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1昆明市工業(yè)用水系統(tǒng)

根據(jù)《國民經(jīng)濟行業(yè)分類》(GB/T4754－2002)標準，昆明市工業(yè)部門可劃分為15個部門。各部門的用水情況，本研究采用工業(yè)產(chǎn)值、工業(yè)總產(chǎn)值構(gòu)成、工業(yè)取水總量、工業(yè)取水量構(gòu)成、萬元GDP取水量和單位取水量創(chuàng)造產(chǎn)值等6個指標進行測算分析。由于昆明市工業(yè)用水總量從2004年至今變化不大，且2004年數(shù)據(jù)較齊全，就選用2004年昆明市工業(yè)用水量資料作為基準年資料，對昆明市用水情況進行分析(表1)。

1.1工業(yè)用水結(jié)構(gòu)特征各工業(yè)部門萬元產(chǎn)值取水量相差懸殊。全市規(guī)模以上工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量平均為459.34m3/萬元，15個行業(yè)的萬元產(chǎn)值取水量在1.28～6392.40m3/萬元，取值區(qū)間間隔巨大，說明行業(yè)之間的用水效率和單耗水平極不均衡。其中最高值是市政公用工業(yè)部門中自來水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，其取水量也最大，占總?cè)∷康?7.20%。該部門屬于公益性行業(yè)，其單位取水量創(chuàng)造產(chǎn)值是15個行業(yè)中最低的，僅1.56元/m3;其次是冶金工業(yè)，其取水量占總?cè)∷康?1.46%，其單位取水量創(chuàng)造產(chǎn)值居第9位;而電子工業(yè)和森林工業(yè)的工業(yè)取水量是最低的，其取水量占總?cè)∷康?.04%，單位取水量創(chuàng)造產(chǎn)值分別居第3位和第5位。

1.2工業(yè)產(chǎn)值與用水關(guān)系為避免過細的行業(yè)劃分，不易把握宏觀變化態(tài)勢;并顧及減輕統(tǒng)計、計算工作，有必要化繁就簡，將以上工業(yè)部門重新歸并分類。其中，公益性的市政公用部門與其他行業(yè)不具可比性，故這里不考慮其歸類。根據(jù)工業(yè)取水量構(gòu)成(X)和單位取水量創(chuàng)造產(chǎn)值(Y)兩個分類指標，14個工業(yè)部門可分為A、B、C、D四類:A類:低取水量高產(chǎn)值類。指標X＜0.7%且Y＞500元/m3，包括5個工業(yè)部門(電力、電子、森林、食品、煙草)。B類:高取水量高產(chǎn)值類。指標X＞0.7%且Y＞500元/m3，包括4個工業(yè)部門(冶金、醫(yī)藥、機械和其它)。C類:低取水量低產(chǎn)值類。指標X＜0.7%且Y＜500元/m3，包括2個工業(yè)部門(煤炭和紡織)。D類:高取水量低產(chǎn)值類。指標X＞0.7%且Y＜500元/m3，包括3個工業(yè)部門(石油和石化、建材、化學)。各類工業(yè)用水情況見表2，4類工業(yè)產(chǎn)值結(jié)構(gòu)為A∶B∶C∶D=32∶51.1∶0.5∶16.4，共創(chuàng)造產(chǎn)值為742.923億元;4類工業(yè)的用水結(jié)構(gòu)(用水量比重分別以Qa∶Qb∶Qc∶Qd表示)是Qa∶Qb∶Qc∶Qc∶Qd=4.5∶45.3∶1.5∶48.8，總?cè)∷繛?3669.76×108m3。A類工業(yè)取水量構(gòu)成較少，萬元GDP取水量最少，但是創(chuàng)造的產(chǎn)值最大，這類工業(yè)要擴大生產(chǎn)規(guī)模;B類工業(yè)取水量構(gòu)成較多，而萬元GDP取水量較少，創(chuàng)造的產(chǎn)值較多，暫時應(yīng)該保證其穩(wěn)定性;C類工業(yè)取水量構(gòu)成最少，萬元GDP取水量較高，創(chuàng)造的產(chǎn)值較低，此類工業(yè)規(guī)模的變化對整個工業(yè)產(chǎn)值的影響不大;而D類工業(yè)取水量構(gòu)成最多，萬元GDP取水量也最多，創(chuàng)造的產(chǎn)值卻最少，這類工業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模需要加以限制。由此可見，A類工業(yè)在水資源約束下對GDP貢獻最大，其次是B類工業(yè)，而D類工業(yè)在水資源約束下對GDP貢獻最小，C類工業(yè)對GDP貢獻較小。

