鄭莎莎，高 原，張春玲，付意成

（1.北京市節(jié)水用水管理事務(wù)中心，北京 100142；2.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，北京 100038）

0 引 言

北京市作為國(guó)家首都城市，轄區(qū)內(nèi)各層級(jí)、各行業(yè)的機(jī)關(guān)單位分布眾多，單位性質(zhì)復(fù)雜多樣，涉及國(guó)家機(jī)構(gòu)、政黨機(jī)關(guān)、群眾團(tuán)體、社會(huì)團(tuán)體、宗教組織、企業(yè)管理機(jī)構(gòu)等多種行業(yè)類型［1］。2013年，《關(guān)于開展公共機(jī)構(gòu)節(jié)水型單位建設(shè)工作的通知》指出建設(shè)節(jié)水型單位，對(duì)于提升全社會(huì)節(jié)水意識(shí)具有重要作用；2019年，水利部提出實(shí)施節(jié)水攻堅(jiān)戰(zhàn)，建設(shè)水利行業(yè)節(jié)水機(jī)關(guān)，有助于培育節(jié)水機(jī)關(guān)建設(shè)模式。全國(guó)各地紛紛開展節(jié)水機(jī)關(guān)建設(shè)，截至2020年10月，昆明市已完成15家水利行業(yè)節(jié)水機(jī)關(guān)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了水利行業(yè)市縣級(jí)節(jié)水機(jī)關(guān)全覆蓋［2］。

近年來北京市機(jī)關(guān)單位用水規(guī)模約在0.9 億m3左右，占全市公共服務(wù)用水總量的比例近20%，已是北京市公共服務(wù)行業(yè)中用水量最大、用水所占比例最高的行業(yè)（圖1）?！侗本┦泄?jié)約用水辦法》強(qiáng)調(diào)單位內(nèi)部的景觀環(huán)境用水和其他市政雜用用水，應(yīng)當(dāng)使用雨水或者再生水，提高節(jié)水水平?！毒C合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 51039-2014），明確了醫(yī)院各部門的用水定額；《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則》（SL 322-2013），明確了建設(shè)項(xiàng)目分類分級(jí)取水定額。公共服務(wù)行業(yè)主要用水部位不盡相同，機(jī)關(guān)單位集中在辦公衛(wèi)生與餐廳，醫(yī)院用水集中在病房和門診，高校用水集中在宿舍與教學(xué)辦公區(qū)，用水定額計(jì)算方法也差別較大，缺少通用計(jì)算方法［3］。當(dāng)前，北京對(duì)機(jī)關(guān)單位的用水結(jié)構(gòu)、用水影響因素、定額指標(biāo)計(jì)算進(jìn)行了研究，對(duì)用水效率指標(biāo)計(jì)算方法進(jìn)行了探討［4，5］。此外，學(xué)者對(duì)計(jì)劃用水管理和定額管理的關(guān)系進(jìn)行了辨析和探討，為進(jìn)行定額計(jì)算提供了依據(jù)［6-8］。當(dāng)前北京市節(jié)水用水管理對(duì)機(jī)關(guān)單位用水定額采用人均用水量指標(biāo)，但是，由于機(jī)關(guān)單位人員流動(dòng)頻繁，具有固定性與流動(dòng)性混合特征，用水人口數(shù)量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定與不確定，使得用水效率核定結(jié)果客觀性較弱。本文充分運(yùn)用北京市公共服務(wù)分行業(yè)用水統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，選取有效的機(jī)關(guān)單位用水樣本，分析機(jī)關(guān)單位合理適宜的用水定額指標(biāo)，進(jìn)一步科學(xué)確定北京市機(jī)關(guān)單位用水定額推薦值，為完善地方用水定額標(biāo)準(zhǔn)的修訂與節(jié)水政策的實(shí)施提供參考。

圖1 北京市公共服務(wù)行業(yè)用水量分布Fig.1 Distribution of water consumption of public service industries in Beijing

