。并基于此模型分析城際高鐵的宏觀經(jīng)濟(jì)效益。

京津城際高鐵不僅對京津兩地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來巨大的促進(jìn)作用，而且以其速度快，效率高，環(huán)境舒適的優(yōu)點擴(kuò)大了往返于京津兩地的客流，縮短了乘客出行的時間，增加了乘客出行的舒適度，同時減少了環(huán)境污染給乘客提供了很大的效用。

因此，對京津城際高鐵的社會效益主要考慮誘發(fā)客流指標(biāo)、節(jié)約時間指標(biāo)、減少疲勞指標(biāo)以及減少環(huán)境污染指標(biāo)。通過京津城際鐵路建成之前和建成之后進(jìn)行有無對比，從而將本身較為抽象的城際高鐵的社會效應(yīng)通過這幾種指標(biāo)定量地描述出來。

二、建立經(jīng)濟(jì)效應(yīng)模型

本文建立的交通運(yùn)輸建設(shè)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)模型將交通建設(shè)投資與其它資本投入分離出來，作為一項獨(dú)立的生產(chǎn)要素進(jìn)入模型，具體表述如下：

 

其中：

――表示社會的總產(chǎn)出量；

――表示基期的技術(shù)水平；

――表示技術(shù)進(jìn)步的速度；

――表示城市交通運(yùn)輸建設(shè)投資；

――表示將城市交通運(yùn)輸建設(shè)投資分離出來之后剩余的資本變量；

――分別表示固定資產(chǎn)投資和城市交通運(yùn)輸建設(shè)投資的產(chǎn)出彈性；

――表示在技術(shù)突變情況下的技術(shù)進(jìn)步系數(shù)；

――表示項目的虛擬變量，其定義如下：

；

考慮到在建成通車后一年內(nèi)是固定常量，因此將（1）式求全微分并在等式兩邊同除以得到：

 

因此，城市交通運(yùn)輸建設(shè)的技術(shù)進(jìn)步對經(jīng)濟(jì)增長貢獻(xiàn)度為[2]：

；

城市交通運(yùn)輸建設(shè)投資對經(jīng)濟(jì)增長貢獻(xiàn)度為：

于是可以由此計算出京津城際高鐵建成通車之后所帶來的經(jīng)濟(jì)效益（）：

[（城際鐵路項目總投資/城市交通運(yùn)輸建設(shè)投資）城市交通運(yùn)輸建設(shè)投資對經(jīng)濟(jì)增長貢獻(xiàn)度+城市交通運(yùn)輸建設(shè)的技術(shù)進(jìn)步對經(jīng)濟(jì)增長貢獻(xiàn)度]生產(chǎn)總值變化量

三、定量分析京津城際高鐵的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)

在本文的分析中，根據(jù)研究的需要選擇了天津市的國內(nèi)生產(chǎn)總值為經(jīng)濟(jì)效益，選取天津市的固定資產(chǎn)投資總額為，選取天津市交通運(yùn)輸和倉儲郵政業(yè)的總投資為，t表示年份序列，時間段為2000年至2008年。采集的數(shù)據(jù)如下表：

表一 天津市統(tǒng)計年鑒（2000―2008）部分?jǐn)?shù)據(jù)

 

年份

天津市GDP

（萬元）

固定資產(chǎn)投資（萬元）

城市交通運(yùn)輸投資（萬元）

城市總?cè)丝?/p>

（萬人）

2000

17018800

5456833

631167

1001.14

2001

19190900

6161718

889282

1004.06

2002

21507600

7211730

900870

1007.18

2003

25780300

9462688

1004512

1011.3

2004

31109700

11652410

937390

1023.67

2005

36976200

13490029

1678371

1043

2006

43442700

16458348

2039652

1075

2007

50504000

23127804

758496

1115

2008

63543800

31077077

第3篇

關(guān)鍵詞：技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 常年運(yùn)行費(fèi)用 量化分析 折現(xiàn) 工程成本 水力坡降

