城市供水 城市供水 城市供水包括：城市公共供水（简称自来水）和单位自建设施供水（简称自备水）两个部分。 城市公共供水（自来水） 指隶属于城建部门，主要承担城市全社会供水任务的城市公用性的生产经营型企业。一般以自来水厂个数为统计单位。 自来水厂 指具有一定的生产设备，能完成自来水整个生产过程，水质符合一般生产用水和生活用水要求，并作为公司（厂）内部一级核算的生产单位。 按其生产方式不同，可分为地面水水厂和地下水水厂两种。 按其生产的水质不同，又可分为非饮用水（浑水）水厂、饮用水（净水）水厂和既生产非饮用水（浑水）又生产饮用水（净水）的混合水厂三种。 按其生产规模不同，又可分为大型水厂、中型水厂和小型水厂三种。即现有综和生产能力在10万吨/日以上的（不包括10万吨/日） 一个城市或一个自来水公司，可能有一个或数个自来水
厂，一个自来水厂又可能有一个或数个水源地。一个生产系统内的各项设施，如分布在几个地点，只能作为一个自来水厂;但补压井和加压站不能作为自来水厂。 自建设施供水（自备水） 指企事业单位、机关团体、部队等社会单位自办的独立水厂或供水设施（包括地下水、地面水）。一般将拥有自备水的独立单位统计为一个自备水单位（不论单位内部同时有几个水厂或供水设施均视为一个自备水单位数）。有水资源管理部门的城市，自备水单位数统计以水资源管理部门掌握的数字为准。 设计综合生产能力 指城市供水设施取水、净化、送水出厂输水干管等环节的综合生产能力，按设计能力（以四个环节中最薄弱环节为主）计算。 在设计生产能力的基础上，经挖、革、改增加的生产能力，应按一次或数次增加的设计生产能力总和加原设计生产能力求得。 实际综合生产能力 指自来水厂取水、净化、送水、出厂输水干管等环节的综合实际生产能力，按实际测定的（以四个环节中最薄弱的环节为主）生产能力计算。包括当年已经采取的各项措施后增加的能力，供水高峰阶段，超负荷增加的生产能力不予以
城市给水工程系统规划的用水量预测摘要: 城市建设首先是各类工程的建设,而规划在城建中占有举足轻重的地位。一个城市的基础设施的位置、分类、功能、本套程度、能力大小等直接关系到城市的生活水平的提高,因此,城市规划对城市的作用是不言而喻的。城市工程系统指 的就是城市基础设施的综合体系,它由交通、通信、供热〔气〕、给排水、环卫、 全等工程体系构成,它们的规划就是城市工程系统规划,而给水工程系统规划则中的重要组成部分。 关键词:给水工程; 一、概述 城市给水工程系统由取水工程、净水工程、输配水工程、水资源保护工程等组成,其规划的主要任务和内容是:进行城市水源规划和水资源利用平衡工作;确 定城市给水设施的规模和容量;科学布局给水设施和各级给水管网系统,满足用 户要求;制定水资源保护措施和设施分布及规模。给水工作系统与排水工程系统 被称为城市生命保障体系,因此,做好它的规划有着极其重要的现实意义和社会意义。 二、预测方法 预测方法主要分定额指标法和函数法二大类。它们的侧重点是不相同的,定额法侧重于定性,函数法侧重于数学分析,要做好预测要用二者互相验算、互 相修正和互相补充,才能使预测所得结果最大限度地符合要求,满足规划的需要。 1.定额指标法 所谓定额指的是单位用水量,是国家相关部门根据不同条件下用水量
调查统计结果,考虑各种因素发布的规范指标,具有一定的科学性、规范性、权威性,这是规划工作者必须严格执行和认真实施的,对规划工作具有很好的指导作用和约束作用。用水量预测主要定额指标有:单位人口综合用水量指标(万m3/万人·d)、单位建设用地综合用水量指标(万m3/km2·d)、居住用地用水量指标(m3/ha·d)、综合生活用水量定额(L/人·d)、其他用地用水量指标 (m3/ha·d)、工业用水重复利用率(%)。一般在预测时根据城市规模大小、工业规模取不同值乘上相应的规划人口预测数或工业产值即可得到预测用水量。此类方法简单明了、通俗易懂、计算快捷方便、数值有一定的准确性,但如果城市发展变化大则易失准。比如海南海口市在20世纪90年代中期曾发生过供水严重不足的情况,居民生活用水连五楼都短缺,这即是规划跟不上变化的结果,用水量预测占了很大的因素。 2.函数法 函数法就是将与用水量有关的各种要素作为自变量,以对应关系建立与用水量Q有关的关系式,在一定的条件下通过数学计算求得Q值。主要有:线性回归法、产函数法、年递增率法、生长曲线法等。 ( (3)年递增率法 根据历年供水能力的增加(增值是非均匀的),考虑经济发展速度和人口增加因素,确定一个合理的年平均增长率用复利公式预测城市规划期用水量,根据有关资料,我国城市用水年增长速率在4%～ 6%之间,规划人员应根据城市发展规模和经济、人口的变化趋势确定年增长率的取舍,保证预测的准确性,另外此预测方法时限不宜过长。 (4)生长曲线法 城市用水量的变化根据我国各典型城市的数字来看,呈S型曲线,则据
中国建设报/2002年/10月/31日/ 城市居民生活用水量标准 中华人民共和国建设部 公告 第60号 建设部关于发布国家标准 城市居民生活用水量标准的公告美国费城3411996现批准 城市居民生活用水量标准为国家标准,编号为GB/T50331-2002,自2002年11月1日起实施。本标准由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。 中华人民共和国建设部2002年9月16日 1总则 1.0.1为合理利用水资源,加强城市供水管理,促进城市居民合理用水、节约用水,保障水资源的可持续利用,科学地制定居民用水价格,制定本标准。 1.0.2本标准适用于确定城市居民生活用水量指标。各地在制定本地区的城市居民生活用水量地方标准时,应符合本标准的规定。 1.0.3城市居民生活用水量指标的确定,除应执行本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 2术语 2.0.1城市居民city!s residential 在城市中有固定居住地、非经常流动、相对稳定地在某地居住的自然人。 2.0.2城市居民生活用水water for city!sresidential use 指使用公共供水设施或自建供水设施供水的,城市居民家庭日常生活的用水。 2.0.3日用水量water quantity of per day,per person 每个居民每日平均生活用水量的标准值。 3用水量标准 3.0.1城市居民生活用水量标准应符合表3.0.1的规定。
