基于熵權法的污水處理廠建設項目成本風險因素識別研究

馮雪

(遼寧省市政工程設計研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110006)

0 引言

污水處理廠建設項目作為市政基礎設施的重要組成部分，對提升水資源利用率、推進生態環境保護、提高國民生活質量、促進社會可持續發展具有重要意義。隨著城鎮化進程的加快及環境友好型和資源節約型社會建設新要求的提出，現有污水處理廠規模及污水處理效果已難以滿足日益增長的污水排放需求，加快推進污水處理廠新建、擴建及提質改造建設迫在眉睫。

污水處理廠建設項目投資金額較大、涉及專業較多，全生命周期成本控制與管理難度較大，且污水處理廠經營管理模式正在由傳統的政府投資運營管理模式向EPC總承包建設及社會資本運營管理模式轉變，各參與方對成本風險更為關注。因此，成本風險已成為制約污水處理廠建設和運營的主要風險因素。

現階段，污水處理廠建設項目相關研究多集中于工藝技術和施工管理，成本研究相對匱乏，且多為單一階段建設成本或運營成本研究，缺少具有整體性及系統性的全生命周期成本風險因素研究。鑒于此，本文對污水處理廠建設項目全生命周期進行劃分，綜合考慮各階段存在的成本風險，引入熵權法客觀識別污水處理廠關鍵風險因素，并提出具體的解決措施，以期豐富污水處理廠建設項目成本風險管理理論，提高各參與方成本管理效率，確保污水處理廠建設項目順利實施。

1 污水處理廠建設項目特點及成本構成

1.1 項目特點

污水處理廠建設項目通常地處偏遠，地質條件復雜，需要進行專項地質勘查及測繪以確定地基處理形式和施工降水排水等問題。項目管理難度大、溝通界面多，不僅涉及勘察、設計、監理、咨詢等單位，還涉及項目前期報批的規劃、國土、環保等政府主管部門，溝通協調內容繁雜。此外，污水處理廠建設項目施工難度大、構筑物埋設較深、池體結構形式復雜多樣、工藝管線復雜、設備種類多，土建施工和安裝施工難度較大。

1.2 成本構成

污水處理廠建設項目成本主要包括建設期的建設成本以及運營期的運營成本。其中，建設成本分為可研階段的投資估算、初設階段的工程概算及施工圖階段的施工圖預算。投資估算編制依據主要為市政工程投資估算編制辦法、可行性研究報告文本等；工程概算編制依據主要為市政工程設計概算編制辦法、初步設計文本說明書及相應初設圖樣、地區定額等；施工圖預算編制依據主要為施工圖圖樣及地區或企業定額等。運營成本主要包括外購原材料費用、燃料及動力費用、職工薪酬費用、修理費用、其他費用。其中，外購原材料費用主要為藥劑費用，燃料及動力費用主要為電費。

2 污水處理廠建設項目成本風險因素識別

2.1 風險因素識別方法

選擇科學合理的風險因素識別方法是成本風險管理的重要環節，風險方法和風險清單的匹配度直接影響關鍵因素識別的準確性。風險識別方法主要包括層次分析法、德爾菲法、SWOT分析法、故障樹分析法及熵權法等。不同方法的適用范圍不同，風險識別方法比較結果見表1。本文選擇熵權法進行成本風險因素識別。

表1 風險識別方法比較結果

2.2 風險因素體系構建

成本風險因素貫穿污水處理廠建設項目全生命周期。為確保風險管理體系的全面性、準確性及客觀性，將污水處理廠建設項目全生命周期劃分為決策、設計、施工及運營4個階段。通過文獻分析法對各階段成本風險因素進行歸納及整合，形成初始風險因素體系。在此基礎上，運用專家調查法對初始風險因素體系進行優化，得到最終的風險因素體系。

2.2.1 決策階段

決策階段屬于項目前期階段，主要包括明確項目定義、界定項目內容以及落實資金保障、編制項目建議書和可行性研究報告。雖然決策階段的工作量與其他階段相比較少，但對整個項目具有引導性和決定性作用。因此，對該階段進行風險識別十分必要。

決策階段成本風險因素包括政策、法規、標準文件風險A1，投資估算編制風險A2，財務分析編制風險A3，項目融資及資金來源風險A4，項目綜合效益分析風險A5，政府審批流程風險A6。

2.2.2 設計階段

設計階段是深化技術方案與細化成本的關鍵環節，為施工階段項目建設提供指導依據，對確定與控制污水處理廠建設項目總投資具有重要意義。

設計階段成本風險因素包括項目選址風險B1、總平面布局風險B2、工藝流程風險B3、設計圖樣深度及準確性風險B4、多專業協調配合風險B5、限額設計理念應用風險B6、初步設計概算編制風險B7、施工圖預算編制風險B8。

2.2.3 施工階段

施工階段成本風險控制主要針對項目建設過程中以施工單位為核心的成本風險。

施工階段成本風險因素包括建筑工程成本風險C1、設備購置成本風險C2、安裝工程成本風險C3、工程建設其他費用成本風險C4、工程預備費風險C5、成本控制體系建立風險C6、成本控制方法應用風險C7。

