陸敏 張莉暉
桂林市自來(lái)水公司

一 前言

　　隨著改革開(kāi)放，經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，城市面貌日新月異，人對(duì)用水的需求日趨增長(zhǎng)；而供水一直作為一種福利性質(zhì)的行業(yè)，長(zhǎng)期水價(jià)過(guò)低，限制了供水事業(yè)的發(fā)展3隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)的能源緊張，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)逐步走向成熟，要求供水企業(yè)改變?cè)械膫鹘y(tǒng)給水管理體制。對(duì)歷年的供水資料進(jìn)行分析研究，總結(jié)城市用水的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)供水企業(yè)進(jìn)行科學(xué)的管理，不斷適應(yīng)城市用水的新形式，提高經(jīng)濟(jì)效益是有益的。

二 城市用水的一般規(guī)律

　　城市的用水量由生活用水、工業(yè)用水、及其他用水組成3一般而言，夏季比冬季多，白天比夜間多，大的城市用水量變化較為均勻，時(shí)變化系數(shù)小。由于城市的規(guī)模大小不同，城市中工業(yè)類型及規(guī)模不同，影響用水的主導(dǎo)因素也不相同，不同城市應(yīng)具體分析其用水量的組成，所占比例，并對(duì)其影響因素進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)是研究城市用水規(guī)律的基礎(chǔ)。

三 桂林市城市用水特點(diǎn)分析

　　桂林市是一個(gè)人口四、五十萬(wàn)的中型城市，由于風(fēng)景秀麗，多年來(lái)大力發(fā)展旅游業(yè)，它的工礦企業(yè)較少，且以電子，醫(yī)藥，橡膠為主。其99年用水組成比例圖一為：

　　從對(duì)歷年售水資料進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)工業(yè)用水量所占總用水量的比重逐年減少，由92年的21％降到98年的18％。這是由于小的工業(yè)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，使部分企業(yè)處于關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)階段造成工業(yè)用水量的下降。而目前城市家庭的生活用水設(shè)施(包括熱水系統(tǒng))正逐步普及，城市居民生活用水水平進(jìn)一步提高，生活用水量逐年提高。在城市用水中，生活用水占了主導(dǎo)地位，且所占比例逐漸提高。生活用水量的變化，是影響總用水變化的主要因素。
　　桂林市自來(lái)水公司日設(shè)計(jì)供水能力32萬(wàn)噸／日，99年最高供水是28.36萬(wàn)噸，供水能 力大于城市用水需求。在供水能力滿足城市用水需求的條件下，供水量能大致反映出城市 用水量的變化，因而我們對(duì)用水量變化規(guī)律進(jìn)行分析，是以歷年的供水量資料作為基礎(chǔ)的，其中扣除一些非正常供水日不合理的數(shù)據(jù)，(如當(dāng)水廠停電或構(gòu)筑物，管網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)的供水?dāng)?shù)據(jù))，主要考慮季節(jié)變化，氣溫升降，節(jié)假日，生活習(xí)慣等對(duì)供水的影響。
　　(一）年供水量的變化趨勢(shì)
　　我們將86年—98年的日平均供水量，年平均氣溫繪制成圖如圖二：

　　圖二顯示當(dāng)年平均氣溫相差不大時(shí)，每年的供水量呈穩(wěn)定的增長(zhǎng)趨勢(shì)，少數(shù)年度供水量的增長(zhǎng)幅度急劇變化，這一般都存在可分析的因素。具體分析如下：96年以前，供水量增長(zhǎng)幅度較大這是由于城市建設(shè)的發(fā)展、人口增長(zhǎng)、用水普及率及生活衛(wèi)生條件、供水能力、管網(wǎng)建設(shè)的不斷增加396年以后，供水增長(zhǎng)的速度明顯放慢，在一定用水量的基礎(chǔ)上，用戶對(duì)供水的需求不僅僅是水量，而對(duì)水質(zhì)、水壓都提出更高的要求。95年由于年平均氣溫較往年偏低，供水量出現(xiàn)明顯的負(fù)增長(zhǎng)；97年由于供水生產(chǎn)指標(biāo)的調(diào)整，也使供水出現(xiàn)了負(fù)增長(zhǎng)。
　　以上分析說(shuō)明隨著城市的發(fā)展和擴(kuò)大，供水量的增長(zhǎng)是總趨勢(shì)，而增長(zhǎng)率是逐步減少，隨著人們對(duì)環(huán)保及節(jié)水意識(shí)的提高，供水企業(yè)對(duì)供水指標(biāo)的嚴(yán)格控制，會(huì)出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。
　　(二)供水量隨季節(jié)，月份的變化
　　將94—98年各季度的供水總量繪成圖表并標(biāo)識(shí)其平均氣溫見(jiàn)圖三：

