劉英才

(河北省秦皇島水文水資源勘測(cè)局，河北 秦皇島 066000)

秦皇島市生活用水變化特征及影響因素分析

劉英才

(河北省秦皇島水文水資源勘測(cè)局，河北 秦皇島 066000)

[摘要]根據(jù)秦皇島市生活用水資料以及國民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)資料，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法對(duì)用水結(jié)構(gòu)和生活用水變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，從生活用水節(jié)水方面，對(duì)工程節(jié)水措施、水價(jià)調(diào)節(jié)作用和用水需求收入彈性指數(shù)三個(gè)方面進(jìn)行分析。分析結(jié)果：秦皇島市多年平均用水量為8.925 1億 m3。，其中生活用水量8 105萬 m3，占總用水量的9.1%。秦皇島生活用水呈增加趨勢(shì)，平均每年增加用水量199萬 m3。秦皇島市各縣市區(qū)城鎮(zhèn)生活用水指標(biāo)為80.02 L/(人·d)，農(nóng)村居民生活用水指標(biāo)為45.96 L/(人·d)。生活用水影響因素有三個(gè)方面分析，工程節(jié)水措施、水價(jià)調(diào)節(jié)作用和用水需求收入彈性指數(shù)三個(gè)方面進(jìn)行分析。通過秦皇島市居民生活用水變化特征及影響因素分析，掌握其用水特征及變化規(guī)律，為制定生活用水規(guī)劃、合理利用水資源提供科學(xué)依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]用水結(jié)構(gòu)；生活用水；生活用水指標(biāo)；影響因素分析；秦皇島市

1秦皇島市基本概況

秦皇島市位于河北省東北部，市轄海港區(qū)、山海關(guān)區(qū)、北戴河區(qū)和昌黎縣、撫寧縣、盧龍縣、青龍滿族自治縣[1]。全市海岸線長(zhǎng)126.4 km。市內(nèi)地貌特征有山地、丘陵、平原和盆地等。

山地主要分布于撫寧、盧龍縣北部長(zhǎng)城一線及青龍滿族自治縣全境，南部有縱向、橫向各三四條較低山脈。整個(gè)山地屬燕山山脈東段，以東西走向?yàn)橹鳎娣e4 538.4 km2，占全市總面積的58.09%。海拔一般在200～1 500 m之間，屬中低山。

山間丘陵主要在北部山區(qū)，海拔一般在100～200 m之間，其特點(diǎn)是不連續(xù)、面積較小。山前丘陵為境內(nèi)丘陵主體，面積約占丘陵總面積的70%以上，集中分布于盧龍縣和撫寧縣中部，海拔100 m左右，形態(tài)多為渾圓和緩坡丘。其余丘陵主要分布于戴河以東侵蝕臺(tái)地上，多以孤立殘丘出現(xiàn)，海拔50 m左右。

丘陵面積1 863.8 km2，占全市總面積23.86%。主要分布于昌黎縣中南部、撫寧縣南部及市區(qū)沿海部分，有小面積分布于盆地中及山地丘陵間，以洪積、沖積平原為主。昌黎和撫寧縣南部平原是全市平原的主體，其形態(tài)特征是連片、少有起伏、北高南低、稍有傾斜，基本廣闊平坦，海拔 0～20 m。平原面積1 410.2 km2，占全市總面積的18.08%。

2秦皇島市用水結(jié)構(gòu)分析

用水行業(yè)是指凡生產(chǎn)、生活和環(huán)境等用水行業(yè)或產(chǎn)業(yè)統(tǒng)稱為用水行業(yè)。根據(jù)河北省用水資料統(tǒng)計(jì)方法和內(nèi)容，用水分類有農(nóng)業(yè)灌溉用水、林牧漁畜業(yè)用水、工業(yè)用水、城鎮(zhèn)公共用水、居民生活用水、生態(tài)環(huán)境用水等[2]。

農(nóng)業(yè)用水包括水田、水澆地、菜田用水等。林牧漁畜用水量包括林果灌溉、草場(chǎng)補(bǔ)水、魚塘補(bǔ)水、牲畜用水等。工業(yè)用水按火(核)電、國有級(jí)規(guī)模以上企業(yè)、規(guī)模以下企業(yè)統(tǒng)計(jì)。城鎮(zhèn)公共用水量包括建筑業(yè)和服務(wù)業(yè)兩項(xiàng)用水。居民生活用水量按城鎮(zhèn)生活和農(nóng)村生活用水。生態(tài)環(huán)境用水分為城鎮(zhèn)環(huán)境和農(nóng)村環(huán)境用水量等。

