余灝哲　李麗娟　李九一

摘要：京津冀位于中國(guó)的“首都圈”，具有極其重要的戰(zhàn)略地位，而水資源短缺已成為嚴(yán)重制約京津冀經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的因素之一。利用2000-2016年京津冀水資源利用與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)等數(shù)據(jù)，首先基于變異系數(shù)、錫爾系數(shù)對(duì)京津冀用水?dāng)?shù)量、用水結(jié)構(gòu)與用水量效率進(jìn)行時(shí)空分析;其次采用灰色關(guān)聯(lián)法，探討了水資源利用類型與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)程度;在此基礎(chǔ)上，利用二次回歸模型分析了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水的影響，并且重點(diǎn)分析了城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生活用水量之間的關(guān)系。結(jié)果表明：（1）京津冀地區(qū)受經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、發(fā)展條件等因素影響，各城市間用水類別空間差異較大，尤其是生活用水量與工業(yè)用水量空間不均衡度加劇，空間差異明顯;（2）京津冀地區(qū)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)與水資源利用類型之間存在較高的關(guān)聯(lián)度，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)水資源利用量的關(guān)聯(lián)度最大;北京市生活用水量受城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響顯著，天津市則為工業(yè)用水量，河北省為工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水量。（3）京津冀地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與各用水量之間存在較優(yōu)的回歸關(guān)系（p<0.01），其中北京市、天津市生活用水量增速最快，而水價(jià)的提升并未起到對(duì)該地區(qū)生活用水量的抑制與減少作用。

關(guān)鍵詞：水資源利用;城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展;空間差異分析;灰色關(guān)聯(lián);回歸分析;京津冀

中圖分類號(hào)：TV213文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract：Beijing-Tianjin-Hebei region，located in the "capital circle" of China，has an extremely important strategic position.The shortage of water resources has become one of the factors that seriously restrict its economic and social developments.Based on the data of water resources utilization and urban economic development from 2000 to 2016，this study firstly investigated the spatiotemporal variations of quantity，structure and efficiency of water resources in Beijing-Tianjin-Hebei region with coefficient of variation and the Theil coefficient.Secondly，the grey correlation method was used to explore the correlation degree between the types of water resources utilization and the indicators of urban economic development.Thirdly，the quadratic regression model was adopted to analyze the impacts of industrial structure upon agricultural and industrial water，focusing on the relationship between urban economic development and domestic water consumption.The results showed that：（1）There was a large spatial difference in water use between the Beijing-Tianjin-Hebei region，especially in the spatial imbalance between domestic water consumption and industrial water consumption，due to regional economic and development levels;（2） There was a high correlation between the index of urban economic development and the types of water resources utilization in Beijing-Tianjin-Hebei region，and the industrial structure had the greatest correlation with water resources utilization.Beijing′s domestic water consumption was significantly affected by urban economic development，while Tianjin′s was by the industrial water consumption，and Hebei was by the industrial and agricultural water consumption;（3） There was a better regression relationship between industrial structure and water consumption in Beijing-Tianjin-Hebei region （p<0.01），among which Beijing and Tianjin had the fastest growth rate of domestic water consumption，while the increase of water price has not played a role in restraining and reducing domestic water consumption in this region.

Key words：water resources utilization;urban economic development;spatial difference;grey-correlation;regression analysis;the Beijing-Tianjin-Hebei region

水資源是人類社會(huì)不可或缺的重要資源，水資源與城市的興起、發(fā)展關(guān)系緊密。一方面伴隨著城市化的進(jìn)程，城市范圍逐步擴(kuò)張，人口向城市集聚，產(chǎn)業(yè)數(shù)量與類型劇增，勢(shì)必對(duì)水資源的需求量加大，形成供不應(yīng)求的局面;另一方面，為了繼續(xù)保持經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，通過(guò)不斷擠占生態(tài)環(huán)境用水、超采地下水等來(lái)填補(bǔ)城市用水缺口，并且工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)的廢污水排放量增大，水污染的外部不經(jīng)濟(jì)性反過(guò)來(lái)又將影響或阻礙城市的發(fā)展[1-2]。