工程設(shè)計方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的實質(zhì)，就是各方案所體現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效果，即能以最少的人力、物力、財力消耗獲得最佳的工程效益。為了正確評價方案經(jīng)濟(jì)效果的優(yōu)劣，人們意識到“資金的時間價值”以后，感覺到“動態(tài)分析法”比“靜態(tài)分析法”更符合客觀經(jīng)濟(jì)規(guī)律。然而，采用了正確的評價方法，不等于評價出的結(jié)果就一定正確，因為人們往往對動態(tài)成本即常年運(yùn)行費(fèi)用等經(jīng)常性的成本并未做出具體的量化分析，只是作出定性的說明，憑經(jīng)驗估計其數(shù)值的大小，缺乏足夠的依據(jù)，準(zhǔn)確度低。本文針對這—情況，結(jié)合工程實例，采用“最低成本法”，以兩種典型管道—塑性管與鋼筋混凝土管為例，比較兩方案的經(jīng)濟(jì)性。所謂“最低成本法”是“凈現(xiàn)值法”的一種應(yīng)用，對靜態(tài)投資和常年運(yùn)行費(fèi)用折現(xiàn)計算，從所需費(fèi)用的多少角度來評價，以成本凈現(xiàn)值小的方案的為優(yōu)。為簡化計算，筆者僅對占工程成本主要部份的管道材料費(fèi)、常年運(yùn)行費(fèi)用(能耗)的折現(xiàn)值差額來進(jìn)行比較，為方案的整體評價提供依據(jù)。

1 水力坡降計算公式的確定

不同管材的水力計算應(yīng)采用相應(yīng)的公式，計算出的結(jié)果才與實際水力情況相吻合。

①、塑性管材因內(nèi)壁光滑，管內(nèi)壁的絕對粗糙層凸出高度完全浸沒于層流邊層中，粗糙面對水流阻力很小，類似于流體在完全光滑的管路中流動，被認(rèn)為是水力光滑管。因此，其水力坡降只與液體性質(zhì)、溫度、流速、管徑有關(guān)，而與表面粗糙度無關(guān)。故采用達(dá)西—魏斯巴赫(Darrcy—Weisbach)公式及雷諾(Reynolds)公式計算水力坡降。

達(dá)西—魏斯巴赫公式； i=λd-1v2/2g

式中：i—水力坡降；

λ—摩阻系數(shù)；

d—管子的計算內(nèi)徑(m)；

V—平均水流速度(皿/s)；

g—重力加速度，為9.81(m/s2)。

應(yīng)用公式(1)時，應(yīng)先確定系數(shù)入值，對于各種材質(zhì)的塑性管(硬聚氯乙烯管、聚丙烯管、聚乙烯管等)摩阻系數(shù)定為：

雷諾公式：λ=0.25/Re0.226

(2)

式中：Re—雷諾數(shù)；

Re=vd/Y

(3)

其中：Y—液體的運(yùn)動粘滯系數(shù)(n2/s)，

當(dāng)Y=1.3×10-6/s(水溫為10℃時)，將公式(2)和(3)中求得中求得的λ值代入公式(1)中，進(jìn)行整理后得到：

i=0.000915×Q1.774/d4.774

(4)

式中：Q—計算流量(m3/s) 、

d—管子的計算內(nèi)徑(m)

②、鋼筋混凝土管、鑄鐵管、鋼管(水泥砂將襯里)等因表面粗糙度較大一般均超出層流邊層液面對流體形成阻力作用，因此采用曼寧(Mannins)公式和謝才(Chezy)公式計算水力坡降。

謝才公式：v=C√RJ

(5)

曼寧公式：C=1/n×R1/6

(6)

其中：v—平均水流速度(m/s);

C一謝才系數(shù);

R—水力半徑(m)；

J—水力坡降；

n—粗糙系數(shù)。

將公式(6)代入公式(5)及R--1/4Xd(其中d---管子計算內(nèi)徑(m))

v=1/n×R1/6√RJ

整理得到：J=44/3×n2×v2/d4/3=10.29(nQ/D8/3)2

(7)

鋼筋混凝土管，滿流時n=0.013。

(4)式中i與(7)式中J同義，均為水力坡降。

本文僅取塑性管與鋼筋混凝土管(以下簡稱鋼砼管)為例作量化分析。

2 設(shè)管道流量一定(取Q=100000n3/d)、選用相同管徑(DNl000)時，常年運(yùn)行費(fèi)用的分析

2.1 水頭損失

Q=100000 m3/d=1.157 m3/s

塑料管水利坡降：i=0.000915×Q1.774/d4.774

=0.000915×1.1571.774/d4.774

=1.19‰

鋼砼管水利坡降：i=10.29(nQ/d8/3)2

=10.29(0.013×1.157/18/3)2

=2.33‰

兩種管道的水頭損失差值：

hf=hf砼-hf墨

=1000.L(J-I)(mH2O)

式中：L—計算管段長度(km)

