溧水區(qū)萬元GDP用水量影響因子研究

曹惠娟

(南京市溧水區(qū)水務(wù)局，南京 211200)

溧水區(qū)萬元GDP用水量影響因子研究

曹惠娟

(南京市溧水區(qū)水務(wù)局，南京 211200)

研究溧水區(qū)萬元GDP用水量的影響因子，通過理論分析以及專家咨詢確定了14個(gè)影響因子，并構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。在收集溧水區(qū)2005-2015年各指標(biāo)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，運(yùn)用主成分分析和逐步回歸的方法，建立溧水區(qū)萬元GDP用水量與其影響因子的數(shù)學(xué)模型，找出5個(gè)最重要影響因子并進(jìn)行分析總結(jié)。

溧水區(qū)；萬元GDP用水量；主成分分析；逐步回歸

0 引 言

我國人均淡水資源占有量約2100m3，僅為世界平均水平的28%，目前全國城市中有約2/3缺水，約1/4嚴(yán)重缺水，水資源短缺已成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。同時(shí)，我國水資源利用方式粗放、用水效率不高，萬元GDP用水量約為世界平均水平的2.5倍。

溧水區(qū)位于江蘇省南京市南部，屬緩丘漫崗地區(qū)，總面積1066.94km2，其中丘陵面積773.5km2(含崗?fù)僚缘?，占總面積的72.5%。全區(qū)受旱機(jī)率高，春、夏旱發(fā)生機(jī)率55%，伏秋旱發(fā)生機(jī)率85%；多年平均降雨量1089.3mm，蒸發(fā)量1038mm；多年平均地表徑流總量4.22億m3[1]。干旱年份, 只能靠河溝、庫塘蓄水或從外區(qū)間江、河引、提水才能基本滿足全區(qū)生產(chǎn)生活用水需要。隨著經(jīng)濟(jì)和城市化的發(fā)展，用水問題日益凸顯，人水矛盾更加尖銳。根據(jù)溧水區(qū)用水現(xiàn)狀，以萬元GDP用水量作為效率評(píng)價(jià)目標(biāo)，研究水資源的利用效率問題，找出影響這一效率目標(biāo)的關(guān)鍵因子并進(jìn)行分析，對(duì)于深刻認(rèn)識(shí)溧水區(qū)水資源問題，制定切合實(shí)際的水資源戰(zhàn)略及政策具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 溧水區(qū)萬元GDP用水量評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

指標(biāo)體系構(gòu)建遵循全面性、客觀性、可獲得性的建立原則[2]，采用理論分析和專家咨詢相結(jié)合的方法，根據(jù)溧水區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行分析、比較、綜合，在初步擬定的基礎(chǔ)上，征詢專家意見，并進(jìn)行調(diào)整。

1.1 指標(biāo)體系

溧水區(qū)萬元GDP用水量評(píng)價(jià)體系可分為人口因素、資源因素、經(jīng)濟(jì)因素、管理因素、利用因素5個(gè)方面，共14個(gè)影響因子組成。其具體內(nèi)容見表1。

表1 溧水區(qū)萬元GDP用水量影響因子

1.2 模型構(gòu)建

為了量化研究影響因子與目標(biāo)變量之間的關(guān)系，建立基于主成分分析的多元線性回歸模型，為溧水區(qū)萬元GDP用水量的調(diào)控提供參考依據(jù)。

1)主成分分析法。溧水區(qū)萬元GDP用水量的影響因子較多，且因子間具有較強(qiáng)的相關(guān)性，直接建立回歸模型，易形成模型的多重共線，造成虛假回歸，增加了研究難度。為此，在回歸分析之前采用主成分分析，在不損失或很少損失原有變量信息的前提下，將原多個(gè)彼此相關(guān)的變量用線性組合的方法，轉(zhuǎn)換為少數(shù)彼此獨(dú)立的綜合變量，起到 “降維”的作用，使回歸模型不受變量多重共線性的影響。

2)多元線性回歸分析法。多元回歸是研究變量之間函數(shù)關(guān)系較為成熟的模型。利用主成分分析結(jié)果—主成分，把主成分作為自變量，萬元GDP用水量作為因變量，采用逐步回歸法建立回歸模型。

3)影響因子換算。通過逐步回歸法建立模型，自變量為主成分，但可視化程度不高，不方便直接研究，要根據(jù)14個(gè)影響因子在主成分上的投影系數(shù)，分解主成分獲得14個(gè)影響因子的回歸系數(shù)，得新的回歸模型。

2 模型計(jì)算

根據(jù)2005-2015年溧水縣統(tǒng)計(jì)年鑒和南京市水資源公報(bào)，收集溧水縣2005-2015年萬元GDP用水量及其影響因子數(shù)據(jù)，見表2-3。

表2 溧水縣萬元GDP用水量 m3/萬元

表3 溧水縣萬元GDP用水量影響因子數(shù)據(jù)