水資源利用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系的研究一直以來(lái)受到學(xué)界的廣泛關(guān)注，主要研究?jī)?nèi)容集中在以下幾個(gè)方面：城鎮(zhèn)化進(jìn)程中用水特征、用水結(jié)構(gòu)時(shí)空分析[3-4];用水指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)關(guān)聯(lián)度、耦合度等研究[5-6];水資源利用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的和諧度、匹配度分析[7-9];水資源利用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間脫鉤分析[10-11];基于庫(kù)茲涅茨曲線的水資源-水環(huán)境擬合評(píng)價(jià)分析[12-13];基于空間計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型的水資源利用效率評(píng)價(jià)[14-15]等。目前針對(duì)京津冀地區(qū)城市水資源的研究主要圍繞著用水結(jié)構(gòu)分析、水資源配置、水資源承載力等研究[16-19]，而對(duì)不同用水類型與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間定量關(guān)系研究相對(duì)較少。京津冀地區(qū)是我國(guó)人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)擾動(dòng)強(qiáng)度最大、水資源承載壓力最大、水資源安全保障難度最大的地區(qū)之一，京津冀地區(qū)多年平均水資源量不足全國(guó)平均的1%，人均水資源量?jī)H為全國(guó)平均值的1/9，以占全國(guó)0.63%的水資源量，生產(chǎn)了全國(guó)10.1%的GDP，承載著全國(guó)8.1%的人口，水資源條件與經(jīng)濟(jì)社會(huì)布局極不相稱，水資源問(wèn)題十分突出[20-21]。因此，亟需科學(xué)認(rèn)識(shí)京津冀地區(qū)水資源與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的相互關(guān)系，有效解決由城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源造成的負(fù)效益，做到水資源與城市發(fā)展和諧共生。這不僅是面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，更是學(xué)界關(guān)于大型城市群水資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展和諧共生的科學(xué)命題。

為此，本研究利用變異系數(shù)、錫爾系數(shù)、灰色關(guān)聯(lián)、回歸分析等方法，定量分析京津冀地區(qū)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素與水資源利用間的相互關(guān)系，揭示水資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)之間矛盾，以期為區(qū)域水資源可持續(xù)開發(fā)利用與管理提供分析依據(jù)與參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 空間差異分析法

（1）變異系數(shù)。

變異系數(shù)[22-24]是衡量某類數(shù)據(jù)中各觀測(cè)值變異程度的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量，能夠反映某項(xiàng)指標(biāo)偏離總體平均狀態(tài)的差異，計(jì)算公式如下：

（2）錫爾系數(shù)。

錫爾系數(shù)又稱錫爾熵[24]，最早是由Theil和Henri提出來(lái)的，原本用來(lái)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、收入分配等均衡（不均衡）狀況進(jìn)行定量化描述，計(jì)算公式如下：

1.2 灰色關(guān)聯(lián)分析法

灰色關(guān)聯(lián)分析[25-27]是由著名學(xué)者鄧聚龍教授首創(chuàng)的一種分析方法，其基本思想是通過(guò)因素之間發(fā)展趨勢(shì)的相似或相異程度，即“灰色關(guān)聯(lián)度”作為衡量因素間關(guān)聯(lián)程度的一種方法，主要計(jì)算過(guò)程如下。

（1）確定分析數(shù)列。

確定反映系統(tǒng)行為特征的參考數(shù)列和影響系統(tǒng)行為的比較數(shù)列。反映系統(tǒng)行為特征的數(shù)據(jù)序列，稱為參考數(shù)列。影響系統(tǒng)行為的因素組成的數(shù)據(jù)序列，稱比較數(shù)列。

（2）無(wú)量綱化處理。

由于系統(tǒng)中各因素列中的數(shù)據(jù)可能因量綱不同，因此在進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析時(shí)，一般都要進(jìn)行數(shù)據(jù)的無(wú)量綱化處理。

（3）計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)。

1.3 回歸分析法

回歸分析指的是確定兩種或兩種以上變量間相互依賴的定量關(guān)系的一種統(tǒng)計(jì)分析方法。在本研究中文中，主要利用回歸模型構(gòu)建了用水類型與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。

1.4 指標(biāo)構(gòu)建與數(shù)據(jù)來(lái)源

用水類型遵循水資源公報(bào)的類別劃分，即農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水及生態(tài)用水。城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)，主要從城市化進(jìn)程、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r及居民生活水平等四個(gè)方面來(lái)考慮[21，28-31]，具體指標(biāo)見圖1。

