李博 陳博超

摘 要：以往城鎮(zhèn)供水的研究?jī)H局限于供水側(cè)單方面的問(wèn)題，而忽略了整個(gè)供水系統(tǒng)上游和下游對(duì)整條供水供應(yīng)鏈的影響。從供水源頭的原水開(kāi)始，直至最終用戶將處理過(guò)的水進(jìn)行消耗這一過(guò)程，信息、資金和作為商品的水流動(dòng)的跨度大且參與主體多。但顯然隨著跨區(qū)域輸水工程和城鄉(xiāng)供水一體化的推進(jìn)，當(dāng)前產(chǎn)生的問(wèn)題越發(fā)需要從全局的視角，系統(tǒng)地進(jìn)行分析和解決。文章嘗試將供應(yīng)鏈管理的科學(xué)方法應(yīng)用于供水系統(tǒng)的分析，探討城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈的概念和合理性。文章從供應(yīng)鏈管理的角度分析城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)的特點(diǎn)及挑戰(zhàn)，對(duì)比已獲得成功的實(shí)例，論證表明城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈的有效整合能夠減少水和資金的浪費(fèi)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的公平。此外，文章還列舉了潛在的研究方向，對(duì)供應(yīng)鏈內(nèi)部的成員提出了發(fā)展的建議，并提出建立具有韌性和可持續(xù)性的供應(yīng)鏈?zhǔn)窍乱徊窖芯康哪繕?biāo)。

關(guān) 鍵 詞：城鎮(zhèn)供水;供應(yīng)鏈管理;風(fēng)險(xiǎn)管理

一、引言

水是人類賴以生存和發(fā)展的最重要和必不可少的要素之一，是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的重要資源[1]。在工業(yè)化之前，人類用水主要來(lái)自湖泊、河流與地下水，古人已經(jīng)能夠?qū)嬎c健康建立聯(lián)系，并通過(guò)考察水的色、臭、味、溫度、渾濁度等樸素的感官指標(biāo)來(lái)檢測(cè)水質(zhì)[2]。隨著城市化和工業(yè)化的發(fā)展，在歐洲和美國(guó)率先成立了供水公司，這些公司通過(guò)出售經(jīng)過(guò)加工的水來(lái)滿足人們?cè)桨l(fā)提升的需求。但直到1992年，《都柏林關(guān)于水與可持續(xù)發(fā)展的聲明》首次在聯(lián)合國(guó)背景下正式宣稱“水是一種經(jīng)濟(jì)利益” [3]。近年來(lái)，隨著人口繼續(xù)在城鎮(zhèn)集中和工業(yè)生產(chǎn)的蓬勃發(fā)展，對(duì)增加城市供水的需求也隨之而來(lái)。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）提供的數(shù)據(jù)顯示，與 2015 年水平相比，到21世紀(jì)中葉，水需求量將增加 55%，這種增長(zhǎng)主要是受人口增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)[4]。

當(dāng)然，增加供應(yīng)是必要的，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。水資源分配不公、缺乏管理和污染這三個(gè)要素共同限制了人們獲得充足水資源。首先，單純?cè)黾庸┧繜o(wú)法限制水資源的浪費(fèi)。此處，浪費(fèi)是指對(duì)水資源的使用不得當(dāng)或沒(méi)有節(jié)制，而產(chǎn)生的無(wú)須、無(wú)益、無(wú)效的水資源的耗費(fèi)[6]。對(duì)于理性經(jīng)濟(jì)人而言，當(dāng)節(jié)水沒(méi)有收益或是收益小于節(jié)水帶來(lái)的成本時(shí)，任何節(jié)水措施得不償失，其結(jié)果可能是：隨著供水量的增加，用戶傾向于采取粗放型的用水方式，浪費(fèi)的水資源比例也將擴(kuò)大。其次，單純?cè)黾庸┧靠赡軙?huì)導(dǎo)致水資源所有權(quán)的侵害和水環(huán)境的破壞，而落后或是缺乏保養(yǎng)的基礎(chǔ)供水設(shè)施也制約了終端用戶能否獲取到無(wú)污染的水資源。由于供水管網(wǎng)老化或是外力的破壞，水會(huì)通過(guò)管道滲漏而產(chǎn)生流失。供水短缺的矛盾，首先是與地區(qū)的水資源供給量有關(guān)，同時(shí)也與水資源使用密切相連，更與水資源的利用效率息息相關(guān)。2010年有關(guān)津巴布韋圭魯市的供水報(bào)告很好地解釋了這個(gè)問(wèn)題：盡管當(dāng)時(shí)圭魯市的供水水源地Gwenhoro水庫(kù)幾乎滿蓄，當(dāng)時(shí)人口密度較高的郊區(qū)Mkoba 19和Senga的居民在雨季高峰期卻遇到缺水的困境[7]。同樣，顯然沒(méi)有簡(jiǎn)單的解決方案面對(duì)承載能力有限的資源和不斷增長(zhǎng)的需求之間的矛盾。退一步說(shuō)，即便部分地區(qū)水資源充足，若城市供水系統(tǒng)集中精力于昂貴的水生產(chǎn)而沒(méi)有準(zhǔn)確的基本需水量預(yù)測(cè)，則也會(huì)陷入困境[4]。Batchelor et al.認(rèn)為，了解水資源的現(xiàn)狀以及需求和使用趨勢(shì)是成功進(jìn)行水資源管理的前提條件[8]。因此，供水方面的挑戰(zhàn)不能僅僅依賴于一個(gè)單一的環(huán)節(jié)的研究，面對(duì)來(lái)自供應(yīng)方、需求方、監(jiān)管或商業(yè)的多方挑戰(zhàn)和未來(lái)環(huán)境的變化，供應(yīng)鏈成員需要更緊密的合作，綜合考慮整條供應(yīng)鏈?zhǔn)鞘直匾摹?/p>

