林人財，齊艷冰，范海燕，楊勝利，張辰希

（1.北京市水科學技術研究院，北京100048；2.中國水利水電科學研究院水利研究所，北京100048；3.北京水利水電學校，北京100024）

北京是特大型缺水城市，雖然南水北調(diào)水進京使北京市水資源短缺局面得到一定程度緩解，但由于地下水長期超采形成的歷史欠賬以及經(jīng)濟社會發(fā)展導致的用水剛性需求增加，水資源短缺形勢依舊嚴峻，全面推進節(jié)水型社會建設已成為支撐首都經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的必然要求。“十三五”以來，北京市用水總量由2015年的38.2 億m3提升到2018年的39.3 億m3，其中農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水量呈下降趨勢，但居民家庭用水量由8.38 億m3逐年增加至9 億m3，占生活用水量的60%，占總用水量的23%［1］。近幾十年來，節(jié)水措施在水利用方面得到廣泛關注［2-4］。Emmanuel Manzungu 等［5］針對津巴布韋首都哈拉雷面臨的水資源緊缺問題，提出用水需求管理的解決方案，同時評估在哈拉雷不同社會經(jīng)濟地位的居民區(qū)實施家庭層面的用水需求管理的可能性。Emmanuel Dube 等［6］采用多元線性回歸研究了城市長期用水格局以及形成這一格局的因素。Lilli Linkola［7］解釋了家庭用水模型，認為家庭生活節(jié)水不應過度強調(diào)技術干預，更需結合各類影響因子。趙文雙等［8］對石家莊市居民生活用水現(xiàn)狀調(diào)查并得出用水量變化規(guī)律，收入水平、節(jié)水意識對居民家庭生活用水影響較大。在北京市居民家庭生活用水方面，已有相關研究，但多集中在水價方面［9-11］，部分研究在調(diào)查時僅考慮北京市若干小區(qū)，未在全市16 個區(qū)大范圍開展［12，13］。鑒此，采用問卷調(diào)查的方式，研究北京市居民家庭生活用水情況，分析影響居民家庭用水的影響因素，得出用水量與影響因子的函數(shù)關系，用以指導居民家庭節(jié)水工作。同時，把握北京市居民家庭用水行為規(guī)律，進一步分析用水環(huán)節(jié)及其影響因素，是估算節(jié)水潛力、提升居民家庭用水效率、合理規(guī)劃城市水系統(tǒng)的關鍵［14］。

1 問卷調(diào)查方式及有效性分析

1.1 調(diào)查方式

結合家庭生活實際情況設計居民家庭用水調(diào)查問卷，問卷內(nèi)容涉及居民家庭基本信息和用水習慣2 大部分，共計29 個問題，其中居民家庭基本信息包含家庭成員職業(yè)、年齡、收入、住房面積、水價、主要用水時段等，用水習慣調(diào)查包括洗衣、洗浴、沖廁、養(yǎng)殖、拖地、節(jié)水器具、用水習慣、節(jié)水意識等［15，16］。為取得詳盡真實的居民家庭生活用水情況調(diào)查資料，保證調(diào)研成果可靠準確，問卷調(diào)查以居民家庭為單位，在北京市16 個區(qū)采取隨機抽取、入戶發(fā)放的方式，由調(diào)查員現(xiàn)場調(diào)查并解釋相關問題，受訪者填寫問卷后由調(diào)查員現(xiàn)場收回，獲得有效調(diào)查問卷共計964份。

1.2 調(diào)查結果有效性

如圖1所示，選取2018年北京市統(tǒng)計年鑒［17］中北京市居民的年齡和家庭收入數(shù)據(jù)用于核對問卷的有效性和代表性。結果表明，問卷調(diào)查內(nèi)容的年齡和收入水平構成與統(tǒng)計資料差異不大，調(diào)查問卷可作為有效樣本。據(jù)2018年北京市水務統(tǒng)計年鑒［1］、北京市統(tǒng)計年鑒［17］，得出北京市居民家庭人均日生活用水量約為112.71 L/（人·d），而調(diào)查得出結果為107.01 L/（人·d），二者相差5.04%，因此調(diào)查選取樣本具有代表性。