2 結(jié)果與分析

2.1 京津冀水資源利用時(shí)空差異分析

2.1.1 用水總量分析

將京津冀13個(gè)城市的用水量數(shù)據(jù)進(jìn)行空間差異計(jì)算，其錫爾系數(shù)、變異系數(shù)變化見圖2、圖3。由圖2、圖3可得，生活用水量躍升為第一位，并且逐漸遞增;工業(yè)用水量先有一個(gè)急劇下降的階段，后期逐漸平穩(wěn);農(nóng)業(yè)用水量和[HJ2.2mm]用水總量變化不明顯。生活用水量反映的是城市人口規(guī)模的空間不均衡，北京、天津作為首都與直轄市，城市基礎(chǔ)設(shè)施、醫(yī)療、教育等條件優(yōu)越，人口不斷涌向這兩個(gè)地市，導(dǎo)致其生活用水量不斷增加并與其他城市拉開差距，，表現(xiàn)出空間差異大的特征。工業(yè)用水量的空間均衡性之所以先提升后保持穩(wěn)定，一方面由于一些工業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)好的城市不斷通過(guò)技術(shù)革新、產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造等途徑實(shí)現(xiàn)了工業(yè)用水的下降，并且保持平穩(wěn);另一方面，早期一些工業(yè)欠發(fā)達(dá)的城市，通過(guò)不斷提升工業(yè)規(guī)模，從而增加了工業(yè)用水量。

2016年京津冀地區(qū)城市群用水總量為248.6億m3，與2000年相比，用水總量下降了12.3%，2000-2005年的平均變化率為-1.7%，2006-2010年的平均變化率為-0.6%，2011-2016年為-0.1%，在此階段用水量基本保持穩(wěn)定。京津冀地區(qū)發(fā)展歷史早、產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)、人口稠密，對(duì)水資源的需求量極大，而京津冀地區(qū)多年平均降水量?jī)H為526 mm，人均水資源量為218 m3，僅為全國(guó)平均值的1/9，遠(yuǎn)低于國(guó)際公認(rèn)的人均500 m3的極度缺水標(biāo)準(zhǔn)，水資源本底數(shù)量不足，水資源開發(fā)利用率高。用水量的變化是與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r緊密相關(guān)，2011年以后用水總量平均值為251.4億m3，表明水資源利用已進(jìn)入零增長(zhǎng)階段，即在水資源極度短缺和水資源開發(fā)利用率極高的條件下，京津冀各城市通過(guò)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)改造，淘汰高耗水的產(chǎn)業(yè)，發(fā)展節(jié)水產(chǎn)業(yè)，提高水資源的循環(huán)利用率等途徑來(lái)控制用水量，使得水資源利用能夠滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與水資源利用可持續(xù)發(fā)展。

2.1.2 用水結(jié)構(gòu)分析

2000年京津冀用水總量為283.4億m3，北京、天津、河北省占比為14∶8∶78，2016年為248.6億m3，占比分別為16∶11∶73，用水總量下降了12.2%，其中北京用水總量從2000年的40.4億m3下降到2016年的38.8億m3，天津市由2000年的22.6億m3增長(zhǎng)到27.2億m3，河北省由2000年的219.3億m3下降為2016年的182.5億m3，變化率為-16.7%，河北省對(duì)京津冀地區(qū)用水總量的下降貢獻(xiàn)率最大。依據(jù)京津冀各城市2000-2016年用水結(jié)構(gòu)的特征，可以將京津冀地區(qū)各城市劃分為以下3類：

第一類是農(nóng)業(yè)用水占主導(dǎo)的城市，主要包括河北省下轄的所有地市，各城市農(nóng)業(yè)用水比重均高于60%，按照工業(yè)用水與生活用水的比例大小可進(jìn)一步細(xì)分，具體情況見表1。

第二類生活用水占主導(dǎo)的城市：北京市。北京市生活用水量自2000年開始一直高于工業(yè)用水量，并在2005年超越農(nóng)業(yè)用水量。2016年北京市生活用水量是農(nóng)業(yè)用水量的2.9倍，是工業(yè)用水量的4.8倍。

第三類是生活用水與工業(yè)用水共同主導(dǎo)的城市：天津市。天津市2012-2016年平均農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水量和生活用水比例分別為47.6%、21.4%、20.4%，工業(yè)用水與生活用水量相當(dāng)。

