关于城市给水规划工作的有关问题探讨

夏柔则
上海市自来水市南公司

　　城市给水规则是自来水公司的主要技术工作之一，是为了适应城市对自来水的需求提出自来水企业工程建设的安排，其主要内容是水量预测，水源选择，水厂、管网、泵站建设等工程方案。近年来城市自来水企业规模不断扩大，其供水能力已基本能适应需要，同时随着居民生活水平的提高。计划经济转向市场经济转轨、知识经济的发展、工业结构的调整等等、用水情况发生很大变化。这些都是当前给水规划工作的主要依据，而对给水规划提出了更高的要求。

水量预测方面：

　　水量预测是给水规划的基础，常用预测的方法是分析人口、国内生产总值、工业产值、历史的供水量和售水量增长资料等相关因素，建立模型进行推算。改革开发以来，百业待兴，工业生产、城市建设、住宅建设、第三产业迅速发展，使近二十年的供水量也不断增长。但近一、二年出水量出现滞长，以上海市区的每年最大出日水量为例：

　　上表显示从1990年至1996年最大日出水量每年基本上以4%的速率递增，1997年与1996年相比水量增长不多，1998年上每夏天的天气特别炎热，最大日出水量聚然增加，1999年又由于气温影响水量有所回落。如果扣除气温的影响（1998年出现的持续高温是罕见），96年到98年的出水量可视作基本在600万吨左右徘徊。查阅1990年至1999年的售水量资料，自1990年至1996年居民生活用水量每年的递增率为4.2%，非工业用水递增率为6.96%，工业用水量平均以0.4%速率下降。1996年至1999年居民生活用水量每年的递增率为5.07%，非工业用水量基本持平，工业用水量以10%的速率下降。1990年工业用水量占全市售水量的比例约48%，1999年下降至23%。这是因为上海市在经济发展迅速及居民居住条件明显改善同时，大力调整工业结构及工业布局，耗水工业大幅度削减，耗水量少的高新技术产业的不断发展，使用水结构发生了很大变化，用水量的增长速率打破了历年不断递增的规律。
　　在目前的经济转型、工业结构调整时期，特别在人们对生存环境的忧患和保护意识不断增强时期，不管是正在开发或待开发的地区，其规划必然是要考虑城市的可持续发展，使经济发展与环境保护相互协调。因此对土地和资源利用、人口密度、第三产业、工业结构和布局等城市规划，将有别于过去以发展生产和经济为主的规划，作为城市基础实施之一的供水量的增长规律也将与过去不同。水量预测就不能仅按历史的发展趋势延伸，还要根据具体的城市规划对不同类型用水量分别预测，一般分为居民用水、工业用水和非工业用水三大类。
　　居民用水和住宅的用水设备、气候、用水习惯有很大关系。据了解，在国外同样是经济发达国家居民因气候和用水习惯不同其用水单耗（用水量／人　日）也相差甚远，美国西雅图的单耗是306升，德国柏林是173升，英国是132-149升，瑞士是160升，因此不能简单按经济发展的水平确定用水单耗，需要根据具体情况确定。原上海市自来水公司曾对居民用水进行调研，自1994年起在夏季使用自动记录仪对一些不同类型的用户进行用水量实测，1996年进行少量的问卷调查。水量实测的用户共1194户4497人，实测结果是1994年高峰月人均用水量170.9升，1998年221.38升；问卷调查共152户539人，高峰月均用水量约220升。根据上述调研，考虑到居住条件的进一步改善，规划2005 年人均用水单耗为160-165升。
　　过去是利用工业总用水量与工业总产值之比即万元产值单耗进行工业用水量预测，随着工业结构不断改变，产值和耗水的关系发生很大的变化，高新技术产业的产值很高而往往其耗水量不大，传统的预测方法已不适用了，也不可能采用历年来工业用水增长或递减的资料进行推算，是水量预测中较困难的一项工作。如果城市规划能提供高新技术产业的产值在工业产值中的比例，则可对现有的高新技术产业和传统产业分别进行产值和耗水量统计分析，然后进行推算。目前还有一种比较粗略的方法是根据工业用地面积对不同类型的用水量进行计算。
　　城市供水中非工业用水是很主要的部分，影响非工业用水量的主要因素有人口、气候、第三产业发展情况等。当前第三产业在不断发展，耗用水量也不断增加。对于非工业用水量的预测，除根据历史资料与影响因素如人口、国内生产总值等建立相关关系进行推算外，还可对某些典型区域进行非工业用水、居民用水、总用水量等进行统计分析，寻找相互关系后推算。
　　由于进行水量预测时，城市规划提供的还不是详细规划，因此不管用那一种方法预测，其结果与实际的发展会有一定的差异主要是不确定的因素太多。因此对于预测结果还是考虑其可能变化的范围，一是由于超常发展或气温等因素使需水量增加，二是加强用水管理后用水量有所下降，此外还需跟踪实际发展情况修正原有的预测值。
　　由于全球水资源短缺问题逐渐被大家认识，水资源保护和用水量管理也日益被重视，成为国际水协会议的重要议题之一。用水管理是采取各种方法促使人们认识到水资源的匮乏尽量做到合理用水。用水管理的内容有制定综合用水管理策略、对公众进行保护水资源及合理用水的宣传、尽力保护现有的水资源、安装合适的计量装置、控制漏损、采用节水的卫生洁具、水费采用分段计价、奖励节水等。许多国家都非常重视这方面工作，并取得较好的成果。有资料报道加拿大改进了卫生洁具后用水量减少20-30%；英国进行用水管理后，现有的水资源可用到2021年否则需要增加180万吨／日水量；芬兰1980年的人均用水量是160升，至1996年降为145升。丹麦和芬兰的漏损率控制在10%左右。我国供水企业在节约用水方面做了大量工作，但目前漏损率还较高，卫生洁具用水效率还需提高，总之如果广泛深入地开展用水管理工作，提高水资源的利用效率，各类用水单耗均可能有所下降。

