（市政工程专业论文）武汉市11个行业计划取水定额的制定方法及其影响因素分析.pdf

摘要近十年来，随着我国各项建设事业的蓬勃发展和人民生活水平的日益提高，水资源开发利用量迅速增长，很多地区特别是北方地区水资源严重缺乏的问题日益突出，全国水环境污染问题也日益严重。造成我国部分地区水源供给不足和全国水环境普遍污染的重要原因是用水效率低和污水排放量大。因此加强节水工作是解决水资源短缺和水环境污染两个问题的重要途径，也是一项十分重要、非常艰巨而又极其迫切的任务。制定取水定额是加强节水工作的基础工作，是我国水资源现状严峻这一国情的必然要求，也是我国在市场经济条件下节水管理深入改革的客观要求。本课题收集了武汉市宾馆饭店、学校、医院、商店、食品饮料、纺织服装、造纸印刷、石油化工、生物医药、金属冶炼、机械电予1 1 个行业2 0 0 多家取水核算单位的用水管理和工艺基本情况及历史三年的取水量和产量数据，在此基础上总结了企业规模、产量、季节等因素对取水定额的影响规律。本文利用数理统计的基本方法，分析了产量、季节等纵向因素和规模、工艺、工业用水重复利用率和节水管理水平等横向因素对取水核算单位取水量的影响，同时提出了取水核算单位取水量随纵向因素变化的关系方程的计算方法。本文将武汉市1 1 个行业的取水定额分为受定额横向因素影响明显的城市公共设施和不明显的工业企业两大类。城市公共设施驳水定额包括宾馆饭店、学校、医院、商店4 个行业的定额。工业企业产品取水定额包括食品饮料、纺织服装、造纸印刷、石油化工、生物医药、金属冶炼、机械电予7 个行业的取水定额。在此基础上，再针对这两类行业定额的差异分别研究制定取水定额的方法，并给出了武汉市这些行业计划取水定额的参考值。关键词：计划取水定额，武汉市，影响因素a b s t r a c ti nt h ep a s tt e ny e a r s ，w i t hf l o u r i s h i n gd e v e l o p m e n to fe v e r yc o n s t r u c t i o nc a u s eo fo u rc o u n t r ya n dt h ei m p r o v i n gd a yb yd a yo ft h el i v i n gs t a n d a r d so ft h ep e o p l e ，t h ed e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o no fw a t e rr e s o u r c e sa m o u n ti sr a p i d ，t h ep r o b l e mt h a tal o to fa r e a sl a c kw a t e rr e s o u r c e se s p e c i a l l yi nt h en o h e ma r e ai ss e r i o u s l yo u t s t a n d i n gd a yb yd a y , t h ep r o b l e mo f e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o no f n a f i o n a lw a t e ri ss e r i o u sd a yb yd a yt o o t h ei m p o r t a n tr e a s o no fc a u s i n go u rc o u n t r ys o u l - c eo fw a t e rs u p p l y i n gi n s u f f i c i e n ta n dn a t i o n a lw a t e re n v i r o n m e n tp o l l u t i o ni ns o m ea r e ai sl o ww a t e re f f i c i e n c ya n dl a r g es e w a g ee m i s s i o n s t r e n g t h e nw a t e rc o n s e r v a t i o ni si m p o r t a n tm e t h o dt os o l v es h o r t a g eo fw a t e rr e s o u r c ea n de n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o no fw a t e r , i sav e r yi m p o r t a n t v e r ya r d u o u sa n de x t r e m e l yu r g e n tt a s kt o o t h ef o r m u l a t i o no ft h en o r mo fw a t e ri n t a k ei sab a s i cw o r ko fs t r e n g t h e n sw a t e rc o n s e r v a t i o n i st h ei n e v i t a b l ed e m a n d so ft h i ss e v e r en a t i o n a lc o n d i t i o n so fc u r r e n ts i t u a t i o no fw a t e rr e s o u r c eo fo u rc o u n t r y , i so u rc o u n t r yt h a te c o n o m i z e so nw a t e rt h eo b j e c t i v ed e m a n df o rm a n a g i n gt h ed e e pr e f o r mu n d e rt h em a r k e te c o n o m yc o n d i t i o nt o o 。