溧水区万元GDP用水量影响因子研究

曹惠娟

(南京市溧水区水务局，南京 211200)

溧水区万元GDP用水量影响因子研究

曹惠娟

(南京市溧水区水务局，南京 211200)

研究溧水区万元GDP用水量的影响因子，通过理论分析以及专家咨询确定了14个影响因子，并构建评价指标体系。在收集溧水区2005-2015年各指标数据基础上，运用主成分分析和逐步回归的方法，建立溧水区万元GDP用水量与其影响因子的数学模型，找出5个最重要影响因子并进行分析总结。

溧水区；万元GDP用水量；主成分分析；逐步回归

0 引 言

我国人均淡水资源占有量约2100m3，仅为世界平均水平的28%，目前全国城市中有约2/3缺水，约1/4严重缺水，水资源短缺已成为制约社会经济持续发展的重要因素之一。同时，我国水资源利用方式粗放、用水效率不高，万元GDP用水量约为世界平均水平的2.5倍。

溧水区位于江苏省南京市南部，属缓丘漫岗地区，总面积1066.94km2，其中丘陵面积773.5km2(含岗土旁地)，占总面积的72.5%。全区受旱机率高，春、夏旱发生机率55%，伏秋旱发生机率85%；多年平均降雨量1089.3mm，蒸发量1038mm；多年平均地表径流总量4.22亿m3[1]。干旱年份, 只能靠河沟、库塘蓄水或从外区间江、河引、提水才能基本满足全区生产生活用水需要。随着经济和城市化的发展，用水问题日益凸显，人水矛盾更加尖锐。根据溧水区用水现状，以万元GDP用水量作为效率评价目标，研究水资源的利用效率问题，找出影响这一效率目标的关键因子并进行分析，对于深刻认识溧水区水资源问题，制定切合实际的水资源战略及政策具有重要的现实意义。

1 溧水区万元GDP用水量评价体系的构建

指标体系构建遵循全面性、客观性、可获得性的建立原则[2]，采用理论分析和专家咨询相结合的方法，根据溧水区的实际情况进行分析、比较、综合，在初步拟定的基础上，征询专家意见，并进行调整。

1.1 指标体系

溧水区万元GDP用水量评价体系可分为人口因素、资源因素、经济因素、管理因素、利用因素5个方面，共14个影响因子组成。其具体内容见表1。

表1 溧水区万元GDP用水量影响因子

1.2 模型构建

为了量化研究影响因子与目标变量之间的关系，建立基于主成分分析的多元线性回归模型，为溧水区万元GDP用水量的调控提供参考依据。

1)主成分分析法。溧水区万元GDP用水量的影响因子较多，且因子间具有较强的相关性，直接建立回归模型，易形成模型的多重共线，造成虚假回归，增加了研究难度。为此，在回归分析之前采用主成分分析，在不损失或很少损失原有变量信息的前提下，将原多个彼此相关的变量用线性组合的方法，转换为少数彼此独立的综合变量，起到 “降维”的作用，使回归模型不受变量多重共线性的影响。

2)多元线性回归分析法。多元回归是研究变量之间函数关系较为成熟的模型。利用主成分分析结果—主成分，把主成分作为自变量，万元GDP用水量作为因变量，采用逐步回归法建立回归模型。

3)影响因子换算。通过逐步回归法建立模型，自变量为主成分，但可视化程度不高，不方便直接研究，要根据14个影响因子在主成分上的投影系数，分解主成分获得14个影响因子的回归系数，得新的回归模型。

2 模型计算

根据2005-2015年溧水县统计年鉴和南京市水资源公报，收集溧水县2005-2015年万元GDP用水量及其影响因子数据，见表2-3。

表2 溧水县万元GDP用水量 m3/万元

表3 溧水县万元GDP用水量影响因子数据

2.1 数据标准化处理

鉴于影响因子之间的度量单位不同，取值范围差异大，首先考虑对数据的标准化处理，然后做主成分分析。

(1)

