水資源是人類社會(huì)生存的基礎(chǔ)，有著無法代替的自然社會(huì)地位，對人類的發(fā)展方向以及城市的發(fā)展進(jìn)程有著深遠(yuǎn)的影響。為此利用PVAR模型對經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與水環(huán)境指標(biāo)以及生活污水排放量進(jìn)行研究分析，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，對生活污水排水工程進(jìn)行治理。根據(jù)環(huán)境政策的構(gòu)成要素以及管理體制，制定生活污水排水工程的治理方法，在有規(guī)劃的指導(dǎo)下進(jìn)行生活污水的治理工作，有效解決水資源污染問題，改善城市水生態(tài)環(huán)境，保證水資源的合理利用，為人們提供健康舒適的生活環(huán)境。
一、基于PVAR模型的生活污水排水工程治理方法
對生活污水排水工程進(jìn)行治理，改建污水排水網(wǎng)，合理選擇其管道材料，采用PVAR模型分析生活污水治理與經(jīng)濟(jì)增長間的相關(guān)性，完成生活污水排水工程治理。
1.1 污水排水管網(wǎng)改建
由于大多數(shù)城市中的生活污水排水管網(wǎng)覆蓋率較低，結(jié)合部分地區(qū)未建設(shè)污水排水管網(wǎng)設(shè)施的現(xiàn)狀，采用PVAR模型分析城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生活污水治理工程間的關(guān)系，對污水排水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合城市道路的具體分布，對道路中的坡向以及生活污水的受納水體的地理位置，依照污水處理廠及其分水線之間的建筑障礙物對城市中的生活污水排水系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)域劃分。在城市道路及其建筑無明顯分水線的情況下，按照土地面積以及人口密集程度對生活污水的排水區(qū)域進(jìn)行劃分，當(dāng)區(qū)域內(nèi)的道路及建筑分布復(fù)雜，城市內(nèi)地勢起伏較大時(shí)，使其地形的分水線與水流流域的分界線保持一致。結(jié)合城市道路及周邊建筑的具體情況，在城市中設(shè)置污水泵站，利用地勢的坡度值，使生活污水根據(jù)自身的重力作用從高處流向低處的污水處理站，減少污水泵站的設(shè)置數(shù)量以及其對于生活污水的提升次數(shù)，從而減少運(yùn)行成本節(jié)約能源。
為了更好的對其進(jìn)行優(yōu)化，首先需要對城市生活污水的排放量進(jìn)行計(jì)算，具體計(jì)算過程如下所示：
其中W為生活污水排放總量，W1為城市居民日常生活污水排放量，W2為公共建筑污水排放量，W3為工廠生活污水排放量。
城市居民日常生活污水排放量為：
其中w1i為城市居民日常所產(chǎn)生的生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)量，HZ為系數(shù)，N1i為城市居民人數(shù)。
公共建筑污水排放量為：
其中w2i為公共建筑污水排放標(biāo)準(zhǔn)量，N2i為公共建筑污水排放人群的人數(shù)，Hki2為所對應(yīng)的變化總系數(shù)，T2i為公共建筑最高日排水小時(shí)數(shù)。
工廠生活污水排放量為：
其中w3i為工廠生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)量，N3i為工廠生活污水排放人群的人數(shù)，T3i為工廠生活污水最高日排水小時(shí)數(shù)。
通過上述計(jì)算能夠得出，中國城市居民每日所產(chǎn)生的生活污水排放量較大，為此采用截流式合流制排水方法對其進(jìn)行治理。沿河岸搭建污水截流管道，在截流管道上設(shè)立溢流井，并一同設(shè)立生活污水處理廠。在無降雨影響時(shí)，將全部生活污水排放至污水處理廠，將其進(jìn)行處理后直接排入受納水體。在受到降雨影響，生活污水與雨水混合的流量超過截流管道所能承受的輸水范圍時(shí)，將部分污水通過溢流井排出，并在溢流井后設(shè)立貯水池，防止排出的污水對受納水體造成污染，具體情況見圖1。
