北京市機關單位綜合用水定額指標選取與確定方法研究

鄭莎莎，高 原，張春玲，付意成

（1.北京市節水用水管理事務中心，北京 100142；2.中國水利水電科學研究院，北京 100038）

0 引 言

北京市作為國家首都城市，轄區內各層級、各行業的機關單位分布眾多，單位性質復雜多樣，涉及國家機構、政黨機關、群眾團體、社會團體、宗教組織、企業管理機構等多種行業類型［1］。2013年，《關于開展公共機構節水型單位建設工作的通知》指出建設節水型單位，對于提升全社會節水意識具有重要作用；2019年，水利部提出實施節水攻堅戰，建設水利行業節水機關，有助于培育節水機關建設模式。全國各地紛紛開展節水機關建設，截至2020年10月，昆明市已完成15家水利行業節水機關建設，實現了水利行業市縣級節水機關全覆蓋［2］。

近年來北京市機關單位用水規模約在0.9 億m3左右，占全市公共服務用水總量的比例近20%，已是北京市公共服務行業中用水量最大、用水所占比例最高的行業（圖1）。《北京市節約用水辦法》強調單位內部的景觀環境用水和其他市政雜用用水，應當使用雨水或者再生水，提高節水水平。《綜合醫院建筑設計規范》（GB 51039-2014），明確了醫院各部門的用水定額；《建設項目水資源論證導則》（SL 322-2013），明確了建設項目分類分級取水定額。公共服務行業主要用水部位不盡相同，機關單位集中在辦公衛生與餐廳，醫院用水集中在病房和門診，高校用水集中在宿舍與教學辦公區，用水定額計算方法也差別較大，缺少通用計算方法［3］。當前，北京對機關單位的用水結構、用水影響因素、定額指標計算進行了研究，對用水效率指標計算方法進行了探討［4，5］。此外，學者對計劃用水管理和定額管理的關系進行了辨析和探討，為進行定額計算提供了依據［6-8］。當前北京市節水用水管理對機關單位用水定額采用人均用水量指標，但是，由于機關單位人員流動頻繁，具有固定性與流動性混合特征，用水人口數量數據不穩定與不確定，使得用水效率核定結果客觀性較弱。本文充分運用北京市公共服務分行業用水統計數據，選取有效的機關單位用水樣本，分析機關單位合理適宜的用水定額指標，進一步科學確定北京市機關單位用水定額推薦值，為完善地方用水定額標準的修訂與節水政策的實施提供參考。

圖1 北京市公共服務行業用水量分布Fig.1 Distribution of water consumption of public service industries in Beijing

1 用水定額指標選取

當前最嚴格用水管理制度下，實施用水總量控制與定額管理，選定有效地的用水定額指標是準確核算與評價用水戶用水與節水水平的關鍵。為實現科學精準管理，北京市節水用水管理部門一直在探索用水定額指標合理性與科學性的問題。用水定額指標的選取從可計算、能評價、易考核等方面考慮，難于搜集信息的指標一般不應作為評價指標。機關單位現行開展用水評價和規劃工作表征用水效率指標通常為人均用水量和單位面積用水量，其中單位面積用水量包含單位建筑面積用水量和單位占地面積用水量［9］。由于建筑面積較占地面積更能反映機關單位中承接用水者活動空間的大小，更符合用水行為的表現，同時，考慮指標具備的可測性和易得性，本次分析主要選取單位建筑面積用水量和人均用水量指標，并進行兩者的有效對比，選取更加科學合理的用水定額指標。

（1）人均用水量。為目前經常采用的進行用水效率核定的指標，即在一定時期內按機關單位用水人數核算的人均用水量，通常以年度為核算時段。該指標能夠反映機關用水總量與人員數量的內在變化關系，也體現人均用水量是較用水總量相對穩定的指標。機關單位人均用水量計算公式如下：

式中：Vp為機關單位人均用水量，m3∕（人·a）；V為機關單位年用水量，m3∕a；Np為機關單位用水人數，人。

運用用水定額指標開展節水用水管理與評價，指標計算參數的易得性是關鍵，而且易得參數的精準性如何是關系能否真實客觀的反映用水指標所體現的實際情況。人均用水量計算的參數涉及機關單位用水的人員數量與時段（年度）用水量。隨著北京市用水計量到戶和遠程數據信息傳送等現代水量監控系統的完善，單位用水量信息能夠快速獲取。此外，逐月水費收取系統也能有效地復核用水量數據，能夠確保用水量數據信息的及時準確獲得。然而，對單位用水人員數據在實際管理中則需要各機關用水單位定期上報。因用水人口數量存在不穩定與不確定性，因此，上報人員數量信息存在主觀性，以及數量變動信息反饋滯后性等影響當期用水定額指標核算結果的準確度。