2.1.3 用水效率分析

將京津冀13個(gè)城市的萬(wàn)元GDP用水量、萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量、萬(wàn)元農(nóng)業(yè)增加值用水量進(jìn)行錫爾系數(shù)、變異系數(shù)計(jì)算，結(jié)果見圖4、圖5。萬(wàn)元GDP用水量是一種綜合反映用水效率的指標(biāo)，表征了經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水效率的整體狀況，從數(shù)值的絕對(duì)值來(lái)看，萬(wàn)元GDP用水量錫爾系數(shù)和變異系數(shù)均最大，表明在空間上分布不均衡、地區(qū)之間地區(qū)差異大。從變化趨勢(shì)分析，萬(wàn)元GDP用水量的兩種系數(shù)呈現(xiàn)遞增態(tài)勢(shì);萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量波動(dòng)變化較大，期間在2000-2003年先是一個(gè)遞減趨勢(shì)，2003-2008年為遞增態(tài)勢(shì)，2008年以后呈現(xiàn)遞減趨勢(shì);萬(wàn)元農(nóng)業(yè)增加值用水量呈現(xiàn)小幅度的遞增趨勢(shì)。

2.2 城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)與水資源利用類型關(guān)系分析

2.2.1 灰色關(guān)聯(lián)度分析

基于圖1構(gòu)建的指標(biāo)體系，利用灰色關(guān)聯(lián)分析方法分別計(jì)算了京津冀城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)與水資源利用量之間的相互關(guān)聯(lián)性，結(jié)果見圖6、圖7。

（1）分析城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)對(duì)水資源利用量的關(guān)聯(lián)度。由圖6可知，第三產(chǎn)業(yè)比[HJ2mm]重與城市化率對(duì)北京市水資源利用量的灰色關(guān)聯(lián)度為0.81、0.74，可見這兩項(xiàng)指標(biāo)對(duì)北京市水資源利用量影響程度最大。影響天津市水資源利用量最大的指標(biāo)為第二產(chǎn)業(yè)比重（0.61）、第三產(chǎn)業(yè)比重（0.68）與城市化率（0.71）。河北省則有所不同，其中第一產(chǎn)業(yè)比重（0.67）、第二產(chǎn)業(yè)比重（0.78）是影響河北省最大的兩個(gè)指標(biāo)因素。綜合分析得到，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標(biāo)對(duì)水資源利用量的關(guān)聯(lián)度最大。

（2）分析水資[HJ2mm]源利用類型對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度。由圖7可知，北京：生活用水（0.88）>工業(yè)用水（0.70）>農(nóng)業(yè)用水（0.61）>生態(tài)用水（0.48）。天津：工業(yè)用水（0.83）>生活用水（0.77）>農(nóng)業(yè)用水（0.72）>生態(tài)用水（0.49）。河北：工業(yè)用水（0.79）>農(nóng)業(yè)用水（0.76）>生活用水（0.75）>生態(tài)用水（0.33）。之所以京津冀三省市灰色關(guān)聯(lián)度不同，是由于不同的用水類型與不同的城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展是相互對(duì)應(yīng)的，一方面經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展會(huì)對(duì)用水量產(chǎn)生影響，反過(guò)來(lái)，不同類型的用水變化能夠反映經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變化。北京市生活用水（0.88）對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度最高，表明生活用水受到城市發(fā)展影響最大，生活用水量的變化能夠反映城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變化。目前北京市水資源緊張、用水壓力大，生活用水量占據(jù)首位，如果通過(guò)轉(zhuǎn)移人口、調(diào)整用水政策、水價(jià)等手段可以減少生活用水量，進(jìn)而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)，就能使區(qū)域向可持續(xù)發(fā)展的方向轉(zhuǎn)變。天津市工業(yè)用水（0.83）對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度最高，表明工業(yè)用水受到城市發(fā)展影響最大。河北省的工業(yè)用水（0.79）、農(nóng)業(yè)用水（0.76）則灰色關(guān)聯(lián)度最高，表明河[HJ]北省城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)工農(nóng)業(yè)用水影響較大。