1.3 居民家庭生活用水現(xiàn)狀

北京市居民家庭人均日生活用水量概率分布直方圖及直方圖統(tǒng)計量［18］如圖2及表1所示，家庭人均日生活用水量呈正態(tài)分布，大多居民家庭人均日用水量介于80～120 L/（人·d），樣本均值為107.01 L/（人·d），最大值為366.67 L/（人·d），人均日生活用水量超過250.00 L/（人·d）的樣本極少，僅占調(diào)查總數(shù)的0.83%。

表1 直方圖統(tǒng)計量表Tab.1 Scale statistics histogram

2 居民家庭生活用水影響因素分析

2.1 收入水平

通過不同收入家庭樣本比例及人均日生活用水量統(tǒng)計分析得出，北京市居民家庭人均日生活用水量與收入水平呈正相關關系，即收入水平越高，人均日生活用水量越大，這是由于收入水平越高，家庭經(jīng)濟承受能力越強，購置用水設備豐富多樣。同時，高收入家庭對階梯水價關注較少，這也導致高收入家庭用水量增加。反之，低收入家庭對水價關注度較高、用水節(jié)儉，家庭用水量較低。此外，城六區(qū)人均日生活用水量略高于郊區(qū)，城六區(qū)和郊區(qū)分別為108.71、105.08 L/（人·d），這與城六區(qū)調(diào)查家庭的收入水平相對郊區(qū)較高有關。

表2 不同收入家庭樣本比例及人均日生活用水量統(tǒng)計Tab.2 Statistics on sample proportion of households with different income and daily water consumption per capita

表3 階梯水價關注情況Tab.3 Concerning about ladder water price

2.2 洗 浴

將調(diào)查居民家庭的洗浴頻率分為5 個等級，如表4所示。調(diào)查居民家庭中97.3%選擇淋浴，每周人均洗浴4.4 次，洗浴次數(shù)4次以上所占比例為66.7%，2次以下僅為2.9%。人均日生活用水量與洗浴頻率呈正相關關系，隨著洗浴頻率的增加，人均日生活用水量總體呈增加趨勢，由99.38 L/（人·d）增加至106.42 L/（人·d）。

表4 不同洗浴頻率樣本比例及人均日生活用水量Tab.4 Statistics on sample proportion and per capita daily water consumption of different bath frequency

2.3 洗 衣

洗衣用水是居民家庭生活用水中用水量較大的一項。在受訪家庭中日常選擇機洗衣物占比92.53%，選擇手洗衣物的家庭僅占7.47%。在正常用水習慣下，手洗衣物比機洗更節(jié)水，居民家庭洗衣方式占比及人均日生活用水量統(tǒng)計如表5所示。據(jù)洗衣機工作機理，滾筒式洗衣機最省水，波輪式全自動洗衣機耗水量最大［19］。如表5所示，北京市居民家庭選用波輪式全自動洗衣機占比最大，為41.7%；選用波輪式半自動與滾筒式洗衣機的居民家庭所占比例比較接近，分別為26.35%和24.48%；僅7.47%的居民家庭選擇手洗衣物。選用各類洗衣方式的家庭人均日生活用水量大小關系為：波輪式全自動＞波輪式半自動＞滾筒式＞手洗。

表5 洗衣方式占比及人均日生活用水量Tab.5 Proportion of laundry methods and per capita daily water consumption statistics

洗衣習慣的量化可借鑒石紅旺等［20］在天津市居民生活用水現(xiàn)狀調(diào)查研究中采用的方法，將洗衣機類型和手洗衣物所占比例統(tǒng)一量化，洗衣節(jié)水程度計算如下：

