年 月∀#∃%&∋吉林建%,筑工程∋&学院&&3∗学,,%报∗&34&5第!期∗(∗&+(#)∀−∗.,,.∃%∋(/0∗1∗(2.∗.∃.,6,,城市工业用水量预测方法研究邵王红0长春建孙茂文0长春节水办8韩相奎0筑高等专科学校8城建系8摘要由于城市工业用水量占城市总用水量的 9:城市工业总产值也占全国国民经济总产值的<=>所以预测城市工业用水量对城市经济的发展解决缺水问题采取节水措施是,至关重要的根据我国某城市的工业用水统计资料采用龚帕兹模型一抖砂或4&?一≅0Α∋’Β进行预测取得了较为满意的结果并对成果进行了分析这对指导城市经济建设和产业结构的调整具有重要的指导意义关键词用水量数学模型预测节水中图分类号ΧΔ预测城市用水量的意义水资源的预测工作包括两个方面一是水资源开发规划的供水预测一是需水量预测许多国家如前苏联美国英国加拿大意大利瑞典荷兰等都十分重视供需中期水量的预测工作用水计划的关键预测 ==:甚至Ε=年后的供需水量然后制定近期远期的为水资源的政策研究提供资料预测工作是水资源管理中掌握未来发展趋势随着改革开放经济建设的发展产业和人口的增加城市工业农业各方面用水量都在迅速增长达近两千亿元:我国缺水城市和地区的范围日益扩大因缺水而影响工业产值每年高从用水的经济效益来看年全国 <==我国<=>的工业产值和Φ=>的工农业总产值来自城市: 个城市的工业万元产值取水量平均为立米9万元 即ΓΕΦΓ元9立米而农业仅为ΕΦ元9立米可见工业用水的经济效益是农业所不能比拟的从用水量来看另一方面我国的工业用水已是城市总用水量的邝并且大部分城市缺水因此通过预测城市工业用水量来估计缺水量寻找解决办法是可行的我国水资源开发利用分好几个部门如不做好预测工作就难以制定中长期水资源开发利用的总体规划和供水规划就会影响国民经济计划的实现所以预测城市工业用水量无论在经济效益上还是在宏观调控上都有重要意义收稿日期邵小红女肥岁讲师长春建筑高等专科学校邮编:;= 吉林建筑工程学院学报年 月 预测模型的选择及应用根据水量平衡原理用ΗΙ川一Ι“耗ΛΛΑΙ排十Ι重一Ι取十Ι重式中—工业耗费水量ϑ—工业排污量及漏失水量—工业重复利用水量Ι&Ι—工业实际从水源取得的水量即工业取水量0—水的重复利用率是反映工业节水的一项重要指标Ι耗排ϑ工业使用水量0Κ0Κ88“0ΚΛ“8Λ准0Κ“8取“8夕,一念只==>Η在进行工业用水量预测时0”0 8为提高精度本文采用了用万元产值取水量而不用总水量以消除年产值变化对用水量的影响根据历史发展趋势和经济技术条件在数学模型中反映节水效果对用水量的影响; “成长曲线模型的选择””“成长曲线把技术或经济的发展描述为类似生物发展的三个阶段Λ每个阶段的发Λ展速度各不相同段在发生阶段变化速度较慢在发展阶段变化速度加快在成熟阶变化速度又趋缓慢如前所述工业用水的变化在很大程度上决定于节水措施和经历了类似于成长曲线的变化过程节水效果我国不少城市工业用水““”其万元产值用水量是一条反”型下降曲线 图!∀出现这种形状的原因是由于在初期矛盾并不十分突出水的供需节水工作开展比较缓慢人们的节水意识较差万元产值用水量变化不大一方面从!∃∃%卜介吕艺胶叹年开始!∃∃%一方面由于国民∋经济飞速发展&水的供需矛盾口益尖锐另为了迎接年月召开的全国胜第二次节水工作会议和节水展览大会国范围内更进一步紧抓节水在全炭生阶段及展阶段( 年∀成拍阶段投人了大量的资金采用先进的节水技术及先进的节水设备器具强化了节水基础管理工作使节水图)工作有一个突飞猛进的发展于是万元产值取水量在!