大区域经济数据借用在生产经营用水量预测中的应用

张克阳

（河北省张家口水文水资源勘测局，河北 张家口 075000）

大区域经济数据借用在生产经营用水量预测中的应用

张克阳

（河北省张家口水文水资源勘测局，河北 张家口 075000）

第二产业的工业增加值是生产经营用水量预测的主要影响因素。目前，由于行政区变更或者统计口径变化，使部分区域第二产业工业增加值中有合理统计价值的数据难以被获得。鉴于小区域与所属大区域的工业生产的性质、发展趋势往往有较为紧密的正相关关系，生产经营用水的预测可以借用相关性较高的大范围统计数据来得到合理的统计规律。同时，利用张家口市生产经营用水预测验证了该理论的可行性。

大区域经济数据借用；生产经营用水量；需水量预测

需水量预测一直是水信息技术研究中的重要内容［1-2］。目前需水预测的理论研究主要从时间序列法和结构分析法两方面展开［3-5］。结构分析法从研究客观事物与影响因素的关系入手，建立预测对象与影响因素之间的关系模型，分别对不同的行业和人群分类，根据分类确定其需水预测，加权求和得到最终的需水预测。时间序列法是依据预测对象历史统计数据，寻找其随时间变化的规律，建立时序模型，以推断未来数值的预测方法［6］。由于该方法只需要历年来的总供水量，因此数据获取相对简单。在该类方法中，随着拟合工具的不同分为各种不同的方法。经典的方法包括常规趋势法和指数平滑法，其中，常规趋势法将区域历年用水资料，利用指数增长曲线进行拟合，进而预测今后的用水量，是最基础、简单、方便的拟合运算方法［7］。指数平滑法根据历年用水序列，利用指数增长曲线进行拟合，并用平滑指数系数体现新老数据在预测中所起的作用［8］。但上述方法在过去的表现也不十分令人满意，例如20世纪80年代初水利部门利用常规趋势法预测2000年为7096亿m3，张岳等利用指数平滑法预测我国2000年总需水量为6375亿m3，而2000年全国实际用水量仅为5591亿m3，表明预测结果明显偏高，误差较大，不能够达到实际指导国家发展规划的作用［9-10］。

1 生产运营用水预测中的问题

生产运营用水指在城市范围内生产、运营的农、林、牧、渔业、工业、建筑业、交通运输业等单位在生产、运营过程中的用水。目前北方大部分城市出于对水资源量的管控和供水管网供水范围的扩大，强行关闭了部分企业自备水源井，城市生产经营用水采用自来水公司供水的方式进行供水。因此对生产经营用水量的预测是供水公司供水量预测中的一个重要组成部分。

目前研究认为生产经营用水的预测主要影响因素是第二产业工业增加值，但是目前利用第二产业工业增加值进行生产经营用水的预测有如下一些困难。

（1）以集约节约利用土地，优化公共资源配置，推进产业转型升级为目的，各地新增大量工业开发区，小范围区域内的第二产业工业增加值的统计数据出现了较大波动，统计数据分析结果不再具有合理性。

（2）经济发展到一定程度要突破传统行政区划的界限，必然是要引起行政区划的变化。近年来，全国已有数百个城市的市区陆续进行了令人关注的行政区划调整。其中市区行政区划调整的幅度非常大，随着行政区划的变化，针对原来行政区划的统计数据也在统计分析中无法使用。

因此，由于上述原因，小区域统计数据已经不具有统计价值，而生产经营用水的预测实际上主要由工业企业的实际生产规模来决定。鉴于小区域与大区域的工业生产的性质、发展趋势往往有较为紧密的正相关关系，因此，在小区域统计数据无法反映出合理的统计规律的时候，可以借用相关性较高的大范围统计数据来得到合理的统计规律。

2 应用实例

2.1 案例背景

张家口市下辖7区包括桥东区、桥西区、宣化区、下花园区、塞北管理区、察北管理区和高新区。其中2003年3月，察北牧场、沽源牧场由河北省农垦局划属张家口市，改为察北管理区、塞北管理区。2004年4月，市委、市政府将高新区和南新区合并为高新区。2010年3月22日，经市委、市政府批准，张家口市产业集聚区成立。

