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1引言

水資源是人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，根據(jù)水利部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，按目前的正常需要和不超采地下水，正常年份我國(guó)缺水總量將近400×108m3，有400余座城市供水不足，其中110座城市嚴(yán)重缺水．同時(shí)，從我國(guó)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)看，由于城鎮(zhèn)人口和城鎮(zhèn)人均用水量的不斷增加，未來(lái)城鎮(zhèn)地區(qū)水資源供需矛盾將越來(lái)越突出，而且我國(guó)的生活廢水排放量也在不斷增長(zhǎng)［1］．日益嚴(yán)重的生活廢水排放已經(jīng)成為我國(guó)水污染加劇的主要原因之一，并在某種程度上造成了比工業(yè)更為嚴(yán)重的影響［2］．影響生活廢水排放量的因素較多．往往很難從理論上找到預(yù)測(cè)的機(jī)理模型．近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者曾采用了一些預(yù)測(cè)方法，對(duì)生活廢水排放量行了一些預(yù)測(cè)研究．如王亮等人應(yīng)用的粒子群算法的預(yù)測(cè)模型［3］、閻伍玖等人應(yīng)用的等維灰數(shù)遞補(bǔ)動(dòng)態(tài)模型［4］、AhmedGamalEl－Din等人應(yīng)用的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型［5］，以及YoshiakiTsuzuki等人應(yīng)用的軟干預(yù)預(yù)測(cè)模型［6］．這些研究成果為解決生活廢水排放量的預(yù)測(cè)問(wèn)題，提供了一些方法和手段，具有一定的參考價(jià)值．本文采用了多元統(tǒng)計(jì)分析方法，為了表明變量之間的交互作用，采用非線性的方式，并將經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和居民用水量作為影響生活廢水排放量的主要因素，根據(jù)1999－2009年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，構(gòu)建了非線性預(yù)測(cè)模型，為預(yù)測(cè)未來(lái)生活廢水排放量提供了經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?/p>

2樣本的選取

江蘇位于長(zhǎng)江、淮河下游，是長(zhǎng)江三角洲地區(qū)的重要組成部分，是中國(guó)人口密度最高的省份之一，境內(nèi)平原遼闊．土地肥沃，物產(chǎn)豐富，江河湖泊密布，五大淡水湖中的太湖、洪澤湖在此橫臥，歷史上素有“魚(yú)米之鄉(xiāng)”的美譽(yù)．在過(guò)去的11年中江蘇省的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人年均GDP增長(zhǎng)3095元，幾何增速13．9％，高于同期全國(guó)的平均水平12．27％．2010年地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）更是達(dá)到40903億元，人均地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)到7700美元，同期生活廢水排放量也從13．5億噸上升為26．76億噸，十年間翻了一番，每年新增生活廢水排放量1．2億多噸，年均幾何增長(zhǎng)率高達(dá)6．4％，高于同期全國(guó)的生活廢水排放的增速5．17％．正是因?yàn)榻K省經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，河流廣布加之人口密度大，生活廢水排放量增長(zhǎng)快，所以其在研究生活廢水排放問(wèn)題上十分具有代表性．

3模型的建立與分析

3．1變量的選取與數(shù)據(jù)處理由于影響生活廢水排放的因素較多，從預(yù)測(cè)生活廢水排放量角度分析問(wèn)題，不可能也不必要選取包羅萬(wàn)象的指標(biāo)，必須進(jìn)行優(yōu)化選擇．所以選擇影響生活廢水排放量因素的指標(biāo)必須遵循以下原則：1）代表性原則．選取的指標(biāo)必須具有代表性，從眾多指標(biāo)中選擇出的指標(biāo)應(yīng)當(dāng)是能很好反應(yīng)生活廢水排放量的優(yōu)質(zhì)指標(biāo)．2）實(shí)用性原則．選取的指標(biāo)必須是符合我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)情，各個(gè)指標(biāo)也應(yīng)當(dāng)是在各類(lèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中較易找到，且對(duì)日后生產(chǎn)和生活能產(chǎn)生積極地影響．3）動(dòng)態(tài)性原則．隨著社會(huì)和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，所選取的指標(biāo)數(shù)值也應(yīng)當(dāng)是動(dòng)態(tài)發(fā)展的．鑒于以上原則，采用1999～2009年的人均生活用水量和人均GDP兩個(gè)指標(biāo)．其中：人均GDP反映一定時(shí)期內(nèi)人們生活水平的能力與狀態(tài)；人均日生活用水量以反映生活用水情況，具體如表1（資料來(lái)源于《我國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》相關(guān)各期資料）．

