面向居民生活用水量变化的北京市中心城区人口疏解效果分析

2021-07-12田根生车建明张春玲付意成

中国水利 2021年11期

田根生，车建明，刘伟，张春玲，付意成

（1.北京市节约用水管理中心，100142，北京；2.中国水利水电科学研究院，100038，北京）

2014 年，北京市开始实施非首都核心功能疏解。居民生活用水量的消耗与用水人口的变化关系十分密切，因此，伴随人口的疏解流动势必带动生活用水的变化。为从多途径衡量非首都功能疏解政策实施对人口调控的成效，通过识别居民用水的影响因素，基于首都中心城区居民生活水量消耗统计，以2018 年、2019 年北京市中心城区居民生活用水量的统计数据，分析实际用水人口数量的变动，以识别非首都功能疏解政策对人口调控的作用与效果。

一、居民生活用水量变化的影响因素

居民生活用水一般指居民日常生活所需用的水，包括饮用、洗涤、冲厕、洗澡、厨房用水等。北京市2019年终端用水总量37 亿m3，其中居民生活用水量约9 亿m3，占总用水量的1/4。居民用水量的变化受多种因素综合影响。研究表明，一个区域居民用水量不仅受温度、节假日等短期因素的影响，同时还受到地区生产总值、居民人均收入、水价、人口数量及构成、节水技术和器具的普及等长期因素的影响。

①短期气温影响：由于水具有清洁、降暑的作用，居民生活用水量与所处环境的温度关系密切，温度越高，用水量相对越高。气温升高往往使得家庭用水、园林绿化用水等大幅度增加。在春季和夏季，家庭用水量通常会快速增长。

②短期节假日影响：居民居家时间越长，家庭日常生活所消耗的水量将越大。工作日，餐食制作、饮用、冲厕等水量消耗多在办公场所。一般情况下，节假日长时间居家，家庭生活用水量消耗相对较大。

③长期经济发展水平影响：经济增长是中国居民生活用水的显著影响因素之一。经济增长以多重作用方式，如提高居民收入、改变居民生活习惯、提高居民生活质量等，影响居民的生活用水消费。研究表明，平均而言，城市人均GDP 每提高1%，居民生活用水量将提高0.3%。城市居民用水需求除具有一般商品的特征，会随经济发展水平提高而增加，随价格上涨而减少外，作为一种自然资源，其需求还会受到城市水资源禀赋的显著影响。

④长期用水习惯影响：用水习惯是居民生活用水量消耗的重要影响因素。用水习惯与区域自然环境、人文环境关系较大，而且用水习惯一旦形成，短期内一般不会改变。譬如，我国南方地区气温高、水资源丰富，由此，南方居民在洗衣、洗澡频次上普遍多于北方居民。

⑤长期节水器具普及影响：近年，节水型水嘴（水龙头）、便器、淋浴器、洗衣机等节水器具广泛进入家庭。节水器具性能的提升与使用的普及客观上促进了居民节水行动的实施，普及率越高，节水效果越显著。当前北京市节水器具普及率达到99%以上，节水量逐年提升。

⑥人口数量及人口构成影响：一个区域与居民生活用水量最为相关的是用水人口数量。研究表明，城市居民家庭用水存在规模效应，家庭人口越多，在一定程度上就会显著减少人均用水量，但居民生活用水需求总量将越大。此外，家庭用水量与用水人口的用水习惯相关。

二、用水变化分析方法

区域用水人口数量与当地居民生活用水量密切相关。以不同时期居民生活用水量统计数据的变化量为依托，考虑相关因素影响，分析区域用水人口数量变化。研究方法对于完善区域人口发展政策具有科学意义。

从水量计算角度分析，引起区域居民生活用水量变化的主要原因包括用水人口的变化和单位人口用水量变化。单位人口用水量将居民所处的时段气温、用水习惯、经济水平、用水设备、节水器具普及程度等短期与长期影响因素都反映在其中。鉴于此，本文采用单位人口用水量反映用水量变化与人口变化间的相关性。