二、國(guó)內(nèi)外研究

從供應(yīng)鏈管理的角度來(lái)看，系統(tǒng)性問(wèn)題需要系統(tǒng)地解決。王慧明等結(jié)合南水北調(diào)東線水資源系統(tǒng)的實(shí)際，定義了南水北調(diào)供應(yīng)鏈契約，并展望了供應(yīng)鏈管理理論在水資源配置和調(diào)度上具有廣闊的應(yīng)用前景[9]。朱九龍進(jìn)一步指出，整個(gè)南水北調(diào)工程的供水鏈?zhǔn)且粋€(gè)多層次的子網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)，由水資源供應(yīng)商、分銷商和用戶等一系列組織結(jié)構(gòu)組成[10]。李紅艷著眼于南水北調(diào)東線工程，并引入了供應(yīng)鏈理論和網(wǎng)絡(luò)流理論，根據(jù)行政隸屬關(guān)系、水流方向和實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了具有串行鏈結(jié)構(gòu)的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)[11]。馬丹以延安城鎮(zhèn)為例，對(duì)供應(yīng)鏈中城鎮(zhèn)供水的體系建設(shè)和應(yīng)急保障問(wèn)題提出了建議[12]。林明利等提出了“從源頭到龍頭”全流程飲用水安全風(fēng)險(xiǎn)管理與多級(jí)屏障協(xié)調(diào)控制理論，以水質(zhì)保障為切入點(diǎn)維護(hù)供應(yīng)水源穩(wěn)定[13]。Wu et al.嘗試探索了水廠與工業(yè)客戶之間的關(guān)系，以黑河流域的張掖市為例，確定了緩解供應(yīng)鏈水資源壓力的關(guān)鍵傳輸部門[14]。在資源調(diào)度的基礎(chǔ)上，長(zhǎng)期的可持續(xù)性得到了越來(lái)越多的關(guān)注。拉斐爾·吉列爾莫·加西亞·卡塞雷斯（Rafael Guillermo García-Caceres）引入了決策支持系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)決策部門能提升飲用水處理鏈的效率和制訂可持續(xù)性的最佳計(jì)劃[15]。供應(yīng)鏈管理與傳統(tǒng)供水過(guò)程的整合已經(jīng)解決了一些基礎(chǔ)的問(wèn)題，本文引入城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈這個(gè)概念，將提供更高的視野，從而改善整體狀況。

三、城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈的概念框架

整個(gè)供應(yīng)鏈由三大層級(jí)組成：原水供應(yīng)方、水處理方、最終用戶。三大層級(jí)通過(guò)上下游的供需聯(lián)結(jié)形成了串行鏈狀結(jié)構(gòu)。如圖2所示。

水庫(kù)是典型的原水供應(yīng)商，在部分地區(qū)，地下水也被用作原水。原水供應(yīng)方可能有許多下屬層級(jí)，這意味著上游儲(chǔ)水的水庫(kù)將水轉(zhuǎn)移到下游。原水供應(yīng)方可以直接將商品提供給特定的客戶，例如農(nóng)業(yè)用戶和一部分工業(yè)用戶。

