上海市不同水平年檢出率預(yù)測城市取水量研究

上海市不同水平年檢出率預(yù)測城市取水量研究

《中華人民共和國水法》規(guī)定，國家建立了一套制度，通過統(tǒng)一的水量控制和定額管理。萬元GDP(GDP等于各行業(yè)增加值之和,為了簡便,各行業(yè)增加值也簡寫成GDP)取水量是必不可少的水資源宏觀定額指標(biāo),也是國際通用的水資源利用效率的比較指標(biāo)。因此有必要按行業(yè)、分地區(qū)分析研究萬元GDP取水量,建立一套萬元GDP取水量定額,為用水和節(jié)水管理工作提供評價依據(jù)。過去有不少文獻對工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量的變化規(guī)律進行過研究,但當(dāng)企業(yè)合并或者分解時產(chǎn)值統(tǒng)計可能會相差幾倍,造成萬元工業(yè)產(chǎn)值取水量的無序變化。目前國際通用的經(jīng)濟發(fā)展指標(biāo)是GDP,萬元GDP取水量已經(jīng)逐步取代萬元產(chǎn)值取水量指標(biāo),但萬元GDP取水量變化規(guī)律的研究還未見報道。本文在充分研究萬元GDP取水量變化規(guī)律的基礎(chǔ)上,提出了一套建立萬元GDP取水量定額的方法。1萬元gdp提取計劃模型1.1模型率定參數(shù)W=A*exp(B/(t?c))(1)W=A*exp(B/(t-c))(1)式中:W為預(yù)測年萬元GDP取水量;A、B、c為待定常數(shù);t為年份。式(1)預(yù)測結(jié)果比較可靠,但要求樣本系列較長。建設(shè)部門在進行“2010年城市節(jié)水技術(shù)進步發(fā)展規(guī)劃”研究時已經(jīng)廣泛應(yīng)用,本文增加了一個參數(shù)c。在建立模型率定參數(shù)時,先將c作為常數(shù),用最小二乘法原理,率定參數(shù)A、B,計算模擬值和實際值的均方差Q;然后用不同的ci,率定出不同的參數(shù)Ai、Bi和其相應(yīng)的均方差Qi;再確定一個允許誤差E,如果Q<Qi,或者Q與Qi之差小于E,則A=A、B=B,否則A=Ai,B=Bi;c=ci+1,進行下一步率定計算(c的范圍一般從1900～1990)。如此通過計算機進行參數(shù)優(yōu)選,最終確定參數(shù)A、B和c。1.2預(yù)測年與基準(zhǔn)年萬元GDP取水量總體上呈逐年遞減趨勢,可用近年來的平均年遞減率預(yù)測:Wt=W0(1?J)t(2)Wt=W0(1-J)t(2)式中:Wt為預(yù)測年的某行業(yè)萬元GDP取水量;W0為基準(zhǔn)年萬元GDP取水量;J為萬元GDP取水量年下降率;t為預(yù)測年與基準(zhǔn)年差。該方法計算簡單,但可靠性不太高。2模型應(yīng)用2.1工業(yè)萬元gdp取水量及扣件種規(guī)模的確定由于缺乏分行業(yè)資料,此方法只能用于GDP和工業(yè)GDP預(yù)測。經(jīng)過計算機參數(shù)優(yōu)選,上海萬元GDP取水量的計算模型為W=0.0263*exp(819.9/(t-1910))(3)工業(yè)萬元GDP取水量的計算模型為W=42.11*exp(162.1/(t-1969))(4)不包含火電冷卻水的工業(yè)萬元GDP取水量的計算模型為W=0.346*exp(187.7/(t-1965))(5)模擬計算對比結(jié)果見表1和圖1。其萬元GDP取水量、工業(yè)萬元GDP取水量和扣除火電冷卻水的工業(yè)萬元GDP取水量模擬計算結(jié)果的均方誤差分別為7.9、21.8和3.0m3,相對均方誤差分別為0.025、0.045和0.024。由于資料少,系列短,目前還不可能對模型預(yù)測計算進行統(tǒng)計檢驗。2.2年完善之水的水水價值計算以上海為例,取2000年為基準(zhǔn)年,計算各行業(yè)1997～2000年萬元GDP取水量年平均遞減率(考慮1997～2000年物價變化很小,采用當(dāng)年GDP計算),作為不同水平年遞減率的參考依據(jù),并考慮隨著節(jié)水難度的增加,遞減率會逐步降低因素,根據(jù)不同行業(yè)的用水特點調(diào)整其遞減率J。取2000年萬元GDP取水量為W0,利用式(2),計算各行業(yè)不同水平年萬元GDP取水量。計算結(jié)果見表2,其中由于上海市從1999年開始,狠抓工業(yè)節(jié)水,因此,2000～2005年采用的工業(yè)萬元GDP取水量下降率較大。3研究工作的拓展目前國內(nèi)還沒有進行萬元GDP取水量定額的制定研究工作。作者根據(jù)上海實際情況,選擇工業(yè)、農(nóng)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)進行分析,確定其萬元GDP取水量定額。3.1比較中國城市上海萬元GDP取水量處于國內(nèi)先進水平,其中工業(yè)萬元GDP取水量僅低于天津。