秦皇岛市生活用水变化特征及影响因素分析

刘英才

(河北省秦皇岛水文水资源勘测局，河北 秦皇岛 066000)

秦皇岛市生活用水变化特征及影响因素分析

刘英才

(河北省秦皇岛水文水资源勘测局，河北 秦皇岛 066000)

[摘要]根据秦皇岛市生活用水资料以及国民经济统计资料，采用数理统计法对用水结构和生活用水变化趋势进行分析，从生活用水节水方面，对工程节水措施、水价调节作用和用水需求收入弹性指数三个方面进行分析。分析结果：秦皇岛市多年平均用水量为8.925 1亿 m3。，其中生活用水量8 105万 m3，占总用水量的9.1%。秦皇岛生活用水呈增加趋势，平均每年增加用水量199万 m3。秦皇岛市各县市区城镇生活用水指标为80.02 L/(人·d)，农村居民生活用水指标为45.96 L/(人·d)。生活用水影响因素有三个方面分析，工程节水措施、水价调节作用和用水需求收入弹性指数三个方面进行分析。通过秦皇岛市居民生活用水变化特征及影响因素分析，掌握其用水特征及变化规律，为制定生活用水规划、合理利用水资源提供科学依据。

[关键词]用水结构；生活用水；生活用水指标；影响因素分析；秦皇岛市

1秦皇岛市基本概况

秦皇岛市位于河北省东北部，市辖海港区、山海关区、北戴河区和昌黎县、抚宁县、卢龙县、青龙满族自治县[1]。全市海岸线长126.4 km。市内地貌特征有山地、丘陵、平原和盆地等。

山地主要分布于抚宁、卢龙县北部长城一线及青龙满族自治县全境，南部有纵向、横向各三四条较低山脉。整个山地属燕山山脉东段，以东西走向为主，面积4 538.4 km2，占全市总面积的58.09%。海拔一般在200～1 500 m之间，属中低山。

山间丘陵主要在北部山区，海拔一般在100～200 m之间，其特点是不连续、面积较小。山前丘陵为境内丘陵主体，面积约占丘陵总面积的70%以上，集中分布于卢龙县和抚宁县中部，海拔100 m左右，形态多为浑圆和缓坡丘。其余丘陵主要分布于戴河以东侵蚀台地上，多以孤立残丘出现，海拔50 m左右。

丘陵面积1 863.8 km2，占全市总面积23.86%。主要分布于昌黎县中南部、抚宁县南部及市区沿海部分，有小面积分布于盆地中及山地丘陵间，以洪积、冲积平原为主。昌黎和抚宁县南部平原是全市平原的主体，其形态特征是连片、少有起伏、北高南低、稍有倾斜，基本广阔平坦，海拔 0～20 m。平原面积1 410.2 km2，占全市总面积的18.08%。

2秦皇岛市用水结构分析

用水行业是指凡生产、生活和环境等用水行业或产业统称为用水行业。根据河北省用水资料统计方法和内容，用水分类有农业灌溉用水、林牧渔畜业用水、工业用水、城镇公共用水、居民生活用水、生态环境用水等[2]。

农业用水包括水田、水浇地、菜田用水等。林牧渔畜用水量包括林果灌溉、草场补水、鱼塘补水、牲畜用水等。工业用水按火(核)电、国有级规模以上企业、规模以下企业统计。城镇公共用水量包括建筑业和服务业两项用水。居民生活用水量按城镇生活和农村生活用水。生态环境用水分为城镇环境和农村环境用水量等。

设在一定时间尺度内，共有n种用水户类型{X1，X2，……，Xn}，每个用水户用水量可表示为{W1，W2，……，Wn}，各部门用水量比例为：

式中：Pi为第i种行业占总用水量的比例，%；Wi为第i种行业用水量，万m3；W为各用水行业总用水量，万m3。

根据秦皇岛市2001～2013年用水量资料，多年平均用水量8.925 1亿 m3。计算各行业用水量多年平均值，分析各行业用水结构情况[3]。图1为秦皇岛市各用水行业用水比重柱状图。