∃∃%年以后有了明显下降经历了这个阶段节水工作已经有了一定的基础各万元产值取水量变化趋势城市都投人了大量的资金技水平及资金的限制’#到极限值∗采用先进技术来缓解本地区的用水紧张局面此后由于科万元产值取水量的下降趋势又逐趋平缓并认为它在近期内将达“当某城市工业万元产值取水量+随时间)的变化在坐标纸上呈反”形趋势或在第!期邵玉红孙茂文韩相奎城市工业用水量预测方法研究半对数坐标纸上近似呈一修正指数曲线形式型为Η就可以用龚帕兹模型进行预测∃龚帕兹模夕Μ,“”扩或(Η少Μ≅Α’(0∃ΝΟΟΠΒΠ(8式中≅为参数澎一从∋即所达到的极限值≅Β三个参数的估算可有多种方法,Η常用的是三段估计值不能被:将时间序列的个数分为三等份为:每一份有,,个数0一Χ9:8如ΗΧ整除则可通过增减数据使之成的倍数&令犷一4则此三段数各段之和为甲可导出‘盆了二Θ、、二‘Ρ∀Γ∗一艺多一艺元∗Μ 十(艺必一艺另:Θ ΑΣ一艺:∗一一艺云Τ??∗一 (一扩‘一 凡0名丈一艺苦子,Λ,Λ刹名必一∋Β 某城市工业用水且预测料Ρ 万元产值预测<Γ某城市有8呈反线0图 “年至Ε8年工业取水量统计资料0见表在坐标纸Υ绘制,曲ς”形故可以采用龚帕兹模型进行预测总取水量7 万立方米∀06∋0403!4202!/∃却年度!∃/∋!∃//!∃/∃某城市工业产值及取水量万元产值取水量扒立方米8万元∀!36!0∋!0%!!%(工业总产值5 万元∀!/02%%%!//∋!%2!∃004!/!∃06%!20∃6/∃6!26020∃3匆目∃6∃∃60%06/卜材父−叹 .钱叨加的!∃∃%!∃∃!!∃∃01∃∃2!∃∃3!∃∃40!!∃%0620∃06∃∃∋06∋2!06%2303!32//∋36/4!4∃!叨∋2/∃∋!/22∃∋40603%%64029胭4∃%∃!∃(643∃仰∀业∃2叭∃66%06图0某城市+(曲线计算结果为:一;∃42!<=2!0∋∃0∗=0%334少=> 0“33/?2!!∋∃5%∃42!∀表序号年度!∃/∋夕万元产值取水量预测值〕≅艺一,0竺二。少写+≅(6!0∋∃6∃冬∀笙∀呀∀%0!4%//00∋4!∃///。9。艺≅,一!9。2∋/9弓!0 <吉续表 林建筑工程学院学报年 月序号Φ!ΕΓ: !年度<= ==<<二4〕》卫>二 三Φ = Φ<ΕΕ!Γ ΦΓ==Γ!吕Ε=!= 一!Γ ΦΓΕ==一<=Ε习一,一:ΛΦΦ<<=ΓΓ!Φ<:=亏8Γ!!Ε:! <<Φ<ΕΓ!ΦΕΦΕΦ=!名&。一一 Ε。<Γ一!Ε === ==Ε == Φ!=<Γ<一:==Φ<; ; 取水量预测8工业年产值的增长按低0Ψ一Φ>推算高0Ζ一<肠8两个方案设想:以Ε年为基期向前预测成果列于表:表表!:亦如图所示Ψ某城市工业用水预测值0一Φ>8年度 === ==Ε ==工业总产值0万元8Ε:ΦΦ!!ΓΓΕ=Γ Φ=<ΦΕ工业总取水量0万立方米8 =:!Γ:<=<:Γ万元产值取水量0立方米9万元8:ΓΕ=Φ< Γ =表年度 === ==Ε ==!某城市工业用水预测值0Ζ一<>8工业总产值0万元8Ε<<Φ<Γ工业总取水量0万立方米8 :!万元产值取水量0立方米9万元8:Γ Γ =Ε=Φ<<Φ!Γ<: Γ=:Φ ::Φ: Φ <:(侧 Χ习暇−!二二二二二二二二Ψ砚;[[[[[[[州性[)泊∋田6∃(翻川,匀创场《年∀匆!%图2某城市工业用水趋势图22结果分析!误差分析将实测取水量Δ与估算取水量Δ相比较列于表4第!期邵王红孙茂文韩相奎表Ε城市工业用水量预侧方法研究取水量预测值环0万立方米8认0万立方米8 Γ:Ε ΦΓ Ε !Ε: :< !ΓΦ< =!Ε=: ΦΦ!