1 用水定額指標(biāo)選取

當(dāng)前最嚴(yán)格用水管理制度下，實(shí)施用水總量控制與定額管理，選定有效地的用水定額指標(biāo)是準(zhǔn)確核算與評(píng)價(jià)用水戶用水與節(jié)水水平的關(guān)鍵。為實(shí)現(xiàn)科學(xué)精準(zhǔn)管理，北京市節(jié)水用水管理部門一直在探索用水定額指標(biāo)合理性與科學(xué)性的問題。用水定額指標(biāo)的選取從可計(jì)算、能評(píng)價(jià)、易考核等方面考慮，難于搜集信息的指標(biāo)一般不應(yīng)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。機(jī)關(guān)單位現(xiàn)行開展用水評(píng)價(jià)和規(guī)劃工作表征用水效率指標(biāo)通常為人均用水量和單位面積用水量，其中單位面積用水量包含單位建筑面積用水量和單位占地面積用水量［9］。由于建筑面積較占地面積更能反映機(jī)關(guān)單位中承接用水者活動(dòng)空間的大小，更符合用水行為的表現(xiàn)，同時(shí)，考慮指標(biāo)具備的可測(cè)性和易得性，本次分析主要選取單位建筑面積用水量和人均用水量指標(biāo)，并進(jìn)行兩者的有效對(duì)比，選取更加科學(xué)合理的用水定額指標(biāo)。

（1）人均用水量。為目前經(jīng)常采用的進(jìn)行用水效率核定的指標(biāo)，即在一定時(shí)期內(nèi)按機(jī)關(guān)單位用水人數(shù)核算的人均用水量，通常以年度為核算時(shí)段。該指標(biāo)能夠反映機(jī)關(guān)用水總量與人員數(shù)量的內(nèi)在變化關(guān)系，也體現(xiàn)人均用水量是較用水總量相對(duì)穩(wěn)定的指標(biāo)。機(jī)關(guān)單位人均用水量計(jì)算公式如下：

式中：Vp為機(jī)關(guān)單位人均用水量，m3∕（人·a）；V為機(jī)關(guān)單位年用水量，m3∕a；Np為機(jī)關(guān)單位用水人數(shù)，人。

運(yùn)用用水定額指標(biāo)開展節(jié)水用水管理與評(píng)價(jià)，指標(biāo)計(jì)算參數(shù)的易得性是關(guān)鍵，而且易得參數(shù)的精準(zhǔn)性如何是關(guān)系能否真實(shí)客觀的反映用水指標(biāo)所體現(xiàn)的實(shí)際情況。人均用水量計(jì)算的參數(shù)涉及機(jī)關(guān)單位用水的人員數(shù)量與時(shí)段（年度）用水量。隨著北京市用水計(jì)量到戶和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)信息傳送等現(xiàn)代水量監(jiān)控系統(tǒng)的完善，單位用水量信息能夠快速獲取。此外，逐月水費(fèi)收取系統(tǒng)也能有效地復(fù)核用水量數(shù)據(jù)，能夠確保用水量數(shù)據(jù)信息的及時(shí)準(zhǔn)確獲得。然而，對(duì)單位用水人員數(shù)據(jù)在實(shí)際管理中則需要各機(jī)關(guān)用水單位定期上報(bào)。因用水人口數(shù)量存在不穩(wěn)定與不確定性，因此，上報(bào)人員數(shù)量信息存在主觀性，以及數(shù)量變動(dòng)信息反饋滯后性等影響當(dāng)期用水定額指標(biāo)核算結(jié)果的準(zhǔn)確度。

（2）單位建筑面積用水量。在一定時(shí)期內(nèi)按機(jī)關(guān)建筑面積核算的單位用水量，通常以年度為核算時(shí)段。該指標(biāo)能夠反映機(jī)關(guān)用水總量與其建筑面積的內(nèi)在變化關(guān)系，也能夠體現(xiàn)單位面積用水量是較用水總量相對(duì)穩(wěn)定的用水指標(biāo)。機(jī)關(guān)單位建筑面積用水量計(jì)算公式如下：

式中：VS機(jī)關(guān)單位建筑面積用水量，m3∕（m2·a）；V為機(jī)關(guān)單位年用水量，m3∕a；S為機(jī)關(guān)單位場(chǎng)所的建筑面積，m2。

