研究城市化与城市水资源利用的关系 以浙江省为例

研究城市化与城市水资源利用的关系

——以浙江省为例

摘要：以浙江省为例对城市水资源的开发状况与城市化进程的相互关系进行了研究，并建

立了数学模型，以期为城市可持续发展战略决策提供科学的理论依据。

关键词：城市化水平合理利用水资源可持续发展

引言

城市是人类文明的标志，是人们经济、政治和社会生活的中心。城市化的程度是衡量一个国家和地区经济、社会、文化、科技水平的重要标志，也是衡量国家和地区社会组织程度和管理水平的重要标志。城市化是人类进步必然要经过的过程，是人类社会结构变革中的一个重要线索，经过了城市化，标志着现代化目标的实现。然而，仅仅看到城市化所带来的丰硕成果而赞叹不已、振臂高呼是远远不够的，城市化过程并不一定是一曲美妙的乐章，像很多进步一样，城市化过程中也夹杂着许多不和谐之音。

城市化对水资源会产生重大影响(使城市供水不足、影响工业生产和人民日常生活、导致地下水超采、引发一系列环境地质问题等)，因而研究城市水资源利用与城市化之间的关系势在必行，这对城市用水健康循环和保证城市可持续发展具有深远的战略意义。

研究方法和数据处理

城市化是一个复杂的动态过程，影响因素较多，而水资源的利用情况也同诸多因素有关，所以为了综合地反映城市化与水资源的关系，需要分别建立两个关于城市化和水资源的包含各自主要影响因素的综合性指标。这里我分别设置了城市化进程参数和水资源综合利用指数。

城市化进程参数

在影响城市化进程的诸因素中，由于城市化水平(以非农业人口计)、产业结构、服务设施、居民生活水平等4项指标具有代表性并具有易量化为数据变量的特点，因此选择上述4项指标反映城市化过程，通过函数关系构成代表城市化程度的综合性能指标——城市化进程参数。

Y=f(y1，y2，y3，y4)

式中 y1 城市化水平，即非农业人口/总人口

y2 第三产业生产总值/国民生产总值，用以代表城市产业结构合理化水平

y3 第三产业生产总值，用以代表城市服务设施水平

y4 城市居民消费水平，用以代表城市居民生活水平

现初步设定Y=y1·y2·y3·y4，以浙江省为例的各项数据统计见表1。

表1 浙江省城市化程度各项指标数值

年份y1 y2 y3（亿元）y4元Y lgY

1990 0.16 0.3 271.47 2235 29948.30 4.476372

2000 0.22 0.36 2236.12 3278 583321.69 5.765908

2005 0.28 0.399 5360.1 13843 8149491.19 6.91113

2006 0.28 0.4 6281.86 15837 11279341.45 7.052284

2007 0.29 0.406 7613.46 16986 15225513.82 7.182572

2008 0.30 0.41 8799.31 19002 20407119.07 7.309782

2009 0.30 0.431 9918.78 21204 27561126.18 7.440297

2010 0.31 0.435 12063.82 23655 38404510.79 7.584382

2011 0.31 0.439 14180.23 26856 52514284.79 7.720277

注：数据来源为《浙江省统计年鉴》

由表1数据作lgY随时间变化关系曲线见图1

图1 lgY随时间变化曲线

水资源综合利用指数

设想用某一综合性指标X或X的简单函数式来反映水资源的综合利用情况，即X=f(x1，x2，x3，x4，x5)其中x1、x2、x3、x4、x5分别选用目前城市水管理中具有较强代表性的参数，即

x1——100×年节水量/采水量

x2——100×水资源费总额/采水量

x3——100×工业用水重复利用率(含电力)

x4——万元产值用水量

x5——100×污水处理率

X ——城市水资源综合利用参数

初步设定X=x1·x2·x3·x5/x4，以河北省为例，将各项数据列于表2。

表2

年份x1 x2 x3 x4 x5 X lgX

1990 3.76 2.21 92.59 190.74 7.14 28.76 1.46

2000 5.35 2.90 92.90 168.40 11.42 97.67 1.99

2005 12.08 3.17 92.65 150.08 16.83 397.49 2.60

2006 10.75 3.14 93.74 143.45 19.38 427.62 2.63

2007 13.17 2.98 93.83 134.07 19.07 524.47 2.72

2008 29.19 3.46 93.68 126.26 27.10 2028.56 3.31

2009 22.28 4.42 95.15 118.18 30.54 2420.55 3.38

2010 18.17 6.24 95.59 98.78 31.13 3416.67 3.53

2011 25.99 9.07 97.69 94.02 34.78 8515.98 3.93

注：数据来源为《浙江省水利局》

由表2数据作X随时间变化关系曲线见图2。

由图可知X增长率随时间变化近似的符合指数增长或幂增长规律。

城市化与水资源内涵及二者之间的密切联系可由K1与lgX和K1与X的关系曲线(见图3、4)看出。

图3

图4

由图3、4可知，K1与lgY和K1与X的线性关系最为密切，并可分别写出二者的数学关系式K1=a+blgX 和K1=a+bX)，其中a和b 为直线方程中的参数。经数学演算拟合出二者的直线方程分别为： K1=3.103+0.53lgX，R1=0.970 6

K1=4.49+0.55×10-4X，R2=0.793 7

经比较相关系数R2＜R1，因此选用K1=3.103+0.53lgX作为反映水资源与城市化关系的相关曲线。由此不妨设K2=lgX为水资源综合利用指数(综合了城市用水、节水和污水处理等各项指标，具有典型代表性)，则