2.2.2 水資源利用與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展回歸分析

通過(guò)3.2.1小節(jié)的灰色關(guān)聯(lián)分析得到，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)水資源利用的影響較大，關(guān)系緊密。因此，在本小節(jié)將利用回歸模型對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與水資源利用類型進(jìn)行分析。此外，京津冀生活用水量呈現(xiàn)明顯的遞增，成為用水量的大戶，生活用水量與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密相關(guān)，因此也將對(duì)關(guān)系進(jìn)行分析研究。

（1）農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對(duì)農(nóng)業(yè)用水的影響。

將2005-2016年第一產(chǎn)業(yè)比重作為自變量，農(nóng)業(yè)用水量作為因變量，基于Eurequa軟件進(jìn)行曲線擬合，該軟件可以同時(shí)擬合不同類型的函數(shù)，并返回各擬合函數(shù)的方程表達(dá)式，以及各方程的決定系數(shù)、相關(guān)系數(shù)、均方根誤差、方程復(fù)雜度等指標(biāo)，供研究參考。本研究通過(guò)不斷嘗試，從決定系數(shù)、相關(guān)系數(shù)、均方根誤差、方程復(fù)雜度等綜合考慮，構(gòu)建了二次函數(shù)回歸模型，結(jié)果見圖8。

由圖8可得，北京、天津和河北的第一產(chǎn)業(yè)比重都是逐年減少，伴隨第一產(chǎn)業(yè)比重降低，農(nóng)業(yè)用水量也呈現(xiàn)遞減態(tài)勢(shì);造成農(nóng)業(yè)用水減少的原因，一是通過(guò)降低農(nóng)業(yè)種植面積，從而減少農(nóng)業(yè)用水量;二是通過(guò)優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，減少高耗水型作物種植比例，間接減少了農(nóng)業(yè)用水量。

北京市第一產(chǎn)業(yè)比重最低，2016年僅為全市GDP的0.51%，農(nóng)業(yè)用水量為6億m3，北京市經(jīng)濟(jì)主要以高附加值的第三產(chǎn)業(yè)為主，農(nóng)業(yè)種植面積逐年減小，農(nóng)業(yè)比重降低，因此農(nóng)業(yè)用水量逐年遞減。天津市的變化與北京市相類似，2010年以前，遞減變率較大，2010年以后第一產(chǎn)業(yè)比重基本維持在1.34%，遞減變率變小，表明天津市第一產(chǎn)業(yè)基本維持在瓶底期。2005年以來(lái)，河北省農(nóng)業(yè)比例也在逐年下降，使得農(nóng)業(yè)用水遞減。但是一方面由于體量大，農(nóng)業(yè)用水量仍然居高;另一方面，由于河北省冬小麥的種植面積較大，但該地區(qū)降水主要集中在夏季，而冬小麥種植主要依靠超采地下水灌溉，是造成區(qū)域地下水超采的主要原因。另外，河北省農(nóng)業(yè)用水存在浪費(fèi)也是一個(gè)原因，2016年河北省農(nóng)業(yè)有效灌溉面積4 457.6千hm2，而高效節(jié)水灌溉面積僅為1 800千hm2，大水漫灌現(xiàn)象還比較普遍，灌溉水有效利用系數(shù)為0.67，與發(fā)達(dá)國(guó)家0.7～0.8的水平還具有一定差距。因此，河北省在調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)水資源高效利用等方面仍亟待加強(qiáng)與提升。