2.2 主成分分析

依据最大保留原始信息原则，对标准化后的数据运用SPSS做主成分分析。从表4看出，除地表水资源和农林水支出占财政支出比重两因子在60%，其他各个原始因子都75%以上的信息。表5则显示各主成分解释原始因子总方差，常规保证特征值大于1的基础上，当累计贡献率达到85%，就保证主成分对原始信息的提取。文章研究中取3个主成分，则集中了14个原始因子84.8%的信息，效果较好。

表4 标准化后因子方差提取

表5 解释的总方差

表6 主成分得分系数

表6主成分得分系数，将影响因子代入，得到3个主成分(F1、F2、F3)表达式：

F1=0.204X1+0.171X2+0.149X3+0.103X4
-0.053X5-0.085X6+0.072X7-0.051X8
+0.116X9+0.218X10+0.284X11-0.103X12
+0.041X13-0.011X14
F2=0.044X1+0.009X2+0.004X3+0.111X4
-0.195X5+0.094X6-0.114X7+0.127X8+
0.236X9+0.085X10+0.199X11-0.210X12
+0.180X13+0.044X14
F3=0-.044X1+0.041X2+0.109X3+0.506X4
-0.106X5+0.024X6-0.012X7+0.005X8
+0.024X9-0.020X10+0.093X11+0.182X12
+0.031X13-0.467X14

(1)

2.3 多元线性逐步回归分析

将3个主成分作为自变量，溧水县万元GDP用水量作为因变量，应用SPSS做多元线性回归分析。用逐步回归法建立模型，表7模型调整R2=0.605说明模型对样本的拟合较好，F统计量的概率<0.05, 说明模型对因变量影响显著。表8中回归系数T统计量的概率<0.05，说明各自变量对应变量影响显著。DW检验和White检验：当α=0.05、n=11、k=2，查表dL=0.927、dU=1.324、χ2=5.96，则DW>dU，模型不存在自相关性；χ2>nR2=2.06：模型不存在异方差。

表7 回归模型

a.预测变量：常量，F1，应变量(Y)：Z(万元GDP用水量)。

表8 回归系数

多元线性回归方程：

Y=-0.681F1

(2)

将F1带入(2)式，得出溧水县万元GDP用水量与其14个影响因子的回归方程：Y1=-0.139X1-0.117X2-0.102X3-0.07X4+0.036X5+0.069X6-0.049X7+0.035X8-0.079X9-0.149X10-0.193X11+0.07X12-0.028X13+0.007X14

3 结 论

1)从模型回归系数绝对值大小可以看出，影响溧水县万元GDP用水量最大因子是农林水支出占财政支出比重、科技支出占财政支出比重；其次是总人口、城市化率和地表水资源5个影响因子。

2)影响溧水县万元GDP用水量最大5个因子分别集中于管理因素、人口因素和资源因素三方面。从用水结构上看，农业用水占总用水量90%，因此从政府宏观管理角度，继续加大对农业投入，通过改善和调整农业产业结构，提高用水效率，使农业总用水量逐年下降；继续加大对水利事业的投入，完善规划、促进节水型社会建设、优化用水结构、加快工程建设、加强水资源保护；继续加大科技投入，优化二三产业布局和结构，淘汰高耗水高污染行业，满足溧水县人口、资源、环境与经济协调发展对水资源在时间、空间、数量和质量上的要求。

3)城市化率和总人口是宏观经济发展的指标，在推进城市化进程中，政府加强对城乡空间的规划管理，把资源节约和环境保护放在城市化发展的重要战略地位，突出节地、节能、节水、节材，促进城镇的可持续发展。

4)地表水资源是溧水县可用水资源的主体，在保持现状水资源开发利用格局和发挥现有供水工程潜力的情况下，考虑节水等措施，抑制不合理用水需求，通过优化用水结构、加大过境水的利用、充分利用南京市区域辐射供水、加强中水回用等措施调整供水方案，进行水资源的合理配置。

[1]曹惠娟,王平.溧水县水资源供需分析[J].水利经济,2012,30(02):46-48.

[2]方诗标.农业灌溉水利用效率影响因素研究[D].扬州,扬州大学.2013.

[3]曹惠娟.水资源优化配置的探讨[J].江苏水利，2010(11):39-41.

1007-7596(2017)07-0085-04

2017-06-16

曹惠娟(1965-)，女，南京溧水人，高级工程师，研究方向为水资源管理与保护。

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