常州市城鎮化對工業廢水排放量的影響
——以江蘇省常州市為例

耿朝娜，秦 琳，趙 嵐， 劉堅一

(河海大學企業管理學院，江蘇常州 213022)

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常州市城鎮化對工業廢水排放量的影響
——以江蘇省常州市為例

耿朝娜，秦 琳，趙 嵐， 劉堅一

(河海大學企業管理學院，江蘇常州 213022)

基于熵值法對常州市城市化水平進行評估，以2005～2014年數據為基礎觀察當地工業廢水排放量變化趨勢，運用灰色關聯分析法研究城鎮化對常州工業廢水排放量的具體影響。結果表明：經濟、人口和社會城鎮化是影響工業廢水排放量的主要因素；第二產業在工業中占據的比例是影響工業廢水排放量的最主要的指標；城鎮化的發展對工業廢水排放量的影響處于減小趨勢。

城鎮化；工業廢水排放量；熵值法；灰色關聯度

城鎮化的加速發展是當今世界上重要的社會、經濟現象之一，但也引起了諸如環境污染、生態破壞和資源枯竭等一系列問題，以水體污染為主的城市水環境問題就是其中的一個重要方面[1]。常州市位于江蘇省南部，長江三角洲中心地帶，北臨長江，南瀕太湖，區內地表水系極為發達，為太湖上游高水網區。2003年國務院批準常州建設特大城鎮，城鎮建設的步伐不斷加快。2003年常州市區人口為201.01萬，到2014年底市區人口為316.48萬，城鎮化率由58.0%上升到68.7%。但是城鎮化的快速發展給常州帶來了嚴重的水污染問題。地處上游的工業園區的發展使得沿河沿江的水環境惡化，京杭運河周邊的工業廢水，生活污水的排放也使得常州市水網結構之內絕大部分水功能區水質評價不過關。在2010年常州市區水功能區水質評價中，111個水功能區優于和達到水功能區目標水質的僅有9個，占8.1%，129個監測斷面中，V類水以及劣V類水分別占18.6%和62.8%，城鎮化的飛速發展帶來的水環境污染問題已越發不可忽視。

近年來，國內外學者已經采用多種方法對城鎮化和水資源環境問題的關系進行了研究。JunTu等[2]運用GIS和統計分析方法研究表明美國馬薩諸塞州東部城鎮的擴張給水質造成了重大影響。LijunRen等[3]建立了城鎮化和水質的綜合評估框架，全面分析了城鎮化對水質的影響。周海麗等[4]建立回歸模型系統地分析了深圳城鎮化水平對河流水環境的影響，得出了城鎮化對水環境的主要影響因素。馬海良等[5]對工業廢水污染物和城鎮化率進行庫茲涅茨曲線擬合，分析了城鎮化對工業廢水污染污染物排放的影響。張勝武等[6]通過理論分析研究了城鎮化與水資源環境系統之間存在的耦合機理以及不同發展階段的耦合作用強度。

灰色關聯分析方法是灰色理論統計分析方法中的一種，通過分析曲線幾何形狀的接近程度來評估序列間的關系，對樣本量和樣本規律性的要求較低，因而適用性較高，近些年也被應用到了城鎮化和生態環境關系評估[7]和河流水質評價[8]等諸多方面。筆者以常州市為研究單位，基于熵值法計算不同維度下的城鎮化水平，運用灰色關聯法計算城鎮化水平與工業廢水排放量的關聯度，分析城鎮化對工業廢水排放量的影響，為相關部門決策提供參考依據。

1　數據來源與研究方法

1.1數據來源城鎮化評價指標和工業廢水排放量的數據來源于2005～2014年《常州統計年鑒》。

1.2研究方法

1.2.1基于熵值法的城鎮化水平評估。

1.2.1.1指標選擇及數據預處理。借鑒現有城鎮化水平評價的研究成果[9-10]，從城鎮化內涵出發選取評價指標。遵循系統性、完整性和數據的可獲得性等原則從人口城鎮化、經濟城鎮化、社會城鎮化和空間城鎮化4個維度選取評價指標對常州市城鎮化水平進行評價(表1)。

鑒于各指標的原始數據的量綱、數量級及正負取向均有差異，為了能夠進行區域的縱向對比，采用極差標準化的方法對數據進行處理。設xij(i=1，2，…，n；j=1，2，…，m)為屬性值，i為第i個年份，j為第j個指標，xij即為第i年第j個指標的數據。