水處理方負(fù)責(zé)原水的處理。與水處理相關(guān)的過(guò)程和階段取決于所應(yīng)用的技術(shù)和初始原水條件。通過(guò)每個(gè)處理單元特定的輸入轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)一定程度的水質(zhì)改善。這個(gè)過(guò)程一直持續(xù)到處理水質(zhì)符合相關(guān)水質(zhì)法規(guī)要求為止。任何處理系統(tǒng)均由降沉和沉淀池、快速混合區(qū)、一系列機(jī)械攪拌、沉淀、過(guò)濾和儲(chǔ)存池以及相應(yīng)的消毒區(qū)和泵站組成[15]。水處理方可能有許多下屬層級(jí)，例如，市政供水公司將水通過(guò)管道轉(zhuǎn)移到鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水公司。

最終用戶也有許多層次，例如，商業(yè)中心從自來(lái)水廠購(gòu)買水，然后轉(zhuǎn)售給各個(gè)商人。商業(yè)中心的物業(yè)向所屬范圍內(nèi)的商戶統(tǒng)一征收水費(fèi)的同時(shí)，也對(duì)內(nèi)部供水設(shè)施進(jìn)行建設(shè)、維護(hù)和管理。上游節(jié)點(diǎn)的供水公司只抄讀商業(yè)中心的總水表讀數(shù)，無(wú)法干涉其內(nèi)部。

在該供應(yīng)鏈中，唯一可流通的產(chǎn)品是水，商品通過(guò)預(yù)先建設(shè)的管道、儲(chǔ)水設(shè)備等進(jìn)行分配和存儲(chǔ)，最后交付到下一個(gè)層級(jí)，水流、資金流和信息流匯集在一起共同構(gòu)成一個(gè)供應(yīng)鏈的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。水流通過(guò)已建好的管道從上游流向下游。由于該供應(yīng)鏈中唯一的商品總是單向流動(dòng)，因此資金流也是單向地從下游至上游，而信息流則是雙向流動(dòng)。

根據(jù)重慶水務(wù)2018年年報(bào)推斷，重慶水務(wù)集團(tuán)向重慶市渝盛水資源開(kāi)發(fā)有限公司購(gòu)買原水，通過(guò)下轄水廠的處理后，直接出售至主城區(qū)的終端用戶。與此同時(shí)，重慶市大學(xué)城水務(wù)技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司向重慶水務(wù)集團(tuán)購(gòu)買了部分水量，向其下游用戶進(jìn)行出售。

四、城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈的特點(diǎn)

供應(yīng)鏈管理強(qiáng)調(diào)從系統(tǒng)角度尋求帕累托最優(yōu)而不是局部最優(yōu)。通過(guò)計(jì)劃、設(shè)計(jì)和控制其信息流、資金流和物流，供應(yīng)鏈中的成員可以獲得相應(yīng)的收益。帕累托最優(yōu)是一種經(jīng)濟(jì)概念，即在這種條件下經(jīng)濟(jì)效率的狀態(tài)（沒(méi)有人可以通過(guò)使某人變得更糟而變得更好）[16]。

城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈中的成員通過(guò)建立合同關(guān)系來(lái)協(xié)調(diào)客戶和供應(yīng)商的利益，以實(shí)現(xiàn)總體最優(yōu)，解決傳統(tǒng)理論和方法難以解決的問(wèn)題。例如，自來(lái)水公司與用水用戶簽訂的供水合同中，明確了供用水人雙方的權(quán)利和義務(wù)，明確地劃分了產(chǎn)權(quán)以進(jìn)戶水表為界限，進(jìn)戶總水表前（含進(jìn)戶水表）的輸（配）水管網(wǎng)的檢查維修以及改造費(fèi)用應(yīng)由城市自來(lái)水供水企業(yè)和自建設(shè)施供水的企業(yè)承擔(dān)。進(jìn)戶總水表后的安裝，改造費(fèi)用應(yīng)由用戶或產(chǎn)權(quán)單位承擔(dān)，從而避免了產(chǎn)權(quán)不清造成水資源的浪費(fèi)和管理混亂。

通過(guò)整合的供水供應(yīng)鏈具有以下三個(gè)特點(diǎn)。

（1）當(dāng)前水資源并非單純用于用戶用水的需要，還需考慮防洪、排澇、環(huán)境保護(hù)、水土保持、航運(yùn)，涉及多方利益。政府的水資源監(jiān)管部門對(duì)取水主體的不同取水策略的獎(jiǎng)懲、能否及時(shí)有效地監(jiān)管將影響供應(yīng)鏈源頭的供給。時(shí)間對(duì)于城鎮(zhèn)供水也是極為重要的自變量，隨著溫度和季節(jié)變化，供水量和用戶對(duì)水的需求隨時(shí)都在發(fā)生改變。當(dāng)炎熱的夏季來(lái)臨，供水需求激增，但此時(shí)由于強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用和缺乏有效降水，作為原水供應(yīng)源的水庫(kù)可能正在低位運(yùn)行。當(dāng)雙方各自為政或是缺乏溝通，系統(tǒng)的調(diào)度管理將變得極為困難。

