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读书笔记
城市给水排水工程是一项集城市用水的取水、净化、输送,城市污水的收集、处理、综合利用,降水的汇集、处理、排放以及城区御洪、防洪、排涝为一体的工程,是保证城市社会经济活动的生命线工程。城市给水排水工程规划是城市规划中的一项专业规划,是对城市给水排水工程系统地作出统一安排,从时序上保证给水排水工程建设与城市发展相协调,促进城市的可持续发展,同时也是城市整体开发建设目标的一个重要组成部分。《城市规划法》强调城市总体规划编制时应当编制给水排水工程规划,其重点是优化配置和合理利用水资源,发挥最优的综合效益[1]。
1 给水系统优化规划
城市用水量预测的准确性和给水系统的安全可靠性,是给水管网优化设计以及整个给水系统优化调度的前提和基础。
1.1 用水预测
用水量是水资源规划和进行严格用水管理的重要参数,由于水资源的紧缺,用水量预测得到了人们的高度关注和广泛研究。其中关键是针对行业用水的特点选择合适的预测模型,提高用水量预测精度[2]。城市用水预测是实现水资源合理利用的一个重要环节。为了合理地利用水资源和有计划地发展工业生产与控制城市建设规模,必须在调查分析城市用水现状的基础上,预测国民经济各部门的需水量,尤其是预测出城市生活及工业生产各部门的需水量,从而先行采取措施,以保证国民经济和城市建设的顺利发展。
城市用水的预测,包括对城市生活用水预测和工业生产用水预测以及生态用水预测。
1.1.1城市生活用水预测
城市用水量预测与计算是指采用一定的理论和计算方法,预测城市将来某一阶段的可能用水量。预测方法主要有定额指标法和函数法两大类[1]。
定额指标法包括人均综合指标法,单位用地指标法,分类求和法和分类估算求和法四种。
1)人均综合指标法
(1-1)
式中 Q──城市预测用水量(万m3/d);
N──规划期末城市总人口(万人);
q──规划期内人均综合用水指标[万m3/(万人·d)];
A──规划期内使用城市统一供水的用户普及率(%)。
2)单位用地指标法
(1-2)
(1-3)
式中 q0──单位建设用地综合用水量指标[万m3/(hm2·d)];
F──城市规划建设用地面积(hm2);
qi──不同性质用地的用水量指标[万m3/(hm2·d)];
fi──不同性质用地面积(hm2)。
Q同前。
3)分类求和法
(1-4)
式中 Qi──城市各类用水量预测值。
Q同前。
4)分类估算求和法
在具有较完善的城市总体规划和相应的生活用水量、生产用水量和市政用水量等基础资料的前提下,可采用分类估算求和法预测总体规划用水量。该方法层次清楚、简单易行,是规划界目前常用的方法。
城市生活用水预测的方法可分为定量预测和定性预测两大类。定量预测一般是采用数字模型进行自然回归模拟,适用于生活用水预测的模型有:时间回归法、指数平滑法、因果预测分析法、动态相关法和结合优化法。时间回归法是把预测对象当作时间的函数,以按自然数顺序排列的时间为自变量,预测对象为因变量,利用最小二乘法,求预测对象与时间的回归方程。指数平滑法是根据过去的演变特征来预测未来,其用途为:描述过去到现在的发展过程和趋势;帮助分析发展过程的起伏原因,以判别未来;与因果分析和相关法结合,以寻求有效的措施。因果预测分析法是把与用水量有关的主要影响因素考虑进去,进行因果影响的预测。动态相关法是一种适用于分析非平衡对象动态规律的方法,它采用限定记忆法,利用时间序列来建立变系数回归方程,实际是把记忆时段内对象的非平衡性进行平滑,并随着时间推移,不断利用新的数据延长参数序列,即不断地修正模型参数,使预测能取得一定的精度。结合优化法是把不同预测方法的结果,根据各自均方差的大小加权优化结合,改进了预测结果,用该法得出的预测值优于其它的各预测值。定性预测方法又分为综合用水指标法和分类预测分析用水指标法,这两种方法均采用两个要素:一是城市用水人口规模和城市生活设施的发展规模;二是相应的生活用水定额,两者乘积的总和,得到预测年份的城市生活总用水量[3]。
1.1.2工业用水预测
对工业用水量的预测,一般可采用以下几种方法[4]:
(1)趋势法。用历年工业用水增长趋势,推算工业发展用水量。此法是把历年工业用水资料逐年排列求得增长率,以此推算今后之趋势。此法不足处是未考虑工业发展的具体情况和工业结构的变化以及今后用水技术的提高,因而只适宜在范围较少的工业区作为推算。
(2)产值用水相关法。此法是先求出工业用水的增长率,求出相应的工业产值增长率,分析两者关系,根据工业发展的不同水平
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