基于灰色關聯(lián)分析法探析我國水資源開發(fā)利用狀況

谷亞男

摘 要：針對我國水資源的利用問題，建立水資源開發(fā)利用綜合評價模型。利用綜合用水指標、農(nóng)業(yè)用水指標和工業(yè)用水指標等衡量我國的用水水平，利用地表水開發(fā)利用率、地下水開發(fā)利用率及水資源總量利用消耗率等指標來對水資源開發(fā)利用程度進行分析，使用灰色關聯(lián)分析法進行對比分析，通過灰色加權(quán)關聯(lián)系數(shù)比較各年份水資源利用情況和國家提出的2020年與2030年目標的偏差，并在此基礎上提出有助于改善我國水資源現(xiàn)狀的建議。

關鍵詞：水資源利用率;灰色關聯(lián)分析;用水水平

文章編號：1004-7026（2019）09-0039-03? ? ? ? ?中國圖書分類號：TV213? ? ? ? 文獻標志碼：A

我國是世界上水資源最缺乏的國家之一，據(jù)統(tǒng)計，我國年水資源總量約2.8萬億t，但是人均水量卻小于2 400 m3，僅為世界人均水量的1/4，并且被聯(lián)合國列為13個貧水國家之一。我國的水源地幾乎都受到了不同程度的污染，這也降低了我國水資源利用率。同時，水資源浪費很嚴重，我國工業(yè)產(chǎn)品用水量一般比發(fā)達國家高出5～10倍，發(fā)達國家水的重復利用率一般都在70%以上，而我國只為20%～30%。此外，近50%的重點城鎮(zhèn)水源不符合飲用水標準，在全國600多個城市中，有400多個城市供水不足，100多個城市嚴重缺水，每年缺水超過60億m3，特別是北方城市缺水的問題，已經(jīng)成為影響我國城市可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一[1-3]。

1? 水資源開發(fā)利用狀況

通過對2012—2016年水資源公報的數(shù)據(jù)進行分析，可以提取出與水資源開發(fā)利用狀況相關的數(shù)據(jù)并得到分析結(jié)果。分析我國2012—2016年水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀，從用水水平和水資源開發(fā)利用程度兩個方面進行分析。其中，用水水平利用綜合用水指標、農(nóng)業(yè)用水指標和工業(yè)用水指標等用水指標來衡量;水資源開發(fā)利用程度使用地表水開發(fā)利用率、地下水開發(fā)利用率及水資源總量利用消耗率等指標來分析。

在綜合指標中，選用人均用水量和全國總供水量代表我國用水總情況。在農(nóng)業(yè)用水指標中，選用農(nóng)田實際灌溉平均用水量和農(nóng)田灌溉水有效系數(shù)表示我國農(nóng)業(yè)用水的平均水平和我國農(nóng)業(yè)用水的效率。在工業(yè)用水指標中，選用萬元工業(yè)增加值用水量代表我國工業(yè)用水的平均水平。在生活用水指標中，選取城市人均生活用水量和農(nóng)村人均生活用水量表示我國生活用水的平均水平和分配情況。通過Excel表格對數(shù)據(jù)進行處理分析，結(jié)果見表1。

由表1可知，人均用水量和全國供水量呈大致相同的趨勢，表示我國水資源的供需在宏觀上基本均衡;農(nóng)村實際灌溉平均用水量自2013年開始逐漸減少，農(nóng)村灌溉水有效利用系數(shù)逐漸增加，說明農(nóng)業(yè)用水效率正在不斷提高;萬元工業(yè)增加用水量逐步減少，表示工業(yè)用水平均量正在不斷減少，工業(yè)用水的效率正在不斷提高;城市人均生活用水量逐步增加，而農(nóng)業(yè)人均生活用水量變動不大，城市人均生活用水量為農(nóng)村人均生活用水量的2倍以上，表示我國的生活用水主要以城市生活用水為主，且城市生活用水的占比將越來越大[4]。

利用2012—2016年的水資源量和供水量統(tǒng)計成果，對我國各地區(qū)地表水開發(fā)利用程度、地下水開發(fā)利用程度及水資源總量利用消耗進行分析評價。通過地下水開發(fā)利用率和地下水開發(fā)利用率兩個指標，可以說明我國各分區(qū)的地表水開發(fā)利用程度、地下水開發(fā)利用程度，將地表水和地下水資源開發(fā)利用狀況劃分為3類：開發(fā)利用率高于60%的為高度利用區(qū)，介于20%～60%的為中度利用區(qū)，低于20%的為低度利用區(qū)。同時，通過對各地區(qū)用水消耗總量和水資源總量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以計算出各分區(qū)的水資源開發(fā)利用消耗率，結(jié)果見表2。

一般來說，開發(fā)利用率和開發(fā)利用消耗率越高，水資源的開發(fā)利用程度越高。由上述分析可以看出，海河區(qū)的水資源利用程度最高，為地表水和地下水的高度利用區(qū)，淮河區(qū)和太湖流域水資源利用程度也較高，為地表水高度利用區(qū)和地下水中度利用區(qū)，而東南諸河區(qū)、珠江區(qū)和西南諸河區(qū)水資源利用程度較低?？梢姡覈Y源利用程度存在地區(qū)不均衡的狀況[5]。