注:1表中所列日用水量是满足人们日常生活基本需要的标准值。在核定城市居民用水量时,各地应在标准值区间内直接选定。 2城市居民生活用水考核不应以日作为考核周期,日用水量指标应作为月度考核周期计算水量指标的基础值。 3指标值中的上限值是根据气温变化和用水高峰月变化参数确定的,一个年度当中对居民用水可分段考核,利用区间值进行调整使用。上限值可作为一个年度当中最高月的指标值。 4家庭用水人口的计算,由各地根据本地实际情况自行制定的管理规则或办法。 5以本标准为指导,各地视本地情况可制定地方标准或管理办法组织实施。 本标准用词用语说明 1为便于在执行本标准条文时区别对待,对于要求严格程度不同的用词说明如下: (1)表示很严格,非这样做不可的用词: 正面词采用?必须#; 反面词采用?严禁#。 (2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词: 正面词采用?应#; 反面词采用?不应#或?不得#。 (3)表示允许稍有选择,在条件许可时,首先应这样做的用词: 正面词采用?宜#或?可#; 反面词采用?不宜#。 2标准中指定应按其他有关标准、规范执行时,写法为:?应按?执行#或?应符合?的要求(或规定)#。 条文说明 1总则 1.0.1本条说明了标准编制的目的,是增强城市居民节约用水意识,促进节约用水和水资源持续利用,推动水价改革。 1我国淡水资源日益短缺,进行合理开采、有效利用、节约控制,是今后水资源管理的重点内容。转变粗放型用水习惯,制定合理的居民用水标准,满足居民生活的基本用水需要,并建立核定与考核制度,使之不断完善,形成体系,是控制粗放型用水的基本手段,也是简单易行的有效方法。 2以居民生活用水量标准为基础,为逐步建立符合社会主义市场经济发展要求的水价机制,进一步理顺城市供水价格创造条件。 1.0.2本标准适用范围确定为?确定城市居民生活用水量指标#。在执行过程中,由于各地流动人口数量变化、供水状况及管理要求等情况不同,在执行本标准时,需要结合本地区的管理,计量方式等具体情况制定地方标准或办法推动实施。 1.0.3本条规定了各地在执行本标准时,尚应符合国家现行的有关标准的规定。GBJ13%86 室外给水设计规定1997年(修订版)对部分条文做了修订,其中区域分类方式和定值方法做了重大调整。修订后的标准将原来的五个分区变成了三个,以城市规模的大小划分了特大城市、大城市、中小城市三楼,定额值取消了时变化系数的调整方法,直接给定了平均日和最高日定额值。这个规范是用于室外给水设计的文件,与本标准用途不同。本标准的指标值是城市居民日常生活用水指标,低于设计标准。 2术语
用水量预测方法综述 摘要：本文阐述了研究用水量预测方法的目的和意义，简要的介绍了六种目前常用的预测方法，并指出了每种方法的优缺点, 最后对不同情况水量预测方法的择优进行了分析和探讨。 关键词: 用水量预测人工神经网络预测方法择优 一、引言 水是人类赖以生存的基础，没有水，就没有生命。 随着经济建设的发展、产业和人口的增加，我国城市、工业、农业各方面用水量都在迅速增长，缺水城市和地区的范围日益扩大。全国640个城市中有333个城市缺水，其中严重缺水的有108个[1]。同时，水污染是我国面临的又一严峻的问题。缺水、水污染己经对我国的经济建设构成了严重的威胁[2]。因此，水资源规划和供水系统的优化调度变得越来越重要，作为供水管理前提和基础的用水量预测方法的研究也得到了快速的发展。 二、研究用水量预测方法的目的和意义 水量预测工作是水资源管理中掌握未来发展趋势的关键。而合理预测城镇规划期限内的用水量，使其与城镇发展实际相接近，对城镇今后的建设和发展具有极其重要的意义。通过预测未来的用水量，一方面，我们可以大致估计城市和农村的缺水量，着手寻找解决方案，减少经济损失。另一方面，用水量预测是水资源管理规划的重要内容。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。所以预测用水量，无论在经济效益上还是宏观调控上都有重要意义。 三、用水量预测分类以及相应预测方法 用水量的预测方法按用水部门性质可分为生活用水预测、工业用水预测、农业灌溉用水预测、渔业用水预测等几方面。生活用水量的预测方法有综合分析定额法、趋势法和分类分析权重估算法，在预测时，可根据实际情况选用一种为主，其他亏法进行检验、校核。趋势预测法、分块预测法、相关法、分行业重复利用率提高法等是较为常见的工业需水量预测方法. 四、几种常用的用水量预测方法[3] a)自回归移动平均模型ARMA法 ARMA模型是自回归模型和移动平均模型的综合，它通过对相应数学模型的分析研究，能更本质地认识动态数据的内在结构和复杂特性。ARMA模型将预测对象时间序列加工成一个白噪声序列进行处理，所以它可对任何一个用水过程进行模拟，且预测速度快，能得到较高的预测精度。然而，ARMA模型具有预测周期短、所用数据单一的缺点，只能给出下一周期用水量的预测值，且无法剖析形成这一预测值的原因及合理的
、灰色预测模型 简介(P372) 特点：模型使用的不是原始数据列，而是生成的数据列。 优点：不需要很多数据，一般只用4个数据就能解决历史数据少，序列的完整性 和可靠性低的问题。 缺点：只适用于中短期的预测和指数增长的预测。 1、GM(1,1)预测模型 GM(1,1)表示模型为一阶微分方程，且只含有一个变量的灰色模型。 1.1模型的应用 ① 销售额预测 ② 交通事故次数的预测 ③ 某地区火灾发生次数的预测 ④ 灾变与异常值预测，如对旱灾，洪灾，地震等自然灾害的时间与程度进行预报 (百度文库) ⑤ 基于GM(1,1)模型的广州市人口预测与分析(下载的文档) ⑥ 网络舆情危机预警(下载的文档) 1.2步骤 ① 级比检验与判断 由原始数据列x (0) =(x (o ) (1),x (o ) (2),…，x (0)(n))计算得序列的级比为 2 2 若序列的级比(k) -(e^ '.e 0 2)，贝U 可用x (0)作令人满意的GM(1,1)建模。 光滑比为 P (k )= k x <0) ( k) \- (0) x (I) i 珀 若序列满足 p(k 1) ：：1,k =2,3,…，n-1; p(k) p(k)〔0,T,k=3,4, ,n; 「:: 0.5. ■ (k)二 x (0)(k -1) x (0) (k) ,k - 2,3, , n.