Φ <ΕΦ = Φ: ΦΓ ΦΓ: Φ=:! Γ:Ε ΕΦΦ< :! Ε !!:从表中可以看出取水量估算值年代初大=年和 年两年误差较大其原因是该城市<=中期节水工作有很大成绩在较大范围内进行水的循环利用及厂际串联用水使水的重复利用率有较大幅度提高到<=年代末新鲜水的取水量下降万元产值取水量下降幅度较节水工作受资金及技术水平限制年以后成绩不明显 导致估算误差为较大的负值的正值:而在=全国范围内狠抓节水各地互相交流先进的节水技术节水型工艺使得该城市的节水工作又有进一步的提高使得年的取水量估算值为较大此后节水工作又处在稳定发展状态’值的讨论≅所以 年以后误差较小刀 对万元产值取水量值在很大程度上取决于水的重复利用率Ι取由下式可以看出一Ι用0一帕∴用∴取一∴用(一帕0当工业结构变化不大时一个极限值限的可以认为不会有太大的改变夕的变化在近期内将趋于这是因为一个生产工艺有一个固定的用水量可以重复使用的水量也是有即不存在浪费及明显的用当节水工作开展到一定程度就使用水达到基本合理水不合理现象!此时刀就会达到极限值结论本文引人了万元产值取水量的概念通过对我国用水规律的分析及某城市工业用水资料的图解Ε>以认为其符合成长曲线模型Ε“”故认为可藉龚帕兹模型进行预测采用龚帕兹模型对某城市工业用水模拟预测的结果表明内大多数年份的误差都在仅有两年的数据大于>=>但小于说明于此应用龚帕兹模型是可行的两年份预测误差稍大的原因与城市节水效果好坏密切相关0参考文献略8:=吉林建筑工程学院学报年 月],5,∋%⊥−#&Ψ%,/∗⊥.∗&3%_,.−#/#&5∃#)⎯∗.∗,5&4&/∃5.%∗∋(Ι∋.,ς−∋#了⎯&ΚΨ.∗#Ψ,∗−#30⎯−“&3⊥−∃&(几−∗.亡‘.∃,%汤(.,%,3,8ς∃0⎯入∋,&_∋#ϑ,&#∃3⊥,−α所,。∗&ς⊥%#/∀Ι入九&∋3Κ,&.8β0。护∋月Κ,&∋&.∋&3χ∗≅∃∗),.Δ%Β∋&肠&5.、。.∗#&8+Β5.%,#&5∃∋⊥.⎯∗.∗,5’∗&/∃5.%∋(ϑ∋.,%∃&⊥#&5∃ΚΖ.∗#5.%&∋,,#∃&.5)#,%Τ9:#).−,)#∃5%,∗.∗,5.#.5(ϑ∃∋.,%ΚΖ.∗#&Ε=∋&/3%,%#55Κ#,∗Ζ∋∗(∗&/∃?#∃.Ζ∃.1∋&(∃∋&∋,,#∃.5<=写#%#).−∋.1−#(,%&∋.∗#&.−,Ζ,.∗#/∗∃&%&)ϑ∋.,%&#,#&5∃ΚΖ.∗#Ζ)#,&∋%Κ∗,∗Ζ∋(∗&/&.%?Ε5)∗.∋(∗ΚΖ#.∋&,,&#∗&.,%Κ5#∃5,#)Κ∋,∗Ζ∋#∗(,⊥#Κ∗,/,1,(#5.∋5.∗,∋.∗Κ.5#(∃.∗#.−,.#ϑ∋.,%−#.∋3,∋&#/,,#Κ∗,∋(#∃%∃,∋&)ϑ?.,+Ζ,,#%&3/∗.#(/.∋∃Ζ#&,#&,ϑ∋.,%∋&,#&5∃Κ∋.#&Ζ.∗,5),∗.∗∗&,#∃&.%#&,%,%,5,&.∋.∗1,Κ#5/,(,∋&∋Β,乙Ζ(∃/,/,.#%/.−,Κ−,Κ∋.∗,∋∋,()#%Κ(∋Β,Ζ%,/∗,.,/8Μ,0‘Α“’Β%4&少一庵ΑΕ(∋5∋5∋.∗)%,?%,5∃(.5−∋∋.,,,1,Β,,&−∗,1,∋&//ϑ−,&..−,Κ∋.,−Κ∋.,∋∗()#%Κ∋&∋∃∋,ΖΖ(∗/Ε.#/∗,.Κ3∃∃&∗,∗Ζ∋(ϑ5,#&5∃ΚΨ.∗#∃&&−,%,5∃(.5−∋1,Β,,&∋&(?δ,/∃5Χ−∗ς#)3%,∋.∗/∗&3∗3&,∋&∗)∗∗&Κ∗,∗Ζ∋,⎯Ο&#Κ∗,,,#&5.∃,.∗#&/∗&/.%∗∋&(.Χ(⎯.Δ),ςε.,?ϑ#%/5ϑ∋.,%,#&5∃#ΚΨ.∗Κ∋.−,Κ∋.∗,∋(Κ#/,(#Ψ%,/∗,∗&,,#&#,∋Κ∗(Δς,#)丫φ∋(