單位建筑面積用水量指標(biāo)的計(jì)算涉及機(jī)關(guān)單位場(chǎng)所的建筑面積與時(shí)段（年度）用水量參數(shù)。與人均用水量指標(biāo)不同的是建筑面積參數(shù)在機(jī)關(guān)單位實(shí)施管理系統(tǒng)注冊(cè)時(shí)已錄入該信息，且建筑面積參數(shù)通常是相對(duì)穩(wěn)定的基本信息，一般不會(huì)輕易變動(dòng)。經(jīng)分析，該單位建筑面積用水量參數(shù)的權(quán)威性和穩(wěn)定性都較人員數(shù)量參數(shù)有更大的優(yōu)越性，這就使得單位建筑面積用水量指標(biāo)的計(jì)算更加客觀，更能反映用水戶用水效率的實(shí)際情況。在當(dāng)前可獲取數(shù)據(jù)系列及精度的范圍內(nèi)，單位建筑面積用水量指標(biāo)更能反映機(jī)關(guān)單位的用水情況。機(jī)關(guān)單位用水的人口數(shù)量及用水規(guī)律具有較大的不確定性，同時(shí)在數(shù)據(jù)分析過程中，隨機(jī)性干擾的影響較大，為此，論文選用單位建筑面積用水量指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算的科學(xué)性和合理性更高。

（3）參數(shù)間相關(guān)程度。機(jī)關(guān)用水單位的用水人數(shù)、建筑面積與其用水量之間存在必然的相關(guān)關(guān)系。各參數(shù)與用水量之間的相關(guān)程度可反映參數(shù)確定的用水指標(biāo)的先進(jìn)性［10］。對(duì)此，論文采用篩選后的483個(gè)機(jī)關(guān)用水單位樣本開展參數(shù)相關(guān)性分析，結(jié)果顯示用水量與人員數(shù)量的相關(guān)系數(shù)為0.75，說明兩者具有相關(guān)性，但相對(duì)較弱；用水量與建筑面積的相關(guān)系數(shù)為0.86，兩者具有相關(guān)性且相對(duì)較強(qiáng)。綜上所述，建筑面積與用水量間相關(guān)性高于人員數(shù)量與用水量間相關(guān)性（圖2）。

圖2 北京市機(jī)關(guān)單位樣本用水量與影響因素的相關(guān)關(guān)系Fig.2 Correlation between sample water consumption and influencing factors in Beijing

（4）用水指標(biāo)離散程度。采用方差測(cè)算用水指標(biāo)離散程度。當(dāng)數(shù)據(jù)分布比較集中時(shí)，各個(gè)數(shù)據(jù)與平均數(shù)的差的平方和較??；當(dāng)數(shù)據(jù)分布比較分散（即數(shù)據(jù)在平均數(shù)附近波動(dòng)較大）時(shí)，各個(gè)數(shù)據(jù)與平均數(shù)的差的平方和較大，方差就較大。方差越大，數(shù)據(jù)的波動(dòng)越大；方差越小，數(shù)據(jù)的波動(dòng)就越小。483 個(gè)機(jī)關(guān)用水單位樣本的人均用水量指標(biāo)系列和單位建筑面積用水量指標(biāo)系列的方差分別為12.75 和0.91。單位建筑面積用水量指標(biāo)系列較人均用水量指標(biāo)系列集中，離散度小，數(shù)據(jù)波動(dòng)較小，符合指標(biāo)穩(wěn)定性的要求（圖3）。

圖3 北京市機(jī)關(guān)單位樣本用水效率指標(biāo)的離散分布Fig.3 Discrete distribution of water use efficiency index of government departments & institutions in Beijing

綜上所述，從指標(biāo)本身的可測(cè)性、信息的易得性特征考慮，通過對(duì)信息間的關(guān)聯(lián)程度和指標(biāo)的離散程度進(jìn)行分析，機(jī)關(guān)采用建筑面積與用水量測(cè)算分析的單位建筑面積用水量指標(biāo)更加符合節(jié)水用水管理實(shí)際。論文將單位建筑面積用水量指標(biāo)作為表征機(jī)關(guān)用水的效率評(píng)價(jià)、考核與管理指標(biāo)，利于進(jìn)一步分析適宜的指標(biāo)值。

2 分析樣本及其篩選

北京市節(jié)水管理信息系統(tǒng)有效記錄了分區(qū)縣、分用途及主要行業(yè)重點(diǎn)單位逐月用水?dāng)?shù)據(jù)，具有良好的用水?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)?；诖?，論文將系統(tǒng)中732個(gè)機(jī)關(guān)單位作為樣本，采集了樣本基本情況和用水量數(shù)據(jù)等信息以開展機(jī)關(guān)單位用水定額分析。樣本涉及信息包含單位名稱、所屬區(qū)縣、在職人員數(shù)量、建筑面積、2017-2019年年度用水量等。