　　從圖中分析看到：每年的三季度(7—9月)由于氣溫高都表現(xiàn)出明顯的高溫高供水現(xiàn)象：而一、二、四季度雖然平均氣溫高低不同、相差較大，但供水總量則逐年趨于平均。
　　當(dāng)作95—99年每年的日供水量及氣溫逐月變化對(duì)比圖(圖四)時(shí)看到，一年中不論氣溫的變化如何，供水量的變化則較平緩，總是不低于某一個(gè)基數(shù)，我們稱這個(gè)值為基本供水量。它應(yīng)是滿足城市用水最低需求的水量，每天的實(shí)際供水量在基本供水量的基礎(chǔ)上受一些因素的影響而變化。

　　(三)供水量與氣溫的關(guān)系
　　作為受生活用水占主導(dǎo)的供水量來(lái)說(shuō)，氣溫高低是影響供水多少的一種主要因素。所以我們選取98年的供水資料，將每天的最高氣溫，供水量分別按時(shí)間逐日排列，作圖進(jìn)行對(duì)比如圖五：

　　如圖所示：氣溫與供水量之間存在著不同的變化，但是它們的總變化趨勢(shì)是相同的。那么，氣溫與供水量之間是否存在某種相關(guān)關(guān)系?這種關(guān)系能否用數(shù)學(xué)模式來(lái)表達(dá)?
　　同樣地選取98年的供水資料作散點(diǎn)圖(圖六)：

　　圖六中每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)當(dāng)天的實(shí)際供水量與最高氣溫(排除非正常供水日的數(shù)據(jù))。由圖上看到：對(duì)應(yīng)一個(gè)氣溫，其供水量不是一個(gè)定值，而是一個(gè)變化范圍；當(dāng)氣溫較低時(shí)，數(shù)據(jù)點(diǎn)分布較散，供水量變化范圍較大；當(dāng)氣溫較高時(shí)，供水量的變化范圍很小，數(shù)據(jù)點(diǎn)很集中。
　　由于基本供水量是滿足最低用水需求時(shí)的供水量，而氣溫——供水量關(guān)系圖顯示供水量隨氣溫增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，所以取一年中月均氣溫最低的月份，以其日均供水量為基本供水量，即為：22.1萬(wàn)噸／天。在散點(diǎn)圖的基礎(chǔ)上，擬求一個(gè)供水量于關(guān)于氣溫變化的趨勢(shì)線方程y＝f(x)，曲線上的點(diǎn)代表對(duì)應(yīng)于一個(gè)氣溫時(shí)的供水量。以散點(diǎn)圖為基礎(chǔ)，我們?cè)囉镁€性、冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、二次函數(shù)等幾種形式的方程求趨勢(shì)線，結(jié)果是方程：

Y＝58.616X²—755.3X十221000

　　較為合理，它使得散點(diǎn)圖上的點(diǎn)大致位于曲線附近，而由趨勢(shì)線方程所求得的供水量與實(shí)際值相差只是0.2萬(wàn)噸左右，說(shuō)明散點(diǎn)偏差值不大，這是由于受生活習(xí)慣、天氣情況、水廠機(jī)組的不同搭配，及機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短等影響造成，是在允許的變化范圍之內(nèi)。由曲線證明：對(duì)基本供水量的假設(shè)和設(shè)定是正確的，供水量的基本供水量的基礎(chǔ)上隨氣溫升高而增大。利用此曲線可推求一年中對(duì)應(yīng)不同氣溫時(shí)的供水。這對(duì)日常的生產(chǎn)和調(diào)度管理，生產(chǎn)計(jì)劃的制定有實(shí)際意義。
　　(四)節(jié)假日供水量變化規(guī)律
　　由于春節(jié)，國(guó)慶假期較長(zhǎng)，人們的正常生活規(guī)律有了較大改變。特別是執(zhí)行雙休日后，節(jié)假日前后的供水量變化幅度較大。因此選取春節(jié)，國(guó)慶前后一段時(shí)間的供水量為研究對(duì)象，討論節(jié)假日供水量的變化規(guī)律。
春節(jié)的用水變化分析(圖七)：