t h i ss u b j e c th a sc o l l e c t e dt h eh o t e l so fw u h a n ，s c h o o l ，h o s p i t a l ，s h o p ，f o o db e v e r a g e ，t e x t i l ec l o t h i n g ，p a p e r m a k i n ga n dp r i n t i n g ，p e t r o c h e m i c a li n d u s t r y ，b i o l o g i c a lm e d i c i n e ，m e t a ls m e l t ，m e c h a n i c a le l e c t r o n1 1w a t e rm a n a g e m e n ta n db a s i cs i t u a t i o no fc r a f t ，w a t e ri n t a k ea m o u n to ft h r e ey e a r so fh i s t o r ya n do u t p u td a t ao fa c c o u n t i n gu n i tt h a tm o r et h a n2 0 0t r a d e sf e t c hw a t e r o nt h i sb a s i s ，t h ep a p e rs m n m a r i z e ss u c hf a c t o r sa st h es c o p eo ft h ee n t e r p r i s e ，o u t p u t ，s e a s o n ，e t c w i l li n f l u e n e et ot h en o r mo f w a t e ri n t a k e t h i sp a p e ru t i l i z e st h eb a s i cm e t h o d so fm a t h e m a t i c a ls t a t i s t i c s ，h a v ea n a l y z e dt h ev e r t i c a lf a c t o rs u c ha so u t p u t ，s e a s o na n dh o r i z o n t a lf a c t o rs u c ha ss c a l e ，c r a f t ，t h er a t i oo fi n d u s t r i a lw a t e rr e c y c l i n ga n dt h el e v e lo fw a t e r - s a v i n gm a n a g e m e n t ，i si tf h c hw a t e ra c c o u n t i n gu n i t r e l a t i o ne q u a t i o no fv a r y i n gw i mv e r t i c a lf a c t o ro ff e t c h i n gw a t e re t c t or e c e i v ea tt h es a m et i m e t h i sp a p e rd i v i d e sa l lt h et r a d e si n t ot w ob i gc l a s sb yh o r i z o n t a lf a c t o r t h en o r mo fu r b a nc o l - n i n u n a lf a c i l i t i e sw a t e ri n t a k ei n c l u d e st h eq u o t a so fh o t e l s ，s c h o o l ，h o s p i t a l ，s h o p t h en o r mo fi n d u s t r i a lp r o d u c tw a t e ri n t a k ei n c l u d e st h eq u o t ao ft e x t i l ec l o t h i n g ，p a p e r m a k i n gp r i n t ，p e t r o c h e m i c a li n d u s t r y , b i o l o g i c a lm e d i c i n e ，m e t a ls m e l t ，m e c h a n i c a le l e c