衢州市社会经济系统及水环境系统预测韩巧欠（山西省水利水电科学研究院，山西太原030002）摘要：对衢州社会经济系统和水环境系统内部各个子系统进行描述,并按照社会经济系统和水环境系统的整体性与层次性，建立衢州水环境与社会经济发展预测模型,对衢州段流域随着经济的发展污染物排放量做出预测。关键词：人口子系统；人口总量；社会经济系统；污染负荷；水环境中图分类号：TV212文献标识码：B1、问题的提出衢州市位于浙江西部，钱塘江上游，南接福建，西连江西，北邻安徽，省内与杭州、金华、丽水三市相衔。衢州市是浙西的交通枢纽和政治、经济、文化中心，是浙江省重要的工业生产基地。钱塘江流域衢州段为衢州地区的经济发展和人民生活提供了大量的水资源，并接纳了区域的工业点源污染和生活污染物。衢州地区的工业多集中在城市、城镇及其周边地区，加之沿江城市众多人口产生的生活废水基本未经任何处理直接外排，所以形成污染比较严重的断面均在沿江城市附近。特别是工业比较集中的城市，衢州市区段，从污染源分析看，衢州市区是整个衢州地区污染负荷最大的区域，其排放的COD和氨氮占整个衢州地区的47.6％和33％。衢州市区由于城市化加速和经济发展迅速，工业污染源和生活污染源排放量都比较大，所以形成污染比较严重的断面均在这些区域，特别是工业比较集中的河段下游。对流域的污染物排放量状况进行有效预测是正确进行衢州地区污染物总量控制方案的制定、社会经济发展布局和经济社会可持续发展的有效依据。2、人口子系统预测衢州未来年份的人口变化情况对流域社会经济的可持续发展有着重要的现实意义。本部分主要预测流域人口总量及人口构成。2.1人口总量预测对于一个流域系统来说，人口总量（POP）的变动情况受出生、死亡、以及社会迁移现象（如上学、毕业分配、入伍、复员、工作变动）粮食供应、水资源量、水环境污染、经济总体发展水平、计划生育政策等因素的影响。这些众多因素之间的结构关系难以准确描述，其对人口的增长作用更是难以精确计算，所以人口系统具有明显的灰色性，在本研究中将采用灰色动态方法对人口总量进行预测。（1）人口总量（POP）的GM(1,1)模型的建模原理[1]①设原始数据系列为：X(0)={X(0)(1),X(0)(2),......X(0)(N)}，对原始数据系列做一次累加(1…AGO)生成序列X(1)={X(1)(1),X(2),......X(1)(N)}，其中：Xi(1)=∑k=1iXk(0)②按照Xi(1)的指数增长规律，可知Xi(1)满足下列一阶线性微分方程：(1)其中，a、u为待定参数。③参数估计：记A=¿(a¿)¿¿¿¿待定。对(1)式进行离散化处理，构建ＹＮ矩阵及Ｂ矩阵，使用最小二乘法求出A的近似解，令：YN=¿[X(0)(2)¿][X(0)(3)¿][.¿][.¿][.¿]¿¿¿¿，B=[−12(X(1)(1)+X(1)(2))1−12(X(1)(2)+X(1)(3))1......−12(X(1)(N−1)+(X(1)(N)1]A=¿[a¿]¿¿¿¿将近似值代入原微分方程：其时间响应函数为：X(1)(k+1)=(X(0)(1)−ua)e−ak+ua(2)对(2)式求导得还原计算模型：X(0)(k+1)=−a(X(0)(1)−ua)e−ak(3)④模型精度检验及还原检验根据(2)式模型计算值x¿(1)={x¿(1)(1)、x¿(1)(2).......x¿(1)(N)}与累加系列值X(1)={X(1)(1),X(2),......X(1)(N)}，对模型进行精度检验。由模型计算值与原始序列值，计算残差值与误差值，对模型进行还原检验。2.2城市人口预测⑴城市人口预测模型城市人口预测仍采用GM(1,1)模型预测，城市人口总量(UPOP)的GM(1,1)模型的建模原理与人口总量（POP）的GM(1,1)模型的建模原理完全相同。uaXdtdX)1()1(uaXdtdX)1()1(2.3农村人口预测⑴城市人口预测模型按下式计算农村人口数量：APOP=POP−UPOP式中：APOP—农村人口。2.4衢州人口预测及精度检验2001-2005衢州市人口统计意见表见表1表1近年来衢州人口量统计数据单位：万人地区2001年2002年2003年2004年2005年总量城市总量城市总量城市总量城市总量城市衢州市区79.5718.1979.9918.6979.9918.9580.2318.9580.5919.17常山县31.963.9832.124.0932.224.1532.334.1932.464.21开化县34.063.9434.174.0734.284.0934.364.1534.284.14龙游县40.45.8440.495.9840.696.0840.726.140.596.14江山市56.617.2856.797.856.978.0757.198.4157....