城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈的管理應(yīng)包括從“供”到“需”各個(gè)環(huán)節(jié)的全過(guò)程管理，避免了單方面的為滿足局部利益但卻損害了整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)度、維修、建設(shè)，例如河流上游的過(guò)度取水將直接影響下游能夠取水的水量減少?；谡麠l供應(yīng)鏈的資源配置、調(diào)度，一方面提高了水的分配效率，合理解決用戶之間水量分布不均等問(wèn)題，另一方面提高了水資源的使用效率，鼓勵(lì)供應(yīng)鏈內(nèi)部各個(gè)環(huán)節(jié)高效輸水用水。

從整體來(lái)看，整合整個(gè)供應(yīng)鏈將確保水資源管理部門面對(duì)例如季節(jié)性的用水緊張、供水主管道爆管、水源地突發(fā)污染、輸水水體污染等緊急情況提前制定應(yīng)急預(yù)案并組織演練，在事件發(fā)生時(shí)按照制定的預(yù)案做出快速響應(yīng)。例如，2014年“4·10”蘭州自來(lái)水苯超標(biāo)事件對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)的穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都造成了較為惡劣的影響。最后事件的解決也正得益于水質(zhì)信息的實(shí)時(shí)公開(kāi)、有效的多部門聯(lián)動(dòng)機(jī)制和多途徑采取應(yīng)急處置措施[17]。長(zhǎng)期的溝通協(xié)作有助于供水方提高服務(wù)水平，最大限度地減少水資源浪費(fèi)。

（2）在城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈中，信息流包括對(duì)用水需求的預(yù)測(cè)、供需信息的傳遞、水質(zhì)和水量的監(jiān)控等。有效理解信息流的價(jià)值對(duì)于物流（水流）和資金流有很大的提升。通過(guò)水表的異常數(shù)據(jù)，供水方能夠及時(shí)察覺(jué)未付的水費(fèi)、識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)用戶、提高計(jì)量精度（老舊或者大口徑水表往往無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)量水量），從而提高現(xiàn)金流表現(xiàn)。遠(yuǎn)距離的物流（水流）監(jiān)控設(shè)備也能幫助供水方發(fā)現(xiàn)水資源泄漏或異常的情況，結(jié)合用戶歷史詳細(xì)信息，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聯(lián)系影響用戶，幫助用戶減少損失，保障物流（水流）的安全可靠。

通過(guò)設(shè)計(jì)和規(guī)劃城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈中的物流、資金和信息流，供應(yīng)鏈上各節(jié)點(diǎn)的決策將更加合理和有序，日常運(yùn)營(yíng)管理也有望得到改善。特別是許多水務(wù)公司已經(jīng)開(kāi)始探索利用科技提升日常的決策質(zhì)量和速度，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，以GIS、“河長(zhǎng)制”等為基礎(chǔ)的智慧水務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)的構(gòu)建已經(jīng)具備成熟的條件并獲得應(yīng)用，部分地解決了物流、信息流在供應(yīng)鏈中某一段節(jié)點(diǎn)的交互和分析 [18]。

當(dāng)前城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈信息流的問(wèn)題體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)。其一是各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間信息共享傳遞存在著挑戰(zhàn)。由于各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)收集獨(dú)立，一方面成員不愿意共享數(shù)據(jù)或沒(méi)有開(kāi)放即時(shí)的數(shù)據(jù)，另一方面數(shù)據(jù)之間收集格式各異，彼此并不兼容，信息的傳輸和上下游的溝通往往難以達(dá)到理想狀態(tài)。其二是信息的收集與分析存在財(cái)務(wù)成本，包括安裝信息采集設(shè)備、信息遠(yuǎn)程設(shè)備、信息分析工具及配套的人力資源。隨著物聯(lián)網(wǎng)和智能水表的普及，數(shù)據(jù)的數(shù)量也將急劇增加。由于數(shù)量巨大的終端用戶和同樣數(shù)量龐大的供水基礎(chǔ)設(shè)施，信息的質(zhì)量（頻率、精度、地點(diǎn)）所產(chǎn)生的效益和獲取成本（人員、設(shè)備、信息系統(tǒng)）是矛盾的，存在一個(gè)平衡點(diǎn)。在何處安裝何種精度的信息采集設(shè)備同時(shí)平衡收益與成本的關(guān)系，對(duì)于節(jié)點(diǎn)各個(gè)成員都是值得關(guān)注的問(wèn)題，也有望通過(guò)供應(yīng)鏈各成員之間的合同或溝通協(xié)作機(jī)制得到解決。

