城市居民用水量影响因素分析与评价

孙红 韩晶 张雪

摘 要:居民用水是城市生活用水的主要部分,就城市用水管理而言,分析研究居民用水量的影响因素,预测城市生活用水量的增长,对于制定城市用水规划,控制产销率具有积极与深远的影响。

关键词:居民用水城市用水

中图分类号:TV21 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(b)-0254-02

城市居民用水(即居民住宅用水)是指城市居民在家中的日常生活用水,其中包括冲厕、洗浴、洗涤、饮用、烹调、清洁、庭院绿化、洗车等。从城市管网技术发展角度考虑,研究城市居民用水量影响因素,对于研究城市供水模式,提高城市管网模型精度,科学调度与分配各个水厂水量供给具有巨大的贡献作用。为此笔者从城市居民用水出发,以江南某市用水量为依托,研究居民用水量的影响因素,以期为水司的水量预测和管理提供一些思路,同时也为政府制定相关用水管理政策提供参考。

1 研究概况

该市为典型的水质型缺水城市,日生产能力为90万吨/天,日供水量为60万吨/天左右,供水范围集中在该市的市区,供水用户偏重居民为主,供水服务人口在200万左右,供水服务面积约为570km2。

2 结果与讨论

由于在不同时刻城市经济生产和居民生活情况的不断变动,用水量会有一定的波动。在短期内,城市用水量的变化具有周期性,如月用水量的年周期性、时用水量的日周期性等;从较长时间来看,它又具有年增长的趋势。这就使得城市用水量预测成为可能[2]。

目前预测模型中包含常规的预测方法,定额法、时间序列、回归分析以及灰色预测等。还有些技术基于计算机技术的预测新方法,如人工神经网络(ANN)、支持向量机(SVM)等[3]。相比而言,新方法具有良好的预测性能,在需水量预测中得到了广泛应用。特别是支持向量机(SVM),其具有收敛速度快、推广能力强和全局最优等特点,能更好地解决小样本、非线性、高维和局部极小值等实际问题,其学习结果一般好于其他的模式识别和回归预测方法。然而新方法分析前需要事先筛选出相关的影响因素,影响因素直接关系到模型的精准度,为此笔者根据该市情况,从短期与长期两个方面对水量的影响因素进行分析。

2.1 短期因素分析

2.1.1 天气因素

水量随着温度变化较为明显,温度越高,水量相对越高。气温的升高,往往导致家庭洗澡用水、洗衣用水、园林绿化用水等居民用水量的大幅度增加。根据该市用水量数据统计发现,该市夏季用水量约为冬季用水量的1.2倍,高温时期的用水量同样随温度变化而波动,从而反映出温度对水量的巨大影响。

2.1.2 节假日因素

与很多经济较为发达城市类似,该市外来人口众多,外来人口与本地居民比例已达到1:1,因节假日而导致的流动人口回乡,用水人口减少,用水量降低等现象明显。统计分析其他黄金假日均出现类似的用水量变化规律,因此假期日均用水量会明显低于前后的日均用水量。

2.2 长期因素

2.2.1 地区生产总值

城市经济的高速发展常常要消耗大量的水,年鉴统计数据显示,该地区的地区生产总值(GDP)一直保持高速增长态势,但受全球金融危机影响,2009年全年经济放缓。用水统计资料表明,城市用水量随地区生产总值的增速而变化:经济增长速度超过10%,用水量呈上升趋势,经济增长速度低于10%,用水量则相应下降。

2.2.2 人均年收入

居民用水量与收入呈正相关关系。当居民收入不断增加,人们有能力购买更多的家庭耗水器具及设备,比如淋浴器、抽水马桶、热水器、洗碗机、洗衣机等,耗水器具的大量使用必然造成耗水量的上升。又如收入水平提高会导致人们生活方式改变,如洗澡、洗衣次数增加等,往往导致家庭洗澡水、洗衣机用水的大幅度增加。

大量实证研究表明,居民用水收入弹性为正,即居民收入越高,用水量则越大。该市统计资料显示:2006年-2010年,职工平均工资呈逐年上涨趋势,上涨幅度与经济总体发展水平对应,同样,2009受金融危机影响,职工平均工资涨幅与GDP增长同步放缓,受此影响,2009年用水量呈略降趋势。