（2）工業(yè)結(jié)構(gòu)變化對(duì)工業(yè)用水的影響。

分別選擇2005-2016年第二產(chǎn)業(yè)比重、規(guī)模以上工業(yè)增加值（以下簡(jiǎn)稱工業(yè)增加值）與工業(yè)用水量做回歸分析，結(jié)果見圖9。北京市工業(yè)用水量伴隨第二產(chǎn)業(yè)比重下降而下降，在2008-2014年期間，出現(xiàn)了比較明顯的“團(tuán)簇”現(xiàn)象，即第二產(chǎn)業(yè)比重在此期間穩(wěn)定在21.31%～23.33%，變化率不大，而工業(yè)用水量也停滯在5.08億m3上下波動(dòng)，這反映了一個(gè)過(guò)程，在前期，通過(guò)轉(zhuǎn)移與關(guān)停重化工等高耗水的產(chǎn)業(yè)，從而使得工業(yè)用水呈現(xiàn)快速下降，但是當(dāng)下降到一定階段時(shí)候，出現(xiàn)了瓶頸期，工業(yè)用水下降速率變緩，當(dāng)?shù)诙a(chǎn)業(yè)比重下降到20%以下時(shí)，工業(yè)用水量也相應(yīng)陡坡式下降到3.8億m3;工業(yè)增加值與工業(yè)用水量也呈現(xiàn)類似的變化。河北省工業(yè)用水量在2005-2014年變化呈現(xiàn)一種波動(dòng)式下降的趨勢(shì)，總體上是遞減，但在小范圍內(nèi)波動(dòng)，造成這種情況的原因可能是由于河北省比較獨(dú)特的工業(yè)結(jié)構(gòu)，河北的高耗水產(chǎn)業(yè)比重較大，鋼鐵、化工、火電等高耗水行業(yè)占65%以上，粗鋼、成品鋼和生鐵的產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的25%以上，焦炭產(chǎn)量占全國(guó)的14%，工業(yè)水資源利用效率較低，因此河北省在這樣較短時(shí)間段內(nèi)想要徹底淘汰一些高耗水的產(chǎn)業(yè)比較困難，但是從外部經(jīng)濟(jì)形勢(shì)來(lái)看，為了可持續(xù)發(fā)展就必須得萎縮或者優(yōu)化一些高耗水的重工業(yè)。

天津市則有所不同，天津市的第二產(chǎn)業(yè)比重逐年降低，但是工業(yè)用水量則是上升，從工業(yè)增加值與工業(yè)用水量來(lái)也印證了這一變化，即工業(yè)用水量是從曲線底部開始緩慢增加，這就說(shuō)明天津市工業(yè)節(jié)水空間開始萎縮，但是工業(yè)產(chǎn)值是逐年增加的，工業(yè)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，從而引起用水量的增加。

（3）城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)對(duì)生活用水量的影響。

生活用水量的變化受城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響較大，因此為了更加清晰的反映生活用水量的變化特征，故選取城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子中的第三產(chǎn)業(yè)比重、城市化率、人均GDP與城鎮(zhèn)居民可支配收入四項(xiàng)指標(biāo)與生活用水量進(jìn)行回歸分析，結(jié)果見圖10。各回歸因子與生活用水量之間均存在擬合度較高的回歸關(guān)系，更加表明經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生活用水量之間關(guān)系最緊密，對(duì)生活用水量的變化影響較大，其中北京市的擬合度最優(yōu)，擬合優(yōu)度R2均高于0.87。

生活用水在所有供水中是首要滿足的，但是在日常生活中，城市水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象比比皆是，給原本嚴(yán)峻的水資源供給形勢(shì)增加了負(fù)擔(dān)。水價(jià)能夠從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度反映了一個(gè)城市生活用水量的變化，一般情況下當(dāng)區(qū)域供水豐盈時(shí)，水價(jià)相對(duì)較低;相反，當(dāng)水資源供給緊張時(shí)，用水需求增大時(shí)，水價(jià)會(huì)隨之提升，因此，再選取水價(jià)與生活用水量進(jìn)行分析[32-34]（由于河北省各地市水價(jià)資料不全，暫未分析河北省），結(jié)果見圖11。

由圖11可得，天津市的隨著水價(jià)升高，生活用水量有所下降，但隨著水價(jià)的繼續(xù)升高反而用水量劇增。北京市則表現(xiàn)的更為顯著，水價(jià)的抬升并未阻止生活用水量的增加。由此看可以看出北京、天津居民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)好，可支配收入高，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展改變了居民的生活方式、影響了居民的用水觀念，這兩個(gè)城市居民生活要求質(zhì)量高，除了滿足正常的用水基本需求外，也更注重了高層次的用水享受，因此，水價(jià)的增加并未給其經(jīng)濟(jì)上帶來(lái)較大的負(fù)擔(dān)，所

以他們的用水行為是需求大于經(jīng)濟(jì)成本，所以單純通過(guò)上調(diào)水價(jià)并未對(duì)這兩個(gè)地區(qū)產(chǎn)生較大影響，也反映出城市在制定水價(jià)方面還存在漏洞。

