中国是一个水资源匮乏的国家,水资源分配不均匀,人均水资源拥有量较低。而且随着中国经济的快速发展,产生大量工业和生活污水,部分污水未经处理直接排放,已经严重污染了中国的水生态环境,甚至威胁到饮用水安全。据统计数据显示,2012年全国废水排放量684.8亿吨,实际处理污水416.2亿吨,有大约268.6亿吨污水未经处理直接排放大自然。此外,目前中国约50%城镇水源不符合饮用水标准,约4亿人的饮用水处于不安全状态。面对严峻的水污染问题,《国家环境保护“十二五”规划》提出：到2015年,新增污水处理能力4200万吨/日,力争实现所有县和重点建制镇具备污水处理能力。面对巨大的投资需求,BOT融资模式由于其可以解决政府建设资金不足的问题,加快基础设施的建设,而且有利于节约投资、提高生产和运营效率等诸多优点,已广泛应用于污水处理厂的建设。特许期长度是BOT协议的关键,但是在实践过程中,BOT项目特许期存在决策缺乏足够有效的估算依据、项目公司获得超额回报,严重损害社会公共利益,甚至导致社会对BOT模式合理性的质疑。因此,如何科学合理确定特许期长度,对污水处理BOT项目健康快速发展具有重大意义。本文提出了HP滤波法的实物期权波动率计算方法。将污水处理量波动代表项目价值的波动,并提出采用HP滤波法,将污水处理量中的波动因素分离出来,作为计算项目价值波动率的依据。通过与其他方法对比,验证了该方法的有效性和准确性。文章建立了基于实物期权的污水处理BOT项目特许期博弈决策模型。根据污水处理BOT项目投资额度大、投资回收期长和不确定性较高,投资和运营的管理灵活性高等特点,提出采用采用实物期权方法评估项目价值,该方法能体现管理柔性价值,更接近项目实际价值。同时结合动态博弈在决策分析中的优势,建立了基于政府和项目公司效益最大化的动态博弈模型,通过模型求解,获得了政府最优特许期长度和项目公司最优投资规模。为双方决策提供了理论依据和可量化的方法。通过模型求解和分析,得出结论：对于投资额较大的项目,适宜采用采用项目公司最小投资回收期确定特许期长度；而对于投资额较小的项目,应适当延长特许期长度,激励项目公司加大投资力度,建设质量更好、技术更先进的项目,最终达到双方的共赢。