System Dynamics Approach to Urban Water Demand Forecasting—A Case Study of Tianjin

A system dynamics approach to urban water demand forecasting was developed based on the analysis of urban water resources system, which was characterized by multi-feedback and nonlinear interactions among sys-tem elements. As an example, Tianjin water resources system dynamic model was set up to forecast water resources demand of the planning years. The practical verification showed that the relative error was lower than 10%. Fur-thermore, through the comparison and analysis of the simulation results under different development modes pre-sented in this paper, the forecasting results of the water resources demand of Tianjin was achieved based on sustain-able utilization strategy of water resources.

变化环境下考虑物理机制的SD需水预测研究

随着气候变化与人类活动作用的加剧,流域水资源受变化环境的影响愈加显著。研究变化环境下的流域水资源系统变化特征及需水预测对支撑流域水资源管理与合理配置具有重要的指导意义。基于系统动力学原理,耦合了考虑物理机制的需水预测方法,建立水资源系统模型,以黄河流域为例,分析了多因子驱动及多要素胁迫作用下黄河流域水资源系统变化特征,采用MPI气候模式预估的未来气温、降水结果及未来流域5种不同的经济社会发展情形,预测了黄河流域2017—2030年的水资源供需演变趋势。结果表明:①黄河流域的生活需水量随着流域人口及人均用水需求的增加不断增长。随着产业结构调整,工业需水量呈现缓慢减少态势,生态及三产需水量逐年增加,农业灌溉需水量呈下降趋势;②在加强流域水资源管理力度、增加节水技术投资的前提下,保障流域经济、社会协调发展,注重发展经济的同时兼顾流域生态环境保护,满足黄河流域下一阶段的经济社会可持续发展的要求;③为保障黄河流域水资源可持续发展,实现黄河流域生态保护和高质量发展,需要调整流域水资源管理策略,提高节水程度,促进流域产业结构优化。

基于resiliencei.o平台的北京城市副中心居民生活需水动态仿真

基于resiliencei.o群体智能仿真平台,研究北京城市副中心核心区以至拓展通州全域2016~2025年居民生活需水量。通过调查区域人口迁移、个人用水行为、家庭用水特征、水量水价等基本数据,细分用水过程并分析其行为特征,以微观实体用水机理为基准,设计开发需水单元的数据结构、行为属性并实现其用水过程动态仿真。通过解析Agent个体用水消耗情况,生成可视化的居民需水时空分布。研究结果表明,两翼格局下人口重心东移,直接带来副中心区域居民需水非常规跳跃式激增,截至2025年,全年生活需水量预计高达1.05×10^8 m^3,较2016年上涨30%;同时证明所开发的仿真模型为城市新区建设提供了决策依据和技术支持。

基于预测的城市供水管网运行评估方法

文中提出了一种基于预测的城市供水管网运行评估方法。基于精细化管理需求,为提高城市供水系统效率,响应节能供水号召,在此背景下,使用机器学习方法以及集成学习思想,首先利用了融合多纠偏机制的混合需水量预测模型对供水区域未来1 d的居民总需水量进行预测,然后提出了基于序列到序列的编解码网络结构对管网各个节点的水压进行分钟级预测。最后基于预测信息、节假日信息等提出了管网测压点的压力动态阈值的优化方法,实现了对城市供水管网整体运行状态的准确评估,为城市供水系统的水量调配提供调度指导,通过压力波动数据可以看出,研究所提供的阈值计算方法提高了调度决策水平。与此同时,文中以上海某区域为背景,通过需水量预测以及管道压力预测的方法,验证了所提出的模型在实际工作中,相较于传统模型具有更高的预测精度。

济宁市系统动力学需水预测模型研究

系统动力学以反馈控制理论为基础,处理高阶次、非线性、多重反馈、复杂时变的系统问题,广泛应用于水资源、城市水环境规划中。科学合理的需水预测是规划社会经济建设规模和发展速度的重要依据。针对济宁市水资源和社会经济现状与发展要求,以实现水资源供需平衡为目标,建立需水量预测系统动力学模型,通过变量调控、方案设计及节水效果评估,为节水管理提供决策信息。研究表明,建立的模型是有效的,可以全面客观地使济宁市社会经济发展获得良好的可持续性。

