旱區(qū)化工行業(yè)與水資源規(guī)模協(xié)調(diào)型統(tǒng)計(jì)方法研究

陳一婷，蔡玲松，王 晨，祖拉提·力提甫

(新疆科技學(xué)院，新疆 庫(kù)爾勒 831200)

0 引言

能源經(jīng)濟(jì)型區(qū)域發(fā)展化工產(chǎn)業(yè)具有明顯的資源優(yōu)勢(shì)，能夠有效驅(qū)動(dòng)區(qū)域整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提升區(qū)域經(jīng)濟(jì)規(guī)模、改善人民生活水平。水資源是旱區(qū)生產(chǎn)要素資源中最為重要的資源，作為能源經(jīng)濟(jì)型區(qū)域，旱區(qū)并不缺少能源和生產(chǎn)原料型資源，相對(duì)其他地區(qū)具有明顯的能源價(jià)格優(yōu)勢(shì)，這對(duì)能源相關(guān)化工企業(yè)具有很大吸引力。旱區(qū)水資源短缺問(wèn)題是約束化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素，能源經(jīng)濟(jì)型區(qū)域的化工行業(yè)發(fā)展不僅要考慮能源資源和原料性資源的配置問(wèn)題，更為重要的是在旱區(qū)需要充分考慮水資源的安全匹配能力問(wèn)題[1]。節(jié)約用水能夠等效增加和擴(kuò)展區(qū)域水資源的承載規(guī)模和安全裕度，形成水資源承載能力的擴(kuò)展效益。據(jù)此，本研究提出了區(qū)域化工行業(yè)與水資源協(xié)調(diào)發(fā)展的統(tǒng)計(jì)方法研究，旨在考慮全社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水前提下，保證已經(jīng)建成和正在建設(shè)的化工企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模適應(yīng)水資源的承載規(guī)模，有效抑制化工類(lèi)產(chǎn)業(yè)，特別是能源相關(guān)化工類(lèi)產(chǎn)業(yè)的過(guò)快和超規(guī)模發(fā)展勢(shì)頭[2]，形成區(qū)域水資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的總體平衡發(fā)展態(tài)勢(shì)，這對(duì)旱區(qū)經(jīng)濟(jì)的健康和可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[3]。

1 化工行業(yè)與水資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源、統(tǒng)計(jì)理論基礎(chǔ)

1.1 化工行業(yè)與水資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)說(shuō)明

涉及本文研究的水資源理論和數(shù)據(jù)相對(duì)完整，水資源的客觀地理分布及其儲(chǔ)量，以及地下水資源深度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)可由水文和水資源局提供，也可直接應(yīng)用于本文。但受當(dāng)前疫情的影響，區(qū)域性化工行業(yè)建設(shè)的當(dāng)前規(guī)模和未來(lái)計(jì)劃建設(shè)規(guī)模難以確定，現(xiàn)有生產(chǎn)規(guī)模縮小，新建計(jì)劃生產(chǎn)規(guī)模需要部分調(diào)整，難以確定最終規(guī)模，據(jù)此本文沒(méi)有提供結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)的應(yīng)用過(guò)程?？紤]到整體研究?jī)?nèi)容是在充分研究和實(shí)際考察過(guò)程中歸納的結(jié)果，客觀反映了旱區(qū)水資源問(wèn)題的實(shí)際情況，因此先對(duì)研究的主要內(nèi)容及其統(tǒng)計(jì)程序給予說(shuō)明。

1.2 統(tǒng)計(jì)過(guò)程的理論依據(jù)

在水資源和化工產(chǎn)業(yè)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)計(jì)過(guò)程中需要應(yīng)用一些分析模型，這些模型涉及統(tǒng)計(jì)學(xué)和水資源理論以及筆者按需要設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。統(tǒng)計(jì)過(guò)程較多采用加權(quán)算術(shù)平均值和加權(quán)調(diào)和平均值，如式(1)所示:

(1)

式中：x，f和m分別表示與調(diào)查有關(guān)的目標(biāo)變量及其頻率，以及樣本數(shù)量。標(biāo)準(zhǔn)差如式(2)所示：

(2)