若取L=3.5(km)，

則hf=3.5×1000×(2.33‰-1.19‰)

=3.99(mH2O)

即，在此3.5km長的DNl000管段上當(dāng)流量為10000m3/d時，兩種管材的沿程水頭損失差值為3.99mH2O柱

2.2常年運(yùn)行費(fèi)用(能耗)差額

管網(wǎng)常年運(yùn)行費(fèi)用是通過泵站電能消耗來維持的，因此兩種管材的常年運(yùn)行費(fèi)用的差額即泵站電能消耗的差額。

E=0.994QChf/(ηK)

其中：E—兩種管材常年運(yùn)行費(fèi)用的差額(萬元)；

Q—計算平均流量(m3/d)；

C—電價(元/KWh)；

hf—水頭損失差值(mH2O)；

η—電機(jī)水泵聯(lián)合工作效率；

K—供水時變化系數(shù)。

按東臺地區(qū)及東臺市南苑水廠實際運(yùn)行情況確定上述參數(shù)：

Q=100，000m3/d

C=0.649元/KWh

η=65.7％

K=1.3

則：E=0.994×100000×O.649×3.99/(0.657×1.3)

=30.14(萬元/年)

2.3常年運(yùn)行費(fèi)用差額折現(xiàn)

在目前各種管材的服務(wù)壽命無權(quán)威資料明確說明的情況下，取管道全壽命期均為n=30年，折現(xiàn)率i=10％，殘值為零，管道按當(dāng)年投資當(dāng)年運(yùn)行計算。

則：E′=E×[1+1/(1+i)+1/(1+i)2+1/(1+i)3+…+1/(1+i)29]

=30.14×[1+1/(1+10%)+1/(1+10%)2+1/(1+10%)3+…+1/(1+10%)29]

=312.54(萬元)

結(jié)果表明，當(dāng)同用DNl000鋼砼管與塑性管，保證100000 m3/d的輸水狀況下，鋼砼管在全壽命期間比塑性管多支出的常年運(yùn)行費(fèi)用(電耗)折現(xiàn)值為312.54萬元。

2.4兩種管材的靜態(tài)費(fèi)用(主要指管材成本，塑性管以PE管為例)比較

DN1000塑性管1200元/m

DN1000鋼砼管513元/m

DN1200塑性管1200元/m

DN500鋼砼管182元/m

DN900塑性管1000元/m

DN500塑性管330元/m

(上述主材價格為筆者收集)

DN1000塑性管管材成本F1=1200元/m×3500m=420萬元，

DN1000鋼砼管管材成本F2=513元/m×3500m=179.55萬元

則靜態(tài)費(fèi)用塑性管多支出：

F=F1-F2

=420-179.55=240.45(萬元)

2.5兩種管道成本凈現(xiàn)值比較

兩種管材的常年運(yùn)行費(fèi)用差額折現(xiàn)值與主材成本差額值存在下列關(guān)系：

F-E′=240.45-312.54

= -72.09(萬元)

這表明雖然管道的主材費(fèi)用塑性管比鋼砼管多支出240.45萬元，但塑性管每年節(jié)約常年運(yùn)行費(fèi)用30.14萬元，將其折現(xiàn)為工程建設(shè)時的值為312.54萬元，在全壽命期間塑性管在工程總造價中會比鋼砼管降低成本72.09萬元，所以應(yīng)優(yōu)先選采用塑性管材

2.6由于塑性管水力坡降較小，相對于其它管材而言在出廠水壓相同時，在管網(wǎng)上相同的地點上用戶水壓會高于鋼砼管，可以保證更多的用戶對水壓的要求。

此項分析，將在后文的例題中闡述。

3 當(dāng)常年運(yùn)行費(fèi)用(即水力坡降、能耗)、管徑相同時的輸水能力分析。

設(shè)定管徑為DN1000(d=1.0)

對鋼砼管：n=0.013　Q2=1.157m3/s　v2=1.474m/s

J=10.29×n2Q22/d16/3=0.001739　Q22=0.00233

對塑性管：i=0.000915×Q1.7741/d4.774

由i=J

求得：Q=100000×2.0/1.474=13.57(萬m3/d)

(13.57/10-1)×100％=-35.7％

上述計算表明在管徑相同的情況下塑性管材可有提高輸水能力，如DN1000管道可提高輸水能力達(dá)35.7％，這為將來城市發(fā)展后的供水留下相當(dāng)大的容量、為水廠的擴(kuò)建推遲了很長的時間。

