第4章-给水管网设计设计用水量

第4章给水管网设计用水量4.1城市用水量及用水量变化4.2城市用水量预测计算4.3用水量定额4.4最高日设计用水量4.5设计用水量变化及其调节计算一、城市综合用水量的组成综合生活用水量居民生活用水量公共设施用水量工业企业生产用水和工作人员生活用水量消防用水量浇洒道路和绿地用水量未预计水量和管网漏失水量4.1城市用水量及用水量变化二、用水量的表达平均日用水量Qad—规划年限内，用水量最多的年总用水量除以用水天数。水资源规划和确定城市设计污水量的依据；最高日用水量Qd—在设计规定的年限内，用水最多一日的用水量。一般作为取水工程和水处理工程规划和设计的依据；最高日平均时用水量Qah—最高日内，每小时的平均用水量，Qd/24；最高日最高时用水量Qh—用水量最高日的24h中，用水量最大的一小时用水量，一般作为给水管网工程规划与设计的依据。工业生产用水量变化工业生产用水量包括冷却用水、空调用水、工艺过程用水及清洗、绿化等其它用水，在一年中水量是有变化的。冷却用水受到水温和气温的影响，夏季多于冬季；空调用水用以调节室温和湿度，在高温季节用水量大；食品工业用水，在高温时因产量大，用水量骤增；其它工业用水量，一年中较均衡，很少随气温和水温变化。生活用水量变化生活用水量随着生活习惯和气候而变化，如假期比平日高，夏季比冬季用水多；从我国大中城市的用水情况可以看出，在一天内又以早晨起床后和晚饭前后用水最多。三、用水量的变化四、用水量变化表示方法1）用水量变化系数2）用水量变化曲线日变化系数时变化系数《城市给水工程规划规范》给出了各类城市用水量的日变化系数的范围。与结合给水排水工程的规模、地理位置、气候、生活习惯、室内给排水设施和工业生产情况等取值。当有本市或相似城市用水量历史资料时，可以进行统计分析，更准确地拟定日变化系数，从而更准确的反映一年中各天用水量的不均匀情况；当缺乏资料时宜采用1.1～1.5。特大城市大城市中等城市小城市1.1～1.31.2～1.41.3～1.51.4～1.81）用水量变化系数表4.1各类城市用水量日变化系数（1）日变化系数KdKd＝最高日用水量Qd/平均日用水量Qad反映一天当中各小时用水量的不均匀情况，与给水管网大小有关，管网小则Kh大、用水不均匀；管网大则Kh小、用水较均匀。KhK通常在1.3～3.0.1）用水量变化系数（2）时变化系数KhKh=最高日最高时用水量Qh/最高日平均时用水量Qah表示用水量在一天24小时的变化情况。为了使给水系统能合理的适应城市用水量的变化，应按照用水量变化曲线来确定二级泵站、输水管、管网、蓄水设施。2）用水量变化曲线实际上，上图只能代表城市特定某一天的用水量变化，而城市用水量的24h变化情况天天不同，右图只是说明大城市的每小时用水量相差较小。对于新设计的结水工程，用水量变化规律只能参考附近城市的实际资料确定。对于扩建工程，可进行实地调查，获得用水量及其变化规律的资料。图中每小时用水量按最高日用水量的百分数计，图形面积等于∑Qi%=100%，Qi%是以最高日用水量百分数计的每小时用水量。4.17%：平均时用水量百分数=（Qd/24）/Qd×100%=1/24×100%=4.17%1.44：Kh=Qh/Qp=5.92%/4.17%=1.42城市用水量由两部分组成:第一部分：规划期内由城市给水工程统一供给的居民生活用水、工业用水、公共设施用水以及其他用水量总和。第二部分：城市给水工程统一供水之外的所有用水量的总和。包括工业和公共设施自备水源供给的用水、农业灌溉用水、农村居民用水等。