城市用水量预测与计算课件

1、黄山学院 建筑工程学院第二章城市用水量预测与计算第1页，共29页。第一节城市用水量标准 城市给水排水工程从各规划阶段到具体项目实施，确定其水量规模是首要内容，规模预测是否符合发展趋势和实际需要，将对水资源的合理利用、工程总体布局、实施步骤和工程费用产生重大影响。目前有些城市由于预测规模偏大，建成工程不能充分发挥效益；又有些项目由于预测规模滞后，影响城市建设和经济发展，因而合理确定水量规模十分重要。 城市给水排水工程从总体规划、专业规划、详细规划阶段，到工程实施，其水量规模的确定是逐步深化和完善的过程，各阶段有不同的规范、标准、指标作指导。如果混淆不同阶段和相应的规范，不作调研，将影响预测的准确

2、性。 第2页，共29页。第一节城市用水量标准一、城市用水的分类（一）生活用水城市居民日常生活用水、工业企业职工生活用水以及公共建筑用水等。 水量（用水定额）、水质（生活饮用水卫生标准）、水压（供水点给水管道所需的最小自由水头，一般一层10m，二层12m，二层以上每增加一层赠加4m。）（二）生产用水工业生产过程中的用水（三）市政用水街道浇洒、绿化浇水、车辆冲洗等用水（四）消防用水室内、室外消火栓给水系统，自动喷水灭火系统等供水构成（五）水厂自身用水、管网漏失水量及其它未预见水量第3页，共29页。二、城市用水量的标准 用水量定额是指设计年限内达到的用水水平，因此须从城市规划、工业企业生产情况、居民

3、生活条件和气象条件等方面，结合现状用水调查资料分析，进行远近期水量预测。城市给水工程规划规范：城市单位人口综合用水量指标、城市单位建设用地综合用水量指标、人均综合生活用水量指标、单位居住用地用水量指标、单位公共设施用地用水量指标、单位工业用地用水量指标和单位其他用地用水量指标等 第4页，共29页。（一）居民生活用水量标准：表2-1，表2-2；城市每个居民日常生活所用的水量， L/人天包括居民的饮用、烹调、洗涤、冲厕等用水。室外给水设计规范中的居民生活用水定额；建筑给水排水设计规范的住宅生活用水定额。；（二）公共建筑用水量标准 ：表2-3；建筑给水排水设计规范的公共建筑生活用水定额；办公建筑设计

4、规范中，办公人员的需水量标准为12 L/人班，小时变化系数1.5。商店建筑设计规范中，商店工作人员饮水量为24 L/人天。（三）工业企业用水量标准 ：表2-4；工业企业职工生活用水标准：建筑给水排水设计规范和工业企业设计卫生标准规定。工业企业生产用水量，工业用水量定额表2-5；第5页，共29页。（四）市政用水量标准 （1）用于街道洒水、绿化浇水和汽车冲洗等， 街道洒水用水量标准1-2L/m2次，2-3次/d； 绿化浇水用水量标准1.5-4.0 L/m2次，1-2次/d； 汽车冲洗小轿车250-400 L/辆d，公共汽车、载重汽车400-600 L/辆d； 汽车库地面冲洗用水定额2-3 L/m2

5、（五）消防用水量标准 按同时发生火灾次数和一次灭火的用水量确定。表2-6，表2-7，表2-8（六）农村生活用水量标准农村生活饮用水卫生标准，表2-9；（七）未预见水量室外给水设计规范规定，城镇未预见用水及管网漏失水量按最高可用水量的15%-25%计算。 第6页，共29页。表21 居民生活用水定额 单位：L/人d城市规模特大城市大城市中、小城市 用水 情况分区最高日平均日最高日平均日最高日平均日一180270140210160250120190140230100170二1402001101601201809014010016070120三14018011015012016090130100140