2? 水資源開發(fā)利用狀況評價

通過比較各年份水資源利用情況和國家提出的2020年和2030年目標的偏差，利用灰色關聯(lián)分析法，分析2012—2016年的水資源開發(fā)利用狀況與2020年和2030年總目標的灰色加權(quán)關聯(lián)度，其數(shù)值越大，表明離目標越近。

通過國家下發(fā)的文件，可以總結(jié)出2020年和2030年的主要目標為：到2020年，全國用水總量控制在6 700億m3以內(nèi);萬元工業(yè)增加值用水量降低到47.6 m3;農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)提高到0.55;主要江河湖庫水功能區(qū)水質(zhì)達標率提高到80%。到2030年，全國用水總量力爭控制在7 000億m3以內(nèi);萬元工業(yè)增加值用水量降低到40 m3;農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)提高到0.6;主要江河湖庫水功能區(qū)水質(zhì)達標率提高到95%。

將2020年和2030年主要目標中的4項指標作為評價指標，分別為全國用水總量（億m3）、萬元工業(yè)增加值用水量（m3）、農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)、主要江河湖庫水功能區(qū)水質(zhì)達標率。將2012—2016年水資源狀況作為比較對象，將2020年和2030年各指標的目標值作為參考數(shù)列。通過MATLAB計算出各比較對象的灰色加權(quán)關聯(lián)系數(shù)，結(jié)果見表3和表4。

灰色加權(quán)關聯(lián)系數(shù)越大，表示比較對象越靠近參考數(shù)列。由此可以看出，隨著時間的推移，我國水資源的各項指標越來越靠近目標值。但以2030年的目標為參考數(shù)列，2016年的灰色加權(quán)關聯(lián)系數(shù)仍小于0.5，說明我國的水資源現(xiàn)狀離目標值仍存在一定的距離[6]。

3? 結(jié)論與建議

3.1? 結(jié)論

通過以上分析可知，人均用水量在全國呈大致相同的趨勢;農(nóng)村實際灌溉用水量自2013年開始逐漸減少，農(nóng)村灌溉水有效利用系數(shù)逐漸增加;萬元工業(yè)增加用水量逐步減少，工業(yè)用水的效率正在不斷提高;城市人均生活用水量逐步增加，而農(nóng)業(yè)人均生活用水量變動不大，且城市人均生活用水量為農(nóng)村人均生活用水量的2倍以上。

其次，海河區(qū)的水資源利用程度最高，為地表水和地下水的高度利用區(qū);淮河區(qū)和太湖流域水資源利用程度也較高，為地表水高度利用區(qū)和地下水中度利用區(qū);東南諸河區(qū)、珠江區(qū)和西南諸河區(qū)水資源利用程度較低?？梢?，我國水資源利用程度存在地區(qū)不均衡的狀況[7]。

最后，利用灰色關聯(lián)分析法可以看出，以2030年的目標為參考數(shù)列，2016年的灰色加權(quán)關聯(lián)系數(shù)仍小于0.5，說明我國的水資源指標離目標值仍存在一定距離。

3.2? 建議

水資源作為保證整個生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展的決定因素之一，對維護我國生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定，建設水生態(tài)文明有著不可或缺的作用。根據(jù)對我國水資源開發(fā)利用狀況的分析，參照我國“十三五”規(guī)劃所提出的關于水資源的“三條紅線”內(nèi)容，提出以下幾點建議：一是加強對水源地的保護，使得我國有足夠優(yōu)質(zhì)的水資源作為社會和經(jīng)濟發(fā)展的后盾。二是加強對水土流失的治理，采取相關措施修復生態(tài)系統(tǒng)和發(fā)展生態(tài)文明。三是提高供水安全保障系數(shù)，實現(xiàn)水資源管理的現(xiàn)代化。四是增加對人才培養(yǎng)的投入。

參考文獻：

[1]沈杰.江蘇省萬元工業(yè)增加值用水量影響因素研究[D].揚州：揚州大學，2014.

[2]高曉冬，耿雷華，劉恒，等.“十二五”全國萬元工業(yè)增加值用水量目標可達性分析[J].水利經(jīng)濟，2013，31（5）：?1-5.

[3]黃紅.我國水資源利用現(xiàn)狀及對策分析[J].江西化工，2011（1）：207-208.

[4]謝錢姣，陸玉玲，朱家明，等.基于灰色預測法對農(nóng)田灌溉水的研究[J].高師理科學刊，2017，37（6）：4-8.

[5]張玉順，路振廣，王敏，等.河南省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析[J].中國農(nóng)村水利水電，2017（1）：9-12.

[6]周翠寧.灰色模型在灌溉水有效利用系數(shù)測算分析中的應用[J].水利科技與經(jīng)濟，2014（2）：115-117.

[7]萬玉文，蘇超，方崇.我國大中型灌區(qū)有效灌溉面積的灰色預測[J].人民長江，2011（15）：96-98.