　　取除夕到初九的供水量數(shù)據(jù)作曲線，每年春節(jié)前后供水量的曲線基本相似，由除夕的供水高峰降到初一的供水底低峰，然后緩慢回升，初五到初八供水曲線呈波動(dòng)狀，直到初九才恢復(fù)到節(jié)前的正常供水，且每年的供水量呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)。
　　國(guó)慶節(jié)的用水量變化分析(圖八)：

　　取9．30—10．8日供水?dāng)?shù)據(jù)作供水量變化圖，國(guó)慶節(jié)前后供水量曲線呈波浪狀，供水量變化幅度較大。
春節(jié)與國(guó)慶節(jié)的節(jié)日時(shí)間都比較長(zhǎng)，節(jié)日第一天供水量都會(huì)下降，而春節(jié)期間氣溫較低，供水量下降幅度要比國(guó)慶節(jié)大。由于春節(jié)在傳統(tǒng)上是合家團(tuán)聚的日子，初一以后走親訪友的活動(dòng)較多，供水量也慢慢回升至正常水平；國(guó)慶期間氣溫較高，又是旅游的黃金季節(jié)，無(wú)論是外出旅游還是來(lái)桂旅游的人都不少，人口流動(dòng)性大，供水量的起伏較大，規(guī)律性不強(qiáng)；一般都要經(jīng)歷七——八天才能恢復(fù)正常供水。
　　(五)最高日的供水規(guī)律
　　取歷年的最高日供水前后一段時(shí)間的供水量資料進(jìn)行分析，并作對(duì)比圖(圖九)：

　　通過(guò)分析比較發(fā)現(xiàn)：出現(xiàn)最高日供水必定有一段時(shí)間的持續(xù)高溫。最高日供水當(dāng)天并非對(duì)應(yīng)全年最高氣溫3而氣溫高時(shí)，最高日的供水量曲線變化較大，氣溫低時(shí)，最高日供水量曲線較為平緩；同時(shí)，最高日的供水量是逐年遞增的。
　　(六)生活習(xí)慣對(duì)供水的影響
　　前面我們說(shuō)過(guò)桂林市的用水量主要是生活用水量，因此居民的生活習(xí)慣對(duì)供水量有一定的影響。我們對(duì)歷年的最高供水日，平均供水日的供水?dāng)?shù)據(jù)作時(shí)變化曲線(圖十、十—)：

　　

　　每天的供水情況：無(wú)論是平均日還是最高日，2--6時(shí)為供水低峰；而供水高峰則兩個(gè)時(shí)段：平均日時(shí)為早上(9—13時(shí))，晚上(19—22時(shí))；最高日時(shí)為早上(8—13時(shí))，晚上(19—22時(shí))；最高日的供水高峰比平均日提前一個(gè)小時(shí)3同時(shí)以晚上時(shí)段的高峰時(shí)用水量最大，而早上的高峰用水時(shí)段最長(zhǎng)，這正好符合人們的生活作息和生產(chǎn)勞動(dòng)習(xí)慣。

四 總結(jié)

　　通過(guò)對(duì)供水量產(chǎn)生影響的各種因素進(jìn)行分析，得出了年、月、季度的變化規(guī)律，供水量與氣溫的關(guān)系曲線方程及節(jié)假日、最高日、生活習(xí)慣對(duì)供水量的影響。利用此規(guī)律可合理的制定各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)計(jì)劃，對(duì)未來(lái)供水進(jìn)行預(yù)測(cè)，經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的確定，協(xié)調(diào)好各水廠的供水工作，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、安全供水有重要意義。