则序列为准光滑序列。 否则，选取常数c 对序列x (0)做如下平移变换 y (o )(k)=x (o ) (k) c,k=1,2「, n, 序列y (0)的级比 、 y 0(k-1) 一 'y (k) (0) ，k = 2,3， , n ? y(k) ② 对原始数据x (0)作一次累加得 x ⑴=(x ⑴(1),X (1)(2),…,x (1)(n)) =(x (0)(1，x (0)(1 +x (0) (2)，…,x (0)⑴+…+x (0)(n)). 建立模型： dx ( 1 ) ——ax ⑴=b,( 1) dt ③ 构造数据矩阵B 及数据向量丫 ■ -z (1) ⑵ 1 1 f x (0) (2)1 B = -z ⑴⑶1 9 亍 ，丫二 x (0)(3) a -z ⑴(n) 1_ x (0) (n)J 其中：z ⑴(k) =0.5x ⑴(k) 0.5x ⑴(k -1),k =2,3, ,n. ④ 由 求得估计值召=b?= ⑤ 由微分方程(1)得生成序列预测值为 ( b?) b? x>(1)(k+1)= ：x (0)(1)—三 ，k=0,1，…，n —V, l 召丿 召 则模型还原值为 00)(k 1)=0)化 1)-0),k =1,2, ,n-1,. ⑥ 精度检验和预测 残差 ；(k) =x (0)(k)-?(0)(k),k=1,2, ,n, -(B T B)4B T Y u?=
中华人民共和国国家标准 城市居民生活用水量标准GB/T 50331-2002 The standard of water quantity for city's residential use 主编部门：中华人民共和国建设部 批准部门：中华人民共和国建设部 施行日期：2002年11月1日 中华人民共和国建设部 公告 第60号 建设部关于发布国家标准 《城市居民生活用水量标准》的公告 现批准《城市居民生活用水量标准》为国家标准，编号为 GB/T50331-2002，自2002年11月1日起实施。 本标准由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。 中华人民共和国建设部 2002年9月16日1总则 1.0.1为合理利用水资源，加强城市供水管理，促进城市居民合理用水、节约用水，保障水资源的可持续利用，科学地制定居民用水价格，制定本标准。 1.0.2本标准适用于确定城市居民生活用水量指标。各地在制定本地区的城市居民生活用水量地方标准时，应符合本标准的规定。
1.0.3城市居民生活用水量指标的确定，除应执行本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2术语 2.0.1城市居民city's residential 在城市中有固定居住地、非经常流动、相对稳定地在某地居住的自然人。 2.0.2城市居民生活用水water for city's residential use 指使用公共供水设施或自建供水设施供水的，城市居民家庭日常生活的用水。 2.0.3日用水量water quantity of per day，per person 每个居民每日平均生活用水量的标准值。 3用水量标准 3.0.1城市居民生活用水量标准应符合表3.0.1的规定。
第十一讲估计水箱水流量模型 一、问题的提出 随着社会和经济的不断发展，环境和资源问题日益突出，水便是其中的主要问题之一。1997年联合国水资源会议曾郑重向全世界发出警告：“水，不久将成为继石油危机之后的下一个社会危机”。我国是一个缺水的国家，人均水资源拥有量仅为2150m3/a（按13亿人计），不到世界人均水平的四分之一，排在世界第109位。特别是“三北”（东北、华北和西北）地区和经济发达的沿海地区，水的供需矛盾已十分突出。有关资料表明，我国每年因缺水而
影响工业产值已达2300多亿元。预计到本世纪末，全国年总需水量将达到700亿m3，而缺水量也将达到70亿m3，水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。 某些地区的用水管理机构为了达到节约用水的目的，需估计公众的用水速度（单位是G/h）和每天总用水量的数据。现在许多地方没有测量流入或流出水箱流量的设备,而只能测量水箱中的水位（误差不超过5%）。当水箱水位低于某最低水位L时，水泵抽水，灌入水箱内直至水位达到最高水位H为止，但是也无法测量水泵的流量，因此在水泵启动时不易建立水箱中水位和水泵工作时用水量之间关系。水泵一天灌水1～2次，每次约2h。试估计在任意
法测量水泵的流量，因此在水泵启动时不易建立水箱中水位和水泵工作时用水量之间关系。水泵一天灌水1～2次，每次约2h。试估计在任意时刻(包括水泵灌水期间)流出水箱的流量，并估计一天的总用水量。 表1给出了某镇中某一天的真实用水数据，表中测量时间以秒为单位，水位以E为单位。例如3316s以后，水箱中的水深降至31.10E时，水泵自动启动把水输入水箱；而当水位回升至35.5E时，水泵停止工作。 本问题中使用的长度单位为E(=30.24cm）;容积单位为G(=3.785L(升))。水箱为圆柱体，其直径为57E.
