常州市城镇化对工业废水排放量的影响——以江苏省常州市为例

耿朝娜，秦 琳，赵 岚， 刘坚一

(河海大学企业管理学院，江苏常州 213022)



常州市城镇化对工业废水排放量的影响
——以江苏省常州市为例

耿朝娜，秦 琳，赵 岚， 刘坚一

(河海大学企业管理学院，江苏常州 213022)

基于熵值法对常州市城市化水平进行评估，以2005～2014年数据为基础观察当地工业废水排放量变化趋势，运用灰色关联分析法研究城镇化对常州工业废水排放量的具体影响。结果表明：经济、人口和社会城镇化是影响工业废水排放量的主要因素；第二产业在工业中占据的比例是影响工业废水排放量的最主要的指标；城镇化的发展对工业废水排放量的影响处于减小趋势。

城镇化；工业废水排放量；熵值法；灰色关联度

城镇化的加速发展是当今世界上重要的社会、经济现象之一，但也引起了诸如环境污染、生态破坏和资源枯竭等一系列问题，以水体污染为主的城市水环境问题就是其中的一个重要方面[1]。常州市位于江苏省南部，长江三角洲中心地带，北临长江，南濒太湖，区内地表水系极为发达，为太湖上游高水网区。2003年国务院批准常州建设特大城镇，城镇建设的步伐不断加快。2003年常州市区人口为201.01万，到2014年底市区人口为316.48万，城镇化率由58.0%上升到68.7%。但是城镇化的快速发展给常州带来了严重的水污染问题。地处上游的工业园区的发展使得沿河沿江的水环境恶化，京杭运河周边的工业废水，生活污水的排放也使得常州市水网结构之内绝大部分水功能区水质评价不过关。在2010年常州市区水功能区水质评价中，111个水功能区优于和达到水功能区目标水质的仅有9个，占8.1%，129个监测断面中，V类水以及劣V类水分别占18.6%和62.8%，城镇化的飞速发展带来的水环境污染问题已越发不可忽视。

近年来，国内外学者已经采用多种方法对城镇化和水资源环境问题的关系进行了研究。JunTu等[2]运用GIS和统计分析方法研究表明美国马萨诸塞州东部城镇的扩张给水质造成了重大影响。LijunRen等[3]建立了城镇化和水质的综合评估框架，全面分析了城镇化对水质的影响。周海丽等[4]建立回归模型系统地分析了深圳城镇化水平对河流水环境的影响，得出了城镇化对水环境的主要影响因素。马海良等[5]对工业废水污染物和城镇化率进行库兹涅茨曲线拟合，分析了城镇化对工业废水污染污染物排放的影响。张胜武等[6]通过理论分析研究了城镇化与水资源环境系统之间存在的耦合机理以及不同发展阶段的耦合作用强度。

灰色关联分析方法是灰色理论统计分析方法中的一种，通过分析曲线几何形状的接近程度来评估序列间的关系，对样本量和样本规律性的要求较低，因而适用性较高，近些年也被应用到了城镇化和生态环境关系评估[7]和河流水质评价[8]等诸多方面。笔者以常州市为研究单位，基于熵值法计算不同维度下的城镇化水平，运用灰色关联法计算城镇化水平与工业废水排放量的关联度，分析城镇化对工业废水排放量的影响，为相关部门决策提供参考依据。

1　数据来源与研究方法

1.1数据来源城镇化评价指标和工业废水排放量的数据来源于2005～2014年《常州统计年鉴》。

1.2研究方法

1.2.1基于熵值法的城镇化水平评估。

1.2.1.1指标选择及数据预处理。借鉴现有城镇化水平评价的研究成果[9-10]，从城镇化内涵出发选取评价指标。遵循系统性、完整性和数据的可获得性等原则从人口城镇化、经济城镇化、社会城镇化和空间城镇化4个维度选取评价指标对常州市城镇化水平进行评价(表1)。

鉴于各指标的原始数据的量纲、数量级及正负取向均有差异，为了能够进行区域的纵向对比，采用极差标准化的方法对数据进行处理。设xij(i=1，2，…，n；j=1，2，…，m)为属性值，i为第i个年份，j为第j个指标，xij即为第i年第j个指标的数据。