t r o nw a t e ri n t a k eo ft r a d e o nt h i sb a s i s t h ep a p e td i s c u s st h em e t h o dt of o r m u l a t et h en o i t no ft h et w oc l a s s e st r a d er e s p e c t i v e l ya n dp r o v i d et h eq u o t ao fa l lt r a d e s k e yw o r d s ：n o m ao fw a t e ri n t a k e ，w u h a n ，f a c t o ri i武汉理工大学硕士学位论文第一章绪论1 1 编制武汉市计划取水定额背景与目的1 1 1 编制武汉市计划取水定额的背景党的十五届五中全会明确提出“水资源可持续利用是我国经济社会发展的战略问题，核心是提高用水效率，把节水放在突出位置”。党的十六大再次提出，要“合理开发和节约使用各种自然资源。抓紧解决部分地区水资源短缺的问题”。江泽民同志在关于我国水资源问题的重要批示中指出：“当今社会水资源为世界各国所关注，我国水资源大为短缺。我们过去的认识很不够，必须引起全党高度重视。”朱镕基总理在九届全国人大四次会议的报告中指出，要把节水放在突出位置，全面推广各种节水技术和措施，发展节水型产业，建立节水型社会。这些论述从战略和全局的高度，阐明了解决我国水资源问题的极端重要性和紧追性。我国是一个严重缺水的国家，人均水资源拥有量为2 2 0 0 立方米，仅为世界平均水平的t 4 。目前，我国黄淮海及内陆河流域有1 1 个省、区、市的人均水资源拥有量低于联合国可持续发展委员会确定的1 7 5 0 立方米用水紧张线，其中有9 个地区低于5 0 0 立方米严重缺水线。水资源不足已成为制约我国经济和社会发展的重要因素之一。我国一方面水资源短缺，另一方面却浪费严重。在生活用水方面，由于长期的低水价以及人们对水资源的珍贵性缺乏认识，造成城市居民生活用水浪费严重跑、冒、滴、漏现象十分普遍。据不完全统计，在调查的近4 0 0 0 万套便器水箱等用水器具中，竟有2 5 的器具漏水，每年漏失量达4 1 0 8 m3 ，相当于2 座5 5 1 0 4i d - 3 d 水厂的供水白白漏掉了。在城市住宅和宾馆饭店中，至今很少实行一水多用和中水回用，表明人们的节水意识还很淡漠，节水措施还很落后。在工业用水方面，工业用水效率总体水平较低。2 0 0 1 年，我国每万元工业产值取水量为9 0 立方米左右，约为发达国家的3 7 倍，工业用水重复利用率约5 2 ，远低于发达国家8 0 的水平，与世界先进水平相比差距悬殊，工业节水潜力巨大。随着工业化进程的加快，工业用水将大幅度增长，水资源供需矛盾将更加突出。为保证经济社会的可持续发展，根据规划，2 1 世纪前半, t - v 业取水量应控制在每年2 0 0 0亿立方米以内，年均增长率不能超过1 1 。因此，我们必须从战略高度充分认识节水的重要性和紧迫性，切实加强生活和工业节水工作，大幅度提高用水效率，武汉理工大学硕士学位论文实现经济社会的可持续发展“。实施工业和生活取水定额管理是促进城市节水技术进步、不断提高用水效率、实现合理用水的重要手段。我国工业取水定额管理始于1 9 8 4 年，原城乡建设环境保护部和国家经委联合发布了工业用水量定额( 试行) 。1 9 8 6 年对试行定额进行了修订，增补了个别产品。试行定额主要用作城市规划和新建、扩建工业项目初步设计的依据和考核工矿企业用水量的标准。该定额标准对促进工业企业用水和节水起到了一定的作用。但是随着技术和管理水平的不断提高，原定额已不能作为工业取水定额管理的依据，不能起到促进企业节约用水的作用。同时，由于人们生活水平的提高，生活用水量会有所增长，但到一定水平后，会相对稳定，随着水资源可持续发展观念和节约用水意识的增强，节水型卫生器具、节水措施的采用以及水价的改革，生活用水量近年来已赂有下降，原有的用水定额己不能适应现在的用水管理需要。因此，尽快修订用水定额是一项十分重要而又迫切的任务。1 1 2 编制武汉市计划取水定额的目的编制武汉市计划取水定额的目的主要有四点：( 1 ) 为制定供、节水规划提供可靠依据。虽然目前武汉市水资源充足，但是水资源利用效率不高，浪费比较严重，水资源环境保护不力，水体受到一定程度的污染，水资源开发利用的监督管理，尚需加强，因此需要制定切合实际的取水定额来为供、节水规划服务。( 2 ) 为合理编制取水计划并实现科学管理提供可靠基础。武汉市现有的计划取水定额已经使用了十几年，已经不能适应现在的企业取水管理需要，在制定取水核算单位的取水量时，一般采用上一年或上一月实际取水量为基数并考虑季节和节水等因素的办法，这既不符合节水措施的实施，又不利于调动用水单位的节水积极性。制定科学合理的计划取水定额，并按取水定额实施取水的计划管理，就能考虑到取水单位扩大生产规模对取水量增长的需求，按城市供水节水规划，实施“开源与节流并重”的方针。( 3 ) 为推行用水经济责任制提供重要依据，有利于降低生产服务成本，提高单位经济效益。取水定额时考核和衡量节水水平的尺度。取水定额的制定和考核工作，有利于促进完善节水指标体系，落实用水经济承包责任制，进一步促进用水的科学管理和节水技术建设，深入挖潜，降低取水单位经营成本，创造良好的经济效益。