6、70110第7页，共29页。表2-2 住宅最高日生活用水定额及小时变化系数住宅类别卫生器具设置标准用水定额（最高日）（L/人d）小时变化系数使用时间（h）普通住宅有大便器、洗涤盆851503.02.524有大便器、洗脸盆、洗涤盆、局部热水供应和沐浴设备1303002.82.324有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、家用热水机组或集中热水供应和沐浴设备1803202.52.024高级住宅别墅有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、家用热水机组或集中热水供应和沐浴设备、洒水栓200350（300400）2.31.824第8页，共29页。表29 农村居民最高日用水量 分区给水设备类型一二三四五集中给水龙头取

7、水203530502040室内有给水龙头，但无洗涤池304040703555室内有给水龙头，有洗涤池和有洗涤池及淋浴设备4070407060100701005080注：1、分区范围参照表建筑气候区划标准中分区划分。 2、为计量收费供水第9页，共29页。第二节 城市用水量预测与计算城市总体规划阶段的给水工程规划是根据城市发展目标、用地、人口规模，空间布局安排和水资源状况，提出各取水水源、供水系统的规划期内工程水量、水质目标和设施布局。 国家标准城市给水工程规划规范(GB50282-98)(以下简称给水规范)是测算城市总用水量规模的主要依据。 (1)给水规范所提指标适用于城市总体规划期内(一般为2

8、0年)的水量预测，并按此控制水资源和提出总水量规模，由于城市用水有逐步增长的过程，因而近期指标要大幅下降。 (2)给水范围所提指标是全国通用指标，选用时不能简单按照城市规模类别和分区进行套用，必须先对城市现状指标进行测算研究，按照发展趋势确定规划期所采用的指标。第10页，共29页。(3)给水规范所指人均是指户籍人口，未包括暂住人口和流动人口，目前一般采用城市人口数(指户籍人口及暂住一年的人口)，因而选用指标时要考虑人口数的内涵。流动人口的用水量一般已计入指标中，不单独计算。(4)有些城镇集中发展一种或几种工业，形成产业规模，其工业用水量所占的比重较大，不符合一般城市的组成结构，但与人口数形成一

9、定的比例关系。可采用生活、工业用水比例法，即用人口增长数，人均居民用水量及生活用水与工业用水的比例来推算今后的总用水量，有一定的准确性。 (5)在城市中用水量较大且水质要求低于生活饮用水水质标准的工业企业，如当地有取水水源应自建供水设施，其水量不计入城市给水水量规模。在城市建设用地范围内，应限制工业自备水源供给生活饮用水。 第11页，共29页。一、城市总体规划用水量的预测（一）城市综合生活用水量预测1居民生活用水量预测定额法：Q=NqkN规划期末人口数；k规划期用水普及率2公共设施用水量预测 包括宾馆、办公、商业、娱乐、浴室、学校等用水，定额法预测； 在总体规划阶段，一般城市公建用地的用水量指

10、标50-150m3/万m2.d（该指标已包括管网漏失水量）； 详细规划阶段或公建用地确定的分区规划阶段，可以根据建筑性质和功能，进行具体计算。 第12页，共29页。3城市综合生活用水量预测1）加和法城市居民生活用水量+公共设施用水量2）定额法已知城市综合生活用水量定额，Q=Nqk，q为规划期的城市生活用水综合定额，见室外给水设计规范3）数学模型法生长曲线法Q=L exp(-be-kt)L预测用水量的上限值；t预测时段；ln ln(L/Q)=lnb-kt 采用最小二乘法确定参数b、k； 关键是确定上限值L：法一是以城市水资源的限量为约束条件，按现有生活用水与工业用水的比值及城市经济结构发展等来确

11、定两类用水间的比例，在考虑其他用水的情况，对水源总量进行分配，得到上限值；法二是参考其他发达国家相类似工业结构的城市，判别城市生活用水量是否进入饱和阶段，从而以其作为类比，确定上限值L。 第13页，共29页。（二）预测城市工业用水量 城市工业用水量在城市总用水量中占较大比例，对于城市规划中的工业结构调整、重大工业项目选址及城市用水政策制定等有作用。1单位面积指标法 总体规划时，可采用工业用地单位面积用水指标，或采用建筑单位用水指标(适应于确定了容积率的情况，特别是控制性详细规划)2万元产值指标法 万元工业产值取水量指工业企业在某段时间内，每生产1万元产值的产品所使用的生产新水量， Q=WA；第