4.2城市用水量预测计算城市用水量预测方法（1）分类估算法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用水量居民生活用水工业用水非工业用水大生活用水工业用水（2）单位面积法区域城市规模特大城市大城市中等城市小城市一区1.0～1.60.8～1.40.6～1.00.4～0.8二区0.8～1.20.6～1.00.4～0.70.3～0.6三区0.6～1.00.5～0.80.3～0.600.25～0.5城市单位建设用地综合用水量指标单位：万m3/km2.d区域城市规模特大城市大城市中等城市小城市一区0.8～1.20.7～1.10.6～1.00.4～0.8二区0.6～1.00.5～0.80.35～0.70.3～0.6三区0.5～0.80.4～0.70.3～0.600.25～0.5城市人均综合用水量指标单位：万m3/万人.d（3）人均综合指标法(4)年递增速率法Q0——起始年份平均日用水量，m3/d；Qa——起始年份后第t年的平均日用水量，m3/d；δ——用水量年平均增长率，%；t——年数，a。taQQ)1(0tQQQa.0(5)线型回归法△Q——日平均用水量的年平均增量，m3/d；其他符号同上.(6)生长曲线法城市用水量初始阶段发展很快，而后趋于缓慢增长到稳定甚至适度减少阶段。a,b－待定参数；Q－预测用水量，m3/d；L－预测用水量的上限值，m3/d。btaeLQ1生长曲线模型图河流图2-1地表水源给水系统示意图1-取水构筑物；2-一级泵站；3-水处理构筑物；4-清水池；5-二级泵站；6-输水管；7-管网；8-水塔确定设计用水量的目的：管道工程的建设投资占整个给水系统总投资的60％～80%，输配水所需的动力费用占给水系统运行总费用的40％～70%。设计用水量的组成综合生活用水量居民生活用水量公共设施用水量工业企业生产用水和工作人员生活用水量消防用水量浇洒道路和绿地用水量未预计水量和管网漏失水量4.3用水量定额如何确定：从城市规划、工业企业生产情况、居民生活条件和气象条件等方面，结合现状和规划资料，参照类似地区或企业的用水情况，确定用水量定额。定义：指不同用水对象在设计年限内达到的用水水平。是确定设计用水量的主要依据。1）居民生活用水居民生活用水定额：指每人每天的用水量，以L/（cap·d）。影响因素当地水资源状况气候条件人民的生活水平生活习惯收费标准及办法，管理水平，等如何确定实际用水资料参照《室外给水设计规范》（GB50013-2006）城市规模特大城市大城市中小城市分区最高日平均日最高日平均日最高日平均日一180～270140～210160～250120～190140～230100～170二140～200110～160120～18090～140100～16070～120三140～180110～150120～16090～130100～14070～110表2.1居民生活用水定额（L/人.d）表2.2综合生活用水定额（L/人.d）城市规模特大城市大城市中小城市分区最高日平均日最高日平均日最高日平均日一260～410210～340240～390190～310220～370170～280二190～280150～240170～260130～210150～240110～180三170～270140～230150～250120～200130～230100～1701）居民生活用水注：1.特大城市指：市区和郊区非农业人口100万及以上的城市；大城市指：市区和郊区非农业人口50万及以上，不满100万的城市；中、小城市指：市区和郊区非农业人口不满50万的城市；2.一区包括：贵州、四川、湖北、湖南、江西、浙江、福建、广东、广西、海南、上海、云南、江苏、安徽、重庆；二区包括：黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁夏、陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区；三区包括：新疆、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西的地区。3.经济开发区和特区城市，根据用水实际情况，用水定额可酌情增加。按照设计对象所在分区和城市规模的大小，确定其幅度范围。然后再综合考虑影响生活用水量的因素，选定设计采用的具体数值注意：表2.3城市非农业人口统计表年份统计对象非农业人口（万）2008兰州198.532004天水77.752007白银42.652007呼和浩特103.2如：兰州2008年统计的非农业人口不到200万，属于特大城市，地理位置在甘肃黄河以东，属二区。