( 4 ) 有利于提高节约用水意识。制定计划取水定额并按定额实施管理使各行业、各地区、各取水单位之间、武汉理工大学碳士学位论文各车间之间、班组之间及个人之问在节约用水方面有可比性，增强其节水意识进一步促进节约用水的深化。1 2 计划取水定额的定义、分类及其特点阳1在定义计划取水定额之前要了解定额和用水定额的概念。定额就是规定额数额，也是一种形式的数量标准。用水定额从广义上来讲就是在一定期限内，一定约束条件下，在一定的范围内以一定核算单元所规定的用水水量限额( 数额) 。取水定额是用水定额的一种，是针对取水核算单位制定的，以单位产品或单位服务人口为核算单元的合理取水的标准取水量。取水定额根据其用途可划分为三种：规划取水定额、设计取水定额和计划取水定额。规划定额是指为了满足工业用水规划的需要制定的工业用水定额。规划定额主要是为了某项规划服务，常作为某项规划的依据。设计定额是指为了满足工业项目用水设计的需要制定的工业用水定额。设计定额是为了具体工业项目的初步设计服务的，应服从具体项目的要求，既要保证项目建设运行后的高峰日和高峰时的用水量，又要节省项目投资及生产用水，其目的是控制设计的“能力”，而不是控制实际的取水量。计划取水定额又称为管理取水定额，是指为了满足取水核算单位日常管理的需要制定的定额，其考核对象不是用水设施的能力，而是取水核算单位实际的取水、用水和节水，其指标应严于设计取水定额，适用于取水核算单位的取水日常管理。计划取水定额根据其取水核算单位的类型不同又可以分为：工业企业取水定额、居民生活取水定额、公共建筑取水定额和市政取水定额。本论文主要研究武汉市工业企业取水定额和公共建筑取水定额的制定方法。取水定额规划取水定额设计取水定额划取水定额划取水定额划取水定额取水定额计划取水定额有如下几个特点“2 “：( 1 ) 科学性。这主要体现在两个方面，第一，它要与生产力发展水平相适应，合理准确的反映生产过程中取水量标准：第二，取水定额管理和理论、方法、手段上必须科学化，以适应现代社会的发展要求。( 2 ) 多样性。这是由工业产品和服务人群特点决定的，用水对象是一个有计计计划业活施计企生设政业民共市工居公，tt，、【额定水取# 托、f武汉理工大学硕士学位论文机的实体系统，其具有多种类、多层次的特点，这就决定了取水定额具有多种类、多层次。( 3 ) 统一性。取水定额的统一性，按照定额制定的部门和适用范围，有国家统一定额，地方统一定额和行业( 部门) 统一定额等，另外，从定额的制定颁布和贯彻使用来看，具有统一的程序、统一的原则、统一的要求和统一的用途。( 4 ) 权威性和强制性。定额通过一定的程序，由相应的授权单位审批颁布并通过强制性手段来加以执行。( 5 ) 稳定性和时效性。1 3 武汉市计划取水定额编制的依据和原则陵胡本文编制的武汉市计划取水定额的依据和指导思想如下：( 1 ) 依据相关的政策法规，如中华人民共和国水法、城市节水用水管理规定及党和政府关于建立节水工业、节水型社会的一系列重要指示。( 2 ) 按照g b t 1 1 2 0 0 0 标准化工作导则第l 部分：标准的结构和编写规则、g b t 1 8 8 2 0 一2 0 0 2 工业企业产品取水定额编制通则的要求和规定进行制定。( 3 ) 与己颁布实施的相关标准协调，特别是g b t 7 1 1 一1 9 9 3 评价企业合理用水技术通则，g b t 1 2 4 5 2 1 9 9 0 企业水平衡与测试通则，g b t 1 7 3 6 7 1 9 9 8取水许可技术考核与管理通则相协调。( 4 ) 具有较高的科学性、先进性，但同时也充分考虑现阶段武汉市工业企业生产用水的实际情况和发展水平，使其具有较大的可操作性。制定武汉市计划取水定额主要有下面几个原则：( 1 ) 在保证工业生产正常运转前提下，严格执行国家及地方颁布的有关取水标准。( 2 ) 共性和个性关系的原则。计划取水定额的制定既要体现武汉市当前生产该产品的各企业总体用水水平，又要注意各个企业生产过程中的用水状况具有其自身特点所决定的特殊性，为此在制定取水定额工作中，必须以定额的额共性为基础，同时又要兼顾取水定额的个性问题，避免产生脱离实际的取水定额。( 3 ) 先进性原则。先进性是新时期制定取水定额的基本出发点，具有先进性才能激励企业提高水的重复利用率，通过先进的取水定额的实施，带动企业吸纳先进技术，先进的管理经验，以提高企业的用水水平，达到增长紧急效益，促进节水的目的。( 4 ) 客观性原则。定额的客观性就是要有合理科学的技术依据。制定取水定额其目的是确定产品生产过程中取水量的标准，而要使取水量标准具有合理性武汉理工大学硕士学位论文和科学性，就必须取得确定取水定额所需的与生产和用水有关的技术依据，使取水定额的制定建立在合理科学的技术依据的基础上。( 5 ) 实用性原则。制定取水定额既要实用又要便于操作，让实施者感到定额虽高，但是通过节水管理和节水新工艺、新技术的开发利用，降低生产过程的用水量还是能够达到，并不是可望而不可及的事情。( 6 ) 合理确定和划分制定取水定额的产品。制定取水定额时，应依照“先重点，后一般”和分期分批的原则，考虑取水量和产值产量因素确定代表性产品，恰当合理地划分制定取水定额的产品，使取水定额的制定既合理又简单实用。