课程名称: 时间序列分析 题目: 降水量预测 院系：理学院 专业班级：数学与应用数学10-1 学号： 87 学生姓名：戴永红 指导教师：＿＿潘洁＿ 2013年 12 月 13日1.问题提出
能不能通过以前的降水序列为样本预测出2002的降水量 2.选题 以国家黄河水利委员会建站的山西省河曲水文站1952年至2002年51年的资料为例，以1952年至2001年50年的降水序列作为样本，建立线性时间序列模型并预测2002年的降水状态与降水量，并与2002年的实际数据比较说明本模型的具体应用及预测效果。资料数据见表1。 表1 山西省河曲水文站55年降水量时间序列 3．原理
模型表示 均值为0，具有有理谱密度的平稳时间序列的线性随机模型的三种形式，描述如下： 1、()AR p 自回归模型：1122t t t p t p t ωφωφωφωα-------=由2p +个参数刻画； 2、()MA q 滑动平均模型：1122t t t t q t q ωαθαθαθα---=----由2q +个参数刻画； 3、(,)ARMA p q 混和模型： 11221122t t t p t p t t t q t q ωφωφωφωαθαθαθα--------- -=--- - (,)ARMA p q 混和模型由3p q ++个参数刻画； 自相关函数k ρ和偏相关函数kk φ 1、自相关函数k ρ刻画了任意两个时刻之间的关系，0/k k ργγ= 2、偏相关函数kk φ刻画了平稳序列任意一个长1k +的片段在中间值11,t t k ωω++-固定的条件下，两端t ω，t k ω+的线性联系密切程度。 3、线性模型k ρ、kk φ的性质 表2 三种线性模型下相关函数性质 模型识别 通常平稳时间序列t Z ，0,1t =±仅进行有限n 次测量(50)n ≥，得
按照《东海发展协调区总体规划》中人口预测，均安镇2010年为总人口为15.2万人，2020年为总人口21万人。 用水量预测一般为人均综合用水指标法、人均分类用水预测法、单位建设用地面积法、人均分类用水指标法、相关比例法及递增率法等。相关比例法及递增率法需要大量的历史数据及相关数据，在本规划中不适用。本规划采用人均综合用水指标法、人均分类用水量预测法及单位建设用地面积法对规划区未来的用水作预测，以人均综合用水指标法为主，人均分类用水量预测法及单位建设用地面积法对其校核验证。 3.6.1人均综合用水指标法 2005年均安镇最高日供水量为7.8万m3/d，城市人口为13.5万，可以计算出2005年均安镇区单位人口综合用水指标为578L/人·d。 从均安镇历年售水量统计数据可以看出，水量的增长与全国的经济发展形势关系密切，近三年的供水量平均增长率为约5.12%。随着城市发展总体目标的确定和城市建设快速扩展，以及我国成功申办奥运、顺利加入世贸组织，我国经济发展充满了机遇，均安镇的经济也同样面临新一轮的高速发展，因此可以预见均安镇的用水量又将迎来一轮新的快速增长期。 另一方面，根据统计资料表明，我国广州，上海、南京、杭州等特大型城市的实际单位人口综合用水指标在500～900L/人·d左右，以此作为参考，结合均安镇现实用水指标的具体情况，确定均安镇2010年和2020年的单位人口综合用水指标分别为650L/人·d、800L/人·d，由此可以计算出： 2010年最高日用水量：
650 L/人·d ×15.2万人＝10.0万m3/d 2020年最高日用水量： 800 L/人·d ×21万人＝16.8万m3/d 3.6.2单位建设用地指标法 《城市给水工程规划规范》(GB50282-98)提出的城市单位建设用地综合用水量指标为：一区大城市：0.8～1.4万m3/(km2?d)；一区中等城市：0.6～1.0万m3/(km2?d) ，一区小城市：0.4～0.8万m3/(km2?d)。 参照邻近城市广州、深圳等其它城市情况及发展经验，对顺德区的发展状况适当留有余地。确定顺德区不同年份的单位建设用地综合用水量指标见下表 单位建设用地综合用水量指标单位：万m3/(km2?d) 注：本表中预测需水量为最高日需水量，且已包括了管网漏损水量。 3.6.3人均分类用水指标法 人均分类用水指标法以规划区域人均分类用水指标和人口为依据计算用水量，是目前供水和排水规划预测水量常用的方法之一。 参考广州市市政设计研究院编制的《顺德城乡给水系统规划方案说明书》提出的人均分类用水指标，在全市范围套用广东省城市用
时间序列分析降水量预 测模型 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
课程名称: 时间序列分析 题目: 降水量预测 院系：理学院 专业班级：数学与应用数学10-1 学号： 学生姓名：戴永红 指导教师：＿＿潘洁＿ 2013年 12 月 13日 1.问题提出 能不能通过以前的降水序列为样本预测出2002的降水量？ 2.选题 以国家黄河水利委员会建站的山西省河曲水文站1952年至2002年51年的资料为例，以1952年至2001年50年的降水序列作为样本，建立线性时间序列模型并预测2002年的降水状态与降水量，并与2002年的实际数据比较说明本模型的具体应用及预测效果。资料数据见表1。 表1 山西省河曲水文站55年降水量时间序列
