农村居民年需水量预测方法分析

崔玉莹

摘 要：近年来，随着脱贫攻坚和新农村建设的开展，农村居民生活环境和生活水平得到逐步改善，居民生活需水量也呈现出明显的上升趋势。为提高村社集中供水的质量，采用实地调查的方式，了解了目标村社过去10年的居民年用水量、人口、人均收入及用水设施的情况。依据居民的节水意识、用水设施的实际情况，从社会政策、工程节水和经济手段方面提出了可行的节水建议和对策。

关键词：农村居民生活用水;需水量;灰色模型

中图分类号：TV213.4文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）01-0066-03

Abstract： In recent years， with the development of poverty alleviation and new rural construction， the living environment and living standard of rural residents have been gradually improved， and the living water demand of residents has also shown an obvious upward trend. In order to improve the quality of centralized water supply in the village community， the annual water consumption， population， per capita income and water facilities of the target village community in the past ten years were investigated by field investigation. According to the residents' awareness of water saving and the actual situation of water use facilities， feasible water saving suggestions and countermeasures were put forward from the aspects of social policy， engineering water saving and economic means.

Keywords： domestic water use for rural residents;water demand;grey model

随着社会经济的不断发展，农村地区人们的生活水平显著提高，随着用水设备的完善，居民的生活用水量也在逐年增加。然而，农村地区普遍存在居民节水意识较弱、水资源利用率低的问题。长此以往，不仅造成供水过程中水资源和能源的大量浪费，而且导致供水量持续增长，供水系統负荷加重、可靠性降低。通过对基层村落实际情况进行走访调研，利用科学合理的模型对居民年需水量进行预测，并对用水现状进行分析，可以有效提高供水的科学性和安全性，并减少水资源浪费。相对于城市居民需水量的预测研究，对农村居民生活用水状况的研究较少，且以往的研究大多集中在用水行为的社会学和经济学研究方面。例如，方知等通过走访调查的方式分析研究了湖北农村地区居民生活用水量与家庭人均年收入、供水方式等可能影响因素间的相关性[1]。严岩等基于灰色模型，利用全国农村居民用水抽样调查结果，对农村生活用水影响因子进行灰色关联分析。结果表明，人均住房面积、人均收入和洗浴习惯是影响农村居民生活用水量最主要的因子[2]。黄梦婷等基于徐州市农村居民消费支出结构数据，从农民经济承受能力角度，运用扩展线性支出系统模型测算了不同时期农村居民的可承受水价标准[3]。目前，我国农村集中供水工程存在的主要问题为运营状况较差、效率低下、供水出现间断、安全性较低等[4]。针对农村居民生活水量预测研究的难点，即数据收集困难及居民自身素质对用水行为的不确定性影响的情况，本文对居民人均用水量状况进行了分析评价，最后对今后村社的节约用水，提高供水效率和可靠性提出了可行对策，为上级部门进一步提高农村居民供水水平和用水满意率，加强农村污水治理，构建社会主义新农村工作提供合理的示范和参考。

1 生活用水需求状况分析

1.1 生活用水利用现状分析

随着人们生活水平的不断提高，影响居民生活用水的因素也在不断增多。本研究中的村落位于河南省开封市，是我国典型的乡村环境。根据实际调查可知，该村落2009—2018年的出生率和死亡率相近，总人口基本维持在2 015～2 350人。相比于人口的变化，该村落的人均收入水平有较大增幅，从2009年的2 740元上升到2018年的4 850元，人均收入的大幅增加也暗示着该村生活水平显著提高。但是，水资源利用率低，人均生活用水量大的矛盾在将来会进一步加剧。该村2009—2018年用水量统计结果如表1所示。

1.2 节水对策

在广大乡村地区，由于信息不完备及居民自身能力有限，居民对水资源短缺现状认识不足，日常生活中的节水意识较弱[5]。针对该村落居民人均日生活用水定额消耗量较大的问题，有必要采取科学合理的手段改善居民的日常生活用水习惯，提高节水意识，以期达到合理的用水量，确保供水安全。节约用水对策如图1所示。

第一，提高节水意识，科学用水。随着社会经济的快速发展，以及城市化进程的不断推进，社会生产和生活对水资源的需求逐渐增加，但是我国的淡水资源极其有限。从图2可知，我国近几年的水资源总量呈先上升后下降的趋势，人均水资源量仅为2 077 m3，属于世界人均水资源占有量最贫乏的国家之一。而居民作为水资源消费的主体，由于缺乏相关的专业知识，对水资源现状认识不足，造成节水意识较为薄弱。因此，有必要在居民日常生活中加强节水宣传力度，在维持由村社免费供水的现状下，让居民科学合理地认识到水资源短缺的现状，在提高居民生活水平的同时，使其积极主动地参与到日常节水活动中，鼓励一水多用，提高生活用水的重复利用率，实现生活废水的零排放。