3.2日本和美國的gdp取水量對比日本和美國到20世紀(jì)90年代取水量已經(jīng)逐漸穩(wěn)定,1995年以后,日本由于經(jīng)濟發(fā)展的波動,萬元GDP取水量也有波動,而美國處于緩慢下降狀態(tài)。1990～1995年,日本GDP取水量和工業(yè)GDP取水量年遞減率分別是19%和11%(1990～1997為4.8%),美國分別是13%和13.7%。上面計算的上海未來GDP和工業(yè)GDP取水量定額年遞減率分別是8%和9%左右,因上海有農(nóng)業(yè)與高用水工業(yè),其年遞減率小于美國和日本是合理的(詳見表3)。3.3比較上海供水規(guī)劃的優(yōu)勢3.3.1煙臺市g(shù)dp的年增長率上海市1995～2000年GDP和一、二、三產(chǎn)業(yè)GDP平均年增長率分別為13.1%、6.2%、8.9%和18.4%,1999～2000年分別為12.8%、4.0%、10.7%和15.1%。上海市“十五”發(fā)展規(guī)劃確定:“十五”期間,GDP平均年增長9%～11%,2005年GDP達到7300億元左右,三產(chǎn)業(yè)比例達到1.2∶43.8∶55。2000～2001年全市GDP及其一、二、三產(chǎn)業(yè)實際分別增長10.2%、3.0%、12.0%、8.7%。根據(jù)以上增長率數(shù)據(jù),2000～2005年三產(chǎn)業(yè)GDP平均年增長率分別取3.5%、10%和12%,則全市GDP增長率為10.6%。2005年GDP達到7533億元,三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重達到1.3∶44.2∶54.0,與“十五”發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)基本吻合。2005～2010年和2010～2020年三產(chǎn)業(yè)GDP平均年增長率分別取4%、8%、10%和4%、7%、9%,則全市GDP增長率分別為9%和8%。2010年GDP達到11528億元,三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重達到1.0∶42.3∶56.7。2020年GDP達到24992億元,三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重達到0.7∶37.4∶61.9。各行業(yè)GDP預(yù)測情況見表4。3.3.2年需水量比較根據(jù)表2的GDP取水量和表4的GDP估計,并參考《上海市自備水源需水量預(yù)測》中火力發(fā)電行業(yè)的需水?dāng)?shù)據(jù)和《農(nóng)業(yè)節(jié)水規(guī)劃》中農(nóng)業(yè)需水量預(yù)測的平水年需水量,預(yù)測上海市2005、2010和2020年需水量分別為120億m3、130億m3和130億m3(見表5)。分別比2000年水平年增加6.2%、17.3%和17.3%,3個期間年平均遞增率分別為1.2%、1.6%和0。其中:農(nóng)業(yè)需水分別比2000年下降23.3%、36.9%和63.6%;一般工業(yè)用水分別下降9.5%、11.9%和18.1%;第三產(chǎn)業(yè)用水分別比2000年增加16%、37%和95%。表5的萬元GDP取水量和需水量水平,是解決上海資源型缺水,保護水資源和水環(huán)境,保障上海社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的需要,同時又必須采取各種節(jié)水措施,投入大量的節(jié)水改造資金,廣泛進行節(jié)水宣傳和采取多種保障措施才能實現(xiàn)。3.4模型1:符合國外政府的水壓指標(biāo)定額根據(jù)以上計算和分析結(jié)果,再對各行業(yè)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,確定上海未來不同水平年萬元GDP取水量定額見表6。由表6可見,上海市2005年GDP取水量定額達到美國1990年水平,工業(yè)GDP取水量定額處于1990年世界先進水平。2010年GDP取水量定額接近2000年世界中等發(fā)達國家水平,工業(yè)GDP用水量指標(biāo)定額接近2000年世界領(lǐng)先水平。2020年的GDP用水量指標(biāo)定額已屬于世界發(fā)達國家的水平,已經(jīng)低于美國和加拿大2000年的水平,工業(yè)GDP用水量指標(biāo)定額處于2000年世界領(lǐng)先水平。20世紀(jì)90年代中期,發(fā)達國家在水污染得到控制以后,萬元GDP用水量和工業(yè)萬元GDP用水量已經(jīng)處于緩慢下降或徘徊狀態(tài)(例如日本1995年以后就略有上升),可以預(yù)見,表6中上海市2020年的