给水排水工程(第三版)(新编土木工程技术丛书)
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第二节 用水量计算

一、用水量变化

无论是生活用水量还是生产用水量,一般都是逐日逐时变化的。在同一地区,生活用水量随着人们的生活习惯和季节不同而变化,例如节假日比平日高,夏季比冬季高,一日之内一般早晚用水量大。生产用水量的变化情况与生产用水的性质有关,例如冷却用水、空调用水及某些产量随季节而变化的工业用水,其用水量一年之中变化较大;而其他工业用水量,一年之中比较均匀。

用水定额只是一个平均值,在计算用水量时,还需考虑用水量的变化情况。在设计规定的年限内,用水量最大一天的用水量,称为最高日用水量,它一般用于确定给水系统中各类给水设施(如取水构筑物、一级泵站、净水构筑物等)的规模。在最高日内,用水量最大一小时的用水量称为最高时用水量,它是确定城镇给水管网管径的基础。最高日用水量与平均日用水量的比值,称为日变化系数(Kd);在最高日内,最高时用水量与平均时用水量的比值,称为时变化系数(Kh)。在确定新建城市用水日变化系数和时变化系数时,应根据城市性质、规模、国民经济与社会发展和城市供水系统的情况,结合类似城市的现状用水曲线,经分析后确定;对于扩建的给水工程,应进行深入的实地调查,根据用水量变化情况,确定变化系数;在缺乏实际用水资料时,城市综合用水(包括综合生活用水、工业企业用水、浇洒道路和绿地用水、管网漏损水量和未预见用水等)的日变化系数宜采用1.1~1.5,时变化系数宜采用1.2~1.6,特大城市和大城市宜取下限,中小城市宜取上限,个别小城镇还可适当加大。

图3-1 某市用水量变化曲线及一、二级泵站供水曲线

除最高日用水量和最高时用水量外,用水量变化曲线也是设计给水系统的重要依据。图3-1为某市用水量变化曲线,各小时用水量的百分数之和应为100%。从该图中看出,最高时用水量发生在上午9时,为最高日用水量的6%,平均时用水量=100÷24=4.17,Kh=6÷4.17=1.44。各城市的用水量变化曲线一般均不相同,且大城市与小城市存在较大差异。一般来说,用水人数较少、卫生设备不够完善、集体生活者较多时,用水比较集中,时变化系数较大;用水人数较多、卫生设备较完善、多目标供水时,各用水高峰可以错开,因此用水较均匀,时变化系数较小。

二、设计用水量计算

城市用水量包括设计年限内给水系统应供应的全部用水量。设计年限应以近期为主,但应兼顾城市远期规划。

(一)城市最高日用水量

城市最高日用水量Qd(m3/d)包括城市综合生活用水量、工业企业生产用水和工作人员生活用水量、浇洒道路和绿地用水量、管网漏损水量和未预见用水量。

1.城市最高日综合生活用水量

城市最高日综合生活用水量Q1(m3/d)为

式中:q为最高日综合生活用水定额,m3/(d·人),如表3-2所示;N为设计年限内计划人数;f为自来水普及率,%。

整个城市的综合生活用水定额应按一般居民生活水平确定;若城市各区采用不同的生活用水定额时,城市最高日生活用水量应等于各区用水量之和,即

式中:qi为某区最高日综合生活用水定额,m3/(d·人);Ni为某区设计年限内计划人数;fi为某区自来水普及率,%。

在计算城市或某一居住区最高日综合生活用水量时,也可根据居民生活用水定额和公共建筑及设施生活用水定额计算,即

式中:q′为最高日居民生活用水定额,m3/(d·人),如表3-1所示;N′为设计年限内计划用水人数;qj为各公共建筑及设施最高日生活用水定额;Nj为各公共建筑及设施的用水单位数(人、床等)。

2.工业企业生产用水和工作人员生活用水量

工业企业生产用水和工作人员生活用水量Q2(m3/d)为

式中:Q为各工业企业的生产用水量,m3/d,由生产工艺要求确定;Q为各工业企业的工作人员生活用水量,m3/d;Q为各工业企业的工人淋浴用水量,m3/d。

Q Q应根据用水人数和用水定额(见工业企业用水定额)经计算确定。

当工业企业生产用水量不能由工艺确定时,也可用以下方法估算:

式中:q为城市工业企业万元产值用水量,m3/万元;B为城市工业企业总产值,万元/d;n为工业用水重复利用率。

3.浇洒道路和绿地用水量

浇洒道路和绿地用水量Q3(m3/d)应根据路面、绿化、气候和土壤等情况,参照相应的用水定额确定,即

式中:qL为浇洒道路和绿地用水定额,m3/(m2·d);NL为每日浇洒道路和绿地的面积,m2

4.管网漏损水量

管网漏损水量Q4(m3/d)为

5.未预见水量

未预见水量Q5(m3/d)为

6.城市最高日用水量

城市最高日用水量Qd(m3/d)为

(二)城市最高时用水量

根据城市最高日用水量Qd和城市综合用水时变化系数Kh,可按下式计算城市最高时设计用水量Qh(m3/h):

式中:Qd/24为最高日平均时用水量。

(三)消防用水量

消防用水量应根据同一时间内火灾次数和一次灭火用水量确定,不计入城市最高日用水量和最高时用水量。