方晨
上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司
摘要:以《商丘市城乡总体规划(2015-2035)》所确定的近远期规划人口、规划面积及规划建设内容为依据,对商丘市中心城区2035年的需水量预测进行预测。通过对商丘市区现状供水的分析及基础资料的收集评估,需水量预测将采用分类用水指标法计算、综合用水指标法校核的方式确定远期需水量。
关键字:商丘市中心城区;供水规划;需水量预测;分类用水指标法;综合用水指标法
1 概述
《商丘市中心城区——城市供水与节约用水专项规划(2016~2035)》规划范围与《商丘市城乡总体规划(2015-2035)》(以下简称总规)确定的中心城区规划范围相同,即:北部以北外环路及庄周大道为界,西部以商周高速公路为界,南部以连霍高速公路、城南大道及南海大道为界,东部以济广高速及济广快速路为界,总面积约382.5km2。规划期限近期至2020年,远期至2035年。
目前商丘中心城区总供水面积约137km2,供水管网分属两个供水公司,即商丘市经济技术开发区供水有限公司和商丘市水务公司。根据相关资料推算,商丘城区2015年用水总量约最高日49~52万m3/d,平均日41~43万m3/d。
2 需水量预测方法
需水量预测涉及城市诸多因素,如社会经济结构、经济与生产发展水平、居民生活习惯和生活水平、工业产业结构、城市建设计划及政策、水资源条件等,因此需力求即满足城市发展又切合城市实际。
需水量预测的方法有很多种,需综合考虑各种因素,但绝大多数需水量预测方法都是建立在对历史数据的统计分析基础上,不同的只是数据处理方式及应用特点。一般常用的预测方法包括趋势外推法、回归分析法、指标分析法,三种方法各有适用条件。其中指标分析法是各地城市用水量预测中最常使用方法,通过分析确定合理的指标值,可取得较好的预测效果。
分类用水指标法系按照综合生活用水量、绿化和浇洒道路、工业用水量及其它用水量、管网漏损水量、未预见水量分别进行预测。城市综合用水量指标法系根据总体规划中的单位面积综合用水指标、单位人口综合用水指标进行总用水量的整体性预测和比较。
通过对商丘市区现状供水的分析及基础资料的收集评估,需水量预测将采用分类用水指标法计算、城市综合用水量指标法校核的方式确定近远期需水量。
3 用水量指标的确定
(1)综合生活用水量指标的确定
综合生活用水量指标系居民日常生活用水以及公共建筑和设施用水最高日用水量。商丘市水务公司现状多年综合生活用水量为151L/人.d,开发区供水公司现状多年综合生活用水量为156L/人.d。根据《城市给水工程规划规范 (GB50282-2016)》,商丘市综合生活用水量指标为150~260L/人.d(最高日)。参考《河南省地方标准—用水定额》(DB41/T385-2009),最高日为170~320L/人.d,当日变化系数1.20时,平均日基本在140~235 L/人.d之间。
考虑综合生活用水量占总用水量比例较大,目前类似城市中该指标基本是随着人民生活水平提高而呈总体平稳或少量缓慢下降趋势,在规划中通常采用接近实际指标并适当预留合理量的方式。设计在满足城市发展、符合规范要求基础上,结合商丘现状实际需水量数据及商丘市近远期规划后城市性质,参考周边地区规划相关指标数据,并兼顾商丘属缺水城市实际,确定综合生活用水量指标采用如下:远期(2035年)平均日160L/人.d,最高日192L/人.d。
(2)工业用水量指标的确定