3．2模型的建立

結(jié)合生活廢水排放量、人均生活用水量和人均GDP構(gòu)建了多元非線性的指數(shù)模型：y＝f（x1，x2）＝c0exp（c1x1＋c2x2）．（1）代入來(lái)自中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒和江蘇統(tǒng)計(jì)年鑒中1999～2009年的數(shù)據(jù)，并通過(guò)Eviews的非線性回歸分析后，得到模型：y＝44．75exp（－0．004734x1＋0．09391x2）．（2）（3．155）（－3．840）（4．340）R2＝0．9661DW＝1．535．異方差檢驗(yàn)：由表2知F－統(tǒng)計(jì)量的P值為0．015小于10％，所以可以判定回歸方程具有異方差性．用加權(quán)最小二乘法來(lái)消除異方差性，權(quán)值取殘差絕對(duì)值的倒數(shù)，得新的回歸方程為：y＝39．65exp（－0．004271x1＋0．101357x2）（3）（5．403）（－6．152）（8．882）R2＝0．9976DW＝1．771．表2懷特檢驗(yàn)F－統(tǒng)計(jì)8．988506P值0．015R2統(tǒng)計(jì)量5．496486P值0．0191可以看出消除異方差后，回歸方程的擬合程度有所提高．自相關(guān)檢驗(yàn)：消除異方差后的回歸方程DW值為1．771，可以通過(guò)杜賓—瓦森檢驗(yàn)的臨界值，所以判定回歸方程不具有自相關(guān)性．?dāng)M合分析：消除異方差性后模型的決定系數(shù)為0．9976．同時(shí)從圖1可以明顯看出實(shí)際值和預(yù)測(cè)值基本為同一條直線，殘值絕對(duì)值的波動(dòng)量很小，說(shuō)明回歸方程擬合精度很高．

3．3方差分析

分別求出消除異方差后回歸模型的總和平方和（SST）、殘差平方和（SSE）、回歸平方和（SSR）以及均方回歸（MSR）和均方殘差（MSE）．SSE＝∑ni＝1e2i＝∑ni＝1（yi－＾yi）2，（4）SSR＝∑ni＝1（＾yi－y珔）2，（5）SST＝∑ni＝1（yi－y珔）2，y珔＝1n∑ni＝1yi，（6）MSR＝SSRk－1，（7）MSE＝SSEn－k－1．（8）式中：ei為殘差；yi為樣本的觀測(cè)值；＾yi為樣本的估計(jì)值；y珔為樣本的平均值；n為樣本的數(shù)量；k為回歸方程中自變量的個(gè)數(shù)利用式（4）～式（8）得消除異方差后回歸方程的方差分析見(jiàn)表3．可以看出殘差平方和僅為0．5254，，說(shuō)明模型觀測(cè)值和擬合值之間的偏差很小，再次印證了此回歸模型就有良好的性能，可以用來(lái)對(duì)生活污水排放量進(jìn)行預(yù)測(cè)分析．表3方差分析方差來(lái)源平方和自由度均方回歸0．525420．2627殘差0．525480．0657總和1．050810－

3．4模型結(jié)果的分析

通過(guò)圖2可以清晰的看出三維非線性模型各個(gè)變量之間及其與因變量之間的關(guān)系．一般情況下生活廢水量的排放隨著人均GDP的上升而增多，卻隨著人均日生活用水量的增多而下降．在人均生活用水量較低的情況下，人均GDP略微升高就使得生活廢水排放量顯著增多，而在人均生活用水量較高的情況下，人均GDP對(duì)生活廢水排放量的影響力顯著下降．圖2模型三維效果圖

4生活廢水排放量預(yù)測(cè)

