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京津冀生態環境用水相關因素分析及趨勢預測

文檔作者：張治倩1，楊志霞2，楊敏1 文檔來源： 1.海河水利委員會水文局 2.河北省水文水資源勘測局		點擊數：	更新時間： 2025年03月04日
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2018年2月
收稿日期：2017-10-12
作者簡介：張治倩（1985-），女，工程師，主要從事水資源監測工作。
DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2018.01.002
京津冀生態環境用水相關因素分析及趨勢預測
張治倩1，楊志霞2，楊敏1
（1.海河水利委員會水文局，天津300170；
2.河北省水文水資源勘測局，河北石家莊050031）
摘要：為研究京津冀地區生態環境用水量的影響因素及變化趨勢，選取人口數量、綠化覆蓋率、降水量、溫度和相
對濕度5 個因素，利用SPSS 軟件進行相關性分析，可知該地區生態環境用水量與人口和綠化覆蓋率呈顯著正相關；
并由SPSS 軟件中的多元逐步回歸法得到京津冀生態環境用水量的預測方程，預測未來幾年隨著該地區人口和綠化
覆蓋率的增長，生態環境用水量也將呈現一定的增長趨勢。最后，針對該地區日益匱乏的水資源形勢，提出優化生
態環境用水的相關措施。
關鍵詞：京津冀；生態環境用水；相關因素；趨勢分析
中圖分類號：TV212.2 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7328（2018）01-0004-04
京津冀地區是我國的政治文化中心，也是我國
北方經濟規模最大、最具活力的地區，總面積為21.8
萬km2，人口1.1億多。該地區屬溫帶半濕潤半干旱
季風氣候區，多年平均年降水量為549 mm，多年平
均水資源總量為250億m3，人均占有水資源量僅為
全國平均水平的1/9，嚴重低于國際公認的人均1000 m3
的缺水警戒線[1]，屬于水資源嚴重匱乏地區之一。
由于京津冀地區缺水形勢嚴峻，地下水和地表
水資源過度開發利用，水資源供需矛盾加劇，多年來
以環境為代價的經濟發展模式導致水生態環境不斷
惡化。海水入侵、地下水位降落漏斗不斷擴大、河流
枯竭、水污染嚴重等水環境問題威脅著當地居民的
生活生產安全，制約了經濟社會的穩定和發展[2]。
隨著最嚴格水資源管理制度的實施，區域用水總量
控制不斷加強，在總用水量一定的情況下，生產和生
活用水擠占生態環境用水，將會影響生態系統平衡
并使生態環境惡化，最終激化生態環境用水和經濟
用水（生產用水）間的矛盾[3]。因此，對該地區生態
環境用水狀況及影響因素進行分析研究，具有十分
重要的意義。
1 生態環境用水趨勢分析
1.1 生態環境用水內涵
多年以來，國內外對生態環境需水量的研究較
多，美國最早于20世紀40年代提出相關理論，國內
研究始于20世紀80年代末期。然而，生態環境用水
與生態環境需水的概念并不相同，生態環境用水是
從人工供水的角度來研究生態系統與水資源間的關
系[4]。在美國，環境用水指服務于魚類和其它野生
動物、娛樂及其它美學價值的水資源需求，主要包括
河流的基本流量、河道內用水、濕地需水以及海灣和
三角洲的流量[5]。國內對于生態環境用水的界定也
不完全統一，目前，普遍認同的生態環境用水是指為
維護生態環境系統的結構和功能，在天然生態保護
和人工生態建設過程中的用水，主要分為河道內生
態環境用水和河道外生態環境用水[6]。河道內生態
環境用水是指為維持河流、湖泊（水庫）等的自然生
態功能所用水量，河道外生態環境用水是指為維持
陸域生態環境服務功能所用水量，主要包括城鎮環
境用水量和農村生態用水量[7]。
