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城市给水工程规划中总用水量预测方法的探索

2013-08-23

山西建筑 2013年14期
关键词:工程规划用水量供水

王 伟

(重庆市市政设计研究院,重庆 400020)

城市总用水量是确定城市给水系统设计规模的重要依据,关系到城市给水工程规划是否科学、合理。如果水量预测过高,将造成城市给水设施建设规模偏大,导致某些供水设施在很长一段时间内的闲置,还会造成建设投资的浪费和在规划年限内不能回收建设资金,进而造成无法进行水价管理;而预测过低,则会使规划建设的供水设施不能满足经济社会发展的需要,还会导致输配水管网等供水设施的重复建设,造成浪费[1]。因此,对城市总用水量做出科学合理的预测对给水工程规划具有重要的意义。

笔者结合自己工程实践和学习总结,发现同一城市的总用水量和居民生活用水量之间存在相对比较稳定的比例关系,由此思想出发,拟建立总用水量与居民生活用水量之间的一种比例模型,用于城市总用水量的预测。

1 比例模型的建立与参数的确定

1.1 比例模型的建立

城市的总用水量与当地的城市规模、自然条件、产业结构比例、工业水平、第三产业的发展情况、居民生活水平、公共设施水平等多种因素有关。但是同一城市的总用水量往往与居民生活用水量存在相对比较稳定的比例关系。根据城市的用水分类以及历年的供水数据,分析确定各类用水量与生活用水量的比例关系,建立如下城市总用水量预测模型:

其中,Q总为城市总用水量,m3/d;Q生活为城市生活用水量,m3/d;Ki为城市各类用水与生活用水量的比例系数,i的取值按城市用水分类情况确定。

1.2 Q生活的确定

城市居民生活用水量Q生活由城市居民生活用水量指标乘以规划人口数确定,故准确确定城市居民生活用水量指标q生活是确定Q生活的关键。

1)城市居民用水量指标q生活的确定。

城市居民用水量指标q生活结合城市供水部门提供的供水数据和地方性用水定额标准确定。分析城市供水部门的供水数据可得出各年度该城市的居民生活用水量实际指标及其变化趋势,再结合当地政府确定的地方性用水定额标准确定规划期内的近、远期用水量指标。需要指出的是由此得到的用水量指标是已经包含了管网漏损量及未预见用水量的。

2)各比例系数的确定。

依据当地供水部门统计的城市近年来的供水情况,分析城市各类用水量与生活用水量之间的比例关系以及其变化过程和趋势,确定城市规划期内各比例系数Ki的取值。

2 应用实例

以云南某县城中心城区给水工程专项规划(2009—2030)为例,用上述方法对该城市规划期内近远期总用水量作出预测。

2.1 城市供水情况统计表

该县城中心城区供水普及率为100%,供水日变化系数为1.5。城区用水分为居民生活用水、工业用水、行政事业用水、经营服务用水、特种行业用水,其近5年供水情况如表1所示。

表1 城区近5年供水情况统计表 t

2.2 q生活的确定

通过对表1中数据分析,该县城居民生活用水量指标呈逐年上升趋势,但变化幅度不大,2005年居民平均日用水量为62 L/(人·d),最高日用水量为93 L/(人·d),到2009年当地居民平均日生活用水量为65 L/(人·d),最高日用水量指标为97.5 L/(人·d)。随着县城的发展和人民生活水平的提高,县城居民生活用水量还会有所提高。结合云南省2006年颁布的《云南省地方用水定额标准》规定,城镇居民的最高日生活用水量指标为100 L/(人·d)~150 L/(人·d),故建议在规划期内最高日的q生活近期取110 L/(人·d),远期取130 L/(人·d)。

2.3 各比例系数的确定

分析该城市近5年的供水情况,得到该城市各类用水量与生活用水量的关系,如图1所示。

图1 云南某县城各类用水量与生活用水量的关系

同样根据该县城中心城区总体规划(2009年~2030年)的发展定位,该县城中心城区将大力发展以经营服务为主的第三产业。结合图1分析,经营服务用水量与生活用水量的比值(以K3表示)呈逐年上升趋势。故规划近期(2015年)K3的值取0.20,远期(2030 年)取0.30。