如圖1所示，將截流管道無法排出的污水暫時(shí)排入貯水池中，再將所儲(chǔ)蓄的污水送至生活污水處理廠，進(jìn)行處理后排入受納水體。至此完成污水排水管網(wǎng)的改建。采用PVAR模型對截流式合流制排水方法的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析，雖然截流式合流制排水管道與其他排水管道相比，其造價(jià)高出百分之二十到四十，但其泵站與污水處理廠所需成本較低，最終所消耗的經(jīng)濟(jì)成本遠(yuǎn)低于分流制排水方法，達(dá)到了低成本高回報(bào)的節(jié)能效果。
1.2 排水管道材料選擇
由于上述中截流管道所能承受的輸水范圍有限，按照«城市綜合用水量標(biāo)準(zhǔn)»，根據(jù)城市人口、土地面積以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度三個(gè)方面，計(jì)算排水管道的排水能力，其計(jì)算過程如下：
其中W為所設(shè)計(jì)的排水流量，S為所排放污水水流有效斷面面積，v為水流流速。
為完成該式需要計(jì)算水流流速：
其中n為系數(shù)，N為排放污水水力半徑，K為水力坡降。
系數(shù)n的取值見表1。
為保障排水管道所受的壓力在其可承受范圍之內(nèi)，重力流生活污水排水管道的徑流指數(shù)按照非滿流計(jì)算，污水排水管道的最小直徑，以及其相應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度按照表2的范圍綜合徑流系數(shù)取值：
確定各項(xiàng)取值范圍后，按照規(guī)定對排水管道進(jìn)行選材。目前混凝土材質(zhì)的排水管道在中國各個(gè)城市的應(yīng)用廣泛，但其連接管道的接頭部分耐久性差，容易損壞，導(dǎo)致排水管道滲漏現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，污染城市地下水質(zhì)。為此改用其他材質(zhì)管道，表3為部分發(fā)達(dá)國家對排水管道材料的應(yīng)用情況。
由表3能夠看出，隨著城市排水管網(wǎng)的改建，傳統(tǒng)排水管道材料逐漸被新型材料所替代，不同材料的管道具有不同的特性，結(jié)合實(shí)際情況根據(jù)所需進(jìn)行選擇。
1.3 基于PVAR模型的排水工程實(shí)施
根據(jù)PVAR模型計(jì)算經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與污水處理指標(biāo)，分析污水治理對經(jīng)濟(jì)效益所產(chǎn)生的影響，具體計(jì)算過程如(7)：
其中i為城市，t為年份，βf為回歸系數(shù)，Xi，t為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及污水處理指標(biāo)向量，φi為時(shí)間效應(yīng)，λi為該城市自然條件以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件等相關(guān)變量，εi，t為隨機(jī)干擾變量。
根據(jù)所得結(jié)果分析各指標(biāo)數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性，若PVAR模型中的數(shù)據(jù)為非平穩(wěn)性數(shù)據(jù)，則所得統(tǒng)計(jì)量的正確性將無法得到保障。為此在建立PVAR模型前對其進(jìn)行檢驗(yàn)，其具體過程如(8)：
其中α以及θ為待計(jì)算系數(shù)，Yi，t為模型所要決定的變量，Y(i，t)-j為模型所要決定變量的滯后變量，vi，t為政策性變量，v(i，t)-j為政策性變量的滯后變量，ηi為個(gè)體效應(yīng)，γi為時(shí)間效應(yīng)，μi，t為隨機(jī)干擾變量。
采用前向均值差分法以及組內(nèi)均值差分法去除PVAR模型中的時(shí)間效應(yīng)和個(gè)體效應(yīng)，使計(jì)算得出的干擾變量與模型所要決定變量的當(dāng)前數(shù)值及滯后變量不相關(guān)。利用組內(nèi)均值差分法將時(shí)間效應(yīng)所產(chǎn)生的隨機(jī)變量去除：
其中，Yi，t=∑pj=1Yi，t/N，N為樣本個(gè)數(shù)，其他變量定義與上式相同。
為去除時(shí)間效應(yīng)變量，用公式(8)減去公式(9)得到：
其中，Yi，t=Yi，t-Yi，t其他變量定義與上式相同。
采用前向均值法對公式(10)進(jìn)行處理得到：
其中Yi，t=∑tj=1Yi，t，其他變量定義與上式相同。
將個(gè)體效應(yīng)變量去除，用公式(10)減去公式(11)：