本文中的生態環境用水只包括人為措施提供
的維護生態環境的水量，不包括降水、徑流自然滿
足的水量，分為城鎮環境補水（含河湖補水和綠
化、清潔用水）和農村生態補水（指對湖泊、洼淀、
沼澤等的補水）。
1.2 生態環境用水趨勢
2000年以來，隨著對生態環境用水研究的不斷
深入以及人們對生態環境需求的不斷提高，2003-
2015年間京津冀地區的生態環境用水量呈現逐年
穩定增長的趨勢（如圖1所示），由2003年的1.57億m3
增長到18.33 億m3，占該地區用水總量的比例由
· 4 · 海 河 水 利
萬方數據
2018.No.1
0.6%上升到7.3%。2008年生態環境用水量較前一
年增長較快，增長率達到58%，主要原因是2008年
北京市舉辦奧運會，加大了對生態景觀的補水；其次
2015年生態環境用水量的增長率為27%，三地中增
長最快的是北京市，增長率達44%，因南水北調中線
通水后，北京市利用南水北調的水向中心城區河湖
補充清水，以改善河湖水質，促使地下水位下降速率
減緩。值得一提的是，京津冀地區生態環境用水量
中地下水量的比例為10%～40%，并且這一比例呈
現逐年減小的趨勢，這與近年來我國加強對地下水
資源的保護并采取一系列措施有關。
北京市生態環境用水量占京津冀生態環境用水
量的比重最大，為44%～60%；河北省次之，所占比
重為20%～45%；天津市所占比重為8%～22%。
2 相關因素分析及趨勢預測
2.1 研究方法
2.1.1 分析方法
京津冀生態環境用水量服從正態分布，采用
SPSS軟件中的多元線性逐步回歸法分析生態環境
用水量（設為因變量）與影響因素（設為自變量）之間
的線性相關性。SPSS（Statistical Product and Service
Solutions）軟件作為一種數學統計軟件，具有界面友
好、功能強大的優點，具備完善的數據定義、操作管
理和開放的數據接口以及靈活而美觀的統計圖表制
作功能[8,9]。
逐步回歸法是針對多個自變量建立最優回歸方
程的統計方法，是基于前進法和后退法的一種綜合
算法。具體的做法是依前進法將變量逐個引入，但
在引入第3個變量之后的每一步，增加依后退法對
先前已引入變量的剔除[10]。這樣不斷引入和剔除自
變量，直至不能引入也不能剔除自變量，經反復篩
選，最終僅保留與因變量有關的自變量，從而建立回
歸方程，被選取進入回歸模型的自變量對因變量的
預測力均達到顯著性[11]。線性相關法分析的是單純
2個變量間線性相關的程度，沒有考慮其它變量對
因變量的控制作用，逐步回歸分析法則充分考慮了
這種情況，因此進入回歸方程的自變量有可能在相
關性分析中與因變量的相關系數并不高。
2.1.2 生態環境用水影響因素
京津冀生態環境用水包括3省市的河湖補水和
綠化、清潔用水等，影響用水量的因素很多，除去人
為因素外，主要包括人口、城鎮化率、綠化覆蓋率、降
水量、蒸發量、溫度和相對濕度等。這里，著重對人
口、綠化覆蓋率、降水量、溫度和相對濕度5個因素
進行分析。
2.2 結果分析
2.2.1 人口變化
2003-2015 年京津冀地區人口呈現逐年增長
的趨勢，由2003 年的9 236 萬人增長到2015 年的
11 143萬人，增長率逐年放緩，如圖2所示。
人口變化影響生態環境用水量，隨著人口增多，
公共基礎設施建設規模加大，對生態環境的需求提
高，生態環境用水量增多，兩者呈現顯著正相關關系
（P＜0.01），見表1。
表1 京津冀地區生態環境用水量相關因素分析
因子
生態環境用水量
人口
綠化覆蓋率
降水量
溫度
相對濕度
生態環境用水量
1.000
人口
000.959**
1.000
綠化覆蓋率
000.796**
0.528
1.000
降水量
00.058
00.091
-0.168
01.000
溫度
00.254
00.104