1 4 计划取水定额管理的方法b 州3 4 1定额的管理具有很强的行政和技术管理职能，是体现用水科学管理的必要手段。为实施高效合理的取水定额管理，必须坚持统一领导，分级管理的原则。取水定额管理工作的实效主要体现在取水定额的贯彻实施和取水定额的及时修订两大环节。取水定额的贯彻实施是制定取水定额的根本目的，即通过以取水定额为主建立一套节水考核指标体系( 编制、下达和考核用水计划) 来实现用水( 节水) 的科学化管理。取水定额的修订一般有定期修订和不定期修订两种。定期修订是指生产工艺和技术水平以及节水管理水平提高的前提下，原有取水定额水平已不适应新的生产和用水状况而进行的修订。该项工作包括对不完善取水定额的修订和充实。定期修订的年限一般采用3 年制。不定期修订是指在采用新的节水生产工艺( 设备)实施节水技术改造项目以及节水管理水平提高后，使生产用水水平有了较大提高的前提下，现有的取水定额水平己明显落后，为此而及时进行的取水定额的修订。取水定额的贯彻实施和取水定额的及时修订是实现定额管理的重要途径。只有坚持贯彻实施当前制定的取水定额，才能为各个取水单位树立一个节水目标，促使它们不断提高自己节水管理水平和改进节水生产工艺，达到定额管理的最终目的。同时，也只有根据当前情况不断修订原有定额，才能使定额永远具有实际的指导意义。武汉理工大学硕士学位论文第二章当前取水定额估算方法制定计划取水定额的基本方法，是保证计划取水定额的先进性、科学性、合理性和可行性的关键手段，目前常用的基本方法有回归分析法、专家咨询法、平均先进法、时间序列法、重复利用率逐年增长法、技术测定法、理论计算法和类比法【1 4 】。下面分别就这几种方法进行简单介绍和评析。2 1 回归分析法叫回归分析法是数理统计中常用的一种方法，它是基于函数与各影响因素的种数理关系而建立的，取水量定额指标的回归式可表达为如下线形函数：m = k o 】+ 【c 肛式中：l g 卜_ 一取水量定额指标矩阵；k o 】、防 一影响用水量指标的因素( 如气温、企业规模、企业生产技术水平、企业生产工艺状况、水资源条件等) ；l c i 一与上述因素对应的回归系数。该方法将取水定额的指标建立在与其相关的各个影响因素之上，取得了定额与因素之间的定量关系，较之专家咨询法、平均先进法和类比法等忽视因素影响的方法有其独到之处，它使定额与影响因素之间有了直接的联系。但是它需要将企业规模、企业生产技术水平、企业生产工艺状况、水资源条件等因素量化，在此量化过程中采用什么样的方法才能够客观的反映实际情况是值得探讨和解决的。另外将定额指标和其影响因素之间用一种线性关系来描述是否合理也是值得斟酌的。2 2 专家咨询法专家咨询法也称直观判断法，又称为德尔菲法，是指由有关专家，依据经验并综合相关的信息、资料和数据，通过对用水过程的分析、讨论和比较，制定取水定额的方法。它的特点是集中专家的经验与意见，确定各指标的权数，并在不断的反馈与修改中得到比较准确的结果，其成败关键是聘请专家，必需在该行业用水节水方面能够称得上是专家。德尔菲法实现的步骤如下：武汉理工大学硕士学位论文选定专家，给出赋权要求，且保证权数归一化；匿名记录各专家的赋权结果：专家参考“反馈意见”修改预测结果；重复“反馈”与修改，直至达到精度则中止；以各专家最终预测值的平均作为组合预测。步骤中的“反馈意见”包括的统计量有相对偏差、预测修正度和中心方差。1 ) 相对偏差b 。设专家人数为，在第f 次预测中全体专家预测值为m “( f = 1 , 2 ，；_ ，= 1 , 2 ，j ) ，则第i 次预测中全体专家预测结果为m 。啪m ，m u ，用这些结果的平均值表示第f 次的预测值 = - 7 , m f ，相应的均方差值s = ( 专喜。一面) 2 】2 即为第f 次预测的精度。专家歹在第次预测中的相对偏差6 ，= k f i ) 膨，m ，= m a x 司。若m 。= 0 则定义6 ，= 0 。计算统计量6 j ，可使专家通过对自己各次预测偏差的比较来有效的修正预测倾向。2 ) 预测修正度预测修正度q = p 掣，b l ，2 ，；，= l ，2 ，jl m l 一1 ，一”f i i它表征第位专家第i 次预测对前次的修正程度。当m 。， m 。时，一般修正倾向是使聊f m i _ 1 ，j ；而当聊h ， 川n ，。3 ) 中心方差中心方差l ，= 商一瓦f ，它是j 个专家第f 次与前次预测平均值之差的平方，该统计量表征了预测值的改变。提高德尔菲法预测精度有两个主要途径，就是增加预测次数和设法增大各次预测的中心方差。经验法简便易行，时间和资金的投入较少，定额调整方便。但是这种方法得来的定额是根据专家给出的定额参考值来确定的，其数据来源易受主观因素影响，技术依据不足，导致结果不够准确，没有足够的说服力。此法适用于刚投入生产的产品，缺乏用水资料的情况下使用，它也可以作为其他制定取水定额方法的补充手段。武汉理工火学硕士学位论文2 3 平均先进法法由于统计资料反映的是某种产品过去已经达到生产用水的水平，但没有也不可能消除生产过程中不合理因素的印象，如用统计资料的平均值判定定额水平一般过于保守。为了克服这个缺陷，可采用“二次平均法”计算平均先进值，以作为制定定额水平的依据。为了保证制定出的定额满足先进性的要求，还需配合概率测算法进行先进性的检验。