黄河以西：有敦煌、嘉峪关、酒泉、张掖、金昌、武威；黄河以东偏西部：有临夏回族自治州、甘南藏族自治州，合称陇西南地区。2）工业企业生产用水和生活用水工业生产用水一般是指工业企业在生产过程中，用于冷却、空调、制造、加工、净化和洗涤方面的用水。工业企业生产用水定额表示方法：以万元产值用水量表示，m3/万元;按单位产品用水量表示，m3/产量单位;按每台设备每天用水量表示，m3/(生产设备单位·d)如何确定工业企业用水量应根据生产工艺要求确定。大工业用水户或经济开发区宜单独进行用水量计算；一般工业企业的用水量可根据经济发展规划，结合现有工业企业用水资料分析确定。生产用水量通常由企业的工艺部门提供，在缺乏资料时，可参考同类企业用水指标。用水种类车间性质用水量(L/人.班)时变化系数Kh生活用水一般车间高温车间25353.02.5淋浴用水不太脏污身体的车间非常脏污身体的车间4060每班淋浴时间在下班后一小时内进行，时变化系数为1工业企业生活用水量和淋浴用水量可按《工业企业设计卫生标准》（GBI1-2002）的规定。2）工业企业生产用水和生活用水工业企业内工作人员的沐浴用水量，参照书P323附表2例题：某工厂采用三班制，一般车间每班200人，高温车间每班100人，一般车间卫生特征是：不接触有毒物质及粉尘，不污染身体；高温车间卫生特征是：高温作业。求该企业工作人员的生活用水量和淋浴用水量。生活用水量：200×25+100×35=8500L淋浴用水量：200×40+100×60=14000L3）消防用水扑灭火灾用水，历时短，用水量大。如何确定消防用水量、水压和火灾延续时间等，应按照现行的《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）及《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）等执行。消防用水城市或居住区的室外消防用水量，应按同时发生的火灾次数和一次灭火的用水量确定，见附录表3。工厂、仓库和民用建筑的室外消防用水量，可按同时发生火灾的次数和一次灭火的用水量确定，见附录表4和表5。4）其它用水浇洒道路和绿化用水量应根据路面种类、绿化面积、气候和土壤等条件确定。浇洒道路用水量一般为每平方米路面每次1—2L，每日2—3次。大面积绿化用水量可采用1.5—4.0L／(m2·d)。城市的末预见水量和管网漏失水量可按最高日用水量的15％—25％合并计算。4.4最高日设计用水量城市最高日总用水量计算时，应包括设计年限内该给水系统所供应的全部用水：综合生活用水量居民生活用水量公共设施用水量工业企业生产用水和工作人员生活用水量消防用水量浇洒道路和绿地用水量未预计水量和管网漏失水量q1i----城市各用水分区的最高日综合生活用水量定额，L/（cap.d)，查附表1；N1i----设计年限内城市各用水分区的计划用水人口数，cap1）城市最高日综合生活用水量)/(10003111dmNqQii注意：城市计划人中数往往不等于实际用水人数，所以应按实际情况考虑用水普及率，以便得出实际用水人数。q2i——各工业企业最高日生产用水量定额，m3/万元、m3/产量单位或m3/（生产设备单位.d）；N2i——各工业企业产值，万元/d，或产量，产品单位/d，或生产设备数量，生产设备单位；fi——各工业企业生产用水重复利用率。)/)(1(3222dmfNqQiii2）工业企业生产用水量q3ai——各工业企业车间职工生活用水量定额，L/(cap.班）；q3bi——各工业企业车间职工淋浴用水量定额，L/(cap.班）；N3ai——各工业企业车间最高日职工生活用水总人数，cap；N3bi——各工业企业车间最高日职工淋浴用水总人数，cap。)/(1000333333dmNqNqQbibiaiai3）工业企业职工的生活用水和沐浴用水量注意：N3ai和N3bi应计算全日各班人数之和，不同车间用水量定额不同时，应分别计算。q4a——城市浇洒道路用水量定额，L/(m2/次);q4