北京市机关单位综合用水定额指标选取与确定方法研究

郑莎莎，高 原，张春玲，付意成

（1.北京市节水用水管理事务中心，北京 100142；2.中国水利水电科学研究院，北京 100038）

0 引 言

北京市作为国家首都城市，辖区内各层级、各行业的机关单位分布众多，单位性质复杂多样，涉及国家机构、政党机关、群众团体、社会团体、宗教组织、企业管理机构等多种行业类型［1］。2013年，《关于开展公共机构节水型单位建设工作的通知》指出建设节水型单位，对于提升全社会节水意识具有重要作用；2019年，水利部提出实施节水攻坚战，建设水利行业节水机关，有助于培育节水机关建设模式。全国各地纷纷开展节水机关建设，截至2020年10月，昆明市已完成15家水利行业节水机关建设，实现了水利行业市县级节水机关全覆盖［2］。

近年来北京市机关单位用水规模约在0.9 亿m3左右，占全市公共服务用水总量的比例近20%，已是北京市公共服务行业中用水量最大、用水所占比例最高的行业（图1）。《北京市节约用水办法》强调单位内部的景观环境用水和其他市政杂用用水，应当使用雨水或者再生水，提高节水水平。《综合医院建筑设计规范》（GB 51039-2014），明确了医院各部门的用水定额；《建设项目水资源论证导则》（SL 322-2013），明确了建设项目分类分级取水定额。公共服务行业主要用水部位不尽相同，机关单位集中在办公卫生与餐厅，医院用水集中在病房和门诊，高校用水集中在宿舍与教学办公区，用水定额计算方法也差别较大，缺少通用计算方法［3］。当前，北京对机关单位的用水结构、用水影响因素、定额指标计算进行了研究，对用水效率指标计算方法进行了探讨［4，5］。此外，学者对计划用水管理和定额管理的关系进行了辨析和探讨，为进行定额计算提供了依据［6-8］。当前北京市节水用水管理对机关单位用水定额采用人均用水量指标，但是，由于机关单位人员流动频繁，具有固定性与流动性混合特征，用水人口数量数据不稳定与不确定，使得用水效率核定结果客观性较弱。本文充分运用北京市公共服务分行业用水统计数据，选取有效的机关单位用水样本，分析机关单位合理适宜的用水定额指标，进一步科学确定北京市机关单位用水定额推荐值，为完善地方用水定额标准的修订与节水政策的实施提供参考。

图1 北京市公共服务行业用水量分布Fig.1 Distribution of water consumption of public service industries in Beijing

1 用水定额指标选取

当前最严格用水管理制度下，实施用水总量控制与定额管理，选定有效地的用水定额指标是准确核算与评价用水户用水与节水水平的关键。为实现科学精准管理，北京市节水用水管理部门一直在探索用水定额指标合理性与科学性的问题。用水定额指标的选取从可计算、能评价、易考核等方面考虑，难于搜集信息的指标一般不应作为评价指标。机关单位现行开展用水评价和规划工作表征用水效率指标通常为人均用水量和单位面积用水量，其中单位面积用水量包含单位建筑面积用水量和单位占地面积用水量［9］。由于建筑面积较占地面积更能反映机关单位中承接用水者活动空间的大小，更符合用水行为的表现，同时，考虑指标具备的可测性和易得性，本次分析主要选取单位建筑面积用水量和人均用水量指标，并进行两者的有效对比，选取更加科学合理的用水定额指标。

（1）人均用水量。为目前经常采用的进行用水效率核定的指标，即在一定时期内按机关单位用水人数核算的人均用水量，通常以年度为核算时段。该指标能够反映机关用水总量与人员数量的内在变化关系，也体现人均用水量是较用水总量相对稳定的指标。机关单位人均用水量计算公式如下：

式中：Vp为机关单位人均用水量，m3∕（人·a）；V为机关单位年用水量，m3∕a；Np为机关单位用水人数，人。

运用用水定额指标开展节水用水管理与评价，指标计算参数的易得性是关键，而且易得参数的精准性如何是关系能否真实客观的反映用水指标所体现的实际情况。人均用水量计算的参数涉及机关单位用水的人员数量与时段（年度）用水量。随着北京市用水计量到户和远程数据信息传送等现代水量监控系统的完善，单位用水量信息能够快速获取。此外，逐月水费收取系统也能有效地复核用水量数据，能够确保用水量数据信息的及时准确获得。然而，对单位用水人员数据在实际管理中则需要各机关用水单位定期上报。因用水人口数量存在不稳定与不确定性，因此，上报人员数量信息存在主观性，以及数量变动信息反馈滞后性等影响当期用水定额指标核算结果的准确度。