平均先进法的具体步骤如下：选取生产同一产品的样本企业n 家，并调查它们历史三年的单位产品取水量，得到3 6 n 个单位产品取水量数据，去除不合理的数据。计算所测数据的平均值v ；列出所有小于v 的取水单耗，计算其平均值v 及第二次平均值v ：= 【_ + i ) 2 ；对进行先进性判别。计算去处不合理数据后的单耗数据的方差仃，兄= l v v 】o ，查正态分布表计算妒( ) ，若( a ) 大于规定的目标值，则v ：即可定为定额。若第二次平均值v ，不能满足先进性要求，则按步骤求第三次、第四次平均值，直到满足要求。该法是现在大多数定额制定中所采用的方法，其计算方法简便，所得数据有较强的适用性。但是该法忽视产量气温等因素的影响，这就会造成两种情况，一是在企业管理己经很严格的情况下，由于产量较低，企业计划取水量较少，而此时气温却很高，企业实际取水量超出了计划水量。另外一种情况是企业产量很高，计划取水量很多，而此时气温较低，企业实际需要的水量并没有那么多，这就不能使定额促进企业加强用水管理。2 4 时间序列法埘时间序列法也是数理统计中常用的一种方法，该方法要求研究对象与时间之间具有较强的关联性，并且有较长系列的资料。由于取水定额有大量不确定性影响因素，要找出它们内部的变化机理及各类因素之间相互影响的明确关系是比较困难的。而按时间顺序将观测或记录到的一组数据排列起来的时间序列分析法，对外部影响因素的复杂作用进行简化，只考虑历史观测数据及其数据模式随时间的内在变化规律，进而对整个系统进行描述和解释，以对未来状态作出预测。常用的时间序列分析方法有：1 ) 滑动平均模型( m a 过程)武汉理工大学硕士学位论文滑动平均法是在算术平均数基础上发展起来的种方法，它的基本思想是每次取一定数量周期的数据平均，按时间次序依次推进，每推进一个周期，舍去前一个周期的数据，再进行平均。对时i m 序列 x ( f ) k = 1 , 2 ，n ，设它的平均数为，则该时间序列的滑动平均模型可表示为：x ( f ) = + e ( t ) 一0 1 6 ( t 一1 ) 一- o q g ( t q )q 一模型阶数0 1 ，0 ：，以一模型系数。滑动平均法可以削弱随机变动的影响，具有平滑数据的作用，能在一定程度上描述时间序列的变化趋势；同时，移动平均法具有适应性，预测模型能自动识别数据结构的变化加以调整，这使得该方法便于应用。再用移动平均法进行变化趋势及周期性倾向的大小选择模型阶数，并确定每个周期所包含的数据个数。2 ) 回归模型( a r 0 ) 过程)自回归模型是最常用的一种时间序列线性模型，它能描述现时刻数据与过去若于数据之间的线性依赖关系。对时间序歹0 x ( f ) j 1 ，2 ，n ，其自回归模型为：x 0 ) = a o + a l x ( t 1 ) + a 2 x ( t 一2 ) + + 口。x ( t p ) + e ( t )吼，q ，口。一模型系数：占( r ) 一预测误差：p 一模型阶数。3 ) 回归一滑动平均模型( a r m a ( p ，q ) 过程)自回归滑动平均模型a r m a 是自回归模型和滑动平均模型的综合。对时间序列，其p 阶自回归q 阶滑动平均混合模型a r m a ( p ，q ) 为：x ( r ) = d l x ( t 一1 ) + a 2 x ( t 一2 ) + + 日。x ( t p ) + e ( t )一届6 ( t 一1 ) 一2 c ( t 一2 ) 一一。e ( t g )a 。，口：，a ，届，岛，成为模型系数； g ( f ) 为预测误差序列；p 、q 为模型阶数。自回归法和自回归一滑动平均法都认为时间序列各变量是相互关联的，对模型的选用取决于时间序列的平稳性、序列自相关系数及偏自相关系数的变化趋势，另外，在模型识别后，还需进一步对模型误差项进行随机性检验。4 ) 有趋势性或季节性时间序列模型含有趋势性或季节性时间序列是我们在实际问题中经常时间序列，单位产品或人口的取水量也是含有趋势性和季节性的时间序列，它随着时间的推移，从长期来看处于不断下降或上升的状态，随着一年四季气温的变化而呈武汉理工大学硕士学位论文现周期性上升或下降。因此在这里需要着重介绍一下这种序列模型的特点。含有趋势性季节性的时间序列模型 x ( t ) l l ，2 ，” 可以表示为：扛0 ) = 丁( r ) + 书( r ) + e p ) p ( r ) 为序列的趋势成分； s ( r ) 为序列的季节因子； e ( r ) 为随机因子。也就是说，含有趋势性季节性时间序列可以分解为反映数列趋势、反映数列季节变化和反映数列随机性的三个部分。趋势成分 r ( ，) 显示了序列的长期行为，具体表现为增长、下降、循环波动或平稳等状态。季节因子谛( r ) 体现了序列中一年一度的周期变化。实际应用中可根据需要选取合适的函数，( r ) 作为序列的趋势项留( f ) ，用含有正弦函数的a s i n ( j c o t + , ) 来表示季节因子秘( r ) ，这样就得到了如下的周期趋势模型：x ( f ) = 如) + 4s i n ( ，耐+ 谚) + s ( f )式中爿和氟分别表示周期性趋势的振幅和相位，但是由于这种形式的破很难用非线性最小二乘法估计，因此将模型改成如下形式：砌) ：巾) + 壹a c is i n ( j o g ) + 乒虿。