大数据：中国排水系统现状、综合评价与未来政策建议！

大数据：中国排水系统现状、综合评价与未来政策建议！ 发布时间：2018-06-08 08:21:16，阅读次数：582 [优化][原稿] 更多

利用我国2007年和2015年地级城市排水系统面板数据，从城市排水设施配备水平、排水设施运行水平、污水处理效果3个方面选取合适指标，分析了其空间分布特征和时空演变特征，结果显示：此期间我国排水系统建设取得了很大进展，但各地区间排水系统特征存在显著差异，系统内部也不均衡。各地区排水管网增设规模显著高于其他方面增长，而污水再生利用情况堪忧，各地区排水系统各方面增长还处于失衡状态。未来建设应更加关注排水系统各方面的均衡发展。运用TOPSIS多因子评价法和变异系数法对我国现阶段地级城市的排水系统水平进行了综合评价。贵阳、自贡、鄂尔多斯、邢台、昆明等城市排名前列，伊春、六盘水、揭阳、达州、商洛等城市排名末位，分区来看，排水系统排序依次为华北>华东>西北>西南>东北>华南>华中，同时华北地区显著优于其他地区。通过对比现阶段各地区排水系统不同方面与全国平均水平间差异以及各地区近八年间系统不同方面增长特征，对未来各地区排水系统发展提出了一些建议和方向。

1背景及相关研究

城市化带来人口的快速增加和用地的快速扩张，随之而来的是城市对各类基础设施的需求，尤其是近年来飞速的城市化，排水系统基础设施的发展尤其迅猛。2007年我国污水年排放量361亿m3，之后以每年3.7%的速度持续增加。到2015年底全国建成污水处理厂1944座，污水处理能力约1.4亿m3，污水处理率达到91.9%，2007~2015年全国城镇年污水处理量年均增幅超过11.1%，全国污水处理厂处理能力年均增幅超过12.1%，城市扩张带来需求增大，继而带来设施规模被动增大，导致城市再次扩张，而这种设施的不断扩建与城市发展是否相协调，以及设施之间是否相配套不得而知，而这个问题又关乎城市基础设施能否发挥最大效用，能否满足城市需求服务城市发展等重要命题。排水系统基础设施是城市基础设施的重要组成和确保城市排水安全的重要支撑，根据目前的发展趋势，未来我国的排水系统基础设施的建设压力将进一步加大。未来持续的城市化浪潮下，各地区排水系统的合理建设仍需科学指导。摸清我国现阶段各城市排水系统的配备水平及其演化特征，从而为未来设施规划提供建议和方向显得尤为重要。

国内学者对于城市基础设施的综合评价已有一些探索，黄金川等对中国2007年287个地级及以上城市的基础设施建设水平从发展排序、等级划分、空间分异和统计分布等方面进行了全面、系统的评价研究，程敏等运用因子分析、主成分分析、熵值法、灰色评价和集对分析构成的方法集对全国31个省市的基础设施可持续发展水平进行了综合评价，陈仲常等选用1998~2007年全国30个省市数据构建了城市基础设施现代化评价模型，武力超等构建了我国城市基础设施发展指数，并利用主成分分析法分析了基础设施水平和城市化之间的关系，这些研究主要集中在3个方面：一是给排水、环境卫生、能源系统、道路交通、通信系统等综合评价体系构建;二是层次分析、主成分分析、最大关联法、熵权法等评价方法探索;三是城市基础设施与地区经济间的协调发展评价，目前尚缺乏针对全国水平的排水系统现状及综合评价的研究。城市基础设施的定量化评价方法和研究尺度还有待进一步扩展，相比西方发达国家完备的基础设施评价标准，我国排水系统的评价指标体系构建和评价方法也急需完善。

针对以上问题，本文按照完备性、可行性和必要性原则，从城市排水系统的设施配备水平、设施运行水平、污水处理效果3方面选取合适指标，利用2007年和2015年全国地级城市的排水系统面板数据，分析现阶段排水系统的空间分布特征和时空演变特征，对全国地级城市的排水系统做出了综合评价。并为各地区未来排水系统建设提供了一些建议和方向。

2方法

2.1研究对象

按照我国现阶段行政和地理区划，本文选取2007年和2015年全国所有地级及以上城市作为研究对象。认为这些城市的排水系统特征可代表我国现阶段的总体水平，以2015年为例，共统计到288个地级及以上城市。这些城市分别来自华北、东北、华中、华东、华南、西南和西北等7个区域，分别占到所有城市的12%、12%、18%、23%、13%、12%和10%。

2.2指标体系和数据来源

本研究从城市排水系统设施配备水平、设施运行水平、污水处理效果3方面入手，选取指标来表征城市的雨污水收集设施和污水处理设施的配备水平、污水处理设施的利用与运行水平、污水处理和城市污水再生利用现状等特征，以地级市为单位，数据均来自2007年和2015年《中国城市建设统计年鉴》。

2.2.1指标体系说明以及数据来源(见表1)

2.2.2TOPSIS综合评价法

为了综合评价城市排水系统水平，本文利用TOPSIS综合评价法对全国地级市进行了评价排序，最终得到评价参考值D，D越小则代表评价结果越好，以下i=1∶288,j=1∶5,具体步骤如下：

步骤1：统一各项排水系统指标的单调性，根据指标实际意义，在此采用高优指标即数值越高越好。

步骤2：对各项指标进行归一化处理，如式(1)，其中xij表示第i个地级市在第j个指标上的取值，由此得到归一化矩阵Z，见式(1):

步骤3：依据各项指标的重要程度分配权值，在此按照变异系数法计算指标权重。

步骤4：确定最优方案和最差方案，从矩阵Z中选出各项指标参数值的最大值和最小值，构成最优解和最劣解，见式(2)、式(3)：

步骤5：利用空间多维点距离公式分别计算各地级市与最优方案及最差方案的距离，见式(4)，式(5)：

步骤6：计算综合评价值D，值越小则代表综合评价结果越好，见式(6)：

2.2.3变异系数法

变异系数法是一种客观赋权的方法，直接利用各项指标所包含的信息，计算得到指标的权重。在评价指标体系中，指标取值差异越大的指标，即越难以实现的指标，这样的指标更能反映被评价单位的差距。

为了消除各项评价指标的量纲影响，需要用各项指标的变异系数来衡量指标取值的差异程度。各项指标的变异系数公式如式(7)，其中：j=1∶5,vj是第j项指标的变异系数;δj是第j项指标的标准差;xj是第j项指标的平均数。Wj为各项指标的权重，计算方法如式(8)，最终计算的权重结果为：排水管网密度(15%)，设施规模密度(14%)，污水处理率(3%)，污水厂负荷率(10%)，再生水利用率(58%)