設(shè)在一定時(shí)間尺度內(nèi)，共有n種用水戶類型{X1，X2，……，Xn}，每個(gè)用水戶用水量可表示為{W1，W2，……，Wn}，各部門用水量比例為：

式中：Pi為第i種行業(yè)占總用水量的比例，%；Wi為第i種行業(yè)用水量，萬m3；W為各用水行業(yè)總用水量，萬m3。

根據(jù)秦皇島市2001～2013年用水量資料，多年平均用水量8.925 1億 m3。計(jì)算各行業(yè)用水量多年平均值，分析各行業(yè)用水結(jié)構(gòu)情況[3]。圖1為秦皇島市各用水行業(yè)用水比重柱狀圖。

圖1　秦皇島市各用水行業(yè)用水比重柱狀圖

通過各用水行業(yè)用水結(jié)構(gòu)柱狀圖可以看出，農(nóng)業(yè)灌溉用水量占總用水量的63.4%，工業(yè)用水量占總用水量的15.0%，居民生活用水占總用水量的9.1%，林牧漁畜業(yè)用水量占總用

水量的8.0%，城鎮(zhèn)公共用水占總用水總量3.5%，生態(tài)環(huán)境用水占1.0%。

3生活用水變化特征

3.1年際變化趨勢(shì)

要對(duì)現(xiàn)象變動(dòng)趨勢(shì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，就要建立與長(zhǎng)期趨勢(shì)相適應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。最常用的一種配合直線趨勢(shì)模型的方法是最小平方法，又稱最小二乘法[4]。其變化趨勢(shì)直線方程為：

Yt=a+bt

式中：Yt為時(shí)間序列的趨勢(shì)值；a為截距項(xiàng)；b為趨勢(shì)線斜率；t為時(shí)間標(biāo)號(hào)。

生活用水包括城鎮(zhèn)居民生活用水和農(nóng)村居民生活用水。根據(jù)秦皇島市2001～2013年生活用水量資料分析，秦皇島市多年平均生活用水量8 105萬 m3，其中城鎮(zhèn)居民生活用水量4 056萬 m3占總用水量的50.05%，農(nóng)村居民生活用水量4 049萬 m3，占總用水量的49.95%。

通過對(duì)秦皇市生活用水量變化情況分析，秦皇島生活用水呈增加趨勢(shì)，平均每年增加用水量199萬 m3。圖2為秦皇島市居民生活用水量變化過程圖。

圖2　秦皇島市居民生活用水量變化過程圖

行政區(qū)城鎮(zhèn)居民生活農(nóng)村居民生活常住人口(萬人)用水指標(biāo)[L/(人·d)]用水量(萬m3)常住人口(萬人)用水指標(biāo)[L/(人·d)]用水量(萬m3)生活用水量(萬m3)海港區(qū)71.2778.820508.7360.01912241山海關(guān)區(qū)9.0334.81155.434.368183北戴河區(qū)3.2984.21013.6583.8112213青龍縣11.360.925138.729.9422673昌黎縣15.3290.450540.650.77511256撫寧縣9.86105.838142.6849.57711152盧龍縣9.39110.237832.8648.4581959合計(jì)129.4680.023781172.6245.9628966677

3.2生活用水指標(biāo)變化

人均日生活用水量指每一用水人口平均每天的生活用水量。一般是指使用公共供水設(shè)施或自建供水設(shè)計(jì)供水的，城市居民家庭日常生活使用的自來水。其具體含義為用水人是城市居民；用水地是家庭；用水性質(zhì)是維持日常生活使用的自來水[5]。

利用2011年秦皇島市各縣市區(qū)城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民用水量資料，分析其用水指標(biāo)變化。秦皇島市各縣市區(qū)城鎮(zhèn)生活用水指標(biāo)為80.02 L/(人·d)，農(nóng)村居民生活用水指標(biāo)為45.96 L/(人·d)。城鎮(zhèn)居民生活用水指標(biāo)比農(nóng)村居民指標(biāo)高74.1%。表1為秦皇島市居民生活用水指標(biāo)與用水量統(tǒng)計(jì)表。