经济新区用水量预测系统动力学方法研究——以天津临空产业区为例

针对经济新区社会经济环境系统特点,在对其内部诸要素间相互关系分析和水资源系统分析的基础上,建立分质供水系统动力学(SD)模型,并将其应用于经济新区需水量预测中.根据区域分质供水的可能性和必要性,以及不同用水部门对供水水质要求的不同,可预测人口、经济和环境因素在规划期内对不同水质的水资源需求量,并且通过比较和分析不同发展模式的模拟结果,可进行水资源可持续利用战略选择及需水量预测,从而为水系统规划提供科学支持.

等维新息径向基神经网络模型在需水预测中的应用

针对现有需水预测模型进行多周期预测时存在误差随预测周期延长而累积、抗随机因素干扰能力不足等问题,提出动态等维新息径向基神经网络模型,采用聚类方法进行网络学习,并将其应用于东莞市年需水量预测中。结果表明:动态等维新息径向基神经网络模型相对于基本径向基神经网络模型具有更高的预测精度,并且预测误差不会随着预测周期的延长而累积。

城市需水量预测方法的研究

为了实现城市可持续发展 ,城市需水量预测极为重要 ,利用系统动力学分析方法建立了预测模型 ,并通过实例进行了应用 。

基于等维灰数递补动态GM(1,1)模型的矿区需水量预测研究

在研究煤矿区中长期需水量预测过程中,针对常规GM(1,1)模型存在的不足,选用等维灰数递补动态GM(1,1)模型来进行矿区需水量预测,运用此模型对神东矿区自来水需水量进行了拟合和预测,结果表明此模型拟合精度高,适合于矿区中长期需水量预测使用,可为矿区水资源的开发利用规划和可持续利用提供必要的参考。

哈尔滨大用水户水量动态预测模型研究

城市供水管网系统优化问题中,与水量相关的问题主要有三方面:一方面是城市用水量预测问题,一方面是用水量变化规律问题,另一方面是节点流量的问题。城市用水量预测对于城市给水系统规划设计或对运行研究有巨大的意义,因此对其有一个事先估计,是供水系统发展与运行研究的重要内容。而用户水量变化规律,主要指大用户的用水量变化规律在给水管网系统建模中起着重大作用。它是计算节点流量的主要依据,对于管网模型的准确性影响巨大。本文结合《哈尔滨市供水管网数字化管理与优化分析系统》工程中的相关内容,以哈尔滨市供排水集团提供的哈尔滨市给水管网基础信息为数据来源。对项目开展过程中,需要的哈尔滨市大用户用水量变化规律进行了收集,整理和预测工作。

基于系统动力学模型的山东省农业供需水优化

为了探讨农业水资源不同发展模式对山东省农业供需水量变化的综合影响,采用系统动力学模拟软件Vensim建立农业用水供需平衡模型,综合考虑作物灌溉面积、水资源供水量等因素的影响,仿真模拟基于现状年条件下山东省农业缺水率的未来变化趋势。结果表明:在灌溉保证率为50%的条件下,中长期规划发展模式、跨区域调水发展模式、灌溉水高效发展模式、最佳效益比发展模式、综合发展模式5种发展模式中山东省2018—2025年农业缺水率都呈现下降的趋势,其中综合发展模式中2025年农业供水量达到1.5561×10m^(3),需水量达到2.2394×10m^(3);农业缺水率为30.1%,与其他4种发展模式相比,分别降低了15.45%、4.7%、7.1%、3.99%;综合发展模式更适合于未来山东省农业优化发展策略。

新疆艾比湖流域水资源供需关系预测分析

本文以2000年艾比湖流域的水资源利用现状为基础,建立了流域水资源供需系统的动力学模型,并结合流域的人口和经济发展状况,计算预测模拟了流域未来30年的可供水量、人口、工业产值、农业产值、生活用水、工业用水、农业用水、生态环境用水等主要8个指标的变化趋势及供需水平衡分析。根据预测结果,对目前和将来用水中可能出现的问题,提出了流域水资源供需水平衡协调的对策。