2以總?cè)∷繛榧s束條件下工業(yè)用水結(jié)構(gòu)調(diào)整方案

為尋求合理的工業(yè)用水結(jié)構(gòu)方案，本文擬以總?cè)∷繛榧s束條件，建立以取得最大工業(yè)產(chǎn)值為目標的函數(shù)，探討4類工業(yè)的產(chǎn)值結(jié)構(gòu)和用水結(jié)構(gòu)的優(yōu)化組合。

2.1目標函數(shù)的建立建立目標函數(shù):用線性規(guī)劃法求上述問題，因此為了滿足求線性規(guī)劃最優(yōu)解的標準形式，還需要分別明確Q和M值，即Q值與M值都由“十二五”期間的預測值來確定。

2.2確定水資源約束條件首先確定工業(yè)總?cè)∷康念A測值。為了保證預測值對工業(yè)總?cè)∷酷槍π裕岢黾僭O(shè)條件一:分析基期年到2007年，昆明市500萬元產(chǎn)值規(guī)模以上企業(yè)15個工業(yè)部門總?cè)∷康臄?shù)據(jù)，得到昆明市工業(yè)總?cè)∷康钠骄鲩L率為10%。以2004年為基準年，預測得到“十二五”期間15個工業(yè)部門工業(yè)總?cè)∷縑2015=112625.5×104m3，V平均=93926.6×104m3。同理得到除去市政公用工業(yè)后，昆明市“十二五”期間14個工業(yè)部門工業(yè)總?cè)∷縒2015=39001.4×104m3，W平均=32526×104m3;為了保證預測值與當?shù)丨h(huán)境承載力相一致，提出假設(shè)條件二:分析昆明市年供水量在基期年到2007年的數(shù)據(jù)得到年均增長率1.65%，那么預測“十二五”期間的全年供水量為O2015=233703×104m3，O平均=226217×104m3。其次確定Q值的取值范圍的取值原則。原則一:Q值范圍應(yīng)該包括假設(shè)條件中所有預測值;原則二:由于2009年～2011年昆明都處于干旱階段，年降雨量分別為565.8mm、869.1mm、659.0mm，水資源總量分別為38.58×108m3、46.60×108m3、22.86×108m3，因此昆明市3年水資源總量平均值為46.6×108m3。最大值取值小于昆明市3年水資源總量平均值36.01×108m3。因此Q的取值范圍為［32526，233703］，其中取值范圍中V2015、V平均、W2015、O平均作為Q取值區(qū)間拐點值。另外由于C類、D類工業(yè)在水資源約束下對GDP貢獻小，但在基期年C類、D類用水結(jié)構(gòu)共占50.3%，為了調(diào)整C類和D類工業(yè)取水量大和產(chǎn)值低的現(xiàn)狀，對“十二五”期間C類和D類的工業(yè)取水量進行約束，其和不超過總工業(yè)取水量的40%。

2.3確定4類工業(yè)生產(chǎn)總值約束條件根據(jù)昆明市統(tǒng)計年鑒中工業(yè)生產(chǎn)總值(當年價)數(shù)據(jù)，計算出昆明市工業(yè)500萬規(guī)模以上工業(yè)產(chǎn)值平均增長率為2%，通過回歸分析預測出“十二五”期間4類工業(yè)生產(chǎn)總值最大值(萬元)分別為ZA=2957575，ZB=4716743，ZC=47478.62，ZD=1515515。由于昆明已爭取到了國家重大煉油化工類項目(屬于D類)，其對水資源資料消耗巨大，但也產(chǎn)生相當可觀的經(jīng)濟利益，為了更大提高D類的產(chǎn)值以達到降低萬元GDP取水量的目的，因此D類在“十二五”期間的產(chǎn)值以ZD為其下限。其余3類為了保證各類工業(yè)總產(chǎn)值的最大化，考慮金融危機的影響，使得約束條件中工業(yè)產(chǎn)值目標具有可達性，那么就以工業(yè)生產(chǎn)總值最大值作為三類工業(yè)產(chǎn)值約束條件的上限。