按照數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析的技術(shù)要求，需要對(duì)樣本進(jìn)行數(shù)據(jù)審核、數(shù)據(jù)篩選與數(shù)據(jù)排序分析等工作，以剔除樣本中的劣質(zhì)數(shù)據(jù)，從而能夠更好地反映總體的規(guī)律［11］。對(duì)此，按要求對(duì)采集的732 個(gè)機(jī)關(guān)單位數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行審核與篩選。首先，依據(jù)數(shù)據(jù)完備性原則，剔除57個(gè)缺少在職人員數(shù)量、建筑面積、年度用水量等必要數(shù)據(jù)信息的樣本；進(jìn)一步考慮數(shù)據(jù)的可信度，按照數(shù)據(jù)正態(tài)分布的3δ原則，即以3δ為標(biāo)準(zhǔn)篩選數(shù)據(jù)，在（μ-3δ，μ+3δ）范圍之外的數(shù)據(jù)均為劣質(zhì)數(shù)據(jù)，需加以剔除，據(jù)此有21 個(gè)樣本被剔除；最后，考慮數(shù)據(jù)有效性原則，北京市機(jī)關(guān)用水單位的日常管理目前多采用人均用水量核算，理論上機(jī)關(guān)單位人均用水量不低于0.5 m3∕（人·a），但不應(yīng)超過50 m3∕（人·a），進(jìn)一步將0.5～50 m3∕（人·a）之外的樣本單位剔除，據(jù)此有171個(gè)樣本被剔除。審核后剩余樣本483 個(gè)，將此作為開展機(jī)關(guān)單位用水定額指標(biāo)分析的有效樣本。

3 適宜用水定額標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算

對(duì)于取得的483 個(gè)機(jī)關(guān)樣本，根據(jù)《用水定額編制技術(shù)導(dǎo)則》（GB∕T 32716-2016）采用倒二次平均法計(jì)算機(jī)關(guān)單位建筑面積的用水定額，公式如下［12，13］：

用水定額標(biāo)準(zhǔn)值的確定，還應(yīng)進(jìn)一步考慮計(jì)算值的通過率是否在70%～80%之間，以保障定額值的有效性。同時(shí)先進(jìn)定額按照用水戶定額通過率20%確定。

定額指標(biāo)值通過率采用百分位數(shù)位法分析。對(duì)于n個(gè)樣本按大小排列的數(shù)值集合p%分位數(shù)的含義指集合中有至多p%的數(shù)值比它小，有至多（100-p）%的數(shù)值比它大。百分位數(shù)計(jì)算法指每一個(gè)數(shù)據(jù)值都對(duì)應(yīng)于一個(gè)百分位數(shù)，這個(gè)百分位數(shù)的百分比等于數(shù)據(jù)集合中值小于或等于它的數(shù)據(jù)值所占的百分比。記Y1，Y2，…，Yn為數(shù)據(jù)集合的順序數(shù)值，也就是Y1≤Y2≤…≤Yn。第j個(gè)數(shù)值Yj對(duì)應(yīng)于100（j-0.5）∕n百分?jǐn)?shù)，用公式100（j-0.5）∕n代替100j∕n以避免Yn作為100%分位數(shù)。

經(jīng)計(jì)算，483 個(gè)機(jī)關(guān)樣本系列單位建筑面積用水量采用倒二次平均法計(jì)算的用水定額值為1.95 m3∕（m2·a），對(duì)比該指標(biāo)百分?jǐn)?shù)位分布，將有88%的樣本用戶能通過該指標(biāo)值，約束性較弱，按照《用水定額編制技術(shù)導(dǎo)則》倒二次平均作為通用標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)進(jìn)一步收緊指標(biāo)值，使其處于70%～80%百分?jǐn)?shù)位之間，即1.04～1.49 m3∕（m2·a）之間。該樣本系列單位建筑面積用水量先進(jìn)值定額應(yīng)取通過率20%的標(biāo)準(zhǔn)值，即0.41 m3∕（m2·a）。北京市機(jī)關(guān)單位樣本單位建筑面積用水量指標(biāo)百分?jǐn)?shù)位分布見圖4。

圖4 北京市機(jī)關(guān)單位樣本單位建筑面積用水量指標(biāo)百分?jǐn)?shù)位分布圖Fig.4 Distribution map of indicator percentage of water consumption per unit of government departments & institutions in Beijing