偏差系數(shù)由式(3)確定：

(3)

本研究還采用標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)進(jìn)行分析，以確定標(biāo)準(zhǔn)化條件下的數(shù)據(jù)特征，同時(shí)構(gòu)建區(qū)域內(nèi)部不同變量的比較模式：

(4)

根據(jù)式(4)可以推導(dǎo)出其發(fā)展類(lèi)型，可應(yīng)用于生產(chǎn)企業(yè)和水資源分布的計(jì)量計(jì)算中，如式(5)所示：

(5)

式中：z，w和p分別代表距離等目標(biāo)變量；s為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)差。水資源承載規(guī)模的概念性表達(dá)式為：

(6)

式中：Kc為考慮水資源環(huán)境用水后的承載規(guī)模系數(shù)；Qu和Qw分別為目標(biāo)行業(yè)用水量和可用水資源量。其中：承載規(guī)模系數(shù)小于1表示可承載，等于1表示承載臨界，而大于1表示超載情況。在具體應(yīng)用中，可用水資源是充分考慮了水資源生態(tài)環(huán)境用水后的水資源總量，生態(tài)環(huán)境用水包含了河道外生態(tài)環(huán)境用水，在旱區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱條件下首先要保證不得占用水資源自身生態(tài)環(huán)境用水。

2 化工行業(yè)與水資源規(guī)模匹配型計(jì)量過(guò)程分析

本研究的前期調(diào)研形成了研究?jī)?nèi)容與實(shí)際問(wèn)題的緊密聯(lián)系，客觀構(gòu)建了相互關(guān)聯(lián)的研究整體，充分體現(xiàn)了化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展所必需的水資源支撐條件，并按其重要性順位進(jìn)行評(píng)估。本研究的方法適用于旱區(qū)化工建設(shè)，也可應(yīng)用于水資源豐沛地區(qū)，其主要統(tǒng)計(jì)過(guò)程由下列5個(gè)部分的內(nèi)容組成。

2.1 各類(lèi)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模及其分布的計(jì)量與評(píng)估

區(qū)域化工行業(yè)的發(fā)展特征是水資源需求計(jì)量的基礎(chǔ)內(nèi)容，其中涵蓋測(cè)度和評(píng)估區(qū)域化工行業(yè)的發(fā)展規(guī)模和工藝水平以及分布優(yōu)度，計(jì)量范疇包括國(guó)家和地區(qū)計(jì)劃內(nèi)、外和短期生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模與數(shù)量，由3個(gè)層次內(nèi)容組成。

(1)各類(lèi)化工產(chǎn)業(yè)當(dāng)前發(fā)展規(guī)模及其與政府計(jì)劃的匹配度調(diào)查：以政府規(guī)劃期各年度為調(diào)研參考期；對(duì)區(qū)域企業(yè)與經(jīng)管部門(mén)進(jìn)行調(diào)研，確定各年度計(jì)劃內(nèi)和計(jì)劃外企業(yè)個(gè)數(shù)與規(guī)模；詳細(xì)界定草場(chǎng)和荒漠深處中小企業(yè)屬性并歸類(lèi)。以國(guó)家和地方對(duì)化工行業(yè)規(guī)劃的原定規(guī)模為參考，確定區(qū)域行業(yè)建設(shè)規(guī)模與建設(shè)計(jì)劃的匹配程度。

(2)遵循區(qū)域水資源分布的各類(lèi)化工產(chǎn)業(yè)分布合理性研究：以與水資源分布相銜接的程度和生產(chǎn)要素資源成本為測(cè)度標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)考慮其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展的用水需求，綜合評(píng)估化工行業(yè)地理分布與水資源分布的合理匹配程度。

(3)各類(lèi)化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)用水工藝水平的計(jì)量與評(píng)估：詳細(xì)歸類(lèi)調(diào)研化工行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的各用水環(huán)節(jié)工藝水平，確定不同生產(chǎn)工藝水平導(dǎo)致的耗水值域范圍；以國(guó)家當(dāng)前同類(lèi)生產(chǎn)工藝耗水的平均值為參考標(biāo)準(zhǔn)，分別計(jì)量區(qū)域各類(lèi)化工行業(yè)，特別是煤炭和石油等能源化工行業(yè)生產(chǎn)工藝的當(dāng)前耗水特征及其節(jié)水潛力。