3．原理 模型表示 均值为0，具有有理谱密度的平稳时间序列的线性随机模型的三种形式，描述如下：
1、()AR p 自回归模型：1122t t t p t p t ωφωφωφωα-------=由2p +个参数刻画； 2、()MA q 滑动平均模型：1122t t t t q t q ωαθαθαθα---=----由2q +个参数刻画； 3、(,)ARMA p q 混和模型： (,)ARMA p q 混和模型由3p q ++个参数刻画； 自相关函数k ρ和偏相关函数kk φ 1、自相关函数k ρ刻画了任意两个时刻之间的关系，0/k k ργγ= 2、偏相关函数kk φ刻画了平稳序列任意一个长1k +的片段在中间值11,t t k ωω++-固定的条件下，两端t ω，t k ω+的线性联系密切程度。 3、线性模型k ρ、kk φ的性质 表2 三种线性模型下相关函数性质 模型识别 通常平稳时间序列t Z ，0,1t =±仅进行有限n 次测量(50)n ≥，得到 一个样本函数，且利用平稳序列各态历经性：1 1n j j Z Z n μ=≈=∑做变换， t t Z ω=，1,t n =，将1,,n Z Z 样本换算成为样本1,,n ωω，然后再确定平 稳时间序列{,0,1}t t ω=±的随机线性模型。 3.3.1 样本自相关函数 平稳序列21012 ,,,,,ωωωωω--， ()0t E ω=，对于样本，定义自协方 差函数：
城市供水量预测模型 摘要水是生命之源，地球上水的总量虽然巨大，但能够被人类利用的淡水资源却极其匮乏，而且分布极不平衡。淡水资源的短缺给人们的生产生活带来了诸多不变，因此我们应该珍惜水资源，对水资源要合理且可持续的利用。 本文以两个自来水厂2001—2007年间每天的供水量为依据，运用灰色系统理论、模糊线性回归、二元线性回归、组合预测等数学方法对所给问题建立模型并对结果进行了分析。 关键词：灰色系统理论模糊线性回归组合预测 matlab 问题分析 该问题是根据日供水量记录估计未来一时间段的用水量，只有一些数据内部机理不明确属于灰色系统问题。我们需要在一定的假设下，对已知数据统计分析，并运用一些方法完成对未来一时间段用水量的预测。 1)对问题（1）的分析：为预测2008年上半年日用水量，我们考虑到温度 与用水量的正相关性，需先对温度进行预测。由于我们只需预测出2008 年上半年的日用水量，并且通过对2005-2007年每年相应时段内的日用 水量及温度的散点图观察分析，我们知道这几年里相应时段内温度及用 水量均稳定在某一值附近。故我们可以以三年内相应时间段温度及相应 的日用水量的平均值作为数据基础建立数学模型，所建模型可以很好的 表征用水量在一年中（此模型只考虑上半年）随时间的变化趋势及相关 制约因素的作用，故我们用其进行预测是合理有效的。 首先，我们建立一年内上半年温度随时间（天）变化的线性回归模型，得到上半年温度与时间序列（天）的关系，进而可以预测出2008年上半 年每天的温度。然后，为找出温度与用水量的关系，以所求得的用水量 与温度的均值为基础，分别建立了二元线性回归模型和模糊线性回归模 型，表示出了每天最高温度、最低温度与用水量的关系。 通过观察2001-2007年用水量整体随时间变化的关系图，我们很明显的看到用水量变化总体来说是呈增长趋势的。以上模型只是以 2005-2007年三年的相关数据为基础，没有考虑到温度、用水量长时期 内整体随时间（年）的变化规律。为弥补这个缺陷我们建立了GM（1，1）模型单独对2008日用水量进行预测。但该模型没有表示出温度对用水量 的影响。 以上模型各有利弊，为了综合上述模型的优点，我们以它们为基础又建立了组合预测模型，很好的提高了预测精度。 2)对问题（二）的分析：通过对所给数据观察，我们可以得出任何时段内 该城市的日用水量与两水厂的供水量之和均相等的结论。以这个结论为 前提，利用问题（一）所求结果，我们只需对一号水厂或是二号水厂2008 年上半年日供水量进行预测，从而可以得到另一水厂2008年上半年日供 水量。 3)对问题（三）的分析：为确定能使2008年8月份的总用水量不超过5045 万吨的水价调整方案，只需找出各年8月份用水量与对应水价之间的关 系，通过这个关系即可以确定满足上述条件的水价调整方案。但本题所
城市供水量预测 摘要 本文根据对某城市2000-2006年供水量数据，进行了对该城市2007年的供水量预测分析，并建立了相应的数学模型，对各问题进行了求解。 针对第一、二问提出的城市计划供水量和每个水厂的计划供水量预测问题，在忽略温度影响的前提下建立回归分析与灰色系统GM(1,1)组合预测模型，利用Matlab软件采用最小二乘法进行曲线拟合和参数求解，计算结果表明回归分析模型能够较精确地进行大多数时间城市计划供水量的预测；在回归模型预测误差较大的情况下，建立灰色系统GM(1,1)预测模型，再利用Matlab软件编程求解出其余时间的预测值，并与回归分析模型的预测数据结合起来，得到最终的预测结果：2007年1月的城市计划供水量为4582.18万吨，一、二号水厂计划供水量分别为2840.37万吨和1766.92万吨。此外,考虑到数据具有季节性，采用时间序列分析的方法求解1月份各指标的预测值。在模型的检验中对预测结果进行了残差检验，验证了预测结果精度优良。 对于问题三提出的水价调整问题，用需求价格弹性指数E刻画居民对水的需求，进而建立水价与用水需求之间的函数关系，利用非线性回归求得水价调整预测方程，并依据此方程分别求出在五、六、七、八月调价的四种调价方案对应的综合水价求出在2007年8月份的供水量不超过5045万吨时，应将水价调至5.4533元。 本模型在结尾部分还对城市供水量的不同预测模型和结果进行了精度分析和残差检验，在样本足够大的前提下，本文建立的模型具有很强的普适性，且在对预处理后的数据做分析时，具有误差小、精度高等优点并指出了需要进一步研究的问题。 关键词：Matlab拟合；回归分析；灰色预测；时间序列；水价调整；