2.4線性規(guī)劃約束方程目標函數(shù)由于Q的取值有6個取值，再用Matlab軟件計算出最優(yōu)解，分別得出當Q由小到大變化時6組備選最優(yōu)方案(表3)。

2.5優(yōu)化方案的選取

2.5.1合理用水結(jié)構(gòu)下產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的選取原則原則一:由于約束方程建立的目標是工業(yè)生產(chǎn)總值最大，選取方案生產(chǎn)總值比基期年大;原則二:在“十二五”期間由于國家重點化工類項目的實施，為了保證其用水允許Qd相對于基期年的增長幅度在10%～20%;原則三:考慮到基期年A類B類工業(yè)結(jié)構(gòu)(%)占83.1%，其起著整個工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性作用，因此變化不宜過大幅度在5%～10%。

2.5.2選取優(yōu)化方案由于6個備選方案都符合原則一，對于原則二通過比較只有方案一與方案二能夠達到要求。因此需要對剩余兩方案進一步分析，方案二是工業(yè)生產(chǎn)總值大的方案，但A類B類工業(yè)結(jié)構(gòu)(%)相對于基期年減少10.2%不符合原則三，所以選出方案一作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。

2.5.3優(yōu)化方案4類工業(yè)產(chǎn)值結(jié)構(gòu)為A∶B∶C∶D=29.42∶46.91∶0.47∶23.20，共創(chuàng)造產(chǎn)值為1005.4×108元，比基期年增加了262.8×108元，提高了35.33%。其中A類工業(yè)(電力、電子、森林、食品、煙草)產(chǎn)值比例降低了2.58%，B類工業(yè)(冶金、醫(yī)藥、機械和其它)產(chǎn)值降低了4.19%，C類工業(yè)(煤炭和紡織)產(chǎn)值降低了0.03%，D類工業(yè)(石油和石化、建材、化學)產(chǎn)值升高了6.8%;4類工業(yè)的用水結(jié)構(gòu)是Qa∶Qb∶Qc∶Qd=3.56∶35.83∶1.17∶59.44，總?cè)∷繛?1466×104m3，比基期年用水量增加了7796.24×104m3。其中A類工業(yè)用水比例降低了0.94%，B類工業(yè)用水比例降低了9.37%，C類工業(yè)用水比例降低了0.33%，D類工業(yè)用水比例降低了10.64%。

3工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方向

3.1推動工業(yè)節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展各級政府及有關(guān)部門要大力倡導節(jié)約生產(chǎn)、清潔生產(chǎn)，推廣應(yīng)用節(jié)能降耗技術(shù)，推進重大工業(yè)節(jié)能項目，以及重大工業(yè)污染源的治理項目。同時利用循環(huán)經(jīng)濟理念對水資源消耗、節(jié)約、循環(huán)利用、排放和環(huán)境狀況作出分析，明確循環(huán)經(jīng)濟建設(shè)調(diào)整的目標、重點，指導區(qū)域發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。針對昆明市工業(yè)結(jié)構(gòu)用水結(jié)構(gòu)大體上比較集中于化學工業(yè)、冶金工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)部門的用水分布趨勢，著力構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈，延伸和拓寬以三大工業(yè)行業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)鏈，通過產(chǎn)業(yè)鏈的連接，大力推行水資源的“減量化、再利用、資源化”循環(huán)發(fā)展模式，提高水資源的回收利用率。

3.2加快傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級根據(jù)昆明市自身的自然條件和社會經(jīng)濟條件，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建附加值高、技術(shù)含量高、輻射能力強的新型產(chǎn)業(yè)體系，并且制定能耗低、排放少的產(chǎn)業(yè)標準，促進一般加工向高端制造、產(chǎn)品競爭向品牌競爭的轉(zhuǎn)變。對煙草、鋼鐵、有色金屬、裝備制造、化工、建材六大傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)進行技術(shù)改造，扶持重點企業(yè)的自我研發(fā)機構(gòu)，提升產(chǎn)業(yè)層次和競爭力，同時引進新的管理機制、培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人才，提高產(chǎn)品技術(shù)含量和附加值，提高經(jīng)濟效益。