（2）单位建筑面积用水量。在一定时期内按机关建筑面积核算的单位用水量，通常以年度为核算时段。该指标能够反映机关用水总量与其建筑面积的内在变化关系，也能够体现单位面积用水量是较用水总量相对稳定的用水指标。机关单位建筑面积用水量计算公式如下：

式中：VS机关单位建筑面积用水量，m3∕（m2·a）；V为机关单位年用水量，m3∕a；S为机关单位场所的建筑面积，m2。

单位建筑面积用水量指标的计算涉及机关单位场所的建筑面积与时段（年度）用水量参数。与人均用水量指标不同的是建筑面积参数在机关单位实施管理系统注册时已录入该信息，且建筑面积参数通常是相对稳定的基本信息，一般不会轻易变动。经分析，该单位建筑面积用水量参数的权威性和稳定性都较人员数量参数有更大的优越性，这就使得单位建筑面积用水量指标的计算更加客观，更能反映用水户用水效率的实际情况。在当前可获取数据系列及精度的范围内，单位建筑面积用水量指标更能反映机关单位的用水情况。机关单位用水的人口数量及用水规律具有较大的不确定性，同时在数据分析过程中，随机性干扰的影响较大，为此，论文选用单位建筑面积用水量指标进行计算的科学性和合理性更高。

（3）参数间相关程度。机关用水单位的用水人数、建筑面积与其用水量之间存在必然的相关关系。各参数与用水量之间的相关程度可反映参数确定的用水指标的先进性［10］。对此，论文采用筛选后的483个机关用水单位样本开展参数相关性分析，结果显示用水量与人员数量的相关系数为0.75，说明两者具有相关性，但相对较弱；用水量与建筑面积的相关系数为0.86，两者具有相关性且相对较强。综上所述，建筑面积与用水量间相关性高于人员数量与用水量间相关性（图2）。

图2 北京市机关单位样本用水量与影响因素的相关关系Fig.2 Correlation between sample water consumption and influencing factors in Beijing

（4）用水指标离散程度。采用方差测算用水指标离散程度。当数据分布比较集中时，各个数据与平均数的差的平方和较小；当数据分布比较分散（即数据在平均数附近波动较大）时，各个数据与平均数的差的平方和较大，方差就较大。方差越大，数据的波动越大；方差越小，数据的波动就越小。483 个机关用水单位样本的人均用水量指标系列和单位建筑面积用水量指标系列的方差分别为12.75 和0.91。单位建筑面积用水量指标系列较人均用水量指标系列集中，离散度小，数据波动较小，符合指标稳定性的要求（图3）。

图3 北京市机关单位样本用水效率指标的离散分布Fig.3 Discrete distribution of water use efficiency index of government departments & institutions in Beijing

综上所述，从指标本身的可测性、信息的易得性特征考虑，通过对信息间的关联程度和指标的离散程度进行分析，机关采用建筑面积与用水量测算分析的单位建筑面积用水量指标更加符合节水用水管理实际。论文将单位建筑面积用水量指标作为表征机关用水的效率评价、考核与管理指标，利于进一步分析适宜的指标值。

2 分析样本及其筛选

北京市节水管理信息系统有效记录了分区县、分用途及主要行业重点单位逐月用水数据，具有良好的用水数据统计基础。基于此，论文将系统中732个机关单位作为样本，采集了样本基本情况和用水量数据等信息以开展机关单位用水定额分析。样本涉及信息包含单位名称、所属区县、在职人员数量、建筑面积、2017-2019年年度用水量等。

按照数理统计分析的技术要求，需要对样本进行数据审核、数据筛选与数据排序分析等工作，以剔除样本中的劣质数据，从而能够更好地反映总体的规律［11］。对此，按要求对采集的732 个机关单位数据样本进行审核与筛选。首先，依据数据完备性原则，剔除57个缺少在职人员数量、建筑面积、年度用水量等必要数据信息的样本；进一步考虑数据的可信度，按照数据正态分布的3δ原则，即以3δ为标准筛选数据，在（μ-3δ，μ+3δ）范围之外的数据均为劣质数据，需加以剔除，据此有21 个样本被剔除；最后，考虑数据有效性原则，北京市机关用水单位的日常管理目前多采用人均用水量核算，理论上机关单位人均用水量不低于0.5 m3∕（人·a），但不应超过50 m3∕（人·a），进一步将0.5～50 m3∕（人·a）之外的样本单位剔除，据此有171个样本被剔除。审核后剩余样本483 个，将此作为开展机关单位用水定额指标分析的有效样本。