（2）單位建筑面積用水量。在一定時期內按機關建筑面積核算的單位用水量，通常以年度為核算時段。該指標能夠反映機關用水總量與其建筑面積的內在變化關系，也能夠體現單位面積用水量是較用水總量相對穩定的用水指標。機關單位建筑面積用水量計算公式如下：

式中：VS機關單位建筑面積用水量，m3∕（m2·a）；V為機關單位年用水量，m3∕a；S為機關單位場所的建筑面積，m2。

單位建筑面積用水量指標的計算涉及機關單位場所的建筑面積與時段（年度）用水量參數。與人均用水量指標不同的是建筑面積參數在機關單位實施管理系統注冊時已錄入該信息，且建筑面積參數通常是相對穩定的基本信息，一般不會輕易變動。經分析，該單位建筑面積用水量參數的權威性和穩定性都較人員數量參數有更大的優越性，這就使得單位建筑面積用水量指標的計算更加客觀，更能反映用水戶用水效率的實際情況。在當前可獲取數據系列及精度的范圍內，單位建筑面積用水量指標更能反映機關單位的用水情況。機關單位用水的人口數量及用水規律具有較大的不確定性，同時在數據分析過程中，隨機性干擾的影響較大，為此，論文選用單位建筑面積用水量指標進行計算的科學性和合理性更高。

（3）參數間相關程度。機關用水單位的用水人數、建筑面積與其用水量之間存在必然的相關關系。各參數與用水量之間的相關程度可反映參數確定的用水指標的先進性［10］。對此，論文采用篩選后的483個機關用水單位樣本開展參數相關性分析，結果顯示用水量與人員數量的相關系數為0.75，說明兩者具有相關性，但相對較弱；用水量與建筑面積的相關系數為0.86，兩者具有相關性且相對較強。綜上所述，建筑面積與用水量間相關性高于人員數量與用水量間相關性（圖2）。

圖2 北京市機關單位樣本用水量與影響因素的相關關系Fig.2 Correlation between sample water consumption and influencing factors in Beijing

（4）用水指標離散程度。采用方差測算用水指標離散程度。當數據分布比較集中時，各個數據與平均數的差的平方和較小；當數據分布比較分散（即數據在平均數附近波動較大）時，各個數據與平均數的差的平方和較大，方差就較大。方差越大，數據的波動越大；方差越小，數據的波動就越小。483 個機關用水單位樣本的人均用水量指標系列和單位建筑面積用水量指標系列的方差分別為12.75 和0.91。單位建筑面積用水量指標系列較人均用水量指標系列集中，離散度小，數據波動較小，符合指標穩定性的要求（圖3）。

圖3 北京市機關單位樣本用水效率指標的離散分布Fig.3 Discrete distribution of water use efficiency index of government departments & institutions in Beijing

綜上所述，從指標本身的可測性、信息的易得性特征考慮，通過對信息間的關聯程度和指標的離散程度進行分析，機關采用建筑面積與用水量測算分析的單位建筑面積用水量指標更加符合節水用水管理實際。論文將單位建筑面積用水量指標作為表征機關用水的效率評價、考核與管理指標，利于進一步分析適宜的指標值。

2 分析樣本及其篩選

北京市節水管理信息系統有效記錄了分區縣、分用途及主要行業重點單位逐月用水數據，具有良好的用水數據統計基礎。基于此，論文將系統中732個機關單位作為樣本，采集了樣本基本情況和用水量數據等信息以開展機關單位用水定額分析。樣本涉及信息包含單位名稱、所屬區縣、在職人員數量、建筑面積、2017-2019年年度用水量等。

按照數理統計分析的技術要求，需要對樣本進行數據審核、數據篩選與數據排序分析等工作，以剔除樣本中的劣質數據，從而能夠更好地反映總體的規律［11］。對此，按要求對采集的732 個機關單位數據樣本進行審核與篩選。首先，依據數據完備性原則，剔除57個缺少在職人員數量、建筑面積、年度用水量等必要數據信息的樣本；進一步考慮數據的可信度，按照數據正態分布的3δ原則，即以3δ為標準篩選數據，在（μ-3δ，μ+3δ）范圍之外的數據均為劣質數據，需加以剔除，據此有21 個樣本被剔除；最后，考慮數據有效性原則，北京市機關用水單位的日常管理目前多采用人均用水量核算，理論上機關單位人均用水量不低于0.5 m3∕（人·a），但不應超過50 m3∕（人·a），進一步將0.5～50 m3∕（人·a）之外的樣本單位剔除，據此有171個樣本被剔除。審核后剩余樣本483 個，將此作為開展機關單位用水定額指標分析的有效樣本。

