我國未來宏觀水資源利用情況研究
——運用灰色預測模型

吳 俁 鐘小淼

（1.東北農業大學資源與環境學院生態學系，黑龍江 哈爾濱 150030；2.東北農業大學經濟管理學院農林經濟管理系，黑龍江 哈爾濱 150030）

水資源的開發利用一直深受世界各個國家的關注。健全的開發、配置、保護和管理體制，對社會的各方面發展有著重要的推動作用，對于我國進入經濟新常態后的相關宏觀政策調控尤為重要。本文通過對2012—2016年我國水資源公報中的部分數據進行分析，并且利用灰色預測模型對我國未來水資源利用情況進行預測，針對預測結果提出相關建議。

1 全國水資源總量預測

通過查閱相關資料，筆者得到了2012—2016年全國用水總量及各部分用水總量，現根據已有年份的數據預測2020、2030年全國的用水總量。本文所使用的是預測模型，由于所能得到的數據并不多且直線分布并不明顯，因此不采用直線回歸模型進行預測。

本文所采用的預測模型為灰色預測模型。灰色預測所需要的數據量不用太大，對統計變量的分布方式也不做要求，是從無明顯規律的有限的數據中找出規律，綜合比較之后，可以看出此模型對于研究此問題比較合理。

進行總水量的預測時，不能只對用水總量數據進行梳理，應對各個部分用水都進行預測，最后將各個部分相加就可以得出總的用水量。

2 數學模型的建立與檢驗

2.1 建立灰色預測GM（1，1）模型

將已有的數據排列形成數組x0=[x0（1），x0（2），……，x0（n）],以其為數據列建立GM（1，1）模型如下：

其中a、b的值通過回歸分析的方法求解，得到的白化模型為：

解得：得到預測值：

然后得到相應的預測值：

2.2 檢測模型預測值

殘差計算公式如下：

2.3 運用數學工具對模型實現預測求解

為求得預測值，筆者借助數學工具MATLAB對其編程求解，將各部分數值依次代入代碼中進行運算，通過數學工具運行的結果為灰色模型預測的數值，根據計算結果，將預測值與原始值對比所得殘差最大的為0.034 7，最小的為0.002 5，都小于0.050 0，因此可得出預測的數據可靠性都在95%以上，有的部分可靠性超過99.7%。由此得出結論，此模型的擬合度非常高，計算出的數據也是十分可靠的。

2.4 分析與目標之間的偏差

證明完模型擬合度符合要求后，將使用此模型對我國未來15年的各部分用水量進行預測，將每年各部分的預測值相加，計算出當年的預測用水總量。通過MATLAB的計算將所得數據匯集到表1中，制成我國未來15年用水量預測表。

表1 我國未來15年預測用水量 億m3

分析表1數據可知，在灰色預測的模型下，生活用水總量呈平穩上升趨勢，所占總用水量的比重越來越大；工業用水呈現的趨勢是穩步下降，所占總比重越來越??；農業用水量可能由于新型灌溉技術的引入和人們意識的提高，總用水量逐漸下降；人工生態環境用水呈現迅速增長趨勢，可能是由于人們越來越注重環境保護和對生活水平要求越來越高，導致環境補水用量越來越高。

3 我國未來水資源利用建議

3.1 繼續推行供給側結構性改革政策

從所得的數據來看，2019—2030年全國總用水量一直控制在可控范圍之內，并沒有超出所規定的最高限度。之所以會有這樣的情況發生，是因為工業和農業方面的用水量都得到了有效的控制，工業通過技術的提升和水的重復利用減少用水量，農業通過改變傳統的灌溉方式以及農民自主意識來降低農業用水量，由于這兩者用水量的減少，才使得總水量得到了有效控制。

正是由于我國所推行的供給側結構性改革政策，使得我國工業及農業開啟了健康、良性的發展模式，改變了以往落后的生產方式，提高了生產效率，提高了水資源利用率，有助于我國實現可持續發展。

3.2 對于生活用水及生態用水情況進行調控

未來我國的生活用水量和生態環境用水量都在不斷增加。產生這一現象的主要原因是人們對于資源節約的態度發生了變化，由于居民人均可支配收入的不斷增加，更多的居民開始追求生活品質，對于各種資源的使用產生了浪費行為。雖然有觀點認為浪費可以對經濟增長帶來促進作用，但是從長遠的角度來看，這并不具有持久性，應加大對于節約意識的宣傳，或者進行階梯水價的相關調整及采取其他配套措施來提高人們的節約意識。

此外，對于一些地區的人工濕地、湖泊應進行相應保護，美化環境也應做到因地制宜，尤其是對于缺水的地區應限制相關設施建設審批，對于利用效率低的相關設施及時進行改造或填埋，以保證水資源的節約利用。