農村居民年需水量預測方法分析

崔玉瑩

摘 要：近年來，隨著脫貧攻堅和新農村建設的開展，農村居民生活環境和生活水平得到逐步改善，居民生活需水量也呈現出明顯的上升趨勢。為提高村社集中供水的質量，采用實地調查的方式，了解了目標村社過去10年的居民年用水量、人口、人均收入及用水設施的情況。依據居民的節水意識、用水設施的實際情況，從社會政策、工程節水和經濟手段方面提出了可行的節水建議和對策。

關鍵詞：農村居民生活用水;需水量;灰色模型

中圖分類號：TV213.4文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）01-0066-03

Abstract： In recent years， with the development of poverty alleviation and new rural construction， the living environment and living standard of rural residents have been gradually improved， and the living water demand of residents has also shown an obvious upward trend. In order to improve the quality of centralized water supply in the village community， the annual water consumption， population， per capita income and water facilities of the target village community in the past ten years were investigated by field investigation. According to the residents' awareness of water saving and the actual situation of water use facilities， feasible water saving suggestions and countermeasures were put forward from the aspects of social policy， engineering water saving and economic means.

Keywords： domestic water use for rural residents;water demand;grey model

隨著社會經濟的不斷發展，農村地區人們的生活水平顯著提高，隨著用水設備的完善，居民的生活用水量也在逐年增加。然而，農村地區普遍存在居民節水意識較弱、水資源利用率低的問題。長此以往，不僅造成供水過程中水資源和能源的大量浪費，而且導致供水量持續增長，供水系統負荷加重、可靠性降低。通過對基層村落實際情況進行走訪調研，利用科學合理的模型對居民年需水量進行預測，并對用水現狀進行分析，可以有效提高供水的科學性和安全性，并減少水資源浪費。相對于城市居民需水量的預測研究，對農村居民生活用水狀況的研究較少，且以往的研究大多集中在用水行為的社會學和經濟學研究方面。例如，方知等通過走訪調查的方式分析研究了湖北農村地區居民生活用水量與家庭人均年收入、供水方式等可能影響因素間的相關性[1]。嚴巖等基于灰色模型，利用全國農村居民用水抽樣調查結果，對農村生活用水影響因子進行灰色關聯分析。結果表明，人均住房面積、人均收入和洗浴習慣是影響農村居民生活用水量最主要的因子[2]。黃夢婷等基于徐州市農村居民消費支出結構數據，從農民經濟承受能力角度，運用擴展線性支出系統模型測算了不同時期農村居民的可承受水價標準[3]。目前，我國農村集中供水工程存在的主要問題為運營狀況較差、效率低下、供水出現間斷、安全性較低等[4]。針對農村居民生活水量預測研究的難點，即數據收集困難及居民自身素質對用水行為的不確定性影響的情況，本文對居民人均用水量狀況進行了分析評價，最后對今后村社的節約用水，提高供水效率和可靠性提出了可行對策，為上級部門進一步提高農村居民供水水平和用水滿意率，加強農村污水治理，構建社會主義新農村工作提供合理的示范和參考。

1 生活用水需求狀況分析

1.1 生活用水利用現狀分析

隨著人們生活水平的不斷提高，影響居民生活用水的因素也在不斷增多。本研究中的村落位于河南省開封市，是我國典型的鄉村環境。根據實際調查可知，該村落2009—2018年的出生率和死亡率相近，總人口基本維持在2 015～2 350人。相比于人口的變化，該村落的人均收入水平有較大增幅，從2009年的2 740元上升到2018年的4 850元，人均收入的大幅增加也暗示著該村生活水平顯著提高。但是，水資源利用率低，人均生活用水量大的矛盾在將來會進一步加劇。該村2009—2018年用水量統計結果如表1所示。

1.2 節水對策

在廣大鄉村地區，由于信息不完備及居民自身能力有限，居民對水資源短缺現狀認識不足，日常生活中的節水意識較弱[5]。針對該村落居民人均日生活用水定額消耗量較大的問題，有必要采取科學合理的手段改善居民的日常生活用水習慣，提高節水意識，以期達到合理的用水量，確保供水安全。節約用水對策如圖1所示。

第一，提高節水意識，科學用水。隨著社會經濟的快速發展，以及城市化進程的不斷推進，社會生產和生活對水資源的需求逐漸增加，但是我國的淡水資源極其有限。從圖2可知，我國近幾年的水資源總量呈先上升后下降的趨勢，人均水資源量僅為2 077 m3，屬于世界人均水資源占有量最貧乏的國家之一。而居民作為水資源消費的主體，由于缺乏相關的專業知識，對水資源現狀認識不足，造成節水意識較為薄弱。因此，有必要在居民日常生活中加強節水宣傳力度，在維持由村社免費供水的現狀下，讓居民科學合理地認識到水資源短缺的現狀，在提高居民生活水平的同時，使其積極主動地參與到日常節水活動中，鼓勵一水多用，提高生活用水的重復利用率，實現生活廢水的零排放。

