桂林市城市用水量分析

陆敏 张莉晖
桂林市自来水公司

一 前言

　　随着改革开放，经济迅速发展，城市面貌日新月异，人对用水的需求日趋增长；而供水一直作为一种福利性质的行业，长期水价过低，限制了供水事业的发展3随着经济增长带来的能源紧张，市场经济逐步走向成熟，要求供水企业改变原有的传统给水管理体制。对历年的供水资料进行分析研究，总结城市用水的变化规律和发展趋势，对供水企业进行科学的管理，不断适应城市用水的新形式，提高经济效益是有益的。

二 城市用水的一般规律

　　城市的用水量由生活用水、工业用水、及其他用水组成3一般而言，夏季比冬季多，白天比夜间多，大的城市用水量变化较为均匀，时变化系数小。由于城市的规模大小不同，城市中工业类型及规模不同，影响用水的主导因素也不相同，不同城市应具体分析其用水量的组成，所占比例，并对其影响因素进行分析统计是研究城市用水规律的基础。

三 桂林市城市用水特点分析

　　桂林市是一个人口四、五十万的中型城市，由于风景秀丽，多年来大力发展旅游业，它的工矿企业较少，且以电子，医药，橡胶为主。其99年用水组成比例图一为：

　　从对历年售水资料进行分类统计，发现工业用水量所占总用水量的比重逐年减少，由92年的21％降到98年的18％。这是由于小的工业生产的结构调整，使部分企业处于关、停、并、转阶段造成工业用水量的下降。而目前城市家庭的生活用水设施(包括热水系统)正逐步普及，城市居民生活用水水平进一步提高，生活用水量逐年提高。在城市用水中，生活用水占了主导地位，且所占比例逐渐提高。生活用水量的变化，是影响总用水变化的主要因素。
　　桂林市自来水公司日设计供水能力32万吨／日，99年最高供水是28.36万吨，供水能 力大于城市用水需求。在供水能力满足城市用水需求的条件下，供水量能大致反映出城市 用水量的变化，因而我们对用水量变化规律进行分析，是以历年的供水量资料作为基础的，其中扣除一些非正常供水日不合理的数据，(如当水厂停电或构筑物，管网出现故障时的供水数据)，主要考虑季节变化，气温升降，节假日，生活习惯等对供水的影响。
　　(一）年供水量的变化趋势
　　我们将86年—98年的日平均供水量，年平均气温绘制成图如图二：

　　图二显示当年平均气温相差不大时，每年的供水量呈稳定的增长趋势，少数年度供水量的增长幅度急剧变化，这一般都存在可分析的因素。具体分析如下：96年以前，供水量增长幅度较大这是由于城市建设的发展、人口增长、用水普及率及生活卫生条件、供水能力、管网建设的不断增加396年以后，供水增长的速度明显放慢，在一定用水量的基础上，用户对供水的需求不仅仅是水量，而对水质、水压都提出更高的要求。95年由于年平均气温较往年偏低，供水量出现明显的负增长；97年由于供水生产指标的调整，也使供水出现了负增长。
　　以上分析说明随着城市的发展和扩大，供水量的增长是总趋势，而增长率是逐步减少，随着人们对环保及节水意识的提高，供水企业对供水指标的严格控制，会出现负增长。
　　(二)供水量随季节，月份的变化
　　将94—98年各季度的供水总量绘成图表并标识其平均气温见图三：

　　从图中分析看到：每年的三季度(7—9月)由于气温高都表现出明显的高温高供水现象：而一、二、四季度虽然平均气温高低不同、相差较大，但供水总量则逐年趋于平均。
　　当作95—99年每年的日供水量及气温逐月变化对比图(图四)时看到，一年中不论气温的变化如何，供水量的变化则较平缓，总是不低于某一个基数，我们称这个值为基本供水量。它应是满足城市用水最低需求的水量，每天的实际供水量在基本供水量的基础上受一些因素的影响而变化。

　　(三)供水量与气温的关系
　　作为受生活用水占主导的供水量来说，气温高低是影响供水多少的一种主要因素。所以我们选取98年的供水资料，将每天的最高气温，供水量分别按时间逐日排列，作图进行对比如图五：

　　如图所示：气温与供水量之间存在着不同的变化，但是它们的总变化趋势是相同的。那么，气温与供水量之间是否存在某种相关关系?这种关系能否用数学模式来表达?
　　同样地选取98年的供水资料作散点图(图六)：