3 適宜用水定額標準計算

對于取得的483 個機關樣本，根據《用水定額編制技術導則》（GB∕T 32716-2016）采用倒二次平均法計算機關單位建筑面積的用水定額，公式如下［12，13］：

用水定額標準值的確定，還應進一步考慮計算值的通過率是否在70%～80%之間，以保障定額值的有效性。同時先進定額按照用水戶定額通過率20%確定。

定額指標值通過率采用百分位數位法分析。對于n個樣本按大小排列的數值集合p%分位數的含義指集合中有至多p%的數值比它小，有至多（100-p）%的數值比它大。百分位數計算法指每一個數據值都對應于一個百分位數，這個百分位數的百分比等于數據集合中值小于或等于它的數據值所占的百分比。記Y1，Y2，…，Yn為數據集合的順序數值，也就是Y1≤Y2≤…≤Yn。第j個數值Yj對應于100（j-0.5）∕n百分數，用公式100（j-0.5）∕n代替100j∕n以避免Yn作為100%分位數。

經計算，483 個機關樣本系列單位建筑面積用水量采用倒二次平均法計算的用水定額值為1.95 m3∕（m2·a），對比該指標百分數位分布，將有88%的樣本用戶能通過該指標值，約束性較弱，按照《用水定額編制技術導則》倒二次平均作為通用標準值應進一步收緊指標值，使其處于70%～80%百分數位之間，即1.04～1.49 m3∕（m2·a）之間。該樣本系列單位建筑面積用水量先進值定額應取通過率20%的標準值，即0.41 m3∕（m2·a）。北京市機關單位樣本單位建筑面積用水量指標百分數位分布見圖4。

圖4 北京市機關單位樣本單位建筑面積用水量指標百分數位分布圖Fig.4 Distribution map of indicator percentage of water consumption per unit of government departments & institutions in Beijing

4 分析推薦與討論

用水定額是一個動態指標，其計算和完善也是一個動態過程，需對用水構成、用水過程進行詳細分析。經上述分析，北京市機關單位用水管理與節水評價采用單位建筑面積用水量指標更加科學適宜。按照可計算、能評價、易考核的原則，機關單位用水定額涉及的建筑面積信息是經合法注冊的有效確定的面積信息，用水量信息是按供用水管理辦法明確計量、定期上報并且用于依法繳納水費的信息。建筑面積信息客觀穩定，用水量信息及時準確，能實現定期檢查與有效考核。應用定額后建筑、服務業及機關單位的綜合用水量可減少10%～20%［14］。

進一步采用二次平均法和百分數位法分析北京市單位建筑面積用水定額標準值，推薦通用值標準在1.04～1.49 m3∕（m2·a）之間，能夠覆蓋北京市70%～80%的機關單位用水戶的用水狀況，先進值標準為0.41 m3∕（m2·a），能夠覆蓋北京市20%的機關單位用水戶的用水狀況，符合激勵大多數滿足節水標準運行，促進有能力的單位引領節水先進水平的用水節水管理目標。

考慮到我國區域水資源稟賦條件和機關單位用水特點的差別，用水定額先進值強化了用水的差異化管理，在區分機關單位類別和差額用水的基礎上，進一步劃分為不同類別，突出用水精細化和過程管理。據專家預測，機關服務業用水定額嚴格實施后，用水效率將提高10%～20%。隨著我國節水型器具性能的不斷提升，機關單位的高強度節水器具的進一步更新改造，加之民眾節水意識的不斷深入與深化，北京市機關單位的用水狀況將會有所改變。論文針對當前用水水平的定額標準值進行分析，結合日常用水評價與考核，在用水水平有明顯變化時可考慮及時修訂用水定額標準值。

5 結 論

機關是北京市公共服務行業中用水量最大、用水所占比例最高的行業，選取適宜的用水定額指標和分級定額標準值是北京市為完善地方用水定額標準修訂與節水政策實施的基礎。機關單位主要可行的用水定額指標為單位建筑面積用水量和人均用水量指標。結合指標本身的可測性、信息的易得性特點分析，基本信息與用水量間的關聯程度和定額指標的離散程度分析，機關采用建筑面積與用水量測算分析的單位建筑面積用水量指標更加符合節水用水管理需求。

依據《用水定額編制技術導則》分級用水定額確定方法，北京市機關單位建筑面積用水量適宜的通用定額值在1.04～1.49 m3∕（m2·a）之間，適宜的先進定額值應取0.41 m3∕（m2·a）。通用值可用于現有管理社會公共事務的國家機構，政黨、群眾團體、宗教組織等管理機構的日常用水管理和節水考核活動；先進值用于上述機關事業管理機構節水型單位創建的節水評價活動。企業和行業管理服務機構的用水管理和評價也可參照該用水定額標準執行。