通過上述公式，將時(shí)間效應(yīng)變量以及個(gè)體效應(yīng)變量去除后，得到生活污水的排放與經(jīng)濟(jì)增長之間關(guān)系的PVAR模型如下：
其中αj為系數(shù)矩陣，p為滯后階數(shù)。
PVAR模型所決定的變量為生活污水排放指標(biāo)以及城市居民人均國內(nèi)生產(chǎn)總值的對數(shù)形式，該模型將污水排放及經(jīng)濟(jì)增長兩方面指標(biāo)均作為其變量。將PVAR模型所決定變量的滯后項(xiàng)，作為該模型的解釋變量，模型中所決定變量受PVAR模型自身的滯后變量所影響。對該模型進(jìn)行廣義矩估計(jì)，得到生活污水排放指標(biāo)與城市居民人均國內(nèi)生產(chǎn)總值之間的模型廣義矩估計(jì)結(jié)果。至此完成了基于PVAR模型的生活污水排水工程治理。
二、仿真實(shí)驗(yàn)
為了驗(yàn)證所提出的基于PVAR模型的生活污水排水工程治理方法的有效性，對基于PVAR模型的排水治理工程對lngdp的貢獻(xiàn)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證，并與傳統(tǒng)方法進(jìn)行比較，完成模擬實(shí)驗(yàn)。
2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
該實(shí)驗(yàn)采用Eviews軟件，根據(jù)所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。
為滿足以上要求，該實(shí)驗(yàn)選取的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為MV962CH/A型號(hào)計(jì)算機(jī)，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的各項(xiàng)具體參數(shù)見表4。
該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠滿足Eviews軟件的相關(guān)需求，具體操作界面見圖2。
污水排水工程的治理與城市發(fā)展的經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān)，對城市經(jīng)濟(jì)增長的正影響程度被稱為lngdp貢獻(xiàn)度。分析基于PVAR模型的污水治理方法對lngdp的貢獻(xiàn)度，與傳統(tǒng)治理方法對lngdp的貢獻(xiàn)度對比，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。
2.2 實(shí)驗(yàn)對比分析
通過Eviews軟件進(jìn)行分析，得到運(yùn)行分析結(jié)果見表5。
將所得出的采用PVAR模型的生活污水排水工程的治理方法，與傳統(tǒng)治理方法的lngdp貢獻(xiàn)度進(jìn)行比較。具體對比結(jié)果見圖3。
為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果的嚴(yán)謹(jǐn)性得到保障，在實(shí)驗(yàn)期間進(jìn)行了多次對比實(shí)驗(yàn)。由圖3可以看出，傳統(tǒng)的治理方法對lngdp的貢獻(xiàn)度，遠(yuǎn)低于采用PVAR模型的生活污水排水工程治理方法對lngdp的貢獻(xiàn)度。因此，基于PVAR模型的生活污水排水工程治理方法更具有效性。
三、 結(jié)語
中國正處于全國性水資源短缺以及水污染嚴(yán)重的狀態(tài)，但城市的發(fā)展腳步依舊越來越快，加速了水資源的消耗。由于城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展缺少科學(xué)性的規(guī)劃與建設(shè)，導(dǎo)致了水資源短缺問題日益加重，這種情況的出現(xiàn)，使政府機(jī)構(gòu)以及排水工程相關(guān)工作人員認(rèn)識(shí)到了污水治理工作的重要性，為此提出基于PVAR模型的生活污水排水工程治理方法。實(shí)驗(yàn)表明該方法具有極高的可行性，希望該研究能夠?yàn)樯钗鬯呐潘こ讨卫硖峁├碚撘罁?jù)，防治城市水污染問題，保護(hù)城市水資源，為人們提供良好的工作生活環(huán)境。（ >
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