1.2.1.2城鎮化水平確定。根據2005～2014年數據，用熵值法確定權重，減少因主觀因素出現的誤差。設n表示統計年數，m表示指標個數，具體計算步驟如下：

(1)計算第j項指標第i年的數值所占的比例rij。公式為：

(2)計算評價指標的熵權。公式為：

(3)計算第i年的城鎮化水平。公式為：

式中，j取1～4為人口城鎮化水平，5～8為經濟城鎮化水平，9～12為社會城鎮化水平，13～15為空間城鎮化水平。

表1　城鎮化水平評價指標體系

1.2.2灰色關聯分析方法。在研究城鎮化對工業廢水排放的關系時，通過灰色關聯分析方法進行分析，步驟如下[11]。

(1)設參考序列為X0={x0(k),k=1,2,…，q}，比較序列為Xi={xi(k),k=1，2，…，q},Xj={xj(k),k=1,2,…，q}，q為序列中元素個數。X0={工業廢水排放量}，Xi={Xa,Xb,Xc,Xd,Xe}，Xj={X1，X2，…，X15}。Xi中的各個序列分別表示不同維度下的城鎮化水平，Xj中各個序列表示城鎮化水平評價的各個指標。以X0表示參考序列，Xi和Xj中元素表示比較序列，分析其與工業廢水排放量的關系。Xi和Xj的計算方法一樣，所以下面以Xi為例解釋計算過程。

(2)求參考數列和比較數列的關聯系數。計算公式為：

式中，ρ為分辨系數，且ρ∈(0,1)，一般取值0.5；k=1，2，…，f；i=1，2，…，q。

(3)計算關聯度。公式為：

2　結果與分析

2.1常州市城鎮化水平根據統計年鑒數據，運用“1.2.1”中的方法，計算得到2005～2014年常州市城鎮化水平變化情況(圖1)。從圖1可以看出，常州的城鎮化水平增長率總體上處于上升趨勢，經濟、社會、空間城鎮化水平均不斷上升。但是人口城鎮化水平從2011年開始不再上升甚至逐漸呈現下降趨勢。人口城鎮化反映的是人口向城鎮的轉移，初期會表現為城鎮人口比重的不斷增大以及第二、三產業從業人員比重的上升，但是城市發展到一定階段后就需要進行產業結構的升級和優化調整，第二產業的從業人員會逐步向第三產業轉移，引起第二產業人口的下降。轉移的過渡階段則表現為第二產業從業人口的減少和失業人口的增多。2011年起常州市第二產業和第三產業從業人員增長速度開始放緩，年均增長僅為0.2%和0.1%，使人口城鎮化水平增長放緩。2012～2013年第二從業人員比重出現3%的大幅下降，第二產業從業人員下降0.2%，直接導致了人口城鎮化水平的下降。

圖1　2005～2014年常州市城鎮化水平變化情況Fig.1　Changes of urbanization level in Changzhou City from 2005 to 2014

2.2常州市工業廢水排放量變化情況根據統計數據，2005～2014年常州市工業廢水排放量變化情況見圖2。從圖2可以看出，工業廢水排放量總體上以2010年為界表現出先升后降的趨勢。由于2006年常州市采取了一系列水環境的治理措施，所以工業廢水排放量在2006年出現了小幅度下降。但是效果不是特別好，很快廢水排放量又進入了上升階段，從2010年開始才呈現持續下降趨勢。

圖2　2005～2014年常州市工業廢水排放量變化情況Fig.2　Changes of industrial waste water discharge in Changzhou City from 2005 to 2014

2.3城鎮化對工業廢水排放量的影響分析由于常州市2005～2014年工業廢水排放量變化情況從2010年開始出現大幅度且持續的下降趨勢，所以以2010年為分界點將研究期分為2個階段，分別分析前期和后期的關聯情況，通過對比來分析發展趨勢。工業廢水排放量與不同維度下城鎮化水平的灰色關聯度見表2。

表2工業廢水排放量與不同維度下城鎮化水平的灰色關聯度

Table2Graycorrelationdegreebetweentheindustrialwastewaterdischargeandthedifferentdimensionsofurbanization

城鎮化維度Dimensionofurbanization2005～2014年2005～2010年2010～2014年綜合城鎮化Comprehensiveurbaniza-tion0.98120.96540.6776人口城鎮化Populationurbanization0.96720.99300.6237經濟城鎮化Economyurbanization0.99080.99220.6240社會城鎮化Societyurbanization0.98720.61590.6116空間城鎮化Spaceurbanization0.57070.98430.6072