3 适宜用水定额标准计算

对于取得的483 个机关样本，根据《用水定额编制技术导则》（GB∕T 32716-2016）采用倒二次平均法计算机关单位建筑面积的用水定额，公式如下［12，13］：

用水定额标准值的确定，还应进一步考虑计算值的通过率是否在70%～80%之间，以保障定额值的有效性。同时先进定额按照用水户定额通过率20%确定。

定额指标值通过率采用百分位数位法分析。对于n个样本按大小排列的数值集合p%分位数的含义指集合中有至多p%的数值比它小，有至多（100-p）%的数值比它大。百分位数计算法指每一个数据值都对应于一个百分位数，这个百分位数的百分比等于数据集合中值小于或等于它的数据值所占的百分比。记Y1，Y2，…，Yn为数据集合的顺序数值，也就是Y1≤Y2≤…≤Yn。第j个数值Yj对应于100（j-0.5）∕n百分数，用公式100（j-0.5）∕n代替100j∕n以避免Yn作为100%分位数。

经计算，483 个机关样本系列单位建筑面积用水量采用倒二次平均法计算的用水定额值为1.95 m3∕（m2·a），对比该指标百分数位分布，将有88%的样本用户能通过该指标值，约束性较弱，按照《用水定额编制技术导则》倒二次平均作为通用标准值应进一步收紧指标值，使其处于70%～80%百分数位之间，即1.04～1.49 m3∕（m2·a）之间。该样本系列单位建筑面积用水量先进值定额应取通过率20%的标准值，即0.41 m3∕（m2·a）。北京市机关单位样本单位建筑面积用水量指标百分数位分布见图4。

图4 北京市机关单位样本单位建筑面积用水量指标百分数位分布图Fig.4 Distribution map of indicator percentage of water consumption per unit of government departments & institutions in Beijing

4 分析推荐与讨论

用水定额是一个动态指标，其计算和完善也是一个动态过程，需对用水构成、用水过程进行详细分析。经上述分析，北京市机关单位用水管理与节水评价采用单位建筑面积用水量指标更加科学适宜。按照可计算、能评价、易考核的原则，机关单位用水定额涉及的建筑面积信息是经合法注册的有效确定的面积信息，用水量信息是按供用水管理办法明确计量、定期上报并且用于依法缴纳水费的信息。建筑面积信息客观稳定，用水量信息及时准确，能实现定期检查与有效考核。应用定额后建筑、服务业及机关单位的综合用水量可减少10%～20%［14］。

进一步采用二次平均法和百分数位法分析北京市单位建筑面积用水定额标准值，推荐通用值标准在1.04～1.49 m3∕（m2·a）之间，能够覆盖北京市70%～80%的机关单位用水户的用水状况，先进值标准为0.41 m3∕（m2·a），能够覆盖北京市20%的机关单位用水户的用水状况，符合激励大多数满足节水标准运行，促进有能力的单位引领节水先进水平的用水节水管理目标。

考虑到我国区域水资源禀赋条件和机关单位用水特点的差别，用水定额先进值强化了用水的差异化管理，在区分机关单位类别和差额用水的基础上，进一步划分为不同类别，突出用水精细化和过程管理。据专家预测，机关服务业用水定额严格实施后，用水效率将提高10%～20%。随着我国节水型器具性能的不断提升，机关单位的高强度节水器具的进一步更新改造，加之民众节水意识的不断深入与深化，北京市机关单位的用水状况将会有所改变。论文针对当前用水水平的定额标准值进行分析，结合日常用水评价与考核，在用水水平有明显变化时可考虑及时修订用水定额标准值。

5 结 论

机关是北京市公共服务行业中用水量最大、用水所占比例最高的行业，选取适宜的用水定额指标和分级定额标准值是北京市为完善地方用水定额标准修订与节水政策实施的基础。机关单位主要可行的用水定额指标为单位建筑面积用水量和人均用水量指标。结合指标本身的可测性、信息的易得性特点分析，基本信息与用水量间的关联程度和定额指标的离散程度分析，机关采用建筑面积与用水量测算分析的单位建筑面积用水量指标更加符合节水用水管理需求。

依据《用水定额编制技术导则》分级用水定额确定方法，北京市机关单位建筑面积用水量适宜的通用定额值在1.04～1.49 m3∕（m2·a）之间，适宜的先进定额值应取0.41 m3∕（m2·a）。通用值可用于现有管理社会公共事务的国家机构，政党、群众团体、宗教组织等管理机构的日常用水管理和节水考核活动；先进值用于上述机关事业管理机构节水型单位创建的节水评价活动。企业和行业管理服务机构的用水管理和评价也可参照该用水定额标准执行。