通過對(duì)秦皇島市城鎮(zhèn)居民生活用水量指標(biāo)分析，城鎮(zhèn)居民生活用水指標(biāo)為80.02 L/(人·d)，各縣市區(qū)用水指標(biāo)差距較大，用水指標(biāo)在34.8～110.2 L/(人·d)之間。用水指標(biāo)在30～60 L/(人·d)之間的有山海關(guān)區(qū)。用水指標(biāo)在60～80L/(人·d)之間的有青龍縣、海港區(qū)。80～100L/(人·d)之間的有北戴河區(qū)、寬城縣。100～120L/(人·d)之間的有撫寧縣、盧龍縣。圖3為秦皇島市各縣市區(qū)城鎮(zhèn)生活用水指標(biāo)柱狀圖。

圖3　秦皇島市各縣市區(qū)城鎮(zhèn)生活用水指標(biāo)柱狀圖

通過對(duì)秦皇島市農(nóng)村居民生活用水指標(biāo)分析，平均用水指標(biāo)為45.96 L/(人·d)，各縣市區(qū)用水指標(biāo)相差較大，用水指標(biāo)在34.3～83.8 L/(人·d)之間。用水指標(biāo)在20～40 L/(人·d)之間的有山海關(guān)區(qū)、青龍縣；用水指標(biāo)在40～60 L/(人·d)之間的有海港區(qū)、昌黎縣、撫寧縣、盧龍縣；用水指標(biāo)在70～90 L/(人·d)之間的有北戴河區(qū)。圖4為秦皇島市各縣市農(nóng)村生活用水指標(biāo)柱狀圖。

圖4　 秦皇島市各縣市農(nóng)村生活用水指標(biāo)柱狀圖

4生活用水變化影響因素分析

影響生活用水指標(biāo)的因素很多，從生活用水節(jié)水方面考慮，對(duì)工程節(jié)水措施、水價(jià)調(diào)節(jié)作用和用水需求收入彈性指數(shù)三個(gè)方面進(jìn)行分析。

4.1工程節(jié)水措施

采用節(jié)水型器具，包括節(jié)水型水嘴，節(jié)水型便器，節(jié)水型便器系統(tǒng)，節(jié)水型便器 沖洗閥，節(jié)水型淋浴器，節(jié)水型洗衣機(jī)等。大力倡導(dǎo)使用節(jié)水器具，提高節(jié)水器具的普及率，使節(jié)約生活用水方面的一項(xiàng)重要措施[6]。

減少管網(wǎng)的漏損率。供水管網(wǎng)的漏損是城市供水過程中水損失的一個(gè)重要方面， 由于城市管網(wǎng)老舊，漏損嚴(yán)重，既會(huì)造成水的損失，同時(shí)有可能會(huì)對(duì)地質(zhì)環(huán)境 造成安全事故。通過對(duì)城市供水管網(wǎng)的更新改造，減少供水管道漏損率。

4.2水價(jià)調(diào)節(jié)作用

2005年11月1日，秦皇島市將執(zhí)行新的自來水價(jià)費(fèi)，調(diào)整后自來水價(jià)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)(綜合水價(jià))為：居民生活用水由原來的1.71 元/m3調(diào)整為2.50 元/m3；行政事業(yè)單位用水由原來的2.484 元/m3調(diào)整為3.56 元/m3；工商企業(yè)用水由原來的2.583 元/m3調(diào)整為3.63 元/m3；賓館、餐飲等服務(wù)業(yè)用水由原來的4.706 元/m3調(diào)整為5.62 元/m3；特行用水價(jià)格不變。

2006年秦皇島居民生活用水試行階梯水價(jià)，按用水量多少把水價(jià)分為三個(gè)等級(jí)，價(jià)格比為1∶2∶10。即以居民家庭每人每月平均用水3.5 m3為基準(zhǔn)，水價(jià)1.74 元/m3，3.5～5.0 m3,水價(jià)3.48 元/ m3，5/ m3以上水價(jià)17.40 元/ m3。城市低保戶的水價(jià)仍執(zhí)行每噸1.03元的舊標(biāo)準(zhǔn)，并免交各種附加費(fèi)。

2009年，水價(jià)調(diào)整為：居民生活用水價(jià)格與學(xué)校教學(xué)和學(xué)生生活用水價(jià)格執(zhí)行同一類標(biāo)準(zhǔn)。居民生活用水價(jià)格由1.74 元/ m3調(diào)整為2.60 元/ m3。行政事業(yè)、工商企業(yè)、賓館、餐飲等服務(wù)用水價(jià)格合并為非居民類用水價(jià)格，由2.31 元/ m3、2.38元/ m3、4.37 元/ m3統(tǒng)一調(diào)整為4.74 元/ m3。特種行業(yè)用水價(jià)格由15 元/ m3調(diào)整為20.50 元/ m3。

