我國未來宏觀水資源利用情況研究
——運用灰色預測模型

吳 俁 鐘小淼

（1.東北農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院生態(tài)學系，黑龍江 哈爾濱 150030；2.東北農(nóng)業(yè)大學經(jīng)濟管理學院農(nóng)林經(jīng)濟管理系，黑龍江 哈爾濱 150030）

水資源的開發(fā)利用一直深受世界各個國家的關(guān)注。健全的開發(fā)、配置、保護和管理體制，對社會的各方面發(fā)展有著重要的推動作用，對于我國進入經(jīng)濟新常態(tài)后的相關(guān)宏觀政策調(diào)控尤為重要。本文通過對2012—2016年我國水資源公報中的部分數(shù)據(jù)進行分析，并且利用灰色預測模型對我國未來水資源利用情況進行預測，針對預測結(jié)果提出相關(guān)建議。

1 全國水資源總量預測

通過查閱相關(guān)資料，筆者得到了2012—2016年全國用水總量及各部分用水總量，現(xiàn)根據(jù)已有年份的數(shù)據(jù)預測2020、2030年全國的用水總量。本文所使用的是預測模型，由于所能得到的數(shù)據(jù)并不多且直線分布并不明顯，因此不采用直線回歸模型進行預測。

本文所采用的預測模型為灰色預測模型?；疑A測所需要的數(shù)據(jù)量不用太大，對統(tǒng)計變量的分布方式也不做要求，是從無明顯規(guī)律的有限的數(shù)據(jù)中找出規(guī)律，綜合比較之后，可以看出此模型對于研究此問題比較合理。

進行總水量的預測時，不能只對用水總量數(shù)據(jù)進行梳理，應對各個部分用水都進行預測，最后將各個部分相加就可以得出總的用水量。

2 數(shù)學模型的建立與檢驗

2.1 建立灰色預測GM（1，1）模型

將已有的數(shù)據(jù)排列形成數(shù)組x0=[x0（1），x0（2），……，x0（n）],以其為數(shù)據(jù)列建立GM（1，1）模型如下：

其中a、b的值通過回歸分析的方法求解，得到的白化模型為：

解得：得到預測值：

然后得到相應的預測值：

2.2 檢測模型預測值

殘差計算公式如下：

2.3 運用數(shù)學工具對模型實現(xiàn)預測求解

為求得預測值，筆者借助數(shù)學工具MATLAB對其編程求解，將各部分數(shù)值依次代入代碼中進行運算，通過數(shù)學工具運行的結(jié)果為灰色模型預測的數(shù)值，根據(jù)計算結(jié)果，將預測值與原始值對比所得殘差最大的為0.034 7，最小的為0.002 5，都小于0.050 0，因此可得出預測的數(shù)據(jù)可靠性都在95%以上，有的部分可靠性超過99.7%。由此得出結(jié)論，此模型的擬合度非常高，計算出的數(shù)據(jù)也是十分可靠的。

2.4 分析與目標之間的偏差

證明完模型擬合度符合要求后，將使用此模型對我國未來15年的各部分用水量進行預測，將每年各部分的預測值相加，計算出當年的預測用水總量。通過MATLAB的計算將所得數(shù)據(jù)匯集到表1中，制成我國未來15年用水量預測表。

表1 我國未來15年預測用水量 億m3

分析表1數(shù)據(jù)可知，在灰色預測的模型下，生活用水總量呈平穩(wěn)上升趨勢，所占總用水量的比重越來越大；工業(yè)用水呈現(xiàn)的趨勢是穩(wěn)步下降，所占總比重越來越??；農(nóng)業(yè)用水量可能由于新型灌溉技術(shù)的引入和人們意識的提高，總用水量逐漸下降；人工生態(tài)環(huán)境用水呈現(xiàn)迅速增長趨勢，可能是由于人們越來越注重環(huán)境保護和對生活水平要求越來越高，導致環(huán)境補水用量越來越高。

3 我國未來水資源利用建議

3.1 繼續(xù)推行供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革政策

從所得的數(shù)據(jù)來看，2019—2030年全國總用水量一直控制在可控范圍之內(nèi)，并沒有超出所規(guī)定的最高限度。之所以會有這樣的情況發(fā)生，是因為工業(yè)和農(nóng)業(yè)方面的用水量都得到了有效的控制，工業(yè)通過技術(shù)的提升和水的重復利用減少用水量，農(nóng)業(yè)通過改變傳統(tǒng)的灌溉方式以及農(nóng)民自主意識來降低農(nóng)業(yè)用水量，由于這兩者用水量的減少，才使得總水量得到了有效控制。

正是由于我國所推行的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革政策，使得我國工業(yè)及農(nóng)業(yè)開啟了健康、良性的發(fā)展模式，改變了以往落后的生產(chǎn)方式，提高了生產(chǎn)效率，提高了水資源利用率，有助于我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3.2 對于生活用水及生態(tài)用水情況進行調(diào)控

未來我國的生活用水量和生態(tài)環(huán)境用水量都在不斷增加。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是人們對于資源節(jié)約的態(tài)度發(fā)生了變化，由于居民人均可支配收入的不斷增加，更多的居民開始追求生活品質(zhì)，對于各種資源的使用產(chǎn)生了浪費行為。雖然有觀點認為浪費可以對經(jīng)濟增長帶來促進作用，但是從長遠的角度來看，這并不具有持久性，應加大對于節(jié)約意識的宣傳，或者進行階梯水價的相關(guān)調(diào)整及采取其他配套措施來提高人們的節(jié)約意識。

此外，對于一些地區(qū)的人工濕地、湖泊應進行相應保護，美化環(huán)境也應做到因地制宜，尤其是對于缺水的地區(qū)應限制相關(guān)設施建設審批，對于利用效率低的相關(guān)設施及時進行改造或填埋，以保證水資源的節(jié)約利用。