3 結(jié)論與政策建議

3.1 結(jié)論

（1）基于錫爾系數(shù)、變異系數(shù)計(jì)算分析，京津冀地區(qū)各用水類型空間變異程度不同，其中生活用水量空間不均衡性與差異性最大，工業(yè)用水量的空間不均衡性有減小的趨勢(shì)，表明用水量的變化是與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r緊密相關(guān)。針對(duì)不同城市的用水結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將京津冀地區(qū)各城市劃分出農(nóng)業(yè)用水占主導(dǎo)、生活用水占主導(dǎo)、生活用水與工業(yè)用水共同主導(dǎo)等類別。伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步等，京津冀地區(qū)用水效率普遍快速提升，用水效率的空間分布差異呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，其中萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量的空間差異較大，波動(dòng)起伏明顯，萬(wàn)元GDP用水量后期總體持穩(wěn)，萬(wàn)元農(nóng)業(yè)增加值用水量變化幅度不大。

（2）基于灰色關(guān)聯(lián)分析，京津冀水資源利用與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)之間有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對(duì)水資源利用量影響最大;北京市生活用水量受到城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響最大，天津市為工業(yè)用水量，河北省則為工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水量。

（3）基于回歸擬合，京津冀地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與水資源利用類型之間均存在較優(yōu)的回歸關(guān)系。北京、天津市生活用水量在城市發(fā)展的過(guò)程中受到城鎮(zhèn)居民收入水平、人均GDP等指標(biāo)的影響較大，決定其居民生活用水量的多寡主要取決于需求行為，水價(jià)的提高并未直接起到抑制用水量、節(jié)約用水等作用，這也反映出城市水價(jià)仍存在一些問(wèn)題。

3.2 政策建議

（1）以水定城、以水定產(chǎn)的核心就是要把水資源作為剛性前置約束條件，重視水資源—水生態(tài)——水環(huán)境承載力，充分依據(jù)城市水資源稟賦，控制城市發(fā)展規(guī)模，確定空間布局，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)城市的良性運(yùn)行和可持續(xù)發(fā)展。北京市、天津市是首都圈中最為重要的兩座城市，吸引大量的外來(lái)人口，因此該區(qū)域的水資源供需矛盾日益尖銳，以水定城就是根據(jù)城市水資源條件，合理控制北京、天津城市規(guī)模，逐步將人口向外圍周邊區(qū)域引導(dǎo)疏散。天津市在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，充分考慮城市水資源利用水平，發(fā)展低耗水、節(jié)水產(chǎn)業(yè)、逐步改造或淘汰高耗水產(chǎn)業(yè)。

（2）河北省農(nóng)業(yè)用水比例較高，尤其是冬小麥的種植面積大，抽取地下水進(jìn)行灌溉現(xiàn)象普遍，導(dǎo)致灌溉水有效利用系數(shù)不高，因此河北省在調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)水資源高效利用等方面仍亟待加強(qiáng)與提升，因地制宜發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，不斷優(yōu)化升級(jí)種植結(jié)構(gòu)。

（3）重新審視現(xiàn)有水價(jià)的不足，科學(xué)制定更加具有彈性的水價(jià)，因地制宜，充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)杠桿作用，推進(jìn)節(jié)約用水。從以上分析得到，北京、天津等大城市，由于城市整體經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)好、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，因此定居在該城市居民可支配收入水平較高，現(xiàn)有水價(jià)并沒(méi)有很好起到節(jié)水。從經(jīng)濟(jì)學(xué)需求理論來(lái)看，水價(jià)的升高能抑制城市居民生活用水量，但是反觀用水現(xiàn)狀，生活節(jié)水收效甚微，這暴露出現(xiàn)有水價(jià)的制定存在滯后與不匹配性。因此必須要綜合考慮不同地域的經(jīng)濟(jì)條件基礎(chǔ)、居民用水行為等因素，深入研究不同城市水價(jià)與水消耗的內(nèi)在關(guān)系以及定價(jià)的福利影響，科學(xué)制定更具有彈性的水價(jià)制度，做到因地制宜。此外，對(duì)居民進(jìn)行節(jié)水宣傳與節(jié)水教育亟待進(jìn)行，這能從源頭起到節(jié)水效果。因此可以將節(jié)水教育納入作為大中小學(xué)的教育課程，培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)水意識(shí)，從而帶動(dòng)全社會(huì)，最終培養(yǎng)與形成全民節(jié)水習(xí)慣、節(jié)水意識(shí)。

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