我國城市人均綜合用水量預(yù)測(cè)方法研究.pdf

1、國家在1998年發(fā)布，并在1999年正式實(shí)施了“城市給水工程規(guī)劃規(guī)范”(GB50282—98)。規(guī)范中對(duì)城市用水量用了定額、指標(biāo)模式進(jìn)行預(yù)測(cè)，采用了城市單位人口綜合用水量指標(biāo)、城市單位建設(shè)用地綜合用水量指標(biāo)、人均綜合生活用水量指標(biāo)、單位居住用地用水量指標(biāo)、單位公共設(shè)施用地用水最指標(biāo)、單位工業(yè)用地用水量指標(biāo)、單位其他用地用水量指標(biāo)等數(shù)值，選取原則上基本按地域、城市規(guī)模、工業(yè)用地等不同類別進(jìn)行劃分，根據(jù)以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)制定不同的用水指標(biāo)。但其

2、中考慮的用水量實(shí)際影響因素比較少，指標(biāo)制定范圍寬，在實(shí)際應(yīng)用中指標(biāo)數(shù)據(jù)缺乏可操作性。在2002年國家又實(shí)施了“城市居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)”(GB/T50331-2002)，大量地采用了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)城市居民生活用水量進(jìn)行了分析，在考慮到影響居民生活用水量因素方面已有了很大進(jìn)步，但給出的標(biāo)準(zhǔn)范圍仍偏廣，仍無法合理指導(dǎo)城市的給水規(guī)劃和進(jìn)行切實(shí)可行的用水量預(yù)測(cè)。本研究中對(duì)國內(nèi)6組地理氣候分區(qū)的9座代表城市歷年的城市用水量實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)

3、現(xiàn)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段所采用的用水量定額指標(biāo)普遍高出實(shí)際用水量20％～50％之間，所以通過指標(biāo)法論證出的城市用水量往往不能真實(shí)代表城市實(shí)際所發(fā)生的用水量，預(yù)測(cè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)模偏大，造成城市供水市政基礎(chǔ)設(shè)施閑置和浪費(fèi)，實(shí)際運(yùn)行管理難以保持經(jīng)常的高效和節(jié)約。 所以本研究的最根本落腳點(diǎn)和最終目標(biāo)，就是要延續(xù)前進(jìn)腳步，研究出科學(xué)合理的預(yù)測(cè)考慮構(gòu)架和方法論，并能夠最終比較準(zhǔn)確地指導(dǎo)城市大系統(tǒng)規(guī)劃發(fā)展計(jì)劃制定、國家統(tǒng)籌安排水資源調(diào)度和各地平衡以及指導(dǎo)

4、工程實(shí)踐。 城市用水量預(yù)測(cè)多元統(tǒng)計(jì)回歸模型建立的基礎(chǔ)是一定的有針對(duì)性的歷史收集數(shù)據(jù)，在這些數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上通過統(tǒng)計(jì)學(xué)上的科學(xué)分析，整理歸納出自變量和因變量具有一定影響關(guān)系和程度的多元模型公式。預(yù)測(cè)公式除了要在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有合理性外，在給排水專業(yè)角度也應(yīng)具有解釋性，這樣得出的多元預(yù)測(cè)公式才更加具有應(yīng)用價(jià)值，除了可以幫助預(yù)測(cè)者對(duì)未來的用水量指標(biāo)和總量進(jìn)行合理分析計(jì)算外，還可以對(duì)涉及用水量管理方面的具體措施(比如管道建設(shè)計(jì)劃安排、水價(jià)制定方式

5、等)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)預(yù)評(píng)估和分析，以幫助政府部門科學(xué)決策。在上述方面，本研究以往研究的基礎(chǔ)上，提出如下新穎的研究思路和分析方法： (1)關(guān)于如何選取多元回歸預(yù)測(cè)模型所采用的多因素變量的代表形式和類別，結(jié)合本課題是針對(duì)城市以年度為單位的人均日用水量等宏觀指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)的研究的特點(diǎn)，通過兩種方式進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證：一是從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度上，對(duì)模型建立過程中的擬和優(yōu)度檢驗(yàn)(R2值在0.8以上)和顯著性F檢驗(yàn)(對(duì)于本地驗(yàn)證，P值不大于0.05，對(duì)于性質(zhì)相似的

6、異地驗(yàn)證，P值不大于0.10)；二足從給排水專業(yè)角度上，對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行時(shí)間跨度和地域跨度的誤差驗(yàn)證。通過以上驗(yàn)證后，對(duì)自變量選取的方式和方法提供科學(xué)、合理的證據(jù)。 (2)多元預(yù)測(cè)模型的形式采用歸一后的標(biāo)準(zhǔn)樣式，與自變量規(guī)劃值發(fā)生計(jì)算關(guān)系的采用本地區(qū)的歷史均值，這方便公式的通用化預(yù)測(cè)功能，而且可以根據(jù)規(guī)劃建設(shè)階段的規(guī)劃計(jì)量變化值或幅度，通過預(yù)測(cè)公式計(jì)算來進(jìn)行方便、快捷的結(jié)果預(yù)評(píng)估，以便合理決策。 最終得出的各區(qū)域用水量指標(biāo)

7、預(yù)測(cè)模型具有如下的指導(dǎo)意義： (1)全面分析了代表我國六大地理區(qū)域的九座城市在近20年來的歷史用水量發(fā)展變化，在充分解釋分析傳統(tǒng)“定額法”存在偏差的原因基礎(chǔ)上，提供了一整套科學(xué)的多元統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)方法建模方法、分析檢驗(yàn)步驟以及應(yīng)用方法?？梢詼?zhǔn)確地預(yù)測(cè)當(dāng)?shù)鼗蛘吲c當(dāng)?shù)匕l(fā)展結(jié)構(gòu)比較相近的臨近區(qū)域未來年限的人均居民用水量指標(biāo)、人均綜合生活用水量指標(biāo)和人均綜合用水量指標(biāo)，并結(jié)合公式的建模特點(diǎn)，提供決策者合理、方便的用水量規(guī)劃結(jié)合建設(shè)的管理手段和

8、方法。 (2)本研究是針對(duì)城市以年度為單位的人均日用水罩等宏觀指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)的研究，在詳細(xì)分析了眾多影響因素后，結(jié)合我國市政行業(yè)的統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)和報(bào)表反映形式，遴選了年平均氣溫(℃)、年降水量(mm)、城市人口密度(人/km2)、每萬人口供水管道長度(km)、人均地區(qū)生產(chǎn)總值(元/年．人)、水費(fèi)(元/m3)等6種指標(biāo)來建立多元預(yù)測(cè)模型。在建模、統(tǒng)計(jì)分析驗(yàn)證、模型結(jié)果專業(yè)分析、時(shí)間跨度和地域跨度預(yù)測(cè)值應(yīng)用驗(yàn)證、用水決策管理預(yù)評(píng)估等方面，為