特种行业用水指的是以水为原料的生产企业用水,如宾馆(饭店)、洗浴(桑拿)、游泳池、足浴、美容美发、茶楼、洗车行业,饮料、矿泉水(纯净水)、啤酒等特种行业。根据当地水资源紧缺的现实情况,特种行业的发展受到客观的抑制,结合图1分析确定,规划近期特种行业用水量与生活用水量的比值(以K4表示)取0.10,随着规划远期内水资源紧缺情况的改善(远期规划新建一座水厂),特种行业也会有所发展,故远期内K4取0.20。

2.4 城市近远期总用水量的预测

该县城中心城区近期的规划人口数为18.5万人,远期为26万人,供水普及率为100%。将分析确定的近远期居民生活用水定额以及各比例系数代入式(1),得出规划近期内的总用水量为30 525 m3/d,人均综合用水量为165 L/(人·d);规划远期内的总用水量为57 460 m3/d,人均综合用水量为221 L/(人·d)。

2.5 结果分析

由以上计算所得,近期人均综合用水量为165 L/(人·d),远期为204 L/(人·d)。而如果按照GB 50282-98城市给水工程规划规范中规定[2],该县城属于一区的中、小城市,人均综合用水量指标为0.4m3/(人·d)~0.8m3/(人·d),由此计算得出该县城规划期内的总用水量在74 000 m3/d~208 000 m3/d之间,此值远远大于我们的预测值,究其原因主要有以下几点:

1)GB 50282-98城市给水工程规划规范是国家标准,需考虑各城市的规模、经济水平以及生活习惯等因素,所以规定的用水量指标范围较宽。各地有必要根据当地的实际情况制定符合当地用水特点和实际情况的用水量指标,以促进城市基础设施建设,推动城镇化的进程和节约型社会的建设。

2)GB 50282-98城市给水工程规划规范编制时主要是依据1991年~1994年的统计资料,该时期正处于用水高速增长期,并按照逐年增长的概念来测算的。近年来由于水资源紧缺,节水措施的加强、高耗水工业的更新换代和工厂外迁等因素,城市供水量增长缓慢,有些城市还有所下降,使GB 50282-98城市给水工程规划规范中的指标偏大[4,5]。

3)在城市总体规划中,规划人口包括了暂住人口和流动人口,而在GB 50282-98城市给水工程规划规范的表2.2.3-1中,给出的城市单位人口综合用水量指标的人口基数却没有包括这两部分人口,但其用水已经包括在城市用水中,因此该表反映出来的指标值偏大[5]。

3 结语

在城市给水工程规划中,合理确定城市的总用水量是非常重要的,直接关系到城市给水系统建设规模。由于GB 50282-98城市给水工程规划规范中规定的各项指标值偏大,如果简单套用规范,势必会使预测值偏大,继而影响整个城市给水系统的建设。

本文中使用比例系数法,分析城市历年的供水情况及变化趋势,建立总用水量与生活用水量的比例模型,结合当地的实际情况及发展定位,综合确定模型中的各个参数,所得出的城市总用水量的数值更符合当地的实际情况和发展趋势,能够更好的指导城市给水系统设施的建设。

[1]王阿华.区域供水规划中用水量指标取值探讨[A].中国土木工程学会水工业分会给水委员会第八次年会[C].2001.

[2]傅金祥,马兴冠.水资源需求预测及存在的主要问题探讨[J].中国给水排水,2002(18):27-29.

[3]GB 50282-98,城市给水工程规划规范[S].

[4]吴光申,皇甫佳群,金家明.城市给排水工程规划水量规模的确定[J].给水排水,2003,29(4):29-31.

[5]黄继军,王红艳.城市需水量预测需注意的几个问题[J].城市规划,2004,28(5):80-82.

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