第二，在村落中加強節水建設。該村落為進一步完善基礎設施建設，改善生產生活條件和居住環境，提高居民生活用水的質量和安全性，自2010年起開始通過管網由村社統一為居民供水。節水是提高水資源利用率最有效的措施之一，在加強基礎建設的同時，在入戶處大力推廣和鼓勵居民安裝更換新型的節水器具。從圖3可知，近年來，我國水司對管網發生漏損的現象進行管控，效果初顯，漏損率呈下降趨勢，因此應加強對鋪設的輸配水管網的巡查檢修，及時修補存在跑冒滴漏問題的管段，提高輸水效率，減少水流失量。同時，還應力爭在精準扶貧的同時構建節水型社會主義新農村，做到在不影響居民正常、合理用水的前提下，節約水資源，促進水資源的永續利用。爭在精準扶貧的同時構建節水型社會主義新農村，做到在不影響居民正常、合理用水的前提下，節約水資源，促進水資源的永續利用。

第三，采用經濟措施對用水量加以調控。根據相關政策，并結合村社的集體經濟情況，可以考慮在后期現有供水配套設備出現嚴重供水不足問題時，在盡可能保證廣大居民利益的前提下對用戶部分超出一定限額的用水征收相應水費，并實行階梯水費制度，遏制不合理需水量，這對緩解用水高峰時期的水資源供需矛盾具有一定的現實意義。

2 基于灰色GM（1，1）模型的需水量預測方法分析

居民用水的影響因素較多，可以按照屬性的不同將其分為外部因素和內部因素，外部因素主要包括環境、國家政策調控方式、居住環境、供水設施等，內部因素主要包括面對生活的心態等心理因素[6]。由此可知，對居民需水量的中長期預測是一個涉及多因素、多層次的復雜系統，而灰色系統是由我國學者鄧聚龍教授在1982年3月首先提出來的。在灰色系統理論中，利用較少的或不確切的表示灰色系統行為特征的原始數據序列進行生成變換后建立的，用以描述灰色系統內部事物連續變化過程的模型，稱為灰色模型（Grey Model），簡稱GM模型。其主要是通過少量的、不完全的數據信息，構建灰色預測模型，然后對研究對象作出一個模糊性的長期分析和描述。在利用灰色系統進行研究時，主要是從一個不甚明確的、整體信息不足的系統中抽象并建立起一個模型，該模型能使灰色系統的因素由不明確到明確，由知之甚少發展到知之較多提供研究基礎。灰色系統理論是控制論的觀點和方法延伸到社會、經濟領域的產物，也是自動控制科學與運籌學數學方法相結合的結果。如果將灰色預測模型運用到居民需水量的預測分析中，不僅可以為供水企業提供參考的供水值，而且可以根據需水量的變化分析影響因素，這樣一來，也可以有效分析國家政策的落實情況。同時，可以根據灰色模型預測的需水量值進行有效調控，及時對農村居民用水進行約束和控制，提高農村居民節約用水的意識。因此，將灰色GM（1，1）模型用于居民年生活用水量數據分析，對該村落未來10年的居民年需水量進行預測，就可以使供水企業根據居民生活的需水量及時調控供水量，也可以為國家制定相關政策提供參考。灰色模型應用廣泛，主要是由于其具有如下特征。

①只需要4個以上數據就可以進行灰色模型構建，對于建模參數的需求量較少。

②不需要分析數據原始特征，通過有限次的生成就可以將無規則序列或服從任何分布的任意光滑離散的原始序列轉化為有規則序列。

③灰色模型的構建是屬于常系數性質的，參數分布是“灰”的，所以既可以保持原系統的特征，也可以較好地反映系統的實際情況，建模精度較高[7]。

3 結論

本文采用自下而上的方式，通過對基層村落的精準調研，分別從社會、工程和經濟三個方面提出了可行性的建議，在農村居民用水和供水方面為上級部門開展扶貧攻堅、農村污水治理、構建社會主義新農村提供示范和參考。

參考文獻：

[1]方知，李昂澤，杜遂，等.湖北省整治村莊生活用水量調查研究[J].中國農村水利水電，2018（2）：190-193.

[2]嚴巖，王辰星，張亞君，等.基于灰色模型的農村生活用水影響因子分析[J].水資源與水工程學報，2013（5）：50-53，58.

[3]黃夢婷，李建國，邵志一，等.農民用水戶可承受的飲水安全水價定量研究[J].安徽農業科學，2018（33）：175-178.

[4]張金彪.對農村集中供水工程后期管理與維護存在問題的思考[J].科技風，2019（21）：192.

[5]陳英，唐晶，邱曉娜.民勤水資源短缺的農戶感知：現狀、特征與影響[J].干旱區資源與環境，2017（6）：14-19.

[6]鐘方雷，郭愛君，蔣岱位，等.面向需水管理的居民用水行為研究進展[J].水科學進展，2018（3）：446-454.

[7]尹學康，韓德宏.城市需水量預測[M].北京：中國建筑工業出版社，2006：94-95.