基于灰色關聯分析法探析我國水資源開發利用狀況

谷亞男

摘 要：針對我國水資源的利用問題，建立水資源開發利用綜合評價模型。利用綜合用水指標、農業用水指標和工業用水指標等衡量我國的用水水平，利用地表水開發利用率、地下水開發利用率及水資源總量利用消耗率等指標來對水資源開發利用程度進行分析，使用灰色關聯分析法進行對比分析，通過灰色加權關聯系數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狀的建議。

關鍵詞：水資源利用率;灰色關聯分析;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，據統計，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，我國工業產品用水量一般比發達國家高出5～10倍，發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，已經成為影響我國城市可持續發展的重要因素之一[1-3]。

1? 水資源開發利用狀況

通過對2012—2016年水資源公報的數據進行分析，可以提取出與水資源開發利用狀況相關的數據并得到分析結果。分析我國2012—2016年水資源開發利用現狀，從用水水平和水資源開發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、農業用水指標和工業用水指標等用水指標來衡量;水資源開發利用程度使用地表水開發利用率、地下水開發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。在農業用水指標中，選用農田實際灌溉平均用水量和農田灌溉水有效系數表示我國農業用水的平均水平和我國農業用水的效率。在工業用水指標中，選用萬元工業增加值用水量代表我國工業用水的平均水平。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表格對數據進行處理分析，結果見表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;農村實際灌溉平均用水量自2013年開始逐漸減少，農村灌溉水有效利用系數逐漸增加，說明農業用水效率正在不斷提高;萬元工業增加用水量逐步減少，表示工業用水平均量正在不斷減少，工業用水的效率正在不斷提高;城市人均生活用水量逐步增加，而農業人均生活用水量變動不大，城市人均生活用水量為農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計成果，對我國各地區地表水開發利用程度、地下水開發利用程度及水資源總量利用消耗進行分析評價。通過地下水開發利用率和地下水開發利用率兩個指標，可以說明我國各分區的地表水開發利用程度、地下水開發利用程度，將地表水和地下水資源開發利用狀況劃分為3類：開發利用率高于60%的為高度利用區，介于20%～60%的為中度利用區，低于20%的為低度利用區。同時，通過對各地區用水消耗總量和水資源總量的統計數據，可以計算出各分區的水資源開發利用消耗率，結果見表2。

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

2? 水資源開發利用狀況評價

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，利用灰色關聯分析法，分析2012—2016年的水資源開發利用狀況與2020年和2030年總目標的灰色加權關聯度，其數值越大，表明離目標越近。

通過國家下發的文件，可以總結出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;萬元工業增加值用水量降低到47.6 m3;農田灌溉水利用系數提高到0.55;主要江河湖庫水功能區水質達標率提高到80%。到2030年，全國用水總量力爭控制在7 000億m3以內;萬元工業增加值用水量降低到40 m3;農田灌溉水利用系數提高到0.6;主要江河湖庫水功能區水質達標率提高到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）、萬元工業增加值用水量（m3）、農田灌溉水利用系數、主要江河湖庫水功能區水質達標率。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列。通過MATLAB計算出各比較對象的灰色加權關聯系數，結果見表3和表4。

灰色加權關聯系數越大，表示比較對象越靠近參考數列。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年的目標為參考數列，2016年的灰色加權關聯系數仍小于0.5，說明我國的水資源現狀離目標值仍存在一定的距離[6]。

3? 結論與建議

3.1? 結論

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

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

最后，利用灰色關聯分析法可以看出，以2030年的目標為參考數列，2016年的灰色加權關聯系數仍小于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經濟系統穩定持續發展的決定因素之一，對維護我國生態環境穩定，建設水生態文明有著不可或缺的作用。根據對我國水資源開發利用狀況的分析，參照我國“十三五”規劃所提出的關于水資源的“三條紅線”內容，提出以下幾點建議：一是加強對水源地的保護，使得我國有足夠優質的水資源作為社會和經濟發展的后盾。二是加強對水土流失的治理，采取相關措施修復生態系統和發展生態文明。三是提高供水安全保障系數，實現水資源管理的現代化。四是增加對人才培養的投入。

參考文獻：

[1]沈杰.江蘇省萬元工業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”全國萬元工業增加值用水量目標可達性分析[J].水利經濟，2013，31（5）：?1-5.

[3]黃紅.我國水資源利用現狀及對策分析[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.河南省農田灌溉水有效利用系數測算分析[J].中國農村水利水電，2017（1）：9-12.

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

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