o s ( ，耐) 】州r )c ，= c o s 驴i时间序列法充分考虑了取水定额随时间变化的关系，在完全忽视定额影响因素的情况下，却能够完美的拟合出单位产品取水量随着用水重复率和节水技术不断提高而下降的整体趋势，而且也能够根据季节变化对定额作出适当调整，是理论基础最为成熟的一种方法。它在取水量预测的领域内比较适用，而在制定定额时却非最优，因为它在进行定额的先进性判定时，一般是结合经验法或类比法进行判断，存在一定的主观性，而且计算出的单位产品取水量一旦不能满足先进性要求，该法很难再做出进一步的择优。2 5 重复利用率逐年增长法重复利用率逐年增长法是我国部分城市指定工业取水定额时采用的一种方法，这种方法是依据现状用水指标，将生产用水重复利用率逐年提高，从而把产武汉理工大学硕士学位论文品取水量逐年降低。这种方法先假定生产用水量不变，而重复利用率不断提高，则根据前一年的单位产品取水量即可制定当前的取水定额指标：g ：m 一，肄l 一一1式中吼一第t 年的取水定额；m 。一第t 一1 年的单位产品取水量；以，谚一，分别为第t 年的规划水重复利用率和第t - 1 年的实际水重复利用率。该法的优点是用水定额指标动态性强，比较适用于生产用水重复率现状水平较低的行业，能够促进企业用水重复利用率达到规划目标。其缺点是没能考虑生产规模对取水定额的影响，企业生产规模扩大后单位产品的取水量会明显下降，那么以前一年的单位产品的取水量制的定额将不能促进企业加强用水管理。2 6 技术测定法技术测定法是指在一定的生产条件下，通过对某种产品的生产过程用水量和产品产量进行实测和理论计算，并考虑各种影响因素加以修正，从而确定取水定额的方法。武汉市节水办通过理论分析提出了以实测单位产品取水量均值作为基数计算定额的数学模型：q f = n n + 2 ( a ，一口) 峨。一第i 种产品取水定额；。一第i 种产品测定单位产品取水量的均值；a i 一第i 种产品重复用水水平系数：日一全行业平均重复用水水平系数；点一相应玑的均方差。运用这种方法关键是选取合理的测定时段，在测定时段内产品的生产技术和用水管理应处于正常条件下，产品的产量、气温及其它影响生产用水的因素必须具有代表性。在选取的测定时段内测取几个产品取水单耗，取其平均值根据影响因素修正后，即可作为该产品的取水定额。该法准确性高、科学性强，所得数据合理适用，有很强的说服力，但是所需武汉理工大学硕士学位论文的测试时间长，工作量大。2 7 理论计算法理论计算法就是根据产品生产过程的用水技术( 设计和操作) 要求和单台设备( 包括附属设备) 的设计水量，用理论公式计算生产单位产品取水量，从而制定取水定额的方法。例如在确定冷饮食品的取水定额中我们可以先了解其配方，生产一吨冷饮食品需加水多少，生产和储存过程中所有制冷机的型号及耗水情况，生产线的消毒设备消毒时间及流量，这样就可以计算出生产每吨冷饮食品的取水定额。这种方法在实际操作中是有相当的难度的，必须对生产工艺的耗水情况和每个生产设备的用水量情况有非常准确的数据资料，比较适用于一些生产工艺和生产设备简单，附属生产设备少的产品。2 8 类比法1 9 1类比法也称典型定额法，是以已实施的典型用水定额项目为基准，通过分析比较( 可采用经验法、技术测定法、理论计算法或统计分析法) ，确定出与之相同或相似的项目的取水定额方法。具体说来就是先查找到别的地区生产该产品的计划取水定额，这里面要有发达地区的定额数据也要有落后地区的数据，将自己生产该产品的工艺水平与这些发达和落后的地区作个比较，确定一个符合自己具体情况的取水定额。以天津市确定其卷烟产品取水定额为例，天津市在经过二次平均法计算后得到卷烟产品定额为o 。8 4 1 5 0 m 3 标准箱之间，其中直接用水生产的取水定额为0 7 9 1 1 8 m 3 标准箱。参考了河北、江苏、黑龙江、哈尔滨及国家规定的最大定额值，考虑到天津的水资源自身条件以及卷烟生产技术，因此水资源重复利用率应当高于8 5 ，加上从先进性和适用性方面考虑，最终确定卷烟产品定额为o 8 4 1 2 5 m 3 标准箱。表2 1 河北、江苏、黑龙江、哈尔滨及国家规定的最大定额值j地区河北江苏黑龙江哈尔滨国家定额( m 3 标准箱)1 51 622不大于3水重复利用率8 0 7 5 7 5 这种方法操作简便，取得分析结果快，但是需要的相关信息较多，结果主观性大，而且待确定定额的产品必须找到它在别的地区的定额才能应用这种方法。武汉理工大学硕士学位论文2 9 本章小结产品计划取水定额的制定方法多种多样，但是均有其优点和缺点，在制定定额时应根据实际情况选取合适的方法，灵活运用。在实际的定额制定中一般均需采用两种以上的方法才能够制定出科学合理适用的取水定额。武汉理工大学硕= 仁学位论文第三章武汉市工业企业产品计划取水定额制定方法的研究近年来我国工业企业发展迅速，工业用水量逐年增加，但是工业用水效率低下、污染状况尤其严重。2 0 0 3 年，武汉市中心城区工业用水1 1 4 2 亿m 3 ，占城市年总用水量的6 8 8 ，因此加强对武汉市工业企业取水量的控制，制定先进合理的工业企业产品计划取水定额是非常必要的。3 1 关于工业企业取水定额相关术语的释义在进行工业企业产品计划取水定额研究之前有必要对与它相关的几个术语进行解释，以统一对它们的不同理解。