-0.194
-0.484
01.000
相對濕度
-0.037
-0.096
00.031
-0.371
-0.067
01.000
注：**P＜0.01，表示極顯著相關。
張治倩，楊志霞，楊敏：京津冀生態環境用水相關因素分析及趨勢預測
圖2 2003-2015 年京津冀地區人口變化
14 000
12 000
10 000
8 000
6 000
4 000
2 000
0
人口/萬人
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 年份
圖1 2003-2015 年京津冀地區生態環境用水量變化趨勢
21
18
15
12
9630
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
生態環境用水/億m3
年份
· 5 ·
萬方數據
2018年2月
2.2.2 綠化覆蓋率
綠化覆蓋率是指綠化植物的垂直投影面積占總
用地面積的比值。北京和天津兩大直轄市的城市化
率較高，北京市將綠化建設作為一項重要工作，綠化
覆蓋率逐年提高，到2015年已達到48.4%，而天津市
為36.4%，河北省為41%。綠化用水是生態環境用
水的重要組成部分，其水量的變化與生態環境用水
量的變化呈顯著正相關（P＜0.01）。2003-2015年
京津冀地區綠化覆蓋率變化，如圖3所示。
2.2.3 降水量變化
理論上，降水量是影響生態環境用水量的氣象
因素之一。在干旱年份，降雨量少，河湖蓄水減少，
下墊面蒸發量加大，導致景觀水面生態補水、綠化和
清潔用水量加大等。然而，在此次分析中，降水量對
生態環境用水量的影響并不明顯，主要是因為京津
冀地區21.8萬km2下墊面受人類活動影響較大，降
雨產匯流機制較復雜，且在較大的區域范圍內降水
落區并不一定在缺水地區。2003-2015年京津冀
地區降水量變化，如圖4所示。
2.2.4 溫度和相對濕度
采用了溫度和相對濕度2個可能對生態環境用
水量有影響的氣象因素進行分析，溫度和相對濕度
通過影響蒸發量而間接影響用水量，相關分析時不
再選取蒸發量作為影響因子。從表1可以看出，這2
個因素對生態環境用水的影響并不顯著。
2.3 結論
使用SPSS軟件中的變量相關分析功能，得到生
態環境用水量與所分析因素間的相關關系，見表
1。其中，人口和城市綠化覆蓋率為生態環境用水量
的主要影響因素，兩者呈現極顯著正相關關系。
通過多元線性逐步回歸法對2003年以來京津
冀地區的生態環境用水量與人口、綠化覆蓋率、降水
量、溫度和相對濕度的變化情況進行了統計分析，得
到京津冀地區生態環境用水量的相關預測方程。進
入回歸方程的因素為人口和綠化覆蓋率，說明人口
數、綠化覆蓋率與生態環境用水量之間有顯著的關
系。本模型擬合效果的決定系數R2為0.92，模型的
效果較好。回歸方程為：
y =-64.428+0.007 1x1 +0.007 8x2 （1）
式中：x1 為人口數（萬人）；x2 為綠化覆蓋率（%）。
將回歸方程模擬得到的2003-2015年生態環
境用水量與實際值進行比較，相對誤差在±20%之
內，如圖5所示。
從圖5可以看出，隨著京津冀地區人口數量的
增長，為滿足人類活動景觀用水需求、園林綠化等，
生態環境用水量將會呈現增長的態勢。
3 保護措施
京津冀地區是北方經濟發展的核心區域，隨著
京津冀一體化進程的加快，必將帶來經濟社會的快
速發展。隨著人口的不斷增長、城市化的不斷推進
和人們對生態環境質量要求的日益提高，生態環境
用水量還將面臨一定的增長趨勢。國家一系列水環
境保護政策的出臺和最嚴格水資源管理制度的實
施，將為有效減弱這一趨勢提供保障。
鑒于京津冀地區的生態環境用水現狀，可從以
下幾方面控制用水量。
（1）加強節約用水。生態綠化用水應遵循適時
適地的原則，充分考慮種植的種類和氣候條件，盡量