城市给水工程系统规划的用水量预测 摘要: 城市建设首先是各类工程的建设,而规划在城建中占有举足轻重的地位。一个城市的基础设施的位置、分类、功能、本套程度、能力大小等直接关系到城市的生活水平的提高,因此,城市规划对城市的作用是不言而喻的。城市工程系统指的就是城市基础设施的综合体系,它由交通、通信、供热〔气〕、给排水、环卫、全等工程体系构成,它们的规划就是城市工程系统规划,而给水工程系统规划则中的重要组成部分。 关键词:给水工程; 一、概述 城市给水工程系统由取水工程、净水工程、输配水工程、水资源保护工程等组成,其规划的主要任务和内容是:进行城市水源规划和水资源利用平衡工作;确定城市给水设施的规模和容量;科学布局给水设施和各级给水管网系统,满足用户要求;制定水资源保护措施和设施分布及规模。给水工作系统与排水工程系统被称为城市生命保障体系,因此,做好它的规划有着极其重要的现实意义和社会意义。 二、预测方法 预测方法主要分定额指标法和函数法二大类。它们的侧重点是不相同的,定额法侧重于定性,函数法侧重于数学分析,要做好预测要用二者互相验算、互相修正和互相补充,才能使预测所得结果最大限度地符合要求,满足规划的需要。 1.定额指标法 所谓定额指的是单位用水量,是国家相关部门根据不同条件下用水量调查统计结果,考虑各种因素发布的规范指标,具有一定的科学性、规范性、权威性,这是规划工作者必须严格执行和认真实施的,对规划工作具有很好的指导作用和约束作用。用水量预测主要定额指标有:单位人口综合
用水量指标(万m3/万人·d)、单位建设用地综合用水量指标(万m3/km2·d)、居住用地用水量指标(m3/ha·d)、综合生活用水量定额(L/人·d)、其他用地用水量指标(m3/ha·d)、工业用水重复利用率(%)。一般在预测时根据城市规模大小、工业规模取不同值乘上相应的规划人口预测数或工业产值即可得到预测用水量。此类方法简单明了、通俗易懂、计算快捷方便、数值有一定的准确性,但如果城市发展变化大则易失准。比如海南海口市在20世纪90年代中期曾发生过供水严重不足的情况,居民生活用水连五楼都短缺,这即是规划跟不上变化的结果,用水量预测占了很大的因素。 2.函数法 函数法就是将与用水量有关的各种要素作为自变量,以对应关系建立与用水量Q有关的关系式,在一定的条件下通过数学计算求得Q值。主要有:线性回归法、产函数法、年递增率法、生长曲线法等。 ( (3)年递增率法 根据历年供水能力的增加(增值是非均匀的),考虑经济发展速度和人口增加因素,确定一个合理的年平均增长率用复利公式预测城市规划期用水量, 根据有关资料,我国城市用水年增长速率在4%～6%之间,规划人员应根据城市发展规模和经济、人口的变化趋势确定年增长率的取舍,保证预测的准确性,另外此预测方法时限不宜过长。(4)生长曲线法 城市用水量的变化根据我国各典型城市的数字来看,呈S型曲线,则据此曲线的变化规律可构建生长曲线模型,函数式有二种,一种是龚泊兹公式: Q= LexP(- be- kt) (2—4) 式中Q:预测年限的用水量; L:预测用水量的上限值;
1.给水工程历史沿革 1.1 给水事业发展史 现状规划区周边仅石桥镇有一座中心水厂（供应大公圩区域），水厂供水能力为3.0万吨/日。现状规划区内沿村庄有部分约DN110～DN200供水管道，不成体系。 根据现有规划，本次规划区周边地区主要有2个水厂。《马鞍山南部承接产业转移集中区总体规划》的新桥水厂，规模为近期30万吨/日，远期60万吨/日，沿龙山大道敷设有DN1000的给水主干管；《石桥中心镇总体规划（2010～2030）》的中心水厂，规划规模由现状的3.0万吨/日扩建至6.0万吨/日。但上述两水厂都未考虑为青山河工业园区供水。 1.2马鞍山市供水规划及现状 1.2.1马鞍山市供水规划 规划年限：2020年； 规划供水范围：南至当涂县城凌云路，东至向山，西至长江，北至慈湖工业区圣戈班，及新城东区9km2。 规划用水量：2010年城市最高日供水量为35万m3/d；2020年城市最高日供水量为60万m3/d。 其中五水厂靠近当涂县城，供水量为30万m3/d。 1.2.2马鞍山市供水概况 马鞍山市现有城市水厂三座，隶属马鞍山首创水务有限责任公司，总供水能力39.5万m3/d（截止2006年底）。另外，当涂县城目前有2.5万m3/d水厂一座。 一水厂（又称花山水厂）位于城中东部葛羊路与湖东路交口处，以一电厂尾水为水源，水质指标除水温超标外，其余指标均符合Ⅱ类。设计供水能力为5万m3/d，后又扩建了2.5万m3/d，但由于滤池过滤能力差，为保证出水水质，目