12、14页，共29页。3重复利用率提高法 工业用水重复利用率是指在一定的时间内，生产过程中所使用的重复利用水量与总用水量之比。 科技进步和节水措施的采用使工业产值不断提高，水的重复利用率逐渐提高，而万元产值取水量不断减少，重复利用率的速度增长缓慢。Wi=(1-pi/1-p0)w0 Wi=(1-pi) WA 4比例相关法 在准确算出生活用水量之后，根据生活用水和工业用水的相关比例可以算出工业用水量。生活用水量上升速度比工业用水大，使得生活用水量的比重逐年提高，而工业用水比重有所下降。第15页，共29页。5线性回归法1）一元线性回归法 Q=a+bt 相关系数作相关显著性检验；2）多元线性回归法 Y=a

13、+b1X1+b2X2+bnXn 剩余标准差S；相关系数R； 工业用水量预测还可采用递增率法、生长曲线法、灰色系统理论法等。各种方法都有一定的适用范围，应根据可能获得的资料和规划要求选用。影响因素有工业用水重复利用率、工业产值、工业产品技术进步指数、工业水价格、政策性节水率等。在预测时，应防止简单的选用参数，套用公式，而要科学分析、合理把握诸多因素影响城市工业用水量。第16页，共29页。（三）城市用水总量预测1.分类用水预测法分别对各类用水进行预测，获得各类用水量，再进行加和。法一：分成综合生活用水、工业企业用水、消防用水、市政用水、未预见及管网漏失水量五类；法二：分成居民生活用水、工业用水、非

14、工业用水；法三：分成大生活用水和工业用水；大生活用水包括居民生活、公建、市政等用水。2单位用水面积法制定城市单位建设用地的用水量指标，根据规划的城市用地规模，推求出城市的用水总量。由于各地的情况不同，指标难于统一。见城市给水工程规划规范（GB50282-98）3人均综合指标法根据城市历年人均综合用水量的情况，参照同类城市人均用水指标，合理确定本市规划期内人均用水标准，再乘以规划人口数，得到城市用水总量。第17页，共29页。4年递增率法 根据历年来供水能力的年递增率，考虑经济发展的速度，选定供水的递增寒暑，再由现状供水量，推求出规划期的供水量。Q=Q0(1+)n 其中为城市用水总量的年平均增长率

15、（%）即用复利公式计算。近阶段我国城市用水增长速率，以年均4.8%-5.4%较为适当。5城市发展增量法 根据城市建设发展和规划的要求，规划期内居住、公建、工业等发展布局都有明确的指标，按有关定额方法分别计算新增部分的用水量+现状的用水量=规划期内的城市用水总量。6线性回归法 建立日均供水量与供水年份的相关关系 Q=a+bt7生长曲线法Q=L/(1+ae-bt) 即ln(L/Q-1)=-lna-bt第18页，共29页。8生产函数法同工业用水量预测9灰色系统理论法 基于模糊数学的决策优化方法，建立城市用水量与时间的关系函数，即对已有的白色系统（已知历年用水数据）作累加生成，使原有白色系统信息的随机

16、性加以弱化，然后对弱化的白色信息拟合，建立预测模型。第19页，共29页。应注意：1充分分析判别过去的资料数据2应充分考虑各种因素的影响3应注意人口的增长流动4应掌握城市用水的变化趋势 年供水增长率的大小与供水规模成反比，即随人口增长，工业发展速度趋于平稳，自来水发展到一定规模，城市供水量增长率会放慢或下降。5应注意城市自备水源的水量 城市中的一些用水大户常自备水源供水，这部分水量有时没有包含在历年数据中，预测时不应漏掉。在水资源规划和水量平衡时，对自备水源应进行统一规划。第20页，共29页。二.城市详细规划用水量预测与计算 分区规划是对城市总体规划基础上的深化、补充和完善，一般是分区、分块进行