式中：Wt為洗衣節(jié)水程度；α為手洗衣物比例；N為洗衣機類型得分，其中滾筒式3分，波輪式半自動2分，波輪式全自動1分。

2.4 做 飯

做飯頻次樣本比例及人均日生活用水量如表6所示，經(jīng)常在家烹飪的家庭所占比例較大，達到88.59%，不經(jīng)常在家烹飪的僅占11.41%。家庭烹飪頻率越大，淘米、洗菜、洗碗等方面用水量增加，因而人均日生活用水量增加。

表6 做飯頻次樣本比例及人均日用水量Tab.6 Cooking frequency sample proportion and per capita daily water consumption statistics

2.5 拖 地

維持家庭環(huán)境衛(wèi)生拖地而消耗的水量主要從平均每周拖地頻次及用水類型2方面分析。每周拖地頻次對北京市居民家庭人均日生活用水量的影響如表7所示，大多家庭每周拖地頻次≤7 次，約占調(diào)查總數(shù)的94.09%；每周拖地頻次＞7 次的居民家庭占比較小，僅為5.91%。隨每周拖地頻次增加人均日生活用水量由103.19 L/（人·d）逐漸增加至118.00 L/（人·d）。在拖地用水類型方面，日常拖地用水過程中注意使用廢水循環(huán)利用對家庭生活用水量的大小具有較大影響。拖地用水類型調(diào)查結果統(tǒng)計如表8所示，本次調(diào)查的居民家庭中自來水、自來水廢水混用、廢水重復利用的用水方式占比分別為49.07%、38.90%、12.03%，隨著廢水利用程度的提高，人均日生活用水量明顯降低，由115.48 L/（人·d）降低至68.73 L/（人·d）。因此，在保證家庭整潔衛(wèi)生的前提下適當減少拖地頻次，同時加強廢水循環(huán)利用是促進居民家庭節(jié)水，提升節(jié)水意識的重要舉措。

表7 不同拖地頻次的人均日用水量統(tǒng)計Tab.7 Statistics of per capita daily water consumption with different towing frequencies

表8 拖地用水類型調(diào)查結果統(tǒng)計Tab.8 Statistics of the survey results of floor towing behavior

每周折合拖地頻次是把影響拖地用水量的因素綜合考慮的一個指標進行量化［21］，計算方法如下：

2.6 沖 廁

沖廁用水是居民家庭生活用水中用水頻次較高的一項［22］，影響沖廁用水量的2個因素包括沖廁水類型、馬桶類型，受訪居民家庭中44.81%選擇廢水（洗衣、洗菜、洗碗用水）代替自來水沖廁，從而間接節(jié)約居民家庭用水；在馬桶選擇方面，65.46%的家庭選擇購買6 L 及以下的高效節(jié)水馬桶，在一定程度上減少了沖廁用水，提高了生活用水水平。

表9 沖廁水利用情況統(tǒng)計 L/（人·d）Tab.9 Statistics on the use of flushing water

為科學評價各用水戶沖廁節(jié)水程度，本研究采用如下公式［21］。

式中：Ws為節(jié)水程度，分（介于1～3 之間，分值越大則沖廁方式節(jié)水程度越高）；M為沖廁水類型賦分，分，全部利用自來水沖洗1 分，自來水、廢水混合利用沖洗2 分，全部利用廢水沖洗3分；N為馬桶類型賦分，分，一般型馬桶1.5 分，高效節(jié)水型馬桶2.5分；α、β為分值權重，分別取0.6、0.4。

計算得出受訪居民家庭沖廁節(jié)水程度平均得分1.97，居民家庭得分＞2分的占比44.5%。因此，北京市居民家庭生活用水節(jié)水程度較高，仍具有較大的提升潛力。

2.7 節(jié)水意識

調(diào)查中75.93%受訪居民家庭非常支持節(jié)水工作，但是對節(jié)水比較了解及沒想過節(jié)水的分別占樣本總量的13.38%、10.68%，表明提升公眾節(jié)水意識是今后節(jié)水工作的一個重要方面。

2.8 綜合分析

2.8.1 線性回歸分析

以概率統(tǒng)計學的模型算法和經(jīng)濟學基本原理為基礎，結合SPSS 軟件［23］構造居民生活用水量整體影響因素模型。因居民生活用水量影響因素較多，故采用多元線性回歸模型為假設模型［24］進行分析：