第二，在村落中加强节水建设。该村落为进一步完善基础设施建设，改善生产生活条件和居住环境，提高居民生活用水的质量和安全性，自2010年起开始通过管网由村社统一为居民供水。节水是提高水资源利用率最有效的措施之一，在加强基础建设的同时，在入户处大力推广和鼓励居民安装更换新型的节水器具。从图3可知，近年来，我国水司对管网发生漏损的现象进行管控，效果初显，漏损率呈下降趋势，因此应加强对铺设的输配水管网的巡查检修，及时修补存在跑冒滴漏问题的管段，提高输水效率，减少水流失量。同时，还应力争在精准扶贫的同时构建节水型社会主义新农村，做到在不影响居民正常、合理用水的前提下，节约水资源，促进水资源的永续利用。争在精准扶贫的同时构建节水型社会主义新农村，做到在不影响居民正常、合理用水的前提下，节约水资源，促进水资源的永续利用。

第三，采用经济措施对用水量加以调控。根据相关政策，并结合村社的集体经济情况，可以考虑在后期现有供水配套设备出现严重供水不足问题时，在尽可能保证广大居民利益的前提下对用户部分超出一定限额的用水征收相应水费，并实行阶梯水费制度，遏制不合理需水量，这对缓解用水高峰时期的水资源供需矛盾具有一定的现实意义。

2 基于灰色GM（1，1）模型的需水量预测方法分析

居民用水的影响因素较多，可以按照属性的不同将其分为外部因素和内部因素，外部因素主要包括环境、国家政策调控方式、居住环境、供水设施等，内部因素主要包括面对生活的心态等心理因素[6]。由此可知，对居民需水量的中长期预测是一个涉及多因素、多层次的复杂系统，而灰色系统是由我国学者邓聚龙教授在1982年3月首先提出来的。在灰色系统理论中，利用较少的或不确切的表示灰色系统行为特征的原始数据序列进行生成变换后建立的，用以描述灰色系统内部事物连续变化过程的模型，称为灰色模型（Grey Model），简称GM模型。其主要是通过少量的、不完全的数据信息，构建灰色预测模型，然后对研究对象作出一个模糊性的长期分析和描述。在利用灰色系统进行研究时，主要是从一个不甚明确的、整体信息不足的系统中抽象并建立起一个模型，该模型能使灰色系统的因素由不明确到明确，由知之甚少发展到知之较多提供研究基础。灰色系统理论是控制论的观点和方法延伸到社会、经济领域的产物，也是自动控制科学与运筹学数学方法相结合的结果。如果将灰色预测模型运用到居民需水量的预测分析中，不仅可以为供水企业提供参考的供水值，而且可以根据需水量的变化分析影响因素，这样一来，也可以有效分析国家政策的落实情况。同时，可以根据灰色模型预测的需水量值进行有效调控，及时对农村居民用水进行约束和控制，提高农村居民节约用水的意识。因此，将灰色GM（1，1）模型用于居民年生活用水量数据分析，对该村落未来10年的居民年需水量进行预测，就可以使供水企业根据居民生活的需水量及时调控供水量，也可以为国家制定相关政策提供参考。灰色模型应用广泛，主要是由于其具有如下特征。

①只需要4个以上数据就可以进行灰色模型构建，对于建模参数的需求量较少。

②不需要分析数据原始特征，通过有限次的生成就可以将无规则序列或服从任何分布的任意光滑离散的原始序列转化为有规则序列。

③灰色模型的构建是属于常系数性质的，参数分布是“灰”的，所以既可以保持原系统的特征，也可以较好地反映系统的实际情况，建模精度较高[7]。

3 结论

本文采用自下而上的方式，通过对基层村落的精准调研，分别从社会、工程和经济三个方面提出了可行性的建议，在农村居民用水和供水方面为上级部门开展扶贫攻坚、农村污水治理、构建社会主义新农村提供示范和参考。

参考文献：

[1]方知，李昂泽，杜遂，等.湖北省整治村庄生活用水量调查研究[J].中国农村水利水电，2018（2）：190-193.

[2]严岩，王辰星，张亚君，等.基于灰色模型的农村生活用水影响因子分析[J].水资源与水工程学报，2013（5）：50-53，58.

[3]黃梦婷，李建国，邵志一，等.农民用水户可承受的饮水安全水价定量研究[J].安徽农业科学，2018（33）：175-178.

[4]张金彪.对农村集中供水工程后期管理与维护存在问题的思考[J].科技风，2019（21）：192.

[5]陈英，唐晶，邱晓娜.民勤水资源短缺的农户感知：现状、特征与影响[J].干旱区资源与环境，2017（6）：14-19.

[6]钟方雷，郭爱君，蒋岱位，等.面向需水管理的居民用水行为研究进展[J].水科学进展，2018（3）：446-454.

[7]尹学康，韩德宏.城市需水量预测[M].北京：中国建筑工业出版社，2006：94-95.