图1　秦皇岛市各用水行业用水比重柱状图

通过各用水行业用水结构柱状图可以看出，农业灌溉用水量占总用水量的63.4%，工业用水量占总用水量的15.0%，居民生活用水占总用水量的9.1%，林牧渔畜业用水量占总用

水量的8.0%，城镇公共用水占总用水总量3.5%，生态环境用水占1.0%。

3生活用水变化特征

3.1年际变化趋势

要对现象变动趋势进行动态分析，就要建立与长期趋势相适应的数学模型。最常用的一种配合直线趋势模型的方法是最小平方法，又称最小二乘法[4]。其变化趋势直线方程为：

Yt=a+bt

式中：Yt为时间序列的趋势值；a为截距项；b为趋势线斜率；t为时间标号。

生活用水包括城镇居民生活用水和农村居民生活用水。根据秦皇岛市2001～2013年生活用水量资料分析，秦皇岛市多年平均生活用水量8 105万 m3，其中城镇居民生活用水量4 056万 m3占总用水量的50.05%，农村居民生活用水量4 049万 m3，占总用水量的49.95%。

通过对秦皇市生活用水量变化情况分析，秦皇岛生活用水呈增加趋势，平均每年增加用水量199万 m3。图2为秦皇岛市居民生活用水量变化过程图。

图2　秦皇岛市居民生活用水量变化过程图

行政区城镇居民生活农村居民生活常住人口(万人)用水指标[L/(人·d)]用水量(万m3)常住人口(万人)用水指标[L/(人·d)]用水量(万m3)生活用水量(万m3)海港区71.2778.820508.7360.01912241山海关区9.0334.81155.434.368183北戴河区3.2984.21013.6583.8112213青龙县11.360.925138.729.9422673昌黎县15.3290.450540.650.77511256抚宁县9.86105.838142.6849.57711152卢龙县9.39110.237832.8648.4581959合计129.4680.023781172.6245.9628966677

3.2生活用水指标变化

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设施或自建供水设计供水的，城市居民家庭日常生活使用的自来水。其具体含义为用水人是城市居民；用水地是家庭；用水性质是维持日常生活使用的自来水[5]。

利用2011年秦皇岛市各县市区城镇、农村居民用水量资料，分析其用水指标变化。秦皇岛市各县市区城镇生活用水指标为80.02 L/(人·d)，农村居民生活用水指标为45.96 L/(人·d)。城镇居民生活用水指标比农村居民指标高74.1%。表1为秦皇岛市居民生活用水指标与用水量统计表。

通过对秦皇岛市城镇居民生活用水量指标分析，城镇居民生活用水指标为80.02 L/(人·d)，各县市区用水指标差距较大，用水指标在34.8～110.2 L/(人·d)之间。用水指标在30～60 L/(人·d)之间的有山海关区。用水指标在60～80L/(人·d)之间的有青龙县、海港区。80～100L/(人·d)之间的有北戴河区、宽城县。100～120L/(人·d)之间的有抚宁县、卢龙县。图3为秦皇岛市各县市区城镇生活用水指标柱状图。

图3　秦皇岛市各县市区城镇生活用水指标柱状图

通过对秦皇岛市农村居民生活用水指标分析，平均用水指标为45.96 L/(人·d)，各县市区用水指标相差较大，用水指标在34.3～83.8 L/(人·d)之间。用水指标在20～40 L/(人·d)之间的有山海关区、青龙县；用水指标在40～60 L/(人·d)之间的有海港区、昌黎县、抚宁县、卢龙县；用水指标在70～90 L/(人·d)之间的有北戴河区。图4为秦皇岛市各县市农村生活用水指标柱状图。

图4　 秦皇岛市各县市农村生活用水指标柱状图

4生活用水变化影响因素分析

影响生活用水指标的因素很多，从生活用水节水方面考虑，对工程节水措施、水价调节作用和用水需求收入弹性指数三个方面进行分析。

4.1工程节水措施

采用节水型器具，包括节水型水嘴，节水型便器，节水型便器系统，节水型便器 冲洗阀，节水型淋浴器，节水型洗衣机等。大力倡导使用节水器具，提高节水器具的普及率，使节约生活用水方面的一项重要措施[6]。