前实际供水能力仅为6.5万m3/d。 二水厂（又称采石水厂）位于宁芜路西侧、雨山区人民政府东侧，目前为马鞍山主力水厂，设计供水能力为5.0万m3/d，以长江下游干流水为水源，水质指标为Ⅱ类；经过二次扩建后，设计总供水能力达到23.0万m3/d，目前供水量16万m3/d。 三水厂始建于1987，系船上一体化水厂，以长江下游干流水为水源，水质指标除大肠菌群超标外，其余指标均符合Ⅱ类，设计供水能力为5万m3/d。由于设计运行参数取值过高，工艺流程存在一些问题，实际达不到设计负荷能力为4万m3/d，随着四水厂一期工程的建成投资，三水厂于2006年6月停用。 四水厂（又称慈湖水厂）位于城北慈湖地区，二电厂以北，联合路西南方向，设计供水能力为20万m3/d，分两期建设，一期10万m3/d，于2005年底完成并投入运行，取代原三水厂。 当涂县二水厂位于城东，原水取自长江支流姑溪河上游，水质指标为Ⅲ类；二水厂于1994年开工，设计供水能力为5.0万m3/d，1996年7月1日一期工程正式投产供水，供水能力为2.5万m3/d。 1.3青山河工业园供水现状 1.3.1供水现状 规划区周边仅石桥镇有一座中心水厂（供应大公圩区域），水厂供水能力为3.0万吨/日。现状规划区内沿村庄有部分约DN110-DN200供水管道，不成体系。根据现有规划，本次规划区周边地区主要有2个水厂。《马鞍山南部承接产业转移集中区总体规划》的新桥水厂，规模为近期30万吨/日，远期60万吨/日，沿龙山大道敷设有DN1000的给水主干管；《石桥中心镇总体规划（2010—2030）》的中心水厂，规划规模由现状的3.0万吨/日扩建至6.0万吨/日。但上述两水厂都未考虑为青山河工业园区供水。
城市给水排水工程规划水量规模的确定 城市给水排水工程规划水量规模的确定 吴兆申皇甫佳群金家明 提要:确定城市给水排水工程规划水量规模十分重要，提出从总体规划、专业规划、详细规划到工程实施等各规划阶段预测水量规模的依据及需注意的问题。 关键词:给水排水规划水量规模预测依据 城市给水排水工程从各规划阶段到具体项目实施，确定其水量规模是首要内容，规模预测是否符合发展趋势和实际需要，将对水资源的合理利用、工程总体布局、实施步骤和工程费用产生重大影响。目前有些城市由于预测规模偏大，建成工程不能充分发挥效益；又有些项目由于预测规模滞后，影响城市建设和经济发展，因而合理确定水量规模十分重要。 城市给水排水工程从总体规划、专业规划、详细规划阶段，到工程实施，其水量规模的确定是逐步深化和完善的过程，各阶段有不同的规范、标准、指标作指导。如果混淆不同阶段和相应的规范，不作调研，将影响预测的准确性。 1总体规划阶段给水水量预测 城市总体规划阶段的给水工程规划是根据城市发展目标、用地、人口规模，空间布局安排和水资源状况，提出各取水水源、供水系统的规划期内工程水量、水质目标和设施布局。
国家标准《城市给水工程规划规范》(GB50282-98)(以下简称"给水规范")是测算城市总用水量规模的主要依据。 (1)"给水规范"所提指标适用于城市总体规划期内(一般为20年)的水量预测，并按此控制水资源和提出总水量规模，由于城市用水有逐步增长的过程，因而近期指标要大幅下降。 (2)"给水范围"所提指标是全国通用指标，选用时不能简单按照城市规模类别和分区进行套用，必须先对城市现状指标进行测算研究，按照发展趋势确定规划期所采用的指标。由于编制"给水规范"所提指标是依据1991～1994年统计资料，该年段正处于用水高速增长期，并按照逐年增长的概念来测算。近年来由于水资源紧短，节水措施的加强，高耗水工业的更新换代和工厂外迁等因素，城市供水量增长缓慢，有些城市还有所下降，使"给水规范"所提指标偏大。如南方某市1995年单位人口综合用水量指标为0.723万m3/(万人·d)，至2 000年下降至0.577 m3/(万人·d)，2001年为0.603 m3/(万人·d)。在编制总体规划时，确定近期(2005年)0.65 m3/(万人·d)，远期(2020年)0.75 m3/(万人·d)，而" 给水规范"建议指标为0.8～1.2 m3/(万人·d)。 同一城市的不同地区，由于用地性质和供水条件不同，应采用不同的指标。一些水资源不足的城市和供水距离较远的地区，更应强调节约用水，采用多种措施降低耗水量，其综合用水量指标也应大幅下降。 (3)"给水规范"所指"人均"是指户籍人口，未包括暂住人口和流动人口，目前一般采用城市人口数(指户籍人口及暂住一年的人口)，因而选用指标时要考虑人口数的内涵。流动人口的用水量一般已计入指标中，不单独计算。 (4)有些城镇集中发展一种或几种工业，形成产业规模，其工业用水量所占的比重较大，不符合一般城市的组成结构，但与人口数形成一定的比例关系。可采用生活、工业用水比例法，即用人口增长数，人均居民用水量及生活用水与工业用水的比例来推算今后的总用水量，有一定的准确性。 (5)在城市中用水量较大且水质要求低于《生活饮用水水质标准》的工业企业，如当地有取
数学模型与数学实验数 课程报告 题目：灰色预测模型介绍专业： 班级： 姓名： 学号： 二0一一年六月