17、规划。专业规划则将给水、排水工程，按专业内容和需要单独进行规划。两种规划对水量预测不仅要进一步核实不同规划期的总水量，而且要提出各地块的用水量和污水量。其预测的依据是： (1)已经建成并不再改造的地块，应以实地调查为主，调查实际用水量及排污水量，如无资料，应取得建筑面积，客房数，工厂产品数等资料，根据指标进行推算。 (2)对尚待建设的地块，由于在分区规划阶段只知其性质和面积，尚未确定其开发强度及工业性质，可以按照给水规范提出的不同性质用地用水量指标推算。从今后加强节约用水、降低产品耗水及提高回用率等角度来衡量，这些指标应予降低，建议有关部门要加强调查研究，使不同性质用地用水量指标趋向完善和准确

18、。 第21页，共29页。(3)各分区分块计算水量之和应与城市总水量大体相符。 各分块水量是规划阶段计算给水管网系统和污水管道系统的依据。详细规划阶段已明确开发建设的强度及要求，居住区应有容积率、层高等指标，公共建筑应有建筑量、客房数等规划条件，给水、污水量应根据单位水量指标测算。 目前大量兴建的开发区往往只确定开发区的总面积，有一张总体布置图及大体的工业性质，在招商引资过程中变化很大，要确定其给水量和污水量十分困难，建议采用下述方法： (1)开发区采用单位用地综合用水量指标比较合适。根据调查，综合性开发区采用0.60. 7万m3(km2d)，高新技术开发区采用0.30.4万m3(km2d)为宜

19、，对化工、冶金等大型工业区则按实际确定。 (2)开发区的不确定因素很多，在预测水量时重点应满足近期需要，控制最终规模，逐步扩大，避免近期建设规模过大。 (3)目前开发区星罗棋布，在选址时，对取水条件及可能产生的水污染往往重视不够，在缺水地区应避免引入耗水量大的工业，建成节水型的开发区，并应同步实施给水、污水工程。对环境污染严重的工业不应引入，使开发区生态环境良好。 第22页，共29页。（一）用水量及其变化1用水量1）平均日用水量：即规划年限内，用水量最多一年的总用水量除以用水天数。该值一般作为水资源规划和确定城市污水量的依据；2）最高日用水量：即用水量最多的一年内，用水量最多一天的总用水量。该

20、值一般作为给水取水与水处理工程规划和设计的依据； 3）最高日平均时用水量：即最高日用水量除以24小时，得到的最高日平均每小时的用水量，实际上只是对最高日用水量进行了单位换算，它与最高日用水量作用相同；4）最高时用水量：即用水量最多的一年内，用水量最高日的24小时中，用水量最大的一小时的总用水量。该值一般作为给水管网工程规划与设计的依据。第23页，共29页。2用水量变化的表示 各种用水量都是经常变化的，但它们的变化幅度和规律有所不同。 生活用水量随着生活习惯、气候和人们的生活节奏等变化，如假期比平日高，夏季比冬季高，白天比晚上高。从我国各城镇的用水统计情况看，城镇人口越少，工业规模越小，用水量越

21、低，用水量变化越大。 工业企业生产用水量的变化一般比生活用水量的变化小，但也是有变化的，而且少数情况下变化还很大。如化工厂、造纸厂等，生产用水量变化就很小，而冷却用水、空调用水等，受到水温、气温和季节影响变化很大。第24页，共29页。1）用水量变化系数 在一年中，每天用水量的变化可以用日变化系数表示，即最高日用水量与平均日用水量的比值；Kd=365Qd/QyQy全年用水量，m3/a 在给水排水规划和设计中，一般首先计算最高日用水量，然后确定日变化稀疏，于是用上式计算出全年用水量或平均日用水量，即：Qy=365 Qd/ Kd m3/aQad= Qd/ Kd m3/d 平均日用水量；第25页，共29页。 在一日内，每小时用水量的变化可以用时变化系数表示，最高时用水量与平均时用水量的比值，称为时变化系数，记作Kh 即：Kh=24Qh/Qd 城市用水量计算一般按最高日用水量计算，在给水排水工程规划时，需要进行城市水资源供需平衡分析，城市给水工程统一供水部分所要求的水资源供水量为城市最高日用水量除以日变化系数再乘上供水天数。 第26页，共29页。 城市污水量