2013年水價(jià)調(diào)整，從12月1日起，學(xué)校教學(xué)和學(xué)生生活用水價(jià)格與居民生活用水價(jià)格執(zhí)行同一類標(biāo)準(zhǔn)，為3.6 元/ m3；行政事業(yè)、工商企業(yè)、賓館、餐飲等服務(wù)用水價(jià)格合并為非居民類用水價(jià)格，調(diào)整為6.24 元/ m3；洗車、純凈水、桑拿等特殊行業(yè)用水價(jià)格調(diào)整為25.16 元/ m3。調(diào)整后居民生活用水綜合水價(jià)由原來2.5 元/ m3調(diào)整為3.6 元/ m3，上調(diào)1.1 元/ m3，其中約70%為政策性調(diào)整，即主要按照省里政策提高了水資源費(fèi)和污水處理費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)；其他約占30%的調(diào)整幅度則重點(diǎn)解決近年來供水企業(yè)虧損問題以及增加供水企業(yè)技改投入。

城市家庭用水需求價(jià)格彈性。根據(jù)家庭用水的特點(diǎn)，其需求價(jià)格彈性可以表述為：水價(jià)的相對(duì)變動(dòng)所引起的需水量的相對(duì)變動(dòng)，即其需水量的變化率與水價(jià)變化率之比[7]：

式中：Pe為城市家庭用水需求價(jià)格彈性；(q2-q1)為需水量的變動(dòng)量；(p2-p1)為水價(jià)的變動(dòng)量；p為水價(jià)的絕對(duì)量；q為需水量的絕對(duì)量。

按照需求法則，需水量與水價(jià)成反向變動(dòng)，Pe為負(fù)值。根據(jù)需求價(jià)格彈性為缺乏彈性的特點(diǎn)，其絕對(duì)值0<|Pe|<1。隨著水價(jià)增加，需求價(jià)格彈性逐漸增大。

按照市場(chǎng)供求法則，水價(jià)上升，需水量將下降，收入增加需水量將增加。利用價(jià)格杠桿，調(diào)整水價(jià)，促進(jìn)節(jié)水工作。合理調(diào)整城市供水價(jià)格，在滿足居民的基本用水要求的前提下超定額用水實(shí)行累進(jìn)加價(jià)，鼓勵(lì)居民選用節(jié)水器具，廢水再利用的自覺性。

圖5　秦皇島市城鎮(zhèn)居民人均可支配收入

4.3用水需求收入彈性指數(shù)

根據(jù)秦皇島市2002～2012年城鎮(zhèn)居民和城市居民家庭人均可支配收入情況，秦皇島市城鎮(zhèn)居民可支配收入呈增加趨勢(shì)。表2為秦皇島市居民可支配收入情況統(tǒng)計(jì)表。

通過對(duì)秦皇島市城鎮(zhèn)居民家庭人均可支配收入情況可以看出，秦皇島市城鎮(zhèn)居民家庭人均可支配收入多年平均值為14 959元/a，增長(zhǎng)率為12.8%。城市居民家庭人均可消費(fèi)支出多年平均值為9 044元/a，增長(zhǎng)率為10.1%。

表2　秦皇島市城鎮(zhèn)居民可支配收入與可消費(fèi)支出情況統(tǒng)計(jì)表

通過圖5可以看出，隨著城鎮(zhèn)居民人均可支配收入的增加，用水量也呈增加趨勢(shì)。

家庭用水需求收入彈性可以表述為：家庭收入的相對(duì)變動(dòng)所引起的需水量的相對(duì)變動(dòng)，即其需水量的變化率與家庭收入變化率之比：

式中：Ie為家庭用水需求收入彈性；(q2-q1)為需水量的變動(dòng)量；(I2-I1)為家庭收入的變動(dòng)量； I為家庭收入的絕對(duì)量； q為需水量的絕對(duì)量。

根據(jù)秦皇島市2005～2012年城鎮(zhèn)居民生活用水量與人均可支配收入資料，分析生活用水需求收入彈性系數(shù)。表3為秦皇島市城鎮(zhèn)居民生活用水需求收入彈性系數(shù)計(jì)算表。