4 分析推薦與討論

用水定額是一個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo)，其計(jì)算和完善也是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，需對(duì)用水構(gòu)成、用水過程進(jìn)行詳細(xì)分析。經(jīng)上述分析，北京市機(jī)關(guān)單位用水管理與節(jié)水評(píng)價(jià)采用單位建筑面積用水量指標(biāo)更加科學(xué)適宜。按照可計(jì)算、能評(píng)價(jià)、易考核的原則，機(jī)關(guān)單位用水定額涉及的建筑面積信息是經(jīng)合法注冊(cè)的有效確定的面積信息，用水量信息是按供用水管理辦法明確計(jì)量、定期上報(bào)并且用于依法繳納水費(fèi)的信息。建筑面積信息客觀穩(wěn)定，用水量信息及時(shí)準(zhǔn)確，能實(shí)現(xiàn)定期檢查與有效考核。應(yīng)用定額后建筑、服務(wù)業(yè)及機(jī)關(guān)單位的綜合用水量可減少10%～20%［14］。

進(jìn)一步采用二次平均法和百分?jǐn)?shù)位法分析北京市單位建筑面積用水定額標(biāo)準(zhǔn)值，推薦通用值標(biāo)準(zhǔn)在1.04～1.49 m3∕（m2·a）之間，能夠覆蓋北京市70%～80%的機(jī)關(guān)單位用水戶的用水狀況，先進(jìn)值標(biāo)準(zhǔn)為0.41 m3∕（m2·a），能夠覆蓋北京市20%的機(jī)關(guān)單位用水戶的用水狀況，符合激勵(lì)大多數(shù)滿足節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行，促進(jìn)有能力的單位引領(lǐng)節(jié)水先進(jìn)水平的用水節(jié)水管理目標(biāo)。

考慮到我國(guó)區(qū)域水資源稟賦條件和機(jī)關(guān)單位用水特點(diǎn)的差別，用水定額先進(jìn)值強(qiáng)化了用水的差異化管理，在區(qū)分機(jī)關(guān)單位類別和差額用水的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步劃分為不同類別，突出用水精細(xì)化和過程管理。據(jù)專家預(yù)測(cè)，機(jī)關(guān)服務(wù)業(yè)用水定額嚴(yán)格實(shí)施后，用水效率將提高10%～20%。隨著我國(guó)節(jié)水型器具性能的不斷提升，機(jī)關(guān)單位的高強(qiáng)度節(jié)水器具的進(jìn)一步更新改造，加之民眾節(jié)水意識(shí)的不斷深入與深化，北京市機(jī)關(guān)單位的用水狀況將會(huì)有所改變。論文針對(duì)當(dāng)前用水水平的定額標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行分析，結(jié)合日常用水評(píng)價(jià)與考核，在用水水平有明顯變化時(shí)可考慮及時(shí)修訂用水定額標(biāo)準(zhǔn)值。

5 結(jié) 論

機(jī)關(guān)是北京市公共服務(wù)行業(yè)中用水量最大、用水所占比例最高的行業(yè)，選取適宜的用水定額指標(biāo)和分級(jí)定額標(biāo)準(zhǔn)值是北京市為完善地方用水定額標(biāo)準(zhǔn)修訂與節(jié)水政策實(shí)施的基礎(chǔ)。機(jī)關(guān)單位主要可行的用水定額指標(biāo)為單位建筑面積用水量和人均用水量指標(biāo)。結(jié)合指標(biāo)本身的可測(cè)性、信息的易得性特點(diǎn)分析，基本信息與用水量間的關(guān)聯(lián)程度和定額指標(biāo)的離散程度分析，機(jī)關(guān)采用建筑面積與用水量測(cè)算分析的單位建筑面積用水量指標(biāo)更加符合節(jié)水用水管理需求。

依據(jù)《用水定額編制技術(shù)導(dǎo)則》分級(jí)用水定額確定方法，北京市機(jī)關(guān)單位建筑面積用水量適宜的通用定額值在1.04～1.49 m3∕（m2·a）之間，適宜的先進(jìn)定額值應(yīng)取0.41 m3∕（m2·a）。通用值可用于現(xiàn)有管理社會(huì)公共事務(wù)的國(guó)家機(jī)構(gòu)，政黨、群眾團(tuán)體、宗教組織等管理機(jī)構(gòu)的日常用水管理和節(jié)水考核活動(dòng)；先進(jìn)值用于上述機(jī)關(guān)事業(yè)管理機(jī)構(gòu)節(jié)水型單位創(chuàng)建的節(jié)水評(píng)價(jià)活動(dòng)。企業(yè)和行業(yè)管理服務(wù)機(jī)構(gòu)的用水管理和評(píng)價(jià)也可參照該用水定額標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。