2.2.4 運營階段

污水處理廠建設項目運營期一般為20年，對于特許經營模式而言，運營期甚至能達到30年。因此，實行有效的運營期成本管理能夠降低項目全生命周期成本。

運營階段成本風險因素包括藥劑成本風險D1、耗電成本風險D2、燃油成本風險D3、污泥處置成本風險D4、職工薪酬成本風險D5、建構筑物及設備維修成本風險D6、日常管理成本風險D7。

3 基于熵權法的各階段關鍵成本風險因素識別

3.1 獲取原始數據

首先，對污水處理廠建設項目成本風險因素體系進行風險等級劃分，分為高風險、較高風險、適度風險、較低風險及低風險5個級別，級別越高，代表風險越高，分別用5、4、3、2、1表示。當風險級別介于兩個等級之間時，用相鄰等級取值的中間值表示。

依據風險等級體系評價標準，邀請建筑、結構、給排水、施工、經濟5個領域各5名專家對各階段成本風險因素進行打分，以各專業領域打分平均值為最終得分，構建各階段評價值矩陣。以決策階段為例，評價值矩陣如下

3.2 標準化處理

標準化處理的目標是消除各指標間的量綱差異，使各指標值處于同一數量級別，便于各指標之間進行比較與分析，可提升后續數據處理的可靠性。

根據風險評價體系特點，評價值越小，代表風險等級越低，評價指標效果越好。標準化處理公式如下

經過標準化處理后，決策階段評價值矩陣結果為

3.3 指標熵權確定

首先，計算指標評價值權重Pij，公式如下

其次，計算熵值ej，公式如下

最后，得到指標熵權Wb，公式如下

利用上述公式計算決策階段評價值權重，得到

綜上所述，決策階段各指標熵值及熵權見表2。

表2 決策階段各指標熵值及熵權

同理，計算得到污水處理廠建設項目設計階段、施工階段和運營階段各指標熵值和熵權，見表3～表5。

表3 設計階段各指標熵值及熵權

表4 施工階段各指標熵值及熵權

(續)

表5 運營階段各指標熵值及熵權

4 結果分析與對策建議

基于熵權法識別關鍵風險因素，熵權越小，權重越大，對風險影響越大。經過對比分析各階段熵權值，得到各階段關鍵風險因素，見表6。

表6 各階段關鍵成本風險因素

由表6可知，決策階段關鍵成本風險因素包括投資估算編制風險、項目融資和資金來源風險以及政策、法規、標準文件風險。建議提高前期投資估算編制質量，保證建設內容與項目總投資內容的一致性，合理給定各項指標綜合成本；政府部門應積極完善污水處理廠建設項目相關政策、法規及標準，并及時進行宣傳。同時，建設單位應制訂詳細的資金籌措計劃及使用計劃，提高資金管理水平，規避融資問題導致的項目停滯風險。

設計階段關鍵成本風險因素包括限額設計理念應用風險、設計圖樣深度及準確性風險、初步設計概算編制風險、總平面布局風險。限額設計理念貫穿設計與投資深度融合全過程，在滿足設計要求的前提下，應最大限度地實現投資節約。設計單位應建立一套完善的限額設計體系，在設計過程中嚴格按照限額目標執行。提高各專業人員設計水平，準確把握各階段設計深度，適當增加圖樣審核環節，為項目投資提供充分依據。在初步設計概算編制階段，圖樣深度尚未達到施工圖深度標準，部分投資內容在圖樣中難以體現。為了解決上述問題，投資專業人員應依據自身經驗對項目內容進行細致分解并編制投資方案。針對工程費用風險，可適當計取零星開支，防止預算超概算現象發生。總平面布局應充分利用地形優勢，盡量減少廠區土方平衡工程量；建構筑物應緊湊布局，盡量減少廠區占地面積。同時，優化綜合管線排布，盡量減少管線工程量，以節約項目成本。

施工階段關鍵成本風險因素包括建筑工程成本風險、設備購置成本風險、工程預備費風險，主要來自材料、設備價格波動影響，工程變更以及索賠影響。在施工過程中，應制訂材料、設備采購及使用計劃，對進場材料、設備進行嚴格檢驗；加強倉儲管理，避免儲存和使用不當引起的資源浪費；對可能發生的變更和索賠進行事前預防；當發生工程變更及索賠時，應及時做好記錄，并按照規定流程進行變更和索賠申請。

運營階段關鍵成本風險因素包括藥劑成本風險、耗電成本風險、建構筑物及設備維修成本風險。建議善運營管理體系，實行專業模塊化管理；針對藥劑、電、維修進行重點監控；定期分析運營成本數據，及時總結運營中出現的問題，不斷優化運營管理體系。

5 結語

本文首先對污水處理廠全生命周期各階段進行劃分，總結各階段成本風險影響因素；其次，通過專家調查法對風險因素進行識別與篩選，建立層次簡明、結構合理的成本風險清單體系；最后，基于熵權法識別成本風險關鍵因素，并針對各成本風險因素提出具體應對措施，以提升污水處理廠建設項目管理水平。