现行的工业用水量指标通常有三种,分别为万元增加值水量、单位产品用水量定额和单位工业用地用水量指标。万元增加值水量指在一定计算时间(年)内,每产生一万元增加值的产品需要的取水量。这是一项综合性的考核指标,它从宏观上评价企业、工业部门、城市的工业用水水平。商丘市年鉴中即有多年详细的数据资料。单位产品用水定额指一定条件下,生产单位产品而消耗的水量。这是一系列针对不同行业工业企业用水量的控制指标,工业企业用水定额管理一般以此指标作为指导。由于规划阶段对商丘市目前工业企业的工艺流程、生产规模、技术先进水平、各企业水重复利用率等相关基础数据读取困难,因此,通过目前可确定的现状万元增加值水量、现状工业用水取水比例、单位工业用地用水量指标、现状和规划用地面积等数据来测算工业用水量。
根据相关资料,商丘市现状单位工业增加值用水系数a值为24~30万m3/亿元,现状单位面积工业用水量指标平均日为0.46万m3/km2.d,最高日为0.55万m3/km2.d,近年年鉴工业取水量比例37.3%。
1)单位工业增加值用水系数a值分析
根据2015年商丘市年鉴,a值为28.83万m3/亿元;根据2015水资源公报,全市范围内a值为24.8万m3/亿元,比2014年减14%(a=28.8万m3/亿元);根据河南工程水源地质勘察院有限公司水资源论证报告书,在梁园区692km2分析范围内,a值为29.9万m3/亿元,工业用水/(生活用水+工业用水)比例为29.2%(平均日)。故单位工业增加值用水系数a值在24~30万m3/亿元较为合理。
2)单位工业用地用水量指标分析
根据总规中相关数据计算,当a值取平均值27万m3/亿元时,2035年单位工业用地水量指标为0.83万m3/ km2.d(最高日)。根据各地情况统计,一般情况下当工业以加工制造为主时,工业用地水量指标通常为0.4~0.8万m3/ km2.d(最高日)。经综合分析,确定商丘市中心城区工业用地最高日用水量参考指标为0.65~0.85万m3/km2.d。
3)远期工业用水量预测
考虑随着经济和技术发展,工业企业单位工业增加值用水系数a值将不断下降,工业用水重复率将得以提高,结合总规中工业发展规划及现状实际情况,综合多方面因素,确定远期工业用水量预测采用比例法,即2035年工业用水/(生活用水+工业用水)比例采用35%。2035年工业用水/(生活用水+工业用水)比例采用35%。
(3)其它用地用水量指标及未预见水量指标的确定
根据《城市给水工程规划规范》,并考虑城区道路浇洒力度增强、商丘缺水城市实际及中心城区目前管网漏失量较大、老管网改造存在一定困难等因素,综合确定各用水量指标如下表:
4 需水量预测
(1)分类用水指标法
根据确定的用水量指标及基础数据,中心城区远期供水需水量预测见下表。
(2)远期供水需水量指标分析
1)单位人口指标:108.6(万m3/d)/230(万人)=0.46m3/人.d
(符合国家规范0.35~0.65)
2)单位建设面积指标:108.6(万m3/d)/248(km2)=0.44万m3/km2.d
(符合国家规范0.30~0.65)
3)工业用水单位面积指标:26.63(万m3/d)/33.68km2=0.79万m3/km2.d
(符合国家规范0.30~1.50)
(3)远期供水规模确定
2035年中心城区远期供水总需水量计算值为108.6万m3/d;由于中心城区城市范围较大,不确定因素较多,且考虑城乡一体化需求,将周边李庄、双八镇、张阁及周集镇区纳入城市供水体系,故确定远期中心城区供水总需水量110万m3/d。
5 结语
城市需水量的预测及供水规模的确定是城市供水专项规划的基础,其结果将成为确定城市供水水源、供水系统各水厂规模及管网建设的依据。城市供水系统的科学合理与否与此密切相关,其直接关系到是否能够实现规划期内满足人民生活、工业生产、公共设施及城市发展需求的目标。本文以商丘市中心城区供水规划为例,对供水规划中需水量预测进行了介绍和总结,特别是对工业用水量指标的确定进行详细的分析,以期对今后的供水规划有所帮助。