1.2.1.2城镇化水平确定。根据2005～2014年数据，用熵值法确定权重，减少因主观因素出现的误差。设n表示统计年数，m表示指标个数，具体计算步骤如下：

(1)计算第j项指标第i年的数值所占的比例rij。公式为：

(2)计算评价指标的熵权。公式为：

(3)计算第i年的城镇化水平。公式为：

式中，j取1～4为人口城镇化水平，5～8为经济城镇化水平，9～12为社会城镇化水平，13～15为空间城镇化水平。

表1　城镇化水平评价指标体系

1.2.2灰色关联分析方法。在研究城镇化对工业废水排放的关系时，通过灰色关联分析方法进行分析，步骤如下[11]。

(1)设参考序列为X0={x0(k),k=1,2,…，q}，比较序列为Xi={xi(k),k=1，2，…，q},Xj={xj(k),k=1,2,…，q}，q为序列中元素个数。X0={工业废水排放量}，Xi={Xa,Xb,Xc,Xd,Xe}，Xj={X1，X2，…，X15}。Xi中的各个序列分别表示不同维度下的城镇化水平，Xj中各个序列表示城镇化水平评价的各个指标。以X0表示参考序列，Xi和Xj中元素表示比较序列，分析其与工业废水排放量的关系。Xi和Xj的计算方法一样，所以下面以Xi为例解释计算过程。

(2)求参考数列和比较数列的关联系数。计算公式为：

式中，ρ为分辨系数，且ρ∈(0,1)，一般取值0.5；k=1，2，…，f；i=1，2，…，q。

(3)计算关联度。公式为：

2　结果与分析

2.1常州市城镇化水平根据统计年鉴数据，运用“1.2.1”中的方法，计算得到2005～2014年常州市城镇化水平变化情况(图1)。从图1可以看出，常州的城镇化水平增长率总体上处于上升趋势，经济、社会、空间城镇化水平均不断上升。但是人口城镇化水平从2011年开始不再上升甚至逐渐呈现下降趋势。人口城镇化反映的是人口向城镇的转移，初期会表现为城镇人口比重的不断增大以及第二、三产业从业人员比重的上升，但是城市发展到一定阶段后就需要进行产业结构的升级和优化调整，第二产业的从业人员会逐步向第三产业转移，引起第二产业人口的下降。转移的过渡阶段则表现为第二产业从业人口的减少和失业人口的增多。2011年起常州市第二产业和第三产业从业人员增长速度开始放缓，年均增长仅为0.2%和0.1%，使人口城镇化水平增长放缓。2012～2013年第二从业人员比重出现3%的大幅下降，第二产业从业人员下降0.2%，直接导致了人口城镇化水平的下降。

图1　2005～2014年常州市城镇化水平变化情况Fig.1　Changes of urbanization level in Changzhou City from 2005 to 2014

2.2常州市工业废水排放量变化情况根据统计数据，2005～2014年常州市工业废水排放量变化情况见图2。从图2可以看出，工业废水排放量总体上以2010年为界表现出先升后降的趋势。由于2006年常州市采取了一系列水环境的治理措施，所以工业废水排放量在2006年出现了小幅度下降。但是效果不是特别好，很快废水排放量又进入了上升阶段，从2010年开始才呈现持续下降趋势。

图2　2005～2014年常州市工业废水排放量变化情况Fig.2　Changes of industrial waste water discharge in Changzhou City from 2005 to 2014

2.3城镇化对工业废水排放量的影响分析由于常州市2005～2014年工业废水排放量变化情况从2010年开始出现大幅度且持续的下降趋势，所以以2010年为分界点将研究期分为2个阶段，分别分析前期和后期的关联情况，通过对比来分析发展趋势。工业废水排放量与不同维度下城镇化水平的灰色关联度见表2。

表2工业废水排放量与不同维度下城镇化水平的灰色关联度

Table2Graycorrelationdegreebetweentheindustrialwastewaterdischargeandthedifferentdimensionsofurbanization

城镇化维度Dimensionofurbanization2005～2014年2005～2010年2010～2014年综合城镇化Comprehensiveurbaniza-tion0.98120.96540.6776人口城镇化Populationurbanization0.96720.99300.6237经济城镇化Economyurbanization0.99080.99220.6240社会城镇化Societyurbanization0.98720.61590.6116空间城镇化Spaceurbanization0.57070.98430.6072