工程方案方面：

　　给水工程规划是依据城市需水量发展对城市给水系统的建设作出具体部署，涉及水源选择、新厂厂址及规模确定、旧厂改造及输配水系统的扩建改造，是耗资巨大的系统工程。因此工程方案的优化极为重要。一般都采用多方案比较法，从不同层面着手，即对供水方式、水源及输水系统，水厂规模、输配水系统分别优化选择，然后再作最终判别。
　　近年来由于远距离引水以取得优质水源的方式增多，分质供水的方式也随之提出，其目的按不同水质要求供水以节约优质水的用量。目前提出的分质供水又可以有不同类型：分为工业和生活用水，将生活用水中食用水与其他的用水分开，将生活用水中马桶冲洗水和其他用水分开等。从概念上讲不同用水目的其水质要求不同，采用分质供水是非常合理的，但在作出分质供水方式的决定前需要进行深入的分析和核算。首先是确定分质供水的不同水质标准，如果水质标准差异不大分质供水就没有意义。其中较困难的是将食用水和生活用水分开。自来水企业执行的供水标准是“国家生活饮用水卫生标准”，食用水和生活用水是同一个标准，如将“国标”作为食用水标准，则生活用水尚缺少安全可靠的标准，因洗涤、淋浴等用水均与人体皮肤等接触，水质要求也很高；反之也一样，目前有些做法是将纯水的标准作食用水标准，纯水标准是从饮料角度制定的，生活饮用水标准是考虑人的一生饮用的安全可靠性。其次，要考虑分质供水的可行性，除了工业用水和生活用水分开外，其他两种分质供水的方式需要两套室内给水管网，在已建成的城区及住宅内实施会有很大困难。第三要核算工程投资，分质供水需要两套管网工程费用必然增加，但如果优质水需远距离引入，减少引水量又可减少引水投资，因此要具体计算各项工程费用后才能决定是否实施。优质水优用是非常正确的观点，将可食用水去冲洗马桶确实有浪费之嫌，因此如何进行合理用水是一个重要的研究课题。
　　在具体的工程方案比较中一般都以如下因素进行比较：
　　一、工程费用。包括工程投资、年运行费，及所有的费用的净现值。
　　二、水源水质。应对现状水质及其发展前景综合评价。
　　三、环境影响。指项目的建设过程和建成以后对环境的影响，如征用土地后动迁居民、工厂或对农业的影响，建设取水实施后对渔业生态的影响，与城市总体规划协调等问题。
　　四、风险分析。这是对未来不确定因素的分析，如水源的风险、整个供水系统今后运行的风险（包括水处理工艺、输配水系统）、建设过程中可能遇到的风险等。
　　五、工程适应需水量变化及分期建设的可能性。
　　六、实施条件。
　　给水总体规划阶段进行工程方案比较，其深度将随规划年限而不同。对长远规划，工程适应需水量变化的可能性及合理的分期建设考虑很重要，因水量预测中不确定因数太多。特别在新开发区，在开发前详细规划资料很少，从开发到建成到居民入住企业生产，从区域到全面，都要有个过程，实施与规划往往有差异而以规划预测量大于实际量为多。如果初期的工程建设规模太大，不仅增加初期的工程费用及年运行费，还给运行带来不少困难。如有可能对实施规划进行财务分析及逐年的水价变化的估算，便于投资决策时参考。
　　完成一份城市给水规划，要化大量的人力和物力，需要大量的，正确的基础资料，但搞好规划会对城市建设和企业发展有很大的作用。