減少不必要的蒸發浪費，同時景觀
圖3 2003-2015 年京津冀地區綠化覆蓋率變化
圖4 2003-2015 年京津冀地區降水量變化
圖5 2003-2015 年京津冀地區生態環境用水量模擬效果
（下轉第25 頁）
海河水利
50
40
30
20
10
0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
綠化覆蓋率/%
年份
700
600
500
400
300
200
100
0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
降水量/mm
年份
24
20
16
12
840
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 用
水
量
/
億
m3
實測值模擬值
年份
· 6 ·
萬方數據
2018.No.1
定，大型水利工程在開展可行性研究階段的占地移
民調查前，必須由所在地的省級人民政府發布《工程
占地和淹沒區禁止新增建設項目及遷入人口的通
告》，以確保大型水利工程前期工作的順利進行。工
程項目從可行性研究到開工建設往往需要一定時
間，如不有效控制，征地拆遷實物量會大幅增加，加
大了征遷投資。
3 應對措施及建議
（1）規范用地手續辦理費用。發改委應會同財
政、規劃、土地、水務等部門統一各區手續辦理程序、
費用，明確標準，并在項目審批時足額計列，避免辦
理手續費用無出處的問題。
（2）全面開展土地確權定界。早日全面開展土
地確權定界，既有利于河道日常維護管理，也避免因
權屬不清而影響工程建設。
（3）統一補償標準。各級政府在實施征地拆遷
過程中應秉承政策統一的原則，不能忽高忽低，嚴格
按照區片價執行。
（4）明確政府拆遷職責。公益性水利工程是政
府工程，為全市人民造福。全市水利工程征地拆遷應
該由政府負責，由當地政府成立或者指定專門機構
負責，并納入對地方政府的考核。
（5）有效制止搶栽搶種搶建現象。搶栽搶種搶
建現象是極少數人的行為，如不能有效控制，同樣給
予補償，勢必會造成誰搶誰獲利的局面，效仿現象普
遍產生，后果不堪設想。地方政府應采取有效措施
杜絕此類現象，一旦發生堅決予以取締不予補償，為
工程建設創造一個良好的社會環境。
4 結語
征地拆遷工作是一個工程建設的開始，也是工
程能否順利實施如期完成的關鍵，更關系到老百
姓切身利益，如果處理不好不僅影響工程建設，更
會增加社會不安定因素，因此做好征地拆遷工作至
關重要。
娛樂及衛生清潔充分利用中水。大
力發展節水技術，通過技術改進，提高水資源的利用
效率。
（2）充分利用天然水源。開展河湖連通規劃和
工程，使原本的死水變成活水，通過合理的水資源調
配，在湖庫洼地蓄存充足的水量用于生態環境所需。
（3）建立相應的規章制度，加強水資源保護與利
用的監管。沒有相應的政策，我們的用水秩序不會
得到保障，在現今實施最嚴格水資源管理制度的背
景下，相關行業及部門也應加強指導和監管，促進生
態環境用水的合理科學。
參考文獻
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發展影響因素多元回歸分析[J].中國農機化學報，2014
（3）：263-267.
（上接第6 頁）
聲明
近日，《海河水利》編輯部發現網上有不法分子冒用本刊編輯部名義利用假郵箱、假網站對投稿作者進行
詐騙，收取所謂發表費，嚴重損害了作者的利益和本刊編輯部形象。在此，本刊編輯部特此聲明，本刊既從未
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王金智：水利工程征地拆遷工作中有關問題的思考 ·25·

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