校核當(dāng)v=2.0 m/s時塑性管的實際水力坡降：

i=0.000915×1.571.774=2.04‰＜2.33‰

則當(dāng)Q1=13.57萬m3/d時，兩種管道消耗的常年運(yùn)行費(fèi)用差額為：

E=0.994C(Q1f1-Q2f2)/ηK

=0.994C(Q1i塑-Q2i砼)L/ηK

=0.994×0.649×(135700×2.04‰-100000×2.33‰)/(0.657×1.3)

＝3.31(萬元／年.km)

其中L—計算管段長度(km)

提高數(shù)額的百分比為：

3.31×1.3×0×657/(0.994×0.649×2.33×100000)×100％

=18.89％

即在提高輸水能力35.7％時，僅需多提供18.8％的常年運(yùn)行費(fèi)用，其經(jīng)濟(jì)效益顯而易見。

在相同計算管線上，若常年運(yùn)行費(fèi)用相同時，應(yīng)滿足下列關(guān)系：

Q1f1-Q2f2=0，

即，0.00915Q12.774-0.001793Q23=0

Q1=1.9Q23，

Q2=1.57(m3/s)

得：Q1=1.476(m3/s)=12.75(萬m3/d)

其輸水能力提高：

(12.75/10-1)×100％＝27.5K

所以，當(dāng)常年運(yùn)行費(fèi)用相同時，塑性管的輸水能力會提高27.5％，可提供12.75(萬m3/d)流量，其水力坡降為：

i=0.000915×Q11.774/d4.774

=0.000915×1.4761.774

=1.83‰

常年運(yùn)行費(fèi)用為：

E=0.994CQ1i/ηk

=0.994×0.649×127500×1.83‰/(0.657×1.3)

=17.62(萬元／年.km)

4 流量、常年運(yùn)行費(fèi)用相同時，兩種管材的管徑比較

常年運(yùn)行費(fèi)用相同，即水力坡降相同。

鋼砼管：J=10.29×n2Q22/d16/3

=0.001739Q22

=0.00233

塑性管：i=0.000915/Q11.774/d4.774

由i=J，取鋼砼管：d2=1.0m　n=0.013　Q=1.157m3/s

得，d14.774=0.000915/10.29Q0.226n2

=0.000915/10.29×1.1570.226×0.0132

=0.5091(m)

求得：d1=0.868(m)

若取d1=0.8(m)，則v1=4Q/dπ12=2.30(m/s)＞2.0(m/s)

故取d1=0.9(m)，則v1=1.82(m/s)＜2.0(m/s)

現(xiàn)校核水力坡降：

i=0.000915×Q11.774/d4.774

=0.000915×1.1571.774/0.94.774

=1.96‰

J=2.33‰

I=(J-i)

=(2.33-1.96)‰

=0.37‰

則每km常年運(yùn)行費(fèi)用差額：

E=0.994×100000×0.649×0.37/(0.657×1.3)

=2.79(萬元／年.km)

在全壽命30年期內(nèi)E的折現(xiàn)值(i=10x)，

E′=E×[1+1/(1+i)+1/(1+i)2+1/(1+i)3+…+1/(1+i)29]

=2.79×[1+1/(1+10%)+1/(1+10%)2+1/(1+10%)3+…+1/(1+10%)29]

=28.93(萬元／年.km)

靜態(tài)費(fèi)用：

塑性管：DN900 1000元/m×1000m=100萬元

鋼砼管：DN1000 513元/m×1000m=51.3萬元

而：28.93+51.3=80.23(萬元)小于100萬元，各企業(yè)可根據(jù)自身特點，立足長遠(yuǎn)，對工程成本的各項內(nèi)容作切合本單位具體情況的評價，進(jìn)行方案優(yōu)劣的準(zhǔn)確評判。

5 例題

現(xiàn)以東臺市自來水總公司南苑水廠O．40MPa的出廠水壓，10萬m3/d的流量，同管徑DN1000的兩種管材作比較，計算管段如圖所示：

5.1若全線用鋼砼管材鋪設(shè)

A—B段：hfA-B1=2.33‰×3.5Km=8.016mH2O

B—A段：i1=n2v2/R4/3=0.0132×1.52/(0.5/4)4/3=6.08‰

則全線：hfA-C1＝hfA-B1＋hfB-C1＝8.16+21.28=29.44(mH2O)

B點的水壓：PB1=PA-hfA-B1=40-8.16=31.84(mH2O)

