城市給水工程規(guī)劃中總用水量預(yù)測方法的探索

王 偉

(重慶市市政設(shè)計(jì)研究院，重慶 400020)

城市總用水量是確定城市給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模的重要依據(jù)，關(guān)系到城市給水工程規(guī)劃是否科學(xué)、合理。如果水量預(yù)測過高，將造成城市給水設(shè)施建設(shè)規(guī)模偏大，導(dǎo)致某些供水設(shè)施在很長一段時(shí)間內(nèi)的閑置，還會造成建設(shè)投資的浪費(fèi)和在規(guī)劃年限內(nèi)不能回收建設(shè)資金，進(jìn)而造成無法進(jìn)行水價(jià)管理;而預(yù)測過低，則會使規(guī)劃建設(shè)的供水設(shè)施不能滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要，還會導(dǎo)致輸配水管網(wǎng)等供水設(shè)施的重復(fù)建設(shè)，造成浪費(fèi)［1］。因此，對城市總用水量做出科學(xué)合理的預(yù)測對給水工程規(guī)劃具有重要的意義。

筆者結(jié)合自己工程實(shí)踐和學(xué)習(xí)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)同一城市的總用水量和居民生活用水量之間存在相對比較穩(wěn)定的比例關(guān)系，由此思想出發(fā)，擬建立總用水量與居民生活用水量之間的一種比例模型，用于城市總用水量的預(yù)測。

1 比例模型的建立與參數(shù)的確定

1.1 比例模型的建立

城市的總用水量與當(dāng)?shù)氐某鞘幸?guī)模、自然條件、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例、工業(yè)水平、第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況、居民生活水平、公共設(shè)施水平等多種因素有關(guān)。但是同一城市的總用水量往往與居民生活用水量存在相對比較穩(wěn)定的比例關(guān)系。根據(jù)城市的用水分類以及歷年的供水?dāng)?shù)據(jù)，分析確定各類用水量與生活用水量的比例關(guān)系，建立如下城市總用水量預(yù)測模型:

其中，Q總為城市總用水量，m3/d;Q生活為城市生活用水量，m3/d;Ki為城市各類用水與生活用水量的比例系數(shù)，i的取值按城市用水分類情況確定。

1.2 Q生活的確定

城市居民生活用水量Q生活由城市居民生活用水量指標(biāo)乘以規(guī)劃人口數(shù)確定，故準(zhǔn)確確定城市居民生活用水量指標(biāo)q生活是確定Q生活的關(guān)鍵。

1)城市居民用水量指標(biāo)q生活的確定。

城市居民用水量指標(biāo)q生活結(jié)合城市供水部門提供的供水?dāng)?shù)據(jù)和地方性用水定額標(biāo)準(zhǔn)確定。分析城市供水部門的供水?dāng)?shù)據(jù)可得出各年度該城市的居民生活用水量實(shí)際指標(biāo)及其變化趨勢，再結(jié)合當(dāng)?shù)卣_定的地方性用水定額標(biāo)準(zhǔn)確定規(guī)劃期內(nèi)的近、遠(yuǎn)期用水量指標(biāo)。需要指出的是由此得到的用水量指標(biāo)是已經(jīng)包含了管網(wǎng)漏損量及未預(yù)見用水量的。

2)各比例系數(shù)的確定。

依據(jù)當(dāng)?shù)毓┧块T統(tǒng)計(jì)的城市近年來的供水情況，分析城市各類用水量與生活用水量之間的比例關(guān)系以及其變化過程和趨勢，確定城市規(guī)劃期內(nèi)各比例系數(shù)Ki的取值。

2 應(yīng)用實(shí)例

以云南某縣城中心城區(qū)給水工程專項(xiàng)規(guī)劃(2009—2030)為例，用上述方法對該城市規(guī)劃期內(nèi)近遠(yuǎn)期總用水量作出預(yù)測。

2.1 城市供水情況統(tǒng)計(jì)表

該縣城中心城區(qū)供水普及率為100%，供水日變化系數(shù)為1.5。城區(qū)用水分為居民生活用水、工業(yè)用水、行政事業(yè)用水、經(jīng)營服務(wù)用水、特種行業(yè)用水，其近5年供水情況如表1所示。

表1 城區(qū)近5年供水情況統(tǒng)計(jì)表 t

2.2 q生活的確定

通過對表1中數(shù)據(jù)分析，該縣城居民生活用水量指標(biāo)呈逐年上升趨勢，但變化幅度不大，2005年居民平均日用水量為62 L/(人·d)，最高日用水量為93 L/(人·d)，到2009年當(dāng)?shù)鼐用衿骄丈钣盟繛?5 L/(人·d)，最高日用水量指標(biāo)為97.5 L/(人·d)。隨著縣城的發(fā)展和人民生活水平的提高，縣城居民生活用水量還會有所提高。結(jié)合云南省2006年頒布的《云南省地方用水定額標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，城鎮(zhèn)居民的最高日生活用水量指標(biāo)為100 L/(人·d)～150 L/(人·d)，故建議在規(guī)劃期內(nèi)最高日的q生活近期取110 L/(人·d)，遠(yuǎn)期取130 L/(人·d)。

2.3 各比例系數(shù)的確定

分析該城市近5年的供水情況，得到該城市各類用水量與生活用水量的關(guān)系，如圖1所示。

圖1 云南某縣城各類用水量與生活用水量的關(guān)系

同樣根據(jù)該縣城中心城區(qū)總體規(guī)劃(2009年～2030年)的發(fā)展定位，該縣城中心城區(qū)將大力發(fā)展以經(jīng)營服務(wù)為主的第三產(chǎn)業(yè)。結(jié)合圖1分析，經(jīng)營服務(wù)用水量與生活用水量的比值(以K3表示)呈逐年上升趨勢。故規(guī)劃近期(2015年)K3的值取0.20，遠(yuǎn)期(2030 年)取0.30。