张家口市自来水公司目前拥有3座水厂，日产水能力达25万m3，主要负责中心城区生产生活用水的生产供应保障和城市公共水源的管理工作。

2.2 大区域经济数据借用在生产经营用水量预测中的应用

2014年在张家口市市区供水整体改造规划中进行了针对张家口市自来水公司需水预测计算，在预测计算中，使用了2001～2011年的生产经营用水量，但鉴于市区范围的一再变化及统计口径的不断变化，无法取得相关供水范围内的第二产业工业增加值数据。鉴于市区与整个张家口市工业生产的正相关关系，选取张家口市全市的第二产业工业增加值作为反映涉及到生产经营用水量的工业企业的实际生产规模的变量（如表1）。

表1 第二产业工业增加值与生产经营用水量

续表

图1 生产经营用水量/张家口市第二产业工业增加值年度曲线

由图1看出y轴为生产经营用水量/张家口市第二产业工业增加值，x轴为年份，曲线逐年下降，较好地解释了在各个工业企业采取节水措施后万元产值耗水量逐年下降的事实。

利用函数y=b1+b2ebt3来拟合该曲线，通过遗传算法拟合得到b1=0.45384，b2=8.6639，b3=-0.18462，拟合曲线如图2。

图2 生产经营用水量/第二产业工业增加值的年份实际值与预测值比较

由表2可见，2001～2013年的拟合值的平均误差为4.41%，最大误差为10.87%。能反映生产经营用水量变化的状态，具有说服力，且预测过程易于接受，有一定的参考价值。

表2 生产经营用水量/张家口市第二产业工业增加值—年份实际值与预测值比较

续表

3 结语

在预测区域统计数据由于区划变化使得第二产业工业增加值不具有统计价值的时候，鉴于小区域与大区域的工业生产的性质、发展趋势往往有较为紧密的正相关关系，生产经营用水的预测可以借用相关性较高的大范围统计数据来得到合理的统计规律。

［1］中华人民共和国水利部.全国水利发展第十个五年规划和2010年规划［R］.2003.

［2］国家环境保护总局.2005年中国环境状况公报［R］.

［3］谢极.水资源对我国工业发展的影响及对策建议［J］.节能与环保，2004（4）：16－18.

［4］汪党献，王浩，马静.中国区域发展的水资源支撑能力［J］.水力学报，2000，（11）：21－24.

［5］张雅君，刘全胜.需水量预测方法的评析与择优［J］.中国给水排水，2000（17）：27－29.

［6］张成才，崔雅博，胡彩虹.需水量预测方法研究［J］.气象与环境科学，2009（1）.

［7］杨芳，张宏伟，刘洪波.城市供水负荷短期预测方法［J］.天津大学学报，2002（35）：167－170.

［8］Liu Hongbo，Zhang Hongwei.Comparison of the citywater consumption short—term forecasting methods ［J］.Transactions of Tianjin University，2002（8）：211－215.

［9］刘昌明，何希吾.中国21世纪水问题方略［M］.北京：科学出版社，1996.

［10］张岳，陈志恺，任光照.我国2000年用水预测分析研究报告［R］.1983.

Application of large regional economic data to be borrowed in the water demand forecasting of production and operation

ZHANG Ke-yang
（Hebei Province Zhangjiakou Hydrology and Water Resources Survey Bureau,Zhangjiakou 075000,China）

The second industrial added value is a major factor affecting the production and operation of water demand forecasting.Currently， due to the administrative change or statistical variation，making on the part of the regional industrial added value of the secondary industry is difficult to be get which is a reasonable value of statistical data.Given the nature of industrial production，the development trend of the small areas and their large areas tend to have a more positive relationship closely.Production and operation of water demand forecasting can borrow a wide range of high correlation statistics to get a reasonable statistical regularity.At the same time，the feasibility of the theory is verified by the production and operation of water demand forecasting in Zhangjiakou.

large regional economic data to be borrowed； water of production and operation； water demand forecasting

TV213

B

1672-9900（2015）02-0008-03

2015-03-13

张克阳（1970-），男（汉族），河北张家口人，高级工程师，主要从事水文水资源、水环境研究工作，（Tel）13582988830。