减少管网的漏损率。供水管网的漏损是城市供水过程中水损失的一个重要方面， 由于城市管网老旧，漏损严重，既会造成水的损失，同时有可能会对地质环境 造成安全事故。通过对城市供水管网的更新改造，减少供水管道漏损率。

4.2水价调节作用

2005年11月1日，秦皇岛市将执行新的自来水价费，调整后自来水价费标准(综合水价)为：居民生活用水由原来的1.71 元/m3调整为2.50 元/m3；行政事业单位用水由原来的2.484 元/m3调整为3.56 元/m3；工商企业用水由原来的2.583 元/m3调整为3.63 元/m3；宾馆、餐饮等服务业用水由原来的4.706 元/m3调整为5.62 元/m3；特行用水价格不变。

2006年秦皇岛居民生活用水试行阶梯水价，按用水量多少把水价分为三个等级，价格比为1∶2∶10。即以居民家庭每人每月平均用水3.5 m3为基准，水价1.74 元/m3，3.5～5.0 m3,水价3.48 元/ m3，5/ m3以上水价17.40 元/ m3。城市低保户的水价仍执行每吨1.03元的旧标准，并免交各种附加费。

2009年，水价调整为：居民生活用水价格与学校教学和学生生活用水价格执行同一类标准。居民生活用水价格由1.74 元/ m3调整为2.60 元/ m3。行政事业、工商企业、宾馆、餐饮等服务用水价格合并为非居民类用水价格，由2.31 元/ m3、2.38元/ m3、4.37 元/ m3统一调整为4.74 元/ m3。特种行业用水价格由15 元/ m3调整为20.50 元/ m3。

2013年水价调整，从12月1日起，学校教学和学生生活用水价格与居民生活用水价格执行同一类标准，为3.6 元/ m3；行政事业、工商企业、宾馆、餐饮等服务用水价格合并为非居民类用水价格，调整为6.24 元/ m3；洗车、纯净水、桑拿等特殊行业用水价格调整为25.16 元/ m3。调整后居民生活用水综合水价由原来2.5 元/ m3调整为3.6 元/ m3，上调1.1 元/ m3，其中约70%为政策性调整，即主要按照省里政策提高了水资源费和污水处理费标准；其他约占30%的调整幅度则重点解决近年来供水企业亏损问题以及增加供水企业技改投入。

城市家庭用水需求价格弹性。根据家庭用水的特点，其需求价格弹性可以表述为：水价的相对变动所引起的需水量的相对变动，即其需水量的变化率与水价变化率之比[7]：

式中：Pe为城市家庭用水需求价格弹性；(q2-q1)为需水量的变动量；(p2-p1)为水价的变动量；p为水价的绝对量；q为需水量的绝对量。

按照需求法则，需水量与水价成反向变动，Pe为负值。根据需求价格弹性为缺乏弹性的特点，其绝对值0<|Pe|<1。随着水价增加，需求价格弹性逐渐增大。

按照市场供求法则，水价上升，需水量将下降，收入增加需水量将增加。利用价格杠杆，调整水价，促进节水工作。合理调整城市供水价格，在满足居民的基本用水要求的前提下超定额用水实行累进加价，鼓励居民选用节水器具，废水再利用的自觉性。

图5　秦皇岛市城镇居民人均可支配收入

4.3用水需求收入弹性指数

根据秦皇岛市2002～2012年城镇居民和城市居民家庭人均可支配收入情况，秦皇岛市城镇居民可支配收入呈增加趋势。表2为秦皇岛市居民可支配收入情况统计表。

通过对秦皇岛市城镇居民家庭人均可支配收入情况可以看出，秦皇岛市城镇居民家庭人均可支配收入多年平均值为14 959元/a，增长率为12.8%。城市居民家庭人均可消费支出多年平均值为9 044元/a，增长率为10.1%。