2.2 化工行業(yè)生產(chǎn)用水負(fù)荷及其分布的計(jì)量

區(qū)域整體化工行業(yè)水資源負(fù)荷計(jì)量是目前被認(rèn)為十分重要且由于企業(yè)利益等原因而難以掌握的問(wèn)題，也是推測(cè)企業(yè)單位產(chǎn)值水耗量的重要依據(jù)，同樣關(guān)系到水資源對(duì)生產(chǎn)過(guò)程和規(guī)模的承載能力，需要按程度完成3個(gè)方面的計(jì)量工作。

(1)確定區(qū)域化工行業(yè)生產(chǎn)用水的消耗計(jì)量及其程序：實(shí)地確定企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程用水的計(jì)量順位，詳細(xì)統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程水資源消耗的所有關(guān)聯(lián)點(diǎn)，將企業(yè)廢水循環(huán)回收水量納入統(tǒng)計(jì)。按全國(guó)單位產(chǎn)值平均耗水為測(cè)度標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)遺漏統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)各化工企業(yè)生產(chǎn)用水消耗量和區(qū)域總體用水量。

(2)化工企業(yè)生產(chǎn)工藝水平與分布合理性評(píng)估：推算并統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)工藝水平導(dǎo)致的水資源過(guò)度消耗量，并確定改進(jìn)的節(jié)水潛力。量化推測(cè)企業(yè)優(yōu)化地理分布對(duì)水資源的減負(fù)效應(yīng)，確定優(yōu)化分布可能形成的節(jié)水潛力。

(3)對(duì)水資源共享其他地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響評(píng)估：在上述評(píng)估與計(jì)量程序完成后，需要確定本地區(qū)化工行業(yè)發(fā)展對(duì)同流域水資源共享地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可能影響，重點(diǎn)測(cè)度本區(qū)域化工行業(yè)發(fā)展對(duì)相鄰地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的用水影響，需要統(tǒng)計(jì)雙方化工及其他行業(yè)發(fā)展的共同用水負(fù)荷量，確定共享流域水資源的承載規(guī)模。

2.3 其他行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水負(fù)荷與分布特征研究

本研究是衡量區(qū)域化工行業(yè)與社會(huì)其他產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)，在保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)資源需求的基礎(chǔ)上，擬以最大限度保證全社會(huì)水資源供給安全。此研究由兩個(gè)層次組成。

(1)區(qū)域其他行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展當(dāng)前與未來(lái)規(guī)模的統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)：需要綜合評(píng)估區(qū)域各年度其他產(chǎn)業(yè)當(dāng)前的發(fā)展規(guī)模與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，按類(lèi)別歸納統(tǒng)計(jì)各產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模，將全區(qū)新開(kāi)發(fā)區(qū)各類(lèi)項(xiàng)目規(guī)模納入計(jì)量范疇，統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)社會(huì)其他行業(yè)當(dāng)前與未來(lái)發(fā)展規(guī)模。

(2)區(qū)域其他行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)：結(jié)合上述發(fā)展規(guī)模及其單位用水特征，綜合評(píng)估區(qū)域其他產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水負(fù)荷的當(dāng)前與未來(lái)規(guī)模。以各產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的單位產(chǎn)品耗水量為依據(jù)，預(yù)測(cè)和界定其他產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展當(dāng)前與未來(lái)發(fā)展的完整用水量，形成各年度區(qū)域整體水資源耗量及其用水負(fù)荷的地理分布。

2.4 水資源對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)承載能力的穩(wěn)定性與擴(kuò)展效益研究

這部分的研究是整體研究的關(guān)鍵內(nèi)容并具有一定的學(xué)術(shù)難度，需要評(píng)價(jià)水資源自然承載能力及其季節(jié)穩(wěn)定性，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)總量與水資源配置能力相協(xié)調(diào)的理論基礎(chǔ)，涵蓋3個(gè)層次。