從表2可以看出，總體而言工業廢水排放量受城鎮化發展的影響較大。不同維度上的城鎮化與工業廢水排放量的關聯度數據對比表明，空間城鎮化對工業廢水排放量的影響較小，經濟、社會和人口城鎮化幾個方面影響較大，尤其是經濟城鎮化的影響，關聯程度超過了0.99。不過隨著城鎮化的發展，各維度城鎮化對工業廢水排放量的影響程度均有所降低。對比前后2個研究期可以發現，經濟、人口以及空間3個維度上的城鎮化與工業廢水排放量的關聯度出現減小且變化幅度較大，說明工業廢水排放量受經濟、人口、空間城鎮化發展的影響越來越小，工業廢水排放量不再隨著城鎮化水平的上升而增長，這一點從圖1和圖2的對比也可以看出。但是后期的數據仍舊表明，工業廢水排放與城鎮化的發展還是有著一定的關系，需要繼續從多方面出發進行管理、控制。

對各個維度上的衡量指標與工業廢水的排放量進行灰色關聯分析，以找出具體的影響指標。城鎮化評估指標與工業廢水排放總量的灰色關聯分析結果見表3。

表3　城鎮化評估指標與工業廢水排放總量的灰色關聯分析結果

由表3可知，就整個研究期(2005～2014年)而言，第二產業產值比重和第二產業從業人員比重與工業廢水排放量關聯度很大，說明城鎮化過程中，第二產業的迅速發展是影響工業廢水排放量的主要因素。據統計，常州市規模以上工業企業的總產值在2005年僅為875億元，到2014年，工業總產值達到11 037億元，超過了2005年的12倍，推動了整個社會的飛速發展，提高了城鎮化的發展水平，但也對工業廢水排放量造成了不小的影響。

前后期的數據對比表明，第二產業的發展始終是影響工業廢水排放量的主要因素，前期第二產業的迅速發展使得工業廢水排放量不斷增長，后期通過產業結構的調整和對重污染企業的管制，工業廢水量開始下降。除城區人口密度外，其余各指標與工業廢水排放量的關聯度在后期均有所下降，說明城鎮化的發展對工業廢水排放量的影響越來越小。

3　結論與建議

運用熵值法對不同維度下的常州市城鎮化水平進行了評估，結合2005～2014年常州市工業廢水排放量變化情況，運用灰色關聯分析方法計算城鎮化水平與工業廢水排放量的灰色關聯度，分析城鎮化對工業廢水排放量的影響，得出以下結論與建議。

(1)2005～2014年常州市城鎮化水平一直處于上升階段，但是隨著人口的城鎮化發展的減緩甚至出現負向增長，綜合城鎮化水平的增速放緩。

(2)隨著城鎮化的推進，人口、經濟、空間城鎮化的發展與工業廢水的關聯減小，說明工業廢水排放量受這幾個維度城鎮化的影響減弱。未來對工業廢水排放量進行控制可以考慮從技術發展等其他方面入手。

(3)現階段產業結構是影響工業廢水排放量的主要因素，一方面可以繼續進行產業結構的調整，發展生態產業，對于現有的高能耗、高排量企業進行嚴格的管理，從源頭上減少工業廢水的排放；另一方面可以提高工業廢水再利用率，將排放的部分工業廢水進行再利用，降低工業廢水的相對排放量。

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EffectsofUrbanizationonIndustrialWastewaterDischarge——AcaseofChangzhouCityinJiangsuProvince

GENGZhao-na,QINLin,ZHAOLanetal(SchoolofBusinessManagement,HohaiUniversity,Changzhou,Jiangsu213022)

ThelevelofurbanizationwasevaluatedinChangzhouCitybyentropymethod.Basedonthedatafrom2005to2014,changetrendofindustrialwastewateremissionwasobserved.GreycorrelationanalysiswasusedtoresearchtheeffectsofurbanizationontheindustrialwastewaterdischargeofChangzhouCity.Resultsshowedthateconomy,populationandsocietyurbanizationwerethemainfactorsaffectingtheindustrialwastewaterdischarge.Proportionofsecondaryindustryinindustrywasthemainindicatorinfluencingthedischargeamountofindustrialwastewater.Impactofurbanizationdevelopmentonindustrialwastewaterdischargewasinadecliningtrend.

Urbanization;Industrialwastewaterdischarge;Entropymethod;Greycorrelationdegree

2015年河海大學常州校區學生科技基金重點項目。

耿朝娜(1994- )，女，河北新樂人，本科生，專業：信息管理與信息系統。

2016-06-20

S-9

A

0517-6611(2016)22-218-03