表2　秦皇岛市城镇居民可支配收入与可消费支出情况统计表

通过图5可以看出，随着城镇居民人均可支配收入的增加，用水量也呈增加趋势。

家庭用水需求收入弹性可以表述为：家庭收入的相对变动所引起的需水量的相对变动，即其需水量的变化率与家庭收入变化率之比：

式中：Ie为家庭用水需求收入弹性；(q2-q1)为需水量的变动量；(I2-I1)为家庭收入的变动量； I为家庭收入的绝对量； q为需水量的绝对量。

根据秦皇岛市2005～2012年城镇居民生活用水量与人均可支配收入资料，分析生活用水需求收入弹性系数。表3为秦皇岛市城镇居民生活用水需求收入弹性系数计算表。

利用计算结果，生活用水量多年平均值为4 216万 m3，平均每年增加249万 m3；城镇居民人均可支配收入多年平均值为14 959元，平均每年增加1 779元。利用生活用水需求收入弹性系数公式，计算结果为0.50。

如果Ie大于零，即为正数，则表示收入变化与需求数量变化成同方向变化；如果Ie小于零，即为负数，则表示收入变化与该商品的需求数量成反方向变化。通过对秦皇岛市生活用水需求收入弹性系数分析，随着可支配收入的增加，生活用水逐渐提高。在相同水价时，低收入家庭用水需求收入弹性大于高收入家庭，水价提高对低收入家庭影响大于高收入家庭[8]。

表3　城镇居民生活用水需求收入弹性系数计算表

5结语

采用秦皇岛市2001～2013年用水量资料分析各行业用水结构农业灌溉用水量占总用水量的63.4%，工业用水量占总用水量的15.0%，居民生活用水占总用水量的9.1%，林牧渔畜业用水量占总用水量的8.0%，城镇公共用水占总用水总量3.5%，生态环境用水占1.0%。

通过对秦皇市生活用水量变化情况分析，秦皇岛生活用水呈增加趋势，平均每年增加用水量199万 m3。

城镇居民生活用水指标为80.02 L/(人·d)，各县市区用水指标差距较大，用水指标在34.8～110.2 L/(人·d)之间。通过对秦皇岛市农村居民生活用水指标分析，平均用水指标为45.96 L/(人·d)，各县市区用水指标相差较大，用水指标在34.3～83.8 L/(人·d)之间。

生活用水变化影响因素主要有工程措施和水价调节作用和用水需求收入弹性。工程措施包括采用节水器具和减少管网渗漏等措施；按照市场供求法则，水价上升，需水量将下降，通过调整水价促进节水工作；通过对秦皇岛市城镇居民家庭人均可支配收入分析，生活用水需求收入弹性系数为0.50，随着城镇居民人均可支配收入的增加，家庭收入的相对变动会引起的需水量的相对变动。

参考文献

[1]尤金国．秦皇岛市水资源供需分析[J]．南水北调与水利科技.2001，(02)：58-60．

[2]中华人民共和国水利部．中国水资源公报2007[R]．北京：中国水利水电出版社.2008．

[3]河北省水利厅．河北省水资源公报[R]．2001- 2012．

[4]上海财经大学应用数学系．概率论与数理统计[M]．上海：上海财经大学出版社.2007．

[5]刘俊萍，畅明琦．生活用水定额的变化对需水量预测的影响[J]．水利发展研究.2007，(1)：40-42．

[6]刘孝玲，王玲．降低与控制供水管网漏损率的措施[J]．江苏建筑.2011，28(4)：53-54．

[7]王晓贞，聂欣岩．河北省城镇居民水价承受能力分析[J]．城镇供水.2008，(2)：71-73．

[8]尹建丽，袁汝华．南京市生活用水需求弹性分析[J]．南水北调与水利科技.2005，3(1)：46-48．

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

[作者简介]刘英才(1988-)，男，河北沧州人，助理工程师，主要从事水文水资源方面的工作。

[中图分类号]TV211.1+1

[文献标识码]B

[文章编号]1004-1184(2016)03-0106-04