(1)區(qū)域水資源穩(wěn)定承載規(guī)模的統(tǒng)計(jì)與評(píng)估：根據(jù)水文和環(huán)保部門(mén)調(diào)研數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)區(qū)域雪融水的季節(jié)性變化特性；應(yīng)用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析和適應(yīng)性預(yù)測(cè)方法，確定當(dāng)前和未來(lái)各年度水資源供給量的季節(jié)變化特征，包括水資源最大和最小承載規(guī)模，分離和推測(cè)季節(jié)性水資源的穩(wěn)定承載規(guī)模份額及其相應(yīng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)總量規(guī)模。

(2)區(qū)域水資源承載規(guī)模的擴(kuò)展效益研究：以主要用水行業(yè)工藝改進(jìn)和生產(chǎn)基地優(yōu)化分布為推測(cè)基礎(chǔ)，統(tǒng)計(jì)主要用水行業(yè)先進(jìn)工藝水平的節(jié)水效益，以相同方法推測(cè)和統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)優(yōu)化分布的節(jié)水效益，以等效增量方法確定區(qū)域的水資源承載力增量，并以此作為水資源的擴(kuò)展效益。

(3)區(qū)域水資源對(duì)社會(huì)總體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的承載規(guī)模研究：結(jié)合上述研究的穩(wěn)定和擴(kuò)展的水資源承載規(guī)模，依據(jù)全社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)，推測(cè)區(qū)域水資源對(duì)全社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的季節(jié)性承載規(guī)模，據(jù)此推定總體經(jīng)濟(jì)的安全生產(chǎn)規(guī)模。結(jié)合上述研究結(jié)果，實(shí)現(xiàn)各行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源協(xié)調(diào)發(fā)展的格局。

2.5 化工行業(yè)協(xié)調(diào)型生產(chǎn)規(guī)模最終值的確定

根據(jù)上述統(tǒng)計(jì)和評(píng)估結(jié)果，需要對(duì)各類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)和化工行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)行再驗(yàn)證，一方面保證上述研究的準(zhǔn)確性,另一方面保證社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)需水量的安全和穩(wěn)定性。這里首先檢驗(yàn)化工行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模與水資源的匹配程度，同時(shí)考慮新建化工企業(yè)和其他行業(yè)用水對(duì)周邊區(qū)域水資源，特別是地下水位的影響；其次驗(yàn)證規(guī)劃期內(nèi)社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水需求的安全和穩(wěn)定性。

3 結(jié)語(yǔ)

由于疫情防控期間對(duì)研究人員行為的約束以及化工行業(yè)生產(chǎn)規(guī)?？s減等因素，本文研究沒(méi)有實(shí)際數(shù)據(jù)的應(yīng)用環(huán)節(jié)，但這并不影響具有調(diào)研基礎(chǔ)的內(nèi)容展現(xiàn)。筆者認(rèn)為在疫情后的研究中，需要應(yīng)用實(shí)際數(shù)據(jù)和相關(guān)技術(shù)，展現(xiàn)化工行業(yè)或其他高耗水行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的統(tǒng)計(jì)與評(píng)估過(guò)程，從而形成完整理論和應(yīng)用體系。本研究可直接應(yīng)用于實(shí)際化工生產(chǎn)規(guī)模的確定，涵蓋了已建成生產(chǎn)基地和新建生產(chǎn)基地。由于本文的主要研究?jī)?nèi)容是通過(guò)旱區(qū)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的充分分析和研究確定的，特別針對(duì)能源型地區(qū)化工行業(yè)過(guò)快超規(guī)模發(fā)展的情況，能夠廣泛適用于旱區(qū)水資源適應(yīng)性經(jīng)濟(jì)發(fā)展問(wèn)題。本文的研究結(jié)果證明：只要堅(jiān)持水資源適應(yīng)型發(fā)展，充分考慮化工產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模及其地理布局的科學(xué)性與合理性，使其在規(guī)模上服從水資源安全承載規(guī)模，布局上遵循水文體系客觀分布，就能夠以較強(qiáng)能源優(yōu)勢(shì)構(gòu)建當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱型產(chǎn)業(yè)。