式中：Q為人均日生活用水量；X1、X2、X3、X4…為影響因素的自變量；Δ為常數(shù)；a、b、c、d、…為回歸系數(shù)。選取收入水平、洗衣、洗浴、做飯、拖地、沖廁、節(jié)水意識等對居民家庭生活用水量可能有較大影響的因素作為自變量，其中洗衣和拖地較為復雜，采取量化評定方式進行量化，選取居民家庭人均日生活用水量作為因變量，輸入多元線性回歸模型。

在SPSS軟件的主因子分析中，采用逐步法選取主要影響因素，得出與人均日生活用水量相關的因素共4個，分別為年人均收入、洗浴頻次、洗衣節(jié)水程度、做飯頻次。人均日生活用水量Q與年人均收入X1、洗浴頻次X2、洗衣節(jié)水程度X3、做飯頻次X4存在如下函數(shù)關系：

將全部影響因子按顯著性來打分，影響力越強則得分越小，可以得到影響因子與用水定額的雷達圖，通過圖4更能直觀地看出影響因子對用水定額的影響力排序，由大到小依次為收入水平、洗浴、洗衣、做飯、拖地、沖廁、節(jié)水意識。

2.8.2 相關性分析

通過線性回歸分析得出年人均收入、洗浴頻次、洗衣用水節(jié)約程度、做飯頻次等4 個主要影響因素，進一步分析4 個影響因素間的相關關系，其相關系數(shù)如表11所示。結果表明：生活用水影響因素中，年人均收入與洗衣節(jié)水程度、洗浴頻次顯著相關，且洗衣節(jié)水程度與洗浴頻次具有獨立性；年人均收入與洗衣節(jié)水程度呈正相關關系，收入水平越高，人均日生活用水量越高，同時更具備經(jīng)濟條件購買價格高（節(jié)水效果好）的滾筒式洗衣機；年人均收入與做飯頻次呈負相關關系，這可能是由于收入水平較高的家庭成員出差或加班較多，在家烹飪次數(shù)較少；人均日生活用水量與年人均收入、洗浴頻次顯著相關，而年人均收入與洗浴頻次顯著相關，因此可以總結為年人均收入（收入水平）是影響居民家庭生活用水量的關鍵因素。

表10 回歸系數(shù)Tab.10 Regression coefficient

表11 人均日生活用水量與影響因素相關系數(shù)Tab.11 Correlation coefficient between per capita daily water consumption and influencing factors

3 結論與對策

（1）通過調(diào)查分析表明，北京市居民家庭人均日生活用水量為107.01 L/（人·d），在95%置信度下居民家庭人均日生活用水量的置信區(qū)間為104.93～109.09 L/（人·d），少數(shù)居民家庭人均日生活用水量大于250.00 L/（人·d）。

（2）眾多影響因素中，對人均日生活用水量影響由大到小依次為年人均收入、洗浴頻次、洗衣節(jié)水程度、做飯頻次、每周折合拖地頻次、沖廁節(jié)水程度、節(jié)水意識，其中年人均收入與洗衣節(jié)水程度、洗浴頻次顯著相關，而洗衣節(jié)水程度與洗浴頻次具有獨立性，年人均收入與洗衣節(jié)水程度呈正相關關系。人均日生活用水量與年人均收入、洗浴頻次顯著相關。

（3）收入水平是影響北京市居民家庭生活用水量的關鍵因素，這為節(jié)水工作提供了重點方向，未來是否有必要構建與居民家庭收入掛鉤的階梯水價制度，這有待進一步思考、研究，還需相關部門做大量工作，重點思考怎么劃分收入水平等級以及劃分標準、效果如何。此外，推廣二級水效以上的淋浴器、洗衣機、馬桶等高效節(jié)水器具，加大節(jié)水宣傳等措施，推動北京市居民家庭生活用水高效合理利用，提高生活用水效率。 □