从表2可以看出，总体而言工业废水排放量受城镇化发展的影响较大。不同维度上的城镇化与工业废水排放量的关联度数据对比表明，空间城镇化对工业废水排放量的影响较小，经济、社会和人口城镇化几个方面影响较大，尤其是经济城镇化的影响，关联程度超过了0.99。不过随着城镇化的发展，各维度城镇化对工业废水排放量的影响程度均有所降低。对比前后2个研究期可以发现，经济、人口以及空间3个维度上的城镇化与工业废水排放量的关联度出现减小且变化幅度较大，说明工业废水排放量受经济、人口、空间城镇化发展的影响越来越小，工业废水排放量不再随着城镇化水平的上升而增长，这一点从图1和图2的对比也可以看出。但是后期的数据仍旧表明，工业废水排放与城镇化的发展还是有着一定的关系，需要继续从多方面出发进行管理、控制。

对各个维度上的衡量指标与工业废水的排放量进行灰色关联分析，以找出具体的影响指标。城镇化评估指标与工业废水排放总量的灰色关联分析结果见表3。

表3　城镇化评估指标与工业废水排放总量的灰色关联分析结果

由表3可知，就整个研究期(2005～2014年)而言，第二产业产值比重和第二产业从业人员比重与工业废水排放量关联度很大，说明城镇化过程中，第二产业的迅速发展是影响工业废水排放量的主要因素。据统计，常州市规模以上工业企业的总产值在2005年仅为875亿元，到2014年，工业总产值达到11 037亿元，超过了2005年的12倍，推动了整个社会的飞速发展，提高了城镇化的发展水平，但也对工业废水排放量造成了不小的影响。

前后期的数据对比表明，第二产业的发展始终是影响工业废水排放量的主要因素，前期第二产业的迅速发展使得工业废水排放量不断增长，后期通过产业结构的调整和对重污染企业的管制，工业废水量开始下降。除城区人口密度外，其余各指标与工业废水排放量的关联度在后期均有所下降，说明城镇化的发展对工业废水排放量的影响越来越小。

3　结论与建议

运用熵值法对不同维度下的常州市城镇化水平进行了评估，结合2005～2014年常州市工业废水排放量变化情况，运用灰色关联分析方法计算城镇化水平与工业废水排放量的灰色关联度，分析城镇化对工业废水排放量的影响，得出以下结论与建议。

(1)2005～2014年常州市城镇化水平一直处于上升阶段，但是随着人口的城镇化发展的减缓甚至出现负向增长，综合城镇化水平的增速放缓。

(2)随着城镇化的推进，人口、经济、空间城镇化的发展与工业废水的关联减小，说明工业废水排放量受这几个维度城镇化的影响减弱。未来对工业废水排放量进行控制可以考虑从技术发展等其他方面入手。

(3)现阶段产业结构是影响工业废水排放量的主要因素，一方面可以继续进行产业结构的调整，发展生态产业，对于现有的高能耗、高排量企业进行严格的管理，从源头上减少工业废水的排放；另一方面可以提高工业废水再利用率，将排放的部分工业废水进行再利用，降低工业废水的相对排放量。

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EffectsofUrbanizationonIndustrialWastewaterDischarge——AcaseofChangzhouCityinJiangsuProvince

GENGZhao-na,QINLin,ZHAOLanetal(SchoolofBusinessManagement,HohaiUniversity,Changzhou,Jiangsu213022)

ThelevelofurbanizationwasevaluatedinChangzhouCitybyentropymethod.Basedonthedatafrom2005to2014,changetrendofindustrialwastewateremissionwasobserved.GreycorrelationanalysiswasusedtoresearchtheeffectsofurbanizationontheindustrialwastewaterdischargeofChangzhouCity.Resultsshowedthateconomy,populationandsocietyurbanizationwerethemainfactorsaffectingtheindustrialwastewaterdischarge.Proportionofsecondaryindustryinindustrywasthemainindicatorinfluencingthedischargeamountofindustrialwastewater.Impactofurbanizationdevelopmentonindustrialwastewaterdischargewasinadecliningtrend.

Urbanization;Industrialwastewaterdischarge;Entropymethod;Greycorrelationdegree

2015年河海大学常州校区学生科技基金重点项目。

耿朝娜(1994- )，女，河北新乐人，本科生，专业：信息管理与信息系统。

2016-06-20

S-9

A

0517-6611(2016)22-218-03