3 1 1 工业企业产品计划取水定额根据g b t 工业企业产品取水定额编制通则中关于工业企业产品计划取水定额的定义，工业企业产品计划取水定额就是针对取水核算单位制定的，以生产工业产品的单位产量为核算单元的合理取水的标准取水量。或者说是，工业产品生产过程中用水多寡的一种标准，是在一定的生产技术和管理条件下，工业企业生产单位产品或创造单位产值所规定的合理用水的标准取水量。通则对定额针对的对象：“取水核算单位”的解释是，完成一种工业产品的单位，依据使用的目的不同，可以在不同的边界内运用定额来进行节水管理。在本文中中所有定额均是以生产某一产品的企业或分厂为取水核算单位。产品的生产过程一般包括主要生产、辅助生产和附属生产三个生产过程定额所考虑和涉及的用水量也是上述三个过程范围内发生和需要的。关于“产品”一词，应从广义上来进行理解，可以是最终产品，也可以是中间产品或其它形式或性质的产品。定额的核算单元应灵活选定，一般以单位产品作为核算单元，对某些行业或工艺，可用单位产品原料加工量为核算单元，甚至有些行业的用水量与产品产量没有直接关系，只能以职工人数或其它指标作为定额的核算单元。一般不使用产值作为定额的核算单元，因为即使是同一类产品，其单价受到品质、市场供求关系等多个因子影响，在时间和空间上存在波动和差异。武汉理工大学硕士学位论文3 1 2 单位产品取水量单位产品取水量是指“企业生产单位产品需要从各种水源提取的水量”。取水量的范围是指从各种水源提取的水量：包括取自地表水、地下水、城镇供水工程，以及企业从市场购得的其它水或水的产品( 如蒸汽、热水等) ，不包括企业为外供给市场的水的产品( 如蒸汽、热水等) 而取用的水量。单位产品取水量的计算公式为：驴苦式中：圪。一单位产品取水量，单位为立方米每单位产品：矿一在一定的计量时间内，生产过程中取水量总和q 一在一定的计量时间内，产品产量。3 1 3 单位产品用水量单位为立方米( m 3 )单位产品用水量就是企业生产单位产品需要的总用水量，其总用水量为取水量和重复利用水量之和。单位产品用水量的计算公式为：= 等式中：圪，一单位产品用水量，单位为立方米每单位产品；矿一在一定的计量时间内，生产过程中取水量总和，单位为立方米( m 3 ) ；矿一在一定的计量时间内，生产过程中的重复利用水量总和，单位为立方米( m 3 ) ；q 一在一定的计量时间内，产品产量e3 1 4 工业用水重复利用率工业用水重复利用率就是在一定的计量时间内水量与总用水量之比。工业用水重复利用率的计算公式：矿尺= l x l o ok + 一式中：r 一重复利用率，；生产过程中使用的重复利用武汉理工大学硕士学位论文以一在一定的计量时间内，生产过程中的重复利用水量总和，单位为立方米( m 3 ) ；k 一在一定的计量时间内，生产过程中取水量总和，单位为立方米( m 3 ) 。工业用水重复利用水量是指工业企业内部，循环利用的水量和直接或经处理后回收再利用的水量，即工业企业中所有未经处理或处理后重复使用的水量总和，包括循环用水量、串联用水量和回用水量。3 2 工业企业用水结构工业企业用水水源主要有自来水、地下水和地表水三种。国家标准评价企业合理用水技术通则( g b 7 1 1 9 9 3 ) 和部颁标准工业用水分类及定义( c f l 9 - 8 7 ) 将企业生产过程的总用水量按用途分为主要生产用水、辅助生产周水和附属生产用水。主要生产用水是指直接用于工业生产的水，包括产品用水、洗涤用水、直接和间接冷却水、蒸汽还有生产中重复利用的水量。辅助生产用水包括锅炉自用水、化学水处理站自用水、机修用水、空压站鼓风机站用水、污水处理用水等辅助生产装置用水。附属生产用水包括厂内科室用水、绿化用水、食堂用水、浴室用水、保健用水、厕所用水、其他用水。由上节可知，在工业企业产品计划取水定额所涉及的水量中包含辅助和附属生活用水量。从上面各种用水的用水范围来看，只有主要和辅助生产用水才是直接与产品的生产有关，而附属生产用水都是为正常生产服务的必需用水量，它们与企业的生产规模有直接的关系，而与既定规模下的产品产量没有必然的联系。这也就是说，后面这两种用水量在确定的工业企业中不随企业生产产品的产量变化而发生变化。3 3 工业企业计划取水定额的影响因素从工业企业计划取水定额的定义可知它是由工业企业取水量和产量这两个因素决定的，也就是说，除产量能够对计划取水定额造成直接影响外，能够影响到企业取水量的各种因素都会影响定额。这些因素归纳起来主要有：生产工艺、生产设备、生产原料、企业规模、职工人数、技术管理水平、用水管理水平、用水重复利用率、季节( 气温) 变化、意外事故( 如管道破裂漏水) 等，以上各种因素都从不同程度和方面影响着工业生产的用水，如果对以上每一种因素都进行系统的分析，势必将需引入许多参数，在实际操作中是不可行的，也是没有必要的，因为有些因素是从同一个侧面影响生产用水的状况，我们可以把它们相互叠加，视为一种综合因素，这样只需对几种综合因素进行分析就可以了。武汉理工大学硕士学位论文通过定性分析不难发现，一个企业的生产工艺旦确定下来，在一定程度上其生产的原料和设备也都相应的固定下来，因为生产的原料和设备必须依据生产工艺来确定，因此可阻把这三项因素合并为一项，称之为企业的生产工艺水平因素；一般来讲企业技术管理水平越高用水管理水平也就越高，意外事故发生率就少，或者说意外的水量损失就少，所以这两个因素也可以合并成企业节水管理水平因素。企业生产规模越大，所需职工人