3.3加快工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，逐步建立節(jié)水型工業(yè)體系A(chǔ)、B、C、D四類工業(yè)對GDP的貢獻率不同，A類工業(yè)貢獻率最大，D類工業(yè)貢獻率最小。因此調(diào)整A、B、C、D類工業(yè)比例，加大對A類(電力、電子、森林、食品、煙草)和C類(煤炭和紡織)工業(yè)用水量，提高A、C類工業(yè)產(chǎn)值比重。對B類和D類工業(yè)即冶金、醫(yī)藥、機械、化學、石油和石化、建材、化學等工業(yè)的發(fā)展，采取高新技術(shù)改造，提升高資源利用率，同時遷出高消耗、低產(chǎn)出的工業(yè)部門，減少水資源消耗的壓力。在產(chǎn)業(yè)總體規(guī)劃布局方面，建設(shè)生態(tài)工業(yè)園區(qū)，在園區(qū)內(nèi)嚴格執(zhí)行固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查制度，實行超耗水加價政策，淘汰落后工業(yè)部門;對于新引進的耗水量大的項目如:國家重大煉油化工項目，通過遵循科學規(guī)劃、合理布局的原則，增加產(chǎn)品的附加值，提高水的重復利用率3方面的措施來減輕耗水量大的項目對昆明市水需求的壓力，實現(xiàn)經(jīng)濟利益與環(huán)境保護的和諧。推行工業(yè)節(jié)水措施，做好工業(yè)用水的循環(huán)利用，推行一水多用，分質(zhì)供水，單位之間聯(lián)合回用等措施;加強用水管理，通過取水許可證和調(diào)整水價，改變企業(yè)的用水行為，提高節(jié)約用水的自覺性;把污染相對較大的工業(yè)項目加以集中，綜合整治。

3.4加強相關(guān)制度建設(shè)一方面建立有效、統(tǒng)一的水資源管理機構(gòu)，對全市水資源開發(fā)、利用、保護負責。加強水資源管理機構(gòu)的應(yīng)有權(quán)威與執(zhí)法力度，有權(quán)決定耗水產(chǎn)業(yè)命運，以至于追究法律責任，吊銷生產(chǎn)許可證等。應(yīng)制定相關(guān)經(jīng)濟政策，加大對循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的支持力度，形成促進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的激勵機制;另一方面加快工業(yè)內(nèi)部自我創(chuàng)新的能力，通過政府增加對科研部門單位的科研投入，提高昆明市區(qū)域發(fā)展整體科技水平，為工業(yè)的發(fā)展打下技術(shù)基礎(chǔ)，并對于工業(yè)企業(yè)自身增加研發(fā)投入的行為，實行優(yōu)惠政策，起到對企業(yè)開展自主創(chuàng)新活動的引導作用。

4結(jié)論與討論

(1)A類工業(yè)(電力、電子、森林、食品、煙草)在水資源約束下對GDP貢獻最大，其次是B類工業(yè)(冶金、醫(yī)藥、機械和其它)，而D類工業(yè)(石油和石化、建材、化學)在水資源約束下對GDP貢獻最小，C類工業(yè)(煤炭和紡織)對GDP貢獻較小。(2)選出了方案一作為昆明市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方案，對昆明市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有一定的指導意義。(3)收集昆明市產(chǎn)業(yè)耗水的歷史數(shù)據(jù)，利用其他數(shù)學模型，得到其他的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方案，與線性規(guī)劃約束方程得出的方案進行討論比較得出更加貼近實際的方案。(4)影響區(qū)域工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展的因素比較復雜，本文研究的是水資源約束下的昆明市的工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，考慮的因素較為單一，因此可以綜合考慮其他的因素的影響得到更加優(yōu)化的昆明市工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方案。(5)建設(shè)節(jié)水型社會需長期規(guī)劃推廣與執(zhí)行，雖然政府對工業(yè)節(jié)水政策導向、管理、宣傳等各方面的努力已有初步成效，但是如何制定與昆明市戰(zhàn)略發(fā)展目標相適應(yīng)的合理的水價策略、可行的實施方案，仍然需要更多的研究。

作者：儲博程單位：昆明興滇技術(shù)經(jīng)濟咨詢有限公司