C點的水壓：Pc1=PA-hfA-C1=40-29.44=10.56(mH2O)

5.2若全線選擇使用塑性管材鋪設(shè)

A—B段：d1=1.0m，Q=10萬m3/d

hfA-B2=1.19‰×3.5=4.17(mH2O)

B—C段：i2=0.000915×Q1.774/d4.774，(Q=π/4d2v)

=0.000915×(π/4d2v)1.774/d4.774

=0.000915×(π/4×0.52×1.5)1.774/d4.774

=2.86‰

hfA-B2=2.86×3.5Km=10.01(mH2O)

則全線A—C：hfA-C2＝hfA-B＋hfB-C＝4.17+10.01=14.18(mH2O)

B點的水壓：PB2=PA-hfA-B2=40-4.17=35.83(mH2O)

C點的水壓：PC2=PA-hfA-C2=40-14.18=25.82(mH2O)

5.3比較兩種情況下的常年運(yùn)行費(fèi)用

對全線從A到C而言，塑性管可減少水頭損失：

hfA-C=hfA-C1-hfA-C2

=29.44-14.18=15.26(mH2O)

每年該管段可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用E總：

E總=EA-B+EB-C

=0.994×0.649×(100000×hfA-B+πd22v2hfB-C/4)/0.657×1.3

=0.994×0.649×[100000×(8.16-3.96)+25447×(21.28-10.01)]/0.657×1.3

30年全壽命期常年運(yùn)行費(fèi)用折現(xiàn)(i=10%)：

E總折=E總×[1+1/(1+i)+1/(1+i)2+1/(1+i)3+…+1/(1+i)29]

=2.79×[1+1/(1+10%)+1/(1+10%)2+1/(1+10%)3+…+1/(1+10%)29]

=537.15(萬元)

5.4全線兩種管材土材費(fèi)用比較

①塑性管：(1200×3500+330×3500)/10000=535.50(萬元)

②鋼砼管：(513×3500+182×3500)/10000=243.25(萬元)

塑性管多支出主材差價為：535.5-243.25=292.25(萬元)

5.5全壽命期間兩項費(fèi)用最低成本折現(xiàn)比較

如果常年運(yùn)行費(fèi)用不作折現(xiàn)比較，

則：292.25/51.80=5.64(年)

即塑性管材多支出的靜態(tài)投資費(fèi)用差額可通過節(jié)約能耗在六年時間內(nèi)收回；

若將每年51.80萬元的能耗折現(xiàn)，則選用塑性管的工程最低成本會比選用鋼砼管的工程最低成本投資少，且具體數(shù)值為：

537.15-292.25=244.90(萬元)

另外，在這種情形之下采用塑性管材，還會大幅度提高管道的輸水能力，為將來城市發(fā)展給水能留有余地。

5.6管網(wǎng)末梢C點的余壓比較

塑性管：PC=26.03 mH2O，可供六層以上充足水壓(含屋頂太陽能熱水器供水)；

鋼砼管；PC=26.03 mH2O，只能保證二層屋太陽能熱水器供水)；如有后續(xù)供水，此時應(yīng)設(shè)置增壓泵站為后段用戶增壓供水，管網(wǎng)中會有8.56mH2O的資用水頭(能源)就會遭到浪費(fèi)(有2.OmH2O為流出水頭)，其數(shù)值為：

E=0.994×0.649×πd22v2×8.56/(0.657×1.3×4)

=0.994×0.649×25447×8.56/0.657×1.3

=16.45(萬元/年)

6 結(jié)論：

1)水管道技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較時應(yīng)重視“動態(tài)分析法”的應(yīng)用，各單位應(yīng)立足于未來，對常年運(yùn)行費(fèi)用等動態(tài)經(jīng)營性成本作出準(zhǔn)確的量化分析，把它作為方案評價的重要內(nèi)容。

2)管材選擇時，應(yīng)盡可能選擇低摩阻管材，在相同管徑的條件下它可有效降低常年運(yùn)行費(fèi)用，節(jié)約能源，大幅度提高輸水能力，切實保證管道投資的經(jīng)濟(jì)性與功能性的統(tǒng)一。

3)在出廠水壓相同的條件下，低摩阻管道可以保證更遠(yuǎn)距離用戶的水壓要求，減少二級泵站的設(shè)置，有效避免管網(wǎng)中的資用水頭(可利用的水壓)的浪費(fèi)，節(jié)約能源。