利用已建立的模型進(jìn)行江蘇省生活廢水排放量的預(yù)測(cè)．為此分別根據(jù)中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒和江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒1999～2009年人均日生活用水量和人均GDP的數(shù)據(jù)建立：人均日生活用水量預(yù)測(cè)方程，如式（9）；人均GDP的預(yù)測(cè)方程，如式（10）．y＝10995．01－5．377754x＋ar（1），（9）ar（1）＝0．614347R2＝0．9032，DW＝1．646y＝－1403．958＋0．700592x＋ar（1），（10）ar（1）＝0．854587，R2＝0．9968，DW＝2．040由式（9）和式（10）分別預(yù)測(cè)出2010年至2020年江蘇省人均日生活用水量和人均GDP的值，之后代回式（3）得出生活廢水排放量的預(yù)測(cè)值，如表4所示．隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的高速發(fā)展，江蘇省人均日生活用水在過(guò)去11年間呈下降趨勢(shì)．到2009年人均日生活用水量?jī)H為192．7升，不足全國(guó)448升的一半．究其原因主要是隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們的綜合素質(zhì)普遍提高，節(jié)水意識(shí)明顯加強(qiáng)，生活用水的重復(fù)利用率明顯提高；水費(fèi)階梯收費(fèi)制度的實(shí)行，用經(jīng)濟(jì)杠桿的效應(yīng)調(diào)節(jié)了人均用水量；輸水管道的更新，檢測(cè)技術(shù)的不斷更新與應(yīng)用，這些措施大量地減少了輸水過(guò)程中不必要的滲漏情況．在未來(lái)十年間，隨著水資源緊缺程度不斷加深，人均用水量很可能如上文預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)所示繼續(xù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)．同時(shí)生活廢水排放量將繼續(xù)保持迅猛增長(zhǎng)勢(shì)頭．根據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)可知到2020年，生活廢水的排放量應(yīng)該為2009年（26．76億噸）的2倍以上，但2009年除無(wú)錫生活廢水處理率達(dá)90．1％以外，其余地區(qū)均不足90％，鎮(zhèn)江僅為77．7％，可見(jiàn)在未來(lái)10年江蘇省在生活廢水處理上面臨很大壓力．

5政策建議

江蘇承擔(dān)著國(guó)家賦予的“兩個(gè)率先”的責(zé)任，經(jīng)濟(jì)建設(shè)仍是當(dāng)前要?jiǎng)?wù)，不太可能以犧牲經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綜合發(fā)展來(lái)解決污染問(wèn)題．因此從系統(tǒng)角度來(lái)分析城市生活廢水治理措施，本研究提出以下治理建議：1）征收城市生活廢水排放費(fèi)．按照“誰(shuí)污染誰(shuí)治理誰(shuí)付費(fèi)”原則，對(duì)生活廢水的排放征收排污費(fèi)．我國(guó)工業(yè)廢水排放長(zhǎng)期以來(lái)都是征收排污費(fèi)的，從而有效地遏制了工業(yè)廢水排放量增長(zhǎng)勢(shì)頭，并且提供了資金來(lái)治理排放的工業(yè)廢水．城市生活廢水的治理也應(yīng)當(dāng)借鑒此種模式．考慮到城市生活廢水排放不像工業(yè)廢水排放那樣容易檢測(cè)，可以改為通過(guò)生活用水量多少來(lái)間接收取排污費(fèi)，以此來(lái)完成對(duì)消費(fèi)者決策的直接和間接影響．2）提高水價(jià)，更好地實(shí)行階梯式水價(jià)．按照市場(chǎng)資源配置狀況和真實(shí)供求關(guān)系，逐步提高水價(jià)，并使其達(dá)到合理的市場(chǎng)價(jià)格．一方面可以提高供水企業(yè)積極性，增大對(duì)整個(gè)市場(chǎng)自來(lái)水供應(yīng)量，同時(shí)也可以減輕了政府財(cái)政壓力；另一方面，水價(jià)提高和階梯式水價(jià)的實(shí)施，必然能促使消費(fèi)者更加注重自來(lái)水高效利用，減少其不必要浪費(fèi)．按照奧地利學(xué)派的觀點(diǎn)只有市場(chǎng)才是對(duì)資源進(jìn)行優(yōu)化配置的最好手段，在城市生活用水及其廢水排放問(wèn)題上應(yīng)該充分借鑒此觀點(diǎn)．3）增加投資，促進(jìn)科技進(jìn)步．2010年我國(guó)已成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，國(guó)家綜合實(shí)力大幅提高．在此情況下，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)節(jié)水技術(shù)和污染治理技術(shù)上的研發(fā)投入，使得我國(guó)能更早的全面使用上更加清潔、高效的水資源利用和處理技術(shù)，達(dá)到水資源利用的可持續(xù)發(fā)展．4）加大宣傳和教育力度，培養(yǎng)節(jié)水護(hù)水意識(shí)．事物內(nèi)因是影響事物發(fā)展最重要的因素，所以要解決城市生活廢水排放不斷增加的問(wèn)題，必須充分認(rèn)識(shí)到人主觀能動(dòng)性的重要性．因而政府需大力宣傳教育，充分發(fā)揮非政府組織的引導(dǎo)鼓勵(lì)作用，提高全民節(jié)約用水、保護(hù)水資源、合理利用水資源的意識(shí)，使全民參與到水環(huán)境保護(hù)工作中來(lái)．