　　图六中每一点对应当天的实际供水量与最高气温(排除非正常供水日的数据)。由图上看到：对应一个气温，其供水量不是一个定值，而是一个变化范围；当气温较低时，数据点分布较散，供水量变化范围较大；当气温较高时，供水量的变化范围很小，数据点很集中。
　　由于基本供水量是满足最低用水需求时的供水量，而气温——供水量关系图显示供水量随气温增长而增长，所以取一年中月均气温最低的月份，以其日均供水量为基本供水量，即为：22.1万吨／天。在散点图的基础上，拟求一个供水量于关于气温变化的趋势线方程y＝f(x)，曲线上的点代表对应于一个气温时的供水量。以散点图为基础，我们试用线性、幂函数、指数函数、对数函数、二次函数等几种形式的方程求趋势线，结果是方程：

Y＝58.616X²—755.3X十221000

　　较为合理，它使得散点图上的点大致位于曲线附近，而由趋势线方程所求得的供水量与实际值相差只是0.2万吨左右，说明散点偏差值不大，这是由于受生活习惯、天气情况、水厂机组的不同搭配，及机组运行时间的长短等影响造成，是在允许的变化范围之内。由曲线证明：对基本供水量的假设和设定是正确的，供水量的基本供水量的基础上随气温升高而增大。利用此曲线可推求一年中对应不同气温时的供水。这对日常的生产和调度管理，生产计划的制定有实际意义。
　　(四)节假日供水量变化规律
　　由于春节，国庆假期较长，人们的正常生活规律有了较大改变。特别是执行双休日后，节假日前后的供水量变化幅度较大。因此选取春节，国庆前后一段时间的供水量为研究对象，讨论节假日供水量的变化规律。
春节的用水变化分析(图七)：

　　取除夕到初九的供水量数据作曲线，每年春节前后供水量的曲线基本相似，由除夕的供水高峰降到初一的供水底低峰，然后缓慢回升，初五到初八供水曲线呈波动状，直到初九才恢复到节前的正常供水，且每年的供水量呈现稳定增长。
　　国庆节的用水量变化分析(图八)：

　　取9．30—10．8日供水数据作供水量变化图，国庆节前后供水量曲线呈波浪状，供水量变化幅度较大。
春节与国庆节的节日时间都比较长，节日第一天供水量都会下降，而春节期间气温较低，供水量下降幅度要比国庆节大。由于春节在传统上是合家团聚的日子，初一以后走亲访友的活动较多，供水量也慢慢回升至正常水平；国庆期间气温较高，又是旅游的黄金季节，无论是外出旅游还是来桂旅游的人都不少，人口流动性大，供水量的起伏较大，规律性不强；一般都要经历七——八天才能恢复正常供水。
　　(五)最高日的供水规律
　　取历年的最高日供水前后一段时间的供水量资料进行分析，并作对比图(图九)：

　　通过分析比较发现：出现最高日供水必定有一段时间的持续高温。最高日供水当天并非对应全年最高气温3而气温高时，最高日的供水量曲线变化较大，气温低时，最高日供水量曲线较为平缓；同时，最高日的供水量是逐年递增的。
　　(六)生活习惯对供水的影响
　　前面我们说过桂林市的用水量主要是生活用水量，因此居民的生活习惯对供水量有一定的影响。我们对历年的最高供水日，平均供水日的供水数据作时变化曲线(图十、十—)：

　　

　　每天的供水情况：无论是平均日还是最高日，2--6时为供水低峰；而供水高峰则两个时段：平均日时为早上(9—13时)，晚上(19—22时)；最高日时为早上(8—13时)，晚上(19—22时)；最高日的供水高峰比平均日提前一个小时3同时以晚上时段的高峰时用水量最大，而早上的高峰用水时段最长，这正好符合人们的生活作息和生产劳动习惯。

四 总结

　　通过对供水量产生影响的各种因素进行分析，得出了年、月、季度的变化规律，供水量与气温的关系曲线方程及节假日、最高日、生活习惯对供水量的影响。利用此规律可合理的制定各项生产任务计划，对未来供水进行预测，经营目标的确定，协调好各水厂的供水工作，达到经济、安全供水有重要意义。