1. 模型功能介绍 预测模型为一元线性回归模型，计算公式为Y=a+b。一元非线性回归模型：Y=a+blx+b2x2+…+bmxm。式中：y为预测值；x为自变量的取值；a,b1,b2……bm为回归系数。当自变量x与因变量y之间的关系是直线上升或下降时，可采用一元线性预测模型进行预测。当自变量x和因变量y之间呈曲线上升或下降时，可采用一元非线性预测模型中的y=a+b1x+b2x2+…+bmxm这个预测模型。当自变量x和因变量y之间关系呈上升一下降一再上升一再下降这种重复关系时，可采用一元线性预测模型中的Y=a+bx这个模型来预测。其中我要在这里介绍灰色预测模型。 灰色预测是就灰色系统所做的预测，灰色系统(Grey System)理论[]1是我国著名学者邓聚 龙教授20世纪80年代初创立的一种兼备软硬科学特性的新理论［95］96］。所谓灰色系统是介于白色系统和黑箱系统之间的过渡系统，其具体的含义是：如果某一系统的全部信息已知为白色系统，全部信息未知为黑箱系统，部分信息已知，部分信息未知，那么这一系统就是灰色系统。一般地说，社会系统、经济系统、生态系统都是灰色系统。例如物价系统，导致物价上涨的因素很多，但已知的却不多，因此对物价这一灰色系统的预测可以用灰色预测方法。 灰色系统理论认为对既含有已知信息又含有未知或非确定信息的系统进行预测，就是对在一定方位内变化的、与时间有关的灰色过程的预测。尽管过程中所显示的现象是随机的、杂乱无章的，但毕竟是有序的、有界的，因此这一数据集合具备潜在的规律，灰色预测就是利用这种规律建立灰色模型对灰色系统进行预测。 灰色系统的基本原理 公理1：差异信息原理。“差异”是信息，凡信息必有差异。 公理2：解的非唯一性原理。信息不完全，不明确地解是非唯一的。 公理3：最少信息原理。灰色系统理论的特点是充分开发利用已有的“最少信息”。 公理4：认知根据原理。信息是认知的根据。 公理5：新信息优先原理。新信息对认知的作用大于老信息。 公理6：灰性不灭原理。“信息不完全”是绝对的。 灰色预测通过鉴别系统因素之间发展趋势的相异程度，即进行关联分析，并对原始数据进行生成处理来寻找系统变动的规律，生成有较强规律性的数据序列，然后建立相应的微分方程模型，从而预测事物未来发展趋势的状况。其用等时距观测到的反应预测对象特征的一系列数量值构造灰色预测模型，预测未来某一时刻的特征量，或达到某一特征量的时间。 灰色预测模型实际上是一个微分方程, 称为GM模型。GM（1，N）[]1表示1阶的，N个 变量的微分方程型模型；则是1阶的,1个变量的微分方程型模型。在实际进行预测时, 一般选用GM(1,1) 模型, 因为这种模型求解较易, 计算量小, 计算时间短, 精度较高。 现在下面简单介绍有关于灰色预测的相关知识点： 为了弱化原始时间序列的随机性 在建立灰色预测模型之前，需先对原始时间序列进行数据处理，经过数据处理后的时间序列即称为生成列。灰色系统常用的数据处理方式有累加和累减两种。 关联度]1[
用水量预测方法综述 我国城市化正以罕见的速度进行, 到2000年底, 全国城市化水平已由1980年的19. 4%迅速增长到36. 2%; 预计到2020年城市化水平可达到50%左右。由于人口持续增长、经济高速发展、生活水平不断提高, 城市的工业和生活用水需求量大幅度增长, 使城市水资源供需矛盾加剧, 解决城市缺水问题是目前城市化建设面临的挑战。在进行城市水资源规划时, 城市用水量预测是其重要基础内容之一, 城市用水量预测结果直接影响到给水系统调度决策的可靠性和实用性,也直接关系到城市水资源的可持续利用和社会经济的可持续发展。 给水管网用水量预测是进行给水系统优化调度的前期上作, 根 据城市发展规划要求, 对给水管网系统的用水量进行分析、研究, 选择合适的用水量预测方法, 建立切实的用水量预测模型, 是进行给水系统优化调度的基础和前提, 它不仅为决策提供必要的信息, 在一定程度上讲, 它的准确度将直接影响给水系统优化调度的合理性和有 限投资的效益。城市用水量预测在城市建设规划、输配水系统的优化调度中具有重要的作用。它的准确程度直接影响到供水系统调度决策的可靠性及适用性。 城市给水系统时用水量预测是依据过去时段的城市供水量数据来推测下一个时段的城市需水量数据。通过对原始数据处理和用水量模型建立，发现、掌握城市给水系统时用水量变化规律，对下一个时段的城市总需水量做出科学的定量预测。建立的模型要根据历史数据的变化进行修正，使模型始终处于最优状态。 城市用水量预测方法按照预测周期可分为: 短期预测和中长期 预测; 按照预测原理可分为: 趋势外推法和因果型预测法; 按照对数据的处理方式不同有: 时间序列分析法、灰色预测法、解释性预测方法和用水定额法等。 本文主要讨论短期用水量预测和中长期用水量预测。中长期用水量预测主要用于水资源规划和城市的整体设计规划，它的预测依据是城市经济发展和人口增长速度的规律;短期预测是根据时用水量历史记录、日用水量历史记录或每周用水量历史记录数据及影响用水量的因素, 对未来一小时、一天或几周的用水量进行预测, 又称为时预测、日预测和周预测。它主要用于城市供水系统的调度管理。短期用水量预测主要用于城市给水系统在线实时模拟、给水系统优化调度，主要预测方法是时间系列法。 城市用水量特点：城市用水量具有其自身的变化规律，一般城市用水量以日周年为周期呈现周期性的变化趋势，在夏天用水量一般较高，冬天较低。节假日用水量变化规律与工作日用水量变化规律稍有不同，同时用水量也受气象因素的影响，偶然因素也会影响城市时