特種行業(yè)用水指的是以水為原料的生產(chǎn)企業(yè)用水，如賓館(飯店)、洗浴(桑拿)、游泳池、足浴、美容美發(fā)、茶樓、洗車行業(yè)，飲料、礦泉水(純凈水)、啤酒等特種行業(yè)。根據(jù)當(dāng)?shù)厮Y源緊缺的現(xiàn)實(shí)情況，特種行業(yè)的發(fā)展受到客觀的抑制，結(jié)合圖1分析確定，規(guī)劃近期特種行業(yè)用水量與生活用水量的比值(以K4表示)取0.10，隨著規(guī)劃遠(yuǎn)期內(nèi)水資源緊缺情況的改善(遠(yuǎn)期規(guī)劃新建一座水廠)，特種行業(yè)也會有所發(fā)展，故遠(yuǎn)期內(nèi)K4取0.20。

2.4 城市近遠(yuǎn)期總用水量的預(yù)測

該縣城中心城區(qū)近期的規(guī)劃人口數(shù)為18.5萬人，遠(yuǎn)期為26萬人，供水普及率為100%。將分析確定的近遠(yuǎn)期居民生活用水定額以及各比例系數(shù)代入式(1)，得出規(guī)劃近期內(nèi)的總用水量為30 525 m3/d，人均綜合用水量為165 L/(人·d);規(guī)劃遠(yuǎn)期內(nèi)的總用水量為57 460 m3/d，人均綜合用水量為221 L/(人·d)。

2.5 結(jié)果分析

由以上計(jì)算所得，近期人均綜合用水量為165 L/(人·d)，遠(yuǎn)期為204 L/(人·d)。而如果按照GB 50282-98城市給水工程規(guī)劃規(guī)范中規(guī)定［2］，該縣城屬于一區(qū)的中、小城市，人均綜合用水量指標(biāo)為0.4m3/(人·d)～0.8m3/(人·d)，由此計(jì)算得出該縣城規(guī)劃期內(nèi)的總用水量在74 000 m3/d～208 000 m3/d之間，此值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于我們的預(yù)測值，究其原因主要有以下幾點(diǎn):

1)GB 50282-98城市給水工程規(guī)劃規(guī)范是國家標(biāo)準(zhǔn)，需考慮各城市的規(guī)模、經(jīng)濟(jì)水平以及生活習(xí)慣等因素，所以規(guī)定的用水量指標(biāo)范圍較寬。各地有必要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況制定符合當(dāng)?shù)赜盟攸c(diǎn)和實(shí)際情況的用水量指標(biāo)，以促進(jìn)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動城鎮(zhèn)化的進(jìn)程和節(jié)約型社會的建設(shè)。

2)GB 50282-98城市給水工程規(guī)劃規(guī)范編制時(shí)主要是依據(jù)1991年～1994年的統(tǒng)計(jì)資料，該時(shí)期正處于用水高速增長期，并按照逐年增長的概念來測算的。近年來由于水資源緊缺，節(jié)水措施的加強(qiáng)、高耗水工業(yè)的更新?lián)Q代和工廠外遷等因素，城市供水量增長緩慢，有些城市還有所下降，使GB 50282-98城市給水工程規(guī)劃規(guī)范中的指標(biāo)偏大［4，5］。

3)在城市總體規(guī)劃中，規(guī)劃人口包括了暫住人口和流動人口，而在GB 50282-98城市給水工程規(guī)劃規(guī)范的表2.2.3-1中，給出的城市單位人口綜合用水量指標(biāo)的人口基數(shù)卻沒有包括這兩部分人口，但其用水已經(jīng)包括在城市用水中，因此該表反映出來的指標(biāo)值偏大［5］。

3 結(jié)語

在城市給水工程規(guī)劃中，合理確定城市的總用水量是非常重要的，直接關(guān)系到城市給水系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模。由于GB 50282-98城市給水工程規(guī)劃規(guī)范中規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)值偏大，如果簡單套用規(guī)范，勢必會使預(yù)測值偏大，繼而影響整個(gè)城市給水系統(tǒng)的建設(shè)。

本文中使用比例系數(shù)法，分析城市歷年的供水情況及變化趨勢，建立總用水量與生活用水量的比例模型，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況及發(fā)展定位，綜合確定模型中的各個(gè)參數(shù)，所得出的城市總用水量的數(shù)值更符合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和發(fā)展趨勢，能夠更好的指導(dǎo)城市給水系統(tǒng)設(shè)施的建設(shè)。

［1］王阿華.區(qū)域供水規(guī)劃中用水量指標(biāo)取值探討［A］.中國土木工程學(xué)會水工業(yè)分會給水委員會第八次年會［C］.2001.

［2］傅金祥，馬興冠.水資源需求預(yù)測及存在的主要問題探討［J］.中國給水排水，2002(18):27-29.

［3］GB 50282-98，城市給水工程規(guī)劃規(guī)范［S］.

［4］吳光申，皇甫佳群，金家明.城市給排水工程規(guī)劃水量規(guī)模的確定［J］.給水排水，2003，29(4):29-31.

［5］黃繼軍，王紅艷.城市需水量預(yù)測需注意的幾個(gè)問題［J］.城市規(guī)劃，2004，28(5):80-82.