利用計(jì)算結(jié)果，生活用水量多年平均值為4 216萬 m3，平均每年增加249萬 m3；城鎮(zhèn)居民人均可支配收入多年平均值為14 959元，平均每年增加1 779元。利用生活用水需求收入彈性系數(shù)公式，計(jì)算結(jié)果為0.50。

如果Ie大于零，即為正數(shù)，則表示收入變化與需求數(shù)量變化成同方向變化；如果Ie小于零，即為負(fù)數(shù)，則表示收入變化與該商品的需求數(shù)量成反方向變化。通過對(duì)秦皇島市生活用水需求收入彈性系數(shù)分析，隨著可支配收入的增加，生活用水逐漸提高。在相同水價(jià)時(shí)，低收入家庭用水需求收入彈性大于高收入家庭，水價(jià)提高對(duì)低收入家庭影響大于高收入家庭[8]。

表3　城鎮(zhèn)居民生活用水需求收入彈性系數(shù)計(jì)算表

5結(jié)語

采用秦皇島市2001～2013年用水量資料分析各行業(yè)用水結(jié)構(gòu)農(nóng)業(yè)灌溉用水量占總用水量的63.4%，工業(yè)用水量占總用水量的15.0%，居民生活用水占總用水量的9.1%，林牧漁畜業(yè)用水量占總用水量的8.0%，城鎮(zhèn)公共用水占總用水總量3.5%，生態(tài)環(huán)境用水占1.0%。

通過對(duì)秦皇市生活用水量變化情況分析，秦皇島生活用水呈增加趨勢(shì)，平均每年增加用水量199萬 m3。

城鎮(zhèn)居民生活用水指標(biāo)為80.02 L/(人·d)，各縣市區(qū)用水指標(biāo)差距較大，用水指標(biāo)在34.8～110.2 L/(人·d)之間。通過對(duì)秦皇島市農(nóng)村居民生活用水指標(biāo)分析，平均用水指標(biāo)為45.96 L/(人·d)，各縣市區(qū)用水指標(biāo)相差較大，用水指標(biāo)在34.3～83.8 L/(人·d)之間。

生活用水變化影響因素主要有工程措施和水價(jià)調(diào)節(jié)作用和用水需求收入彈性。工程措施包括采用節(jié)水器具和減少管網(wǎng)滲漏等措施；按照市場(chǎng)供求法則，水價(jià)上升，需水量將下降，通過調(diào)整水價(jià)促進(jìn)節(jié)水工作；通過對(duì)秦皇島市城鎮(zhèn)居民家庭人均可支配收入分析，生活用水需求收入彈性系數(shù)為0.50，隨著城鎮(zhèn)居民人均可支配收入的增加，家庭收入的相對(duì)變動(dòng)會(huì)引起的需水量的相對(duì)變動(dòng)。

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Analysis on variation characteristics and influencing factors of living water in Qinhuangdao City

LIU Ying-cai

(Qinhuangdao Bureau of Hydrology and Water Resources Survey in Hebei Province，Qinhuangdao 066000，Hebei)

Abstract:according to the Qinhuangdao city living water data and statistical data of national economy，using the mathematical statistics method to analyze the structure of water use and domestic water trend，from the domestic water saving，the engineering measures for water saving，water price adjustment function three and water demand income elasticity index analysis.The results of the analysis: Qinhuangdao City，the average years of water for 8.9251 Billion m3.Daily use of water，which is 8105 Million m3,accounting for 9.1% of the total amount.Qinhuangdao life water increased，the average annual increase of water consumption is 199 Million m3.Qinhuangdao City, urban counties urban life water use index is 80.02 L/(human·d),living water index of rural residents was 45.96 L/(human·D).The water of life influence factors analysis of three aspects，three aspects of engineering measures for water saving，water price regulation effect and water demand income elasticity index analysis.The factors of Qinhuangdao residents living water change characteristics and impact analysis，grasp the characteristics and change law of water，for the development of the water of life planning，provide the scientific basis for the rational utilization of water resources.

Key words:Water structure；drinking water；the water of life index；factors analysis and Qinhuangdao City

[收稿日期]2016-01-08

[作者簡(jiǎn)介]劉英才(1988-)，男，河北滄州人，助理工程師，主要從事水文水資源方面的工作。

[中圖分類號(hào)]TV211.1+1

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B

[文章編號(hào)]1004-1184(2016)03-0106-04