2.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

鑒于影響因子之間的度量單位不同，取值范圍差異大，首先考慮對(duì)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后做主成分分析。

(1)

2.2 主成分分析

依據(jù)最大保留原始信息原則，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)運(yùn)用SPSS做主成分分析。從表4看出，除地表水資源和農(nóng)林水支出占財(cái)政支出比重兩因子在60%，其他各個(gè)原始因子都75%以上的信息。表5則顯示各主成分解釋原始因子總方差，常規(guī)保證特征值大于1的基礎(chǔ)上，當(dāng)累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85%，就保證主成分對(duì)原始信息的提取。文章研究中取3個(gè)主成分，則集中了14個(gè)原始因子84.8%的信息，效果較好。

表4 標(biāo)準(zhǔn)化后因子方差提取

表5 解釋的總方差

表6 主成分得分系數(shù)

表6主成分得分系數(shù)，將影響因子代入，得到3個(gè)主成分(F1、F2、F3)表達(dá)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 多元線性逐步回歸分析

將3個(gè)主成分作為自變量，溧水縣萬元GDP用水量作為因變量，應(yīng)用SPSS做多元線性回歸分析。用逐步回歸法建立模型，表7模型調(diào)整R2=0.605說明模型對(duì)樣本的擬合較好，F(xiàn)統(tǒng)計(jì)量的概率<0.05, 說明模型對(duì)因變量影響顯著。表8中回歸系數(shù)T統(tǒng)計(jì)量的概率<0.05，說明各自變量對(duì)應(yīng)變量影響顯著。DW檢驗(yàn)和White檢驗(yàn)：當(dāng)α=0.05、n=11、k=2，查表dL=0.927、dU=1.324、χ2=5.96，則DW>dU，模型不存在自相關(guān)性；χ2>nR2=2.06：模型不存在異方差。

表7 回歸模型

a.預(yù)測變量：常量，F(xiàn)1，應(yīng)變量(Y)：Z(萬元GDP用水量)。

表8 回歸系數(shù)

多元線性回歸方程：

Y=-0.681F1

(2)

將F1帶入(2)式，得出溧水縣萬元GDP用水量與其14個(gè)影響因子的回歸方程：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 結(jié) 論

1)從模型回歸系數(shù)絕對(duì)值大小可以看出，影響溧水縣萬元GDP用水量最大因子是農(nóng)林水支出占財(cái)政支出比重、科技支出占財(cái)政支出比重；其次是總?cè)丝?、城市化率和地表水資源5個(gè)影響因子。

2)影響溧水縣萬元GDP用水量最大5個(gè)因子分別集中于管理因素、人口因素和資源因素三方面。從用水結(jié)構(gòu)上看，農(nóng)業(yè)用水占總用水量90%，因此從政府宏觀管理角度，繼續(xù)加大對(duì)農(nóng)業(yè)投入，通過改善和調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高用水效率，使農(nóng)業(yè)總用水量逐年下降；繼續(xù)加大對(duì)水利事業(yè)的投入，完善規(guī)劃、促進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)、優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)、加快工程建設(shè)、加強(qiáng)水資源保護(hù)；繼續(xù)加大科技投入，優(yōu)化二三產(chǎn)業(yè)布局和結(jié)構(gòu)，淘汰高耗水高污染行業(yè)，滿足溧水縣人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展對(duì)水資源在時(shí)間、空間、數(shù)量和質(zhì)量上的要求。

3)城市化率和總?cè)丝谑呛暧^經(jīng)濟(jì)發(fā)展的指標(biāo)，在推進(jìn)城市化進(jìn)程中，政府加強(qiáng)對(duì)城鄉(xiāng)空間的規(guī)劃管理，把資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)放在城市化發(fā)展的重要戰(zhàn)略地位，突出節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材，促進(jìn)城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展。

4)地表水資源是溧水縣可用水資源的主體，在保持現(xiàn)狀水資源開發(fā)利用格局和發(fā)揮現(xiàn)有供水工程潛力的情況下，考慮節(jié)水等措施，抑制不合理用水需求，通過優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)、加大過境水的利用、充分利用南京市區(qū)域輻射供水、加強(qiáng)中水回用等措施調(diào)整供水方案，進(jìn)行水資源的合理配置。

[1]曹惠娟,王平.溧水縣水資源供需分析[J].水利經(jīng)濟(jì),2012,30(02):46-48.

[2]方詩標(biāo).農(nóng)業(yè)灌溉水利用效率影響因素研究[D].揚(yáng)州,揚(yáng)州大學(xué).2013.

[3]曹惠娟.水資源優(yōu)化配置的探討[J].江蘇水利，2010(11):39-41.

1007-7596(2017)07-0085-04

2017-06-16

曹惠娟(1965-)，女，南京溧水人，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樗Y源管理與保護(hù)。

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