（3）跨區(qū)域輸水如南水北調(diào)工程、遼寧東水西調(diào)工程、陜西引漢入渭工程等正在我國(guó)不斷發(fā)展。一方面，水資源的轉(zhuǎn)移會(huì)影響水環(huán)境及河流流量，可能導(dǎo)致輸水工程來(lái)源地的生態(tài)環(huán)境、水力發(fā)電和糧食生產(chǎn)受到影響。另一方面，輸水工程接收地的水價(jià)也值得考慮：在實(shí)際調(diào)度中，若單純交由市場(chǎng)決定資源的配置，則由于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本、調(diào)度管理成本的因素，調(diào)度水的水價(jià)一般高于當(dāng)?shù)厮畠r(jià)，用戶傾向于選擇本地水，使得當(dāng)?shù)厮h(huán)境生態(tài)惡化且耗資巨大的調(diào)水工程無(wú)法發(fā)揮作用[19]。例如，從水資源豐富的B市修建輸水工程至水資源匱乏的A市將耗資巨大但更符合可持續(xù)性發(fā)展。但如果A市不能采取措施限制本地水資源的供應(yīng)或是不分產(chǎn)地地統(tǒng)一分銷水資源而僅僅依照市場(chǎng)規(guī)律，則A市用戶仍將繼續(xù)依賴于開(kāi)采低廉的本地水而造成大量資源的浪費(fèi)。以合作共贏為基礎(chǔ)，通過(guò)上下游節(jié)點(diǎn)契約簽署為鏈接的城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈的狀態(tài)，在滿足綜合效益和平衡地區(qū)水資源的基礎(chǔ)上，既能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，又能滿足公共利益，同時(shí)確保供需雙方買賣順利進(jìn)行。

此外，城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈下游節(jié)點(diǎn)的需求可變性和上游節(jié)點(diǎn)供給有限性是有矛盾的，需要不同主體之間就數(shù)量、時(shí)間、價(jià)格在合同上進(jìn)行規(guī)定，合同也應(yīng)該考慮到隨機(jī)事件的發(fā)生和應(yīng)對(duì)并以低成本運(yùn)行。具有代表性的跨區(qū)域輸水的例子是浙江省東陽(yáng)—義烏水權(quán)轉(zhuǎn)讓（轉(zhuǎn)讓關(guān)系示意圖如圖3所示）。2000年，東陽(yáng)與義烏兩市達(dá)成協(xié)議：東陽(yáng)市政府將其境內(nèi)的橫錦水庫(kù)每年約5000萬(wàn)立方米水的使用權(quán)轉(zhuǎn)讓給義烏市政府，義烏市一次性出資 2億元購(gòu)買這一“永久用水權(quán)”。在保障水質(zhì)達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，義烏市根據(jù)實(shí)際供水量向東陽(yáng)市支付商定的費(fèi)用。在該合同中，東陽(yáng)市利用了閑置的水資源而義烏市滿足了發(fā)展的需要，雙方都取得了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益[20]。

五、城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈系統(tǒng)的成本

在不考慮對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響下，供應(yīng)成本包含四個(gè)方面：購(gòu)入成本、訂購(gòu)成本、持有成本、缺貨成本。

對(duì)于城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈而言，購(gòu)入成本是較為簡(jiǎn)單的，任意節(jié)點(diǎn)的成本可以表達(dá)如下：

PC（q）：任意節(jié)點(diǎn)向上游購(gòu)買q水量的購(gòu)入成本。

ct：?jiǎn)挝凰繌纳嫌喂?jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到該節(jié)點(diǎn)所需傳輸成本。

w：?jiǎn)挝凰可嫌喂?jié)點(diǎn)的平均售價(jià);由于階梯水價(jià)的存在，可能是與q相關(guān)的函數(shù)。

q：上游節(jié)點(diǎn)提供給該節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)出水量。

值得注意的是，前期投入的固定成本并未包括在PC（q）中。該節(jié)點(diǎn)實(shí)際接收到的水量是（1-θ）q，其營(yíng)業(yè)收入可以表示為：

p：該節(jié)點(diǎn)向下游銷售單位水量的價(jià)格。

θ：上游節(jié)點(diǎn)至該節(jié)點(diǎn)運(yùn)輸過(guò)程中的損耗率。

β：該節(jié)點(diǎn)至下游運(yùn)輸過(guò)程中的損耗率。

TC（q）： 單位水量的供應(yīng)成本，由購(gòu)入成本、訂購(gòu)成本、持有成本、缺貨成本組成。

城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈系統(tǒng)的成本構(gòu)成如圖4所示。

由于通常上下游的產(chǎn)權(quán)分界是水的流量計(jì)量設(shè)備（如水表等）且往往安裝在靠近下游用戶一側(cè)，公式（1）中產(chǎn)生的運(yùn)輸過(guò)程中水的漏損通常需要上游節(jié)點(diǎn)來(lái)承擔(dān)，因此上游節(jié)點(diǎn)必須負(fù)責(zé)運(yùn)輸設(shè)施的維護(hù)管理，盡量減少漏損的發(fā)生。