2.2.3 水价因素

水价对居民用水量的影响比较复杂。水价的制定方法、计收制度、水价结构以及价格水平都会对用水量产生影响。

阶梯式递增的水价计收制度往往能够促使人们节水。该市2007年9月起实行阶梯式计量水价方案,按户均用水量标准,每月用水标准为25立方米;2009年12月调整计量基数,按户均用水量标准,每月用水标准下降为20立方米。基数调整后,节水效果明显,超额用水户及应缴超额水费大幅下降,详见表2。

居民对水价的心理承受能力与家庭经济收入有关。建设部《城乡缺水问题研究》课题的研究报告指出,水费支出占家庭收入的比例不同,对居民心理的影响不同:水费占家庭收入的1%时,对心理影响不大;水费占家庭收入的2%时,有一定影响,并开始关心用水量;水费占家庭收入的2.5%时,重视并注意节水;水费占家庭收入的5%时,对心理影响较大,并认真节水;当水费占家庭收入的10%时,影响很大,并考虑水的重复利用。水价价格水平对居民用水量影响的实证研究表明:现有水价条件下,居民用水需求的自价格弹性是负的,然而价格弹性很小,即居民用水量对水价的变动反应较小;只有当水价提高到一定水平,水费支出占人均收入的一定比例时,居民用水需求才会对水价表现出较大的反应。

该市40余万用户的平均水费约为47.5元/月,仅占职工平均工资的1%,处于居民对水费不敏感区间,2006年以来,该市因制水成本上升,两次调整水价,用水量依然处于上涨态势,因此,对于该市而言,现水价段位的水价调整对用水量基本不会产生影响,价格杠杆的调节能力有限不突出。

2.2.4 人口数量及人口构成

城市人口包括常住人口和流动人口,显然,城市用水量随人口的增加而增大。而人口构成对用水量的影响,根据中国科学院地理科学与资源研究所于2005年以河南、河北2省的部分城市为例建立的城市居民用水量需求的计量模型,可以推断,城市居民家庭用水存在规模效应。家庭人均人口数的影响是负的,而且在未进行收入分组和进行收入分组的最小二乘估计法分析中在5%水平上显著,说明城市居民用水存在规模效应,即:家庭人口越多,在一定程度上就会显著减少人均用水量。城市用水人口素质越高,人均年用水量越多。用水人口中受教育水平越高,则会明显增加水的使用量。在固定效应估计中,控制其他变量不变的情况下,受教育水平上升10%,期望增加的城市家庭人均年用水量约为7%。

根据第六次人口普查结果显示,市区常住人口为207万人,同第五次全国人口普查数据相比,十年增长2.5倍有余;平均每个家庭户的人口为2.84人,比“五普”减少0.31人;同“五普”相比,每10万人中具有大学文化程度的由4745人上升为13972人;人口总量增加、受教育程度提高、家庭规模的减小,都促成了该市居民用水量的大幅上升,表3为人口增长比例与用水总量增长的关系。

2.2.5 节水技术和器具的普及

我国水资源缺乏,节约用水最有效的途径之一就是实施水的重复利用。提高工业用水重复利用率将对工业用水量产生较大的影响,同时,重视生活及公用事业等方面用水的重复利用率,也有很大意义。近些年来,随着全民节约用水意识的提高,市场上出现了许多节水型的居民用水器具,包括低耗水的马桶、节水水龙头、节水洗衣机、节水淋浴器等,这些节水器具的使用使得居民的用水行为客观上起到了节水的作用,不管居民在使用这些节水器具前是否意识到水资源的宝贵。可以说,居民用水量随着水的重复利用率的增大而减少。

3结论

根据以上分析,城市居民用水量由多种因素综合影响作用,它不仅受温度、节假日等短期因素的影响,同时还受到地区生产总值、居民人均收入、水价、人口数量及构成、节水技术和器具的普及等长期因素的影响。因此,供水单位在进行水量预测,水量管理、政府部门在制定节水政策等方面,均可参照这些因素进行考量。

参考文献

[1] 张鑫,赵晴,史成波.灰色模型在中长期用水量预测中的应用.交通科技与经济[J],2011.

[2] 徐纬芳,刘成忠.基于GSM和SVM的区域年用水量回归预测模型研究.沈阳农业大学学报[J],2011.

[3] 刘卫林.几种需水量预测模型的比较研究.人民长江[J],2011.