区域居民生活用水量可用式（1）表示：

式中，W 为居民生活用水量（单位：m3/a）；N 为用水人口（单位：人）；q 为单位人口用水量（单位：L/人·d）。

居民生活用水变化量可用式（2）计算：

式中，ΔW 为居民生活用水变化量（单位：m3/a）；ΔN 为用水人口变化量（单位：人）；Δq 为单位人口用水定额量（单位：L/人·d）；W1与 W0分别为分析时段末与时段初居民生活用水量；q1与q0分别为分析时段末与时段初单位人口用水量。

基于居民生活用水量的用水人口变化分析公式：

长期来看，q1与q0的差别主要由于经济水平提高、用水设备改进造成。此外，用水习惯的改变、生活水平提高也造成单位人口用水定额的变化。

三、人口疏解用水变化分析

1.中心城区居民生活用水量变化

据北京市用水管理部门统计，2019 年中心城区居民生活实际用水量约 48513.1 万 m3，较 2018 年的 48580.4万 m3仅减少约 67.3 万 m3，除丰台区和石景山区2019 年居民生活用水量较2018 年下降外，其他各区均为增长。居民生活用水量一方面由于用水人口的变化而变化，另一方面，因生活水平提高总体呈刚性增长，两者综合影响下，各区居民生活用水量有增有减，见表1。

为通过居民生活用水量变化来分析用水人口的变化，需从变化的居民生活用水量中剔除由于生活水平提高而增加的用水量。北京市2020年生活水平提高带来年平均增速为2%的用水量增长。为便于表达，剔除居民生活用水量中由于生活水平提高带来增长的用水量后的水量用原水平居民生活用水量表示：

剔除生活水平提高影响，2019 年原水平居民生活用水量为47 542.9万m3，较 2018 年减少约 1 037.5 万 m3。2019 年中心城区各区“原水平居民生活用水量”较2018 年均减少，见表2。

2.中心城区用水人口数量变化

中心城区人均居民生活用水量区别较大，居民生活实际用水人口中，除了纳入人口统计的常住人口外，还有未纳入统计的部分流动用水人口，包括未办理暂住证的借住亲友、家庭式旅游经营接待的人员、部分虽然户籍不在居住地但在居住地用水的人口数（即户籍与居住地不一致的人口）等。

为计算区域用水人口，需要获得区域实际的人均日用水量指标，作为当量人均用水量进行分析。考虑到东城、西城、海淀统计数据来源可靠性高，社区人口管理相对规范，因此，以这三个区平均的人均日用水量作为中心城区适宜的当量人均用水量，用于分析中心城区各分区“折算用水人口”数。

表1 2018 年、2019 年居民生活实际用水量（单位：万m3）

表2 剔除生活水平提高影响的居民生活用水量（单位：万m3）

通过对区域“折算用水人口”数与统计常住人口数的比较，分析推算“用水人口流动”数，即实际用水人口在区域之间的流动变化。

式中，NZ为区域折算用水人口数（单位：人）；Wt为 t 年统计的区域实际居民生活用水量（单位：m3/a）；qθ为当量人均用水量（单位：L/人·d）；NC为区域常住人口数（单位：人）；NL为区域相对常住人口流动的用水人口数（单位：人），当为“-”表示当年区域用水人口为输出，为“+” 表示当年区域用水人口为输入。

按上述规则分析，2018 年、2019 年当量人均用水量分别为98 L/（人·d）、102 L/（人·d）计，并结合相关年份居民生活用水量统计数据测算折算用水人口数、流动用水人口数的变化情况，分析比对与统计局发布的常住人口数的不同，以及原水平居民生活用水量变化趋势的协同性，见表3。

经分析，原水平居民生活用水量变化x 与折算用水人口变化量y 关系满足：

由表3 可以看出，中心城区2019年较上年“折算用水人口”数量约减少了49.1 万人，“统计常住人口”数量减少了42.3 万人，“流动用水人口”数量减少约6.8 万人。其中“折算用水人口”数量和“统计常住人口”数量各区均呈下降态势，而受“流动用水人口”的影响，朝阳区、海淀区、丰台区、石景山区折算用水人口数量均大于统计常住人口数量。说明在这几个区的实际用水人口中，还有一些未纳入统计的流动人口用水，并且是在用水性质界定为“居民生活”的区域用水。