而后三個(gè)成本很難計(jì)算。訂購(gòu)成本為固定支出，與供應(yīng)鏈長(zhǎng)期決策相關(guān)，和中短期決策無(wú)關(guān)，應(yīng)考慮的包括管道的建設(shè)成本和基礎(chǔ)設(shè)施所占用的土地購(gòu)置成本，以及其他后續(xù)維護(hù)成本。持有成本包括運(yùn)營(yíng)、維護(hù)和資本成本。由于水在管道內(nèi)部輸送的過(guò)程中會(huì)消耗能量和水質(zhì)惡化，消耗電力使用水泵提升水壓和購(gòu)買凈水藥劑進(jìn)行投加是運(yùn)營(yíng)成本中較大的支出。如同所有商品一樣，對(duì)于每個(gè)層級(jí)來(lái)說(shuō)都存在庫(kù)存，以特定的閥門或計(jì)量設(shè)備為邊界，核算管道中所有流動(dòng)的水和儲(chǔ)水箱中的水應(yīng)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的庫(kù)存。值得一提的是，日常供水設(shè)施的滲漏、管道排污會(huì)導(dǎo)致庫(kù)存損失。短期的面向普通居民用戶的停水常常容易被寬容，此時(shí)的缺貨成本幾乎為零。但由于水對(duì)人類生存和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)來(lái)說(shuō)是必不可少的，特別是長(zhǎng)時(shí)間的停水或是面向如醫(yī)院等重點(diǎn)行業(yè)的突發(fā)性停水是無(wú)法忍受的，因此長(zhǎng)時(shí)間停水或是特殊用戶突發(fā)性停水的缺貨成本非常高，而事前通知的有計(jì)劃停水使得下游用戶能夠提前準(zhǔn)備，例如提前灌滿水箱來(lái)增加庫(kù)存。因此，缺貨成本與用戶行業(yè)屬性、停水時(shí)長(zhǎng)有關(guān)，是非線性的。但是，對(duì)此領(lǐng)域的定量研究很少。只有建立了更準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，才能采用相應(yīng)的模型。由于城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)多為區(qū)域性自然壟斷，即使水廠、水網(wǎng)可以進(jìn)行一定的市場(chǎng)化，真正的運(yùn)營(yíng)成本也難以估計(jì)。顯然，對(duì)于供水方成本的計(jì)算將有益于設(shè)定合理的水價(jià)并利用市場(chǎng)價(jià)格來(lái)分散風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)公式（2）可知，節(jié)點(diǎn)的營(yíng)業(yè)收入是訂購(gòu)水量q的函數(shù)。所以，如果允許下游用戶暫時(shí)缺水的話，節(jié)點(diǎn)（如供水公司）有可能存在最優(yōu)訂購(gòu)水量。如果不允許下游用戶暫時(shí)缺水的話，對(duì)于上游節(jié)點(diǎn)（如水庫(kù)），有可能存在最優(yōu)訂購(gòu)水量。供水供應(yīng)鏈的上下游都可以圍繞最優(yōu)訂購(gòu)水量做出運(yùn)行安排或簽訂有助于風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)的供水合同。

六、城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈系統(tǒng)的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)

