安徽水资源与可持续发展分析

李柏年, 蔡晓薇

(安徽财经大学统计与应用数学学院,安徽蚌埠 233030)

安徽水资源与可持续发展分析

李柏年, 蔡晓薇

(安徽财经大学统计与应用数学学院,安徽蚌埠 233030)

依据安徽省17个地市2009年水资源数据对照用水指标紧缺性标准,建立了安徽省各地市人均水资源量的模糊分布模型,结果表明17个地市中属于重度以上缺水的城市占到64171%,然后根据1995年至2009年安徽省人均水资源拥有量,建立了概率分布模型,计算结果显示在1995—2009的15年中有14年属于中度缺水范围,比例高达93133%1最后对安徽省污染治理的投资现状进行了分析,通过非参数Cox-Stuart趋势检验,表明安徽省环境污染治理投资占GDP的比重呈逐年下降的趋势.

水资源; 隶属度; boxcox变换; 非参数检验

水资源承载力是指在一定的技术经济水平和社会发展水平条件下,水资源能够支持人口、环境与经济协调发展的最大能力1安徽省作为中部地区的人口大省(2009年安徽总人口居全国第八位),经济发展相对落后,最近几年安徽加快了经济发展的步伐,但是随着经济发展和人口增长,人们对资源的需求和消耗日益增大,人口、资源和环境之间的矛盾日益尖锐1由于片面追求经济效益最大化,淮河流域的污染日趋严重1因此研究安徽省水资源对经济发展的影响具有重要的实际意义[2]1本文依据安徽省17个地市2004年水资源数据对照用水指标紧缺性标准,建立了安徽省各地市人均水资源量的模糊分布模型,结果表明17个地市中属于重度以上缺水的城市占到64171%,这表明安徽省水资源承载力下降,已经严重阻碍了国民经济的发展1然后根据1990年至2004年安徽省人均水资源拥有量,建立了概率分布模型,计算结果显示在1990—2004的15年中有14年属于中度缺水范围,比例高达93133%1最后对安徽省污染治理的现状进行了分析,通过非参数Cox-Stuart趋势检验[3],表明安徽省环境污染治理投资占GDP的比重呈逐年下降的趋势.

表1 安徽省各地市人均土地、水资源数据(2009)

1 安徽省各地市人均水资源量的模糊分布模型

根据水利部水资源司综合联合国组织和著名国际专家的看法,并结合中国情况初步确定的用水指标紧缺性标准如下表所示:

表2 水资源紧缺指标(单位:m3/年)

设A,B,C,D,E分别表示“不缺水”,“轻度缺水”,“中度缺水”,“重度缺水”和“极度缺水”四个模糊集,依据水资源紧缺指标,建立安徽省17个地市关于水资源的模糊隶属度函数[4-5]如下:

根据隶属度函数,我们计算出安徽省17个地市人均水资源量的隶属度,如表3.

表3 各地市水资源隶属度

通过计算安徽省17个地市中属于水资源紧缺状况的百分比,如表4.

表4 水资源分布的百分比

由表4可以看出,2009年安徽省属于重度以上缺水的城市占到64171%,这表明安徽省水资源承载力下降,已经严重阻碍了国民经济的发展,必须从节约用水与污水治理两个环节采取严格措施1此外,从安徽省1995-2009各年人均水资源量的变化也可看出有明显的下降趋势.

2 安徽省污染治理的现状分析

安徽省1995-2009年万元工业GDP废气排放量、废水排放量、固体废物排放量以及用于污染治理的投入经费比重,见表5.

表5 废气、废水、固体废物排放量污染治理的投入经费占GDP比重

首先做出1995-2009年环境污染治理投资占GDP的比重数据的散点图(图1),从图1可以看出呈锯齿形,那么是否具有下降的趋势?为此可以进行Cox-Stuart趋势检验:

图1 安徽省环境污染治理投资占GDP的比重(1995-2009)

检验的思路如下[1]:把每一个观察值和相隔大约n/2的另一个观测值配对比较;因此大约有n/2个对子1然后看增长的对子与减少的对子各有多少来判别总的趋势1具体做法如下:取xi和xi+c组成一对(xi,xi+c),这里

此处n=15,于是c=8,共有n′=n-c=7个对子:

用每一对的两元素差

的符号来衡量增减,令S+为正的Dj的数目,而令S-为负的Dj的数目1显然当正号太多时,即S+很大时(或S-很小时),有下降趋势1反之则有增长趋势1上述检验称为Cox-Stuart趋势检验(1955)1由于在没有趋势的零假设下统计量应服从二项分布bin(n′,015),对α=0101,得到统计量的观测值s-=0,于是由

可知应拒绝原假设,即认为环境污染治理投资占GDP的比重有逐年下降的趋势.

通过对安徽省水资源状况的分析,可以看到安徽加快发展的需要与水资源量不足的矛盾还相当突出,粗放的经济增长方式与建设环境友好型社会的要求还很不适应,生态建设和环境保护的任务十分艰巨1“十二五”是推动安徽省跨越式发展、实现奋力崛起的重要时期,也是加快“生态安徽”与“和谐安徽”建设的关键阶段1只有将科学发展观落到实处,加快工业污水的处理,实现工业用水的循环使用,促进高效节水型农业的发展,才能缓解水资源紧缺给安徽发展所带来的压力.

[1]吴喜之.非参数统计[M].北京:中国统计出版社,1999.

[2]李柏年.洪涝灾害评价的威布尔模型[J].自然灾害学报,2005,(6):32-36.

[3]V.G.Domrachev,O.M.Poleshuk.A regression model for fuzzy initial data[J].Automation and Remote Control,2003,64(11):1715-1723.

[4]李柏年.模糊数学及其应用[M].合肥:合肥工业大学出版社,2007.

[5]Manas Kumar Maiti,Manoranjan Maiti.Fuzzy inventory model with two warehouses under possibility constraints[J].Fuzzy Sets and Systems,2006,157:52-73.

Analyses of Water Resources and Anhui Sustainable Development

LI Bai-nian, CAI Xiao-wei
(School of statistics&Applied Mathematics,Anhui University of Finance&Economics,Bengbu,Anhui 233030)

T o investigate water resource per capita in seventeen cities of Anhui province,we established a fuzzy distribution model of water resource per capita in seventeen cities of Anhui province which based on the water resource date of Anhui province in 2004,and the numerical results indicated that the very lack of water cities account for 64171%of the seventeen cities in Anhui province.The result of probability distribution model based on the date of water resource per capita in Anhui from 1990 to 2004 demonstrated that there were 14 middling lack of water years from 1990 to 2004 in Anhui province,the ratio reached as high as 93133%.Finally,the present status of the pollute abatement in Anhui province was analysis by using Cox-Stuart nonparameter test,the result shows that the investment rate on anti-pollution in GDPof Anhui province is decreased year after year.

water resources; membership; boxcox transform; non-parameter test

TV213

A

1671-9743(2011)11-0016-04

2011-10-26

安徽省教育厅人文社科基地项目(2008sk215);安徽人文社科项目(2011sk162).

李柏年(1949-),男,安徽阜阳人,安徽财经大学教授,硕士生导师,主要研究数据分析.