基于一元线性回归的山东省废水治理研究

摘 要：随着经济的迅速发展，我国环境问题逐渐凸显，其中水资源短缺就是其突出代表，而以废水为代表的水质型污染则会加剧水资源短缺的现状。本文以山东省2006-2015年连续十年的废水排放量为研究对象，运用一元线性回归方法研究废水排放与经济发展之间的关系，探讨如何在不影响经济发展水平的前提下，尽快实现废水减排。

关键词：一元线性回归；显著性检验；废水治理

一、引言

改革开放以来，在经济高速发展的同时，环境质量问题日益显现，水环境作为环境的重要组成部分，其质量对环境质量有着重要的影响。如何降低废水排放对水污染的治理，提升环境质量显得尤为重要。山东作为缺水最严重的省份之一，平均水资源总量308亿立方米，目前已经开发利用的水资源量占比85%，水资源极其匮乏，因此提高用水效率以及降低废水对水环境的污染提出了高要求。

二、一元线性回归及基本原理

（一）一元线性回归

回归分析法通过数理统计方法，对大量试验统计数据进行分析处理，找到变量之间的联系方式建立回归分析数学模型。其中，一元线性回归是指根据成对的两个变量数据分布大体上呈直线趋势时，采用适当的计算方法，找到两者之间特定的经验公式，即一元线性回归模型。

（二）一元线性回归分析的基本原理

一元线性回归分析法是在考虑预测对象发展变化本质的基础上，分析因变量随一个自变量变化而变化的关联形态，借助回归分析建立它们之间因果关系的回归方程式，描述它们之间的平均变化数量关系，据此进行预测或控制。假设预期目标因变量为Y，自变量为X，一元线性回归分析就是要依据一定数量的标本（Xi，Yi），i=1，2，n，找出回归直线方程：

式（1）中，X为自变量；Y为回归估计值或拟合值；a为回归直线在纵轴上的截距；b为直线回归方程的斜率。按照最小二乘原理，求解得：

r的取值范围是[-1，1]，|r|=1，为完全相关；r=1，为完全正相关；r =-1，为完全负正相关；r=0，不存在线性相关关系；|r|越趋于1表示关系越强；|r|越趋于0表示关系越弱。

三、经济与废水排放分析

第一，为了研究经济发展水平（用地区生产总值表示）与废水排放之间的关系，本文以山东省为例，如表1所示：

假设生产总值为自变量X，废水排放为因变量Y，则得出回归直线方程式：

第二，根据公式，利用表1的数据可得出各参数具体值为：

根据计算公式可得a=1.89E5 b=5.67 即Y=1.89E5+5.67X

回归系数b=5.67，表示生产总值每增加1亿元，废水排放量平均增加5.67万吨。

r=0.991，线性相关关系的密切度达0.991，为高度线性相关密切程度，说明废水排放与经濟发展存在正线性相关。

第三，显著性检验

其一，相关系数检验法。由于相关系数r是用观察样本资料计算得到的，它说明的线性相关密切程度对总体是具有5%还是10%的显著性，即有95%或90%的可信度（置信度）。本文选择α=0.05；

已知：r =0.991，n= 10.检验统计量，解得t=20.89，由显著性水平α=0.05，查t表得，，说明相关系数r是显著的，两个变量之间确定存在线性相关关系。

其二，方程的整体性检验（F检验）。F检验实质上是对回归模型整体的检验，在给定的显著水平α条件下，将计算的F值同查F表（自由度为1和n-2）所得到的临界值进行比较，若F≥F0.05（1，

8）则说明回归模型有效。根据公式，记得F=54.56>F0.05（1，8）=5.32，说明回归方程是有效的。

四、结论与建议

（一）积极推行清洁生产、生活，实现废水排放的减量化

由于生活废水和工业废水在占据废水总量的比重比较大，因此应加强对工业和生活废水的减排。其中，工业废水减量成为人类持续发展的重要前提之一，为防止工业废水污染的产生、实现废水减量化，工业企业内部要积极推行清洁生产，走可持续发展道路。

（二）进一步提高工业水利用率实现废水资源化

我国工业用水效率总体水平较低，以废水作为一种水资源，废水经处理后回用于生产工艺，促进废水循环利用和综合利用，提高工业水利用率已成为减轻水源短缺压力的一种有效途径。

（三）加强废水综合治理力度实现废水无害化处理

生活废水，尤其是农村生活废水呈点源分布，为此必须加大投入、加快废水资源化和处理设施建设；积极推行污染治理设施社会化运营管理，加强运行监管，充分发挥已建设施的作用；科学制定区域废水治理规划，采取废水分散治理和集中治理相结合的方式，减轻有毒有害物质的污染，确保废水达标排放，逐步改善水环境，防止出现水质性缺水。

参考文献

[1]蔡时连.一元线性回归分析模型在期刊订购预测中的应用[J].图书情况工作，2010（2）

[2]胡细宝，王丽霞.概率论与数理统计[M].北京：北京邮电大学出版社，2001，2

[3]周新，任勇，裴晓菲.论我国工业污染治理的市场化及政策[N].中国环境报，2003-9-12.

[4]曹光辉，汪锋，张宗益，等.我国经济增长与环境污染关系研究.中国人口·资源与环境，2006，（1）：25-29.

[5]国家经贸委.工业节水“十五”规划[Z].国经贸资源[2001]1017号.

[6]严云良，周文俊.二元线性回归法在卫生人力资源预测中的应用[J].中国卫生经济，1999，18（8）：16-18

[7]李心愉.袁诚，2008.应用经济统计学.北京北京大学出版社.

[8]刘洪.非线性系统理论与预测研究新范式[J].1999，18（2）：1-6

[9]卢淑华.2009.社会统计学（第4版）.北京：北京大学出版社.

作者简介

郑春梅（1995-）女，河海大学公共管理学院17级研究生，专业为行政管理，研究方向为水利行政管理。

（作者简介：河海大学公共管理学院）