與供水有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)很多（如圖5所示），例如：水質(zhì)、水量、水壓無(wú)法滿足用戶的需求，不斷變化的監(jiān)管環(huán)境中產(chǎn)生的訴訟，又或是供水中斷[21]。對(duì)于許多公司來(lái)說(shuō)，水費(fèi)在總的運(yùn)營(yíng)成本構(gòu)成里無(wú)足輕重，但一旦供應(yīng)中斷就會(huì)迅速讓公司意識(shí)到風(fēng)險(xiǎn)管控的重要性。例如，2011年7月23日，瑞金市天元食品有限公司因當(dāng)?shù)厮畡?wù)公司未能及時(shí)按照先前通知時(shí)限恢復(fù)供水，導(dǎo)致在停水期間不能正常營(yíng)業(yè)[22]。在此事件中，水務(wù)公司停水系因施工單位承建的供水系統(tǒng)基坑壁坍塌造成，終端用戶只獲得了法院判定的可以用經(jīng)濟(jì)量化的損失賠償，日常經(jīng)營(yíng)的中斷可能會(huì)造成公司聲譽(yù)與信用的損害，而供水公司也遭受了承擔(dān)賠償?shù)膿p失。地震、臺(tái)風(fēng)等極端災(zāi)害通過(guò)對(duì)供水設(shè)施的破壞或是對(duì)原水水質(zhì)的不良影響也會(huì)造成大面積的停水或是大范圍的水質(zhì)惡化。供水系統(tǒng)受到災(zāi)害打擊而致其服務(wù)功能中斷，不僅會(huì)直接影響終端用戶的人身健康和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，還將影響整個(gè)城鎮(zhèn)的正常運(yùn)行和發(fā)展。另外，如COVID-19新型冠狀病毒疫情等突發(fā)事件，也可能會(huì)對(duì)水資源的需求和調(diào)度造成短期沖擊。

如何在風(fēng)險(xiǎn)來(lái)臨前，做好物流（水流）管道的優(yōu)化設(shè)計(jì)從而在災(zāi)害到來(lái)時(shí)減少負(fù)面影響;如何在風(fēng)險(xiǎn)來(lái)臨之際，迅速評(píng)估經(jīng)濟(jì)損失和有效調(diào)動(dòng)資源進(jìn)行恢復(fù)，應(yīng)該納入政策制定者升級(jí)改造供水系統(tǒng)和重塑城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈的考慮之中。

上述所有風(fēng)險(xiǎn)都無(wú)法簡(jiǎn)單解決，因此從信息流傳輸?shù)慕嵌?，城?zhèn)供水供應(yīng)鏈整體的協(xié)調(diào)和溝通在風(fēng)險(xiǎn)來(lái)臨時(shí)極為重要，例如，在任意節(jié)點(diǎn)上發(fā)生的污染事件將嚴(yán)重影響所有下游成員。隱藏此信息可能對(duì)局部個(gè)體有利，但同時(shí)，整個(gè)供應(yīng)鏈將遭受巨大損失。在物流（水流）傳輸?shù)慕嵌龋鎸?duì)供水設(shè)施破壞，如何迅速有力恢復(fù)水的處理和傳輸，即如何構(gòu)建和管理平穩(wěn)、有韌性的和可持續(xù)的城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€(gè)具有實(shí)際意義的問(wèn)題。

水庫(kù)和水渠的建設(shè)可以部分地緩沖風(fēng)險(xiǎn)，但單純地蓄水成本較高，需要與多種措施聯(lián)合使用。由于旱情持續(xù)，2019年秋冬以來(lái)，普洱市中心城區(qū)供水吃緊，飲用水源箐門口、信房水庫(kù)，備用水源梅子湖、納賀水庫(kù)等均因旱情導(dǎo)致蓄水不足，飲用水源庫(kù)容持續(xù)下降。截至2020年3月初，共有蓄水總量2667.38萬(wàn)立方米，可用水量2192.04萬(wàn)立方米。普洱市中心城區(qū)居民飲用水日常供水共有3個(gè)自來(lái)水廠，但水源點(diǎn)分散、庫(kù)容量分布不均衡。啟動(dòng)抗旱應(yīng)急連通調(diào)水補(bǔ)水工程后，將城區(qū)主要水源水庫(kù)進(jìn)行了連通。最大限度降低城區(qū)供水安全風(fēng)險(xiǎn)，普洱市水務(wù)部門啟動(dòng)了7個(gè)抗旱應(yīng)急工程，以確保水資源科學(xué)調(diào)度、高效利用。為切實(shí)緩解城區(qū)供水壓力，從2020年3月起，對(duì)居民階梯供水量定額標(biāo)準(zhǔn)下調(diào)，以引導(dǎo)市民節(jié)約用水[23]。

七、城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈各成員的管理思路

在整合的城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈中，僅憑供水企業(yè)、分銷商和用水企業(yè)內(nèi)部各自的管理可能不足以達(dá)成整個(gè)系統(tǒng)的帕累托最優(yōu)。由于城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈為串行鏈狀結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵中間節(jié)點(diǎn)的孤立隔絕將直接導(dǎo)致整條供應(yīng)鏈中信息流動(dòng)的中斷。因此，城鎮(zhèn)供水相關(guān)的成員們應(yīng)從全局系統(tǒng)的觀點(diǎn)看待自己在整個(gè)系統(tǒng)中所處的地位，將整合集成供應(yīng)鏈的思想納入企業(yè)策略的產(chǎn)生和運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中去，以開(kāi)放透明和及時(shí)可靠的信息傳遞方式串聯(lián)上下游的節(jié)點(diǎn)。供應(yīng)鏈中垂直方向的上游和下游節(jié)點(diǎn)整合也為內(nèi)部成員的進(jìn)一步發(fā)展提供了新的思路。不難想象，當(dāng)一系列原水生產(chǎn)方、供水方和用戶通過(guò)無(wú)縫集成的供應(yīng)鏈緊緊地鏈接在一起，他們因此減少的溝通成本、提高的運(yùn)行效率、降低的水資源的浪費(fèi)共同累計(jì)起來(lái)，相比于那些孤立的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和抗風(fēng)險(xiǎn)能力[23]。

