3.1.5 水资源需求预测的步骤
水资源需求预测跟其他任何一种预测一样,其过程大体可分为两个阶段。第一阶段是归纳过程:从搜集与预测有关的资料开始,经过对用水资料进行分析、处理,到用模型的形式刻划分析水资源需求的基本演变规律。第二阶段是演绎或推论过程:利用得到的基本演变规律,根据对未来条件的了解和分析,推测(或计算)出水资源需求在未来期间所再现的状况。在这个过程中,需要综合考虑并分析各种确定的和不确定的因素对水资源需求可能造成的影响,采用多种方法加以处理和修正,进行必要的检验和评价,然后才能得到一个可供决策参考的最终预测结果。
预测工作大致包括以下7个步骤。
1.确定预测目标
预测是为决策服务的,水资源需求预测就要为水资源规划与管理服务,所以要根据管理者所提出的要求去确定预测的目标。如:当水资源管理者要知道未来水资源需求的演变趋势时,只需预测出该地区未来的需水量是增加的、或减少的、或不变的;而当管理者需要了解需求的变化量能达到什么水平时,则需要对需水量增加或减少的具体数值进行预测。因此,当对水资源需求的发展变化进行预测时,首先要了解决策的要求,并据以确定属于哪种预测,应满足哪些标准等。如:是短期预测,还是中期或长期预测;是定性预测,还是定量或定时预测;预测的范围多大;对预测结果的精确度有什么要求;拿出预测结果的最后期限等。这些都直接涉及对预测工作各阶段的具体要求和需要采用的具体做法。如:进行短期预测对预测结果的精确度和拿出结果的时间等要求都比中期和长期预测要高;进行定性预测所用的预测技术和方法与进行定量预测所用的技术和方法一般是不一样的,而且对资料的要求也不完全相同,这些都要根据决策要求和实际所掌握的资料来确定。
2.资料的搜集处理
资料是进行预测的依据,特别是水资源需求预测,应根据预测目标的具体要求,搜集预测所需要用到的各种资料。其中包括水资源需求的历史资料,对需水量发展变化起影响作用的各种因素的历史(包括目前)资料,形成这些资料的历史背景,以及各种影响因素(包括间接影响因素)在预测所要说明的未来期间内可能再现的状况(这有时也需用预测方法去估测)。要尽量使搜集的资料系统而全面。同时,对于搜集来的各种资料还要进行分析、加工和整理,判别资料的真实程度及可用程度,去掉那些不真实的、对预测没有用处的、不能说明问题的资料。对于尚缺的必要资料,则应想方设法去加以搜集。
3.选择预测技术
预测技术的种类很多,对于每个预测项目都可用多种预测技术求得预测结果。由于人力、物力、财力、时间等条件的限制,不可能也不需要将每种可用的技术都试一下,往往只能选择其中的一种或几种就可达到目的。实际工作中,主要是根据水资源规划或管理工作对预测结果的要求,结合开展预测工作的条件和环境,根据经济、方便、效果好的原则,去合理地选择预测技术。如:作趋势预测可选择时间序列法,作水平年预测可选用指标分析法等。
4.建立预测模型
预测模型是对预测对象发展规律的近似模拟。因此,在资料的搜集和处理阶段,当搜集到足够的可以建立模型的资料时,应采用一定的方法加以处理,使它们能够反映出需水量未来发展的规律性。然后利用选定的预测技术确定或建立可用于预测的模型。如用数学模型法,需确定模型的形式并求出模型的参数;如采用趋势外推法,则要求反映出发展趋势的公式;如采用随机分析法,则要确定预测对象发展的各种可能结果的概率分布;如采用相关分析法,则要找出与对象的发展相关的事物在历史上所呈现的发展规律等。
5.评价模型
由于模型是利用历史资料得出的,它们反映的是事物发展的历史规律,因此应根据搜集到的有关未来情况的资料,对得到的预测模型加以分析和研究,评价其是否能够应用于对未来的需水预测。如:利用回归技术得到的数学模型能否通过各种有关的检验,通过检验的模型是否能反映出事物发展的未来规律;事物未来发展趋势是否还保持趋势外推公式所再现出的形态;事物发展概率分布是否将发生较大的变化等。如果认为事物在未来的发展将不再遵循模型所反映出的规律性,即预测模型不再适用未来情况,则应舍弃该模型,重新建立可用于进行未来预测的模型。如果没有理由认为模型不能应用于预测未来的实际,才能利用它去进行预测。
6.利用模型进行预测
根据搜集到的水资源需求预测时段的有关资料,利用经过评价所确定的预测模型,计算或推测出预测对象发展的未来结果。这种计算或推测是在假设过去和现在的规律能够延续到未来的条件下进行的,就是说,认为预测对象在预测期间内的发展将不会发生大的异常变化。
7.分析预测结果
利用模型得到的预测结果有时并不一定与事物发展的实际结果相符。这是由于建立的模型是对实际情况的近似模拟,有的模型模拟效果可能好些,有的模型模拟效果可能差些;同时,在计算和推测过程中也难免会产生误差;再加上预测是在前述的假设条件下进行的,所以预测结果与实际结果难免会发生较大的偏差。因此,每次得到预测结果之后,都应对其加以分析和评价。通常的办法是根据常识和经验,去检查、判断预测结果是否合理,与实际可能结果之间是否存在较大的偏差,以及未来条件的变化会对实际结果产生多大的影响等,以确定预测结果是否可信,并想出一些办法对预测结果加以修正,使之更接近于实际。此外,在条件允许的情况下,可以采用多种方法进行预测,然后通过比较或综合,确定出可信的预测结果。
在整个水资源需求预测过程中,对预测的成败影响最大的是两个“分析和处理”。一个是对搜集到的需水相关资料进行分析和处理,这直接影响到预测技术的选择和预测模型的建立。预测模型是否能反映出事物发展的规律性,取决于它在建立过程中所用资料的质量。另一个是对利用模型求得的预测结果进行分析和处理。因为这是对预测结果的最后检查和确定,所以它直接决定着预测的质量。这两个分析和处理是最能体现预测者水平的两个步骤,它们的质量完全取决于预测者对所预测事物的客观条件的熟悉程度、知识面的广度,对事物的观察力、逻辑推理和分析判断能力、估测能力和处理技巧。