新加坡作為一個(gè)“水量型缺水國(guó)家”，通過(guò)40年的時(shí)間，嚴(yán)格依照“四大水喉”（Four National Taps）（雨水收集、進(jìn)口水、新生水和海水淡化）的基本方針，通過(guò)行政力量的強(qiáng)力干預(yù)整合從源頭水源至終端水龍頭的整個(gè)供應(yīng)鏈，成功地實(shí)現(xiàn)了從極端缺水國(guó)家到世界水務(wù)樞紐的跨越式發(fā)展[24]。以新加坡水務(wù)為例（如圖6所示），可以看到具有活力的水務(wù)及環(huán)境行業(yè)、全方位的科研合作、政府對(duì)于行業(yè)的鼓勵(lì)和支持以及對(duì)終端用水用戶的節(jié)水要求，共同構(gòu)建了環(huán)境與水務(wù)產(chǎn)業(yè)管理優(yōu)勢(shì)。得益于此，新加坡的環(huán)境與水務(wù)業(yè)從2003年的5億新元增加至2015年的17億新元，產(chǎn)業(yè)的就業(yè)崗位在2015年達(dá)到1.1萬(wàn)個(gè)，其中大部分屬于專業(yè)技能型[25]。不僅如此，強(qiáng)大的城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈的整合和環(huán)境與水務(wù)業(yè)的前沿發(fā)展，又將反作用于整個(gè)供應(yīng)鏈的增值，進(jìn)一步成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的強(qiáng)勁引擎，使得供應(yīng)鏈上的成員和整個(gè)社會(huì)都獲得增益。

八、結(jié)論

第一，城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈一般是由多層次組成的串行鏈狀結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)管理和供應(yīng)鏈管理之間的結(jié)合將產(chǎn)生新的研究領(lǐng)域，值得進(jìn)一步深入探索。根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，選取合適的數(shù)學(xué)模型和參數(shù)來(lái)模擬城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈的運(yùn)行形式，有助于水資源的定價(jià)、調(diào)配，有助于促進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)、物流、信息和資金的轉(zhuǎn)移，減少水資源和資金的浪費(fèi)。

第二，與傳統(tǒng)供應(yīng)鏈的傳統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景相比，城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈有其獨(dú)有的特點(diǎn)。在庫(kù)存、未來(lái)的供給、信息流動(dòng)等條件都難以確定的情況下，依靠傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈管理模型難以形成最優(yōu)的決策。依賴現(xiàn)有的科技手段和平衡收益與成本，如何建立有效、有韌性和可持續(xù)的供應(yīng)鏈，并且基于此，提出整體最優(yōu)的物流（水流）、信息流、資金流的策略是值得進(jìn)一步討論的方向。

第三，城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈各個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部信息的透明公開(kāi)和對(duì)外部信息的整合分析，能夠更好地幫助成員認(rèn)識(shí)到水的價(jià)值并應(yīng)用于日常的管理決策。通過(guò)城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈的管理，節(jié)點(diǎn)成員集體協(xié)調(diào)行動(dòng)，有助于解決水量和水質(zhì)問(wèn)題，減少或降低風(fēng)險(xiǎn)的傳導(dǎo)范圍和損害程度，為推動(dòng)供水供應(yīng)鏈乃至整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和抗風(fēng)險(xiǎn)能力的提高作出貢獻(xiàn)。

第四，當(dāng)供水方有多個(gè)備選時(shí)，城鎮(zhèn)供水供應(yīng)鏈朝著網(wǎng)狀發(fā)展，對(duì)不同供水來(lái)源的選擇是一個(gè)重要問(wèn)題。以新加坡的供水系統(tǒng)為例，我們發(fā)現(xiàn)再生水資源與海水淡化等傳統(tǒng)地表/地下淡水資源之外的供水方和供水技術(shù)也能起到關(guān)鍵的作用，并降低對(duì)自然資源的依賴，提高供水系統(tǒng)的容錯(cuò)性。

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