城市用水量需求调查和科学预测

刘遂庆
(同济大学环境科学与工程学院)

　　摘 要：中国实施改革开放政策以来，城市供水设施建设已经取得了巨大成就，城市供水系统不断地得到发展和完善。但是，在各地供水规划工作中首先需要预测确定供水总量的问题，经常发现计算结果偏大。供水规划中确定的供水总量将对供水设施建设和建设投资总额起到决定性作用，可能造成供水系统设计不合理和巨大的投资浪费。本文针对我国现行的城市供水规划工程规范的使用情况，进行国内外城市供水量现状比较，对预测确定供水总量的问题，提出讨论和商榷。

1 城市规划用水总量预测计算方法

　　城市规划用水总量通常按照用水分类和用水量标准进行分类预测计算，得出不同分类的用水量，然后累计相加得到总用水量。在计算供水量时，还应加上未预见的用水量和输配水管网亲统的漏失水量，通常为总用水量的15～20％。计算公式可写为：
　　Q_总供水量=α_总用水量=α(Q_生活+Q_公共设施+Q_工业+Q_市政)
　　 式中，α—系数，α—1．15～1．20

　　在城市规划阶段，由于各种基础数据比较缺乏，各种预测计算依据的不确定因素较多+用水量预测计算结果精度一般不高。所以，在我国现行的《城市给水工程规划规范》(GB50282—98)[1]中推荐了城市每万人最高日综合用水量指标和城市居住用地单位面积综合用水量指标，如表1和表2所示。

　　 注：(1)特大城市指：市区和近郊区非农业人口100万及以上的城市；
　　　　　　大城市指：市区和近郊区非农业人口50万及以上，不满100万的城市；
　　　　　　中小城市指：市区和近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。

　　 《室外给水设计规范》(GBJJ13—86)[2]给出了城市综合生活用水量指标，是指居民生活用水量和公共建筑用水量的和，可以用于预测综合生活用水量，如表3所示。

　　 注：(1)居民生活用水指：城市居民日常生活用水。
　　　　 (2)综合生活用水指：城市居民日常生活用水和公共建筑用水。但不包括浇洒道路、绿地和 其它市政用水。
　　上述规范在规划和设计工作中得到了较为广泛的使用，为我国城市供水系统的建设和发展起到了一定的指导作用。近年来，随着水资源紧缺问题的加剧和国民资源意识的提高，缄市用水总量在不断地发生变化。有些城镇已经发现建设规模偏大，设施效益偏低的问题。合理地确定城市供水总量，是一个值得注意和研究的课题。城市供水总量受到多种因素的影响，诸如人口增长、生活条件、用水习惯、资源价值观念、水价及水资源丰富和紧缺程度等等。随着社会的不断进步和人民生活水平的不断提高，资源价值观念、水价及水资源丰富和紧缺程度将是影响城市供水总量的主要因素，而且，将会出现可以遵循的规律性，用水量增长到一定程度后将回达到稳定，甚至出现负增长趋势，达到的稳定用水量可以说是用水量增长的一个“极限”。这些规律性已经可以在发达国家的用水量统计数据中得到了体现，而且，国内的城市供水量也在呈现与之类似的规律性趋势。

2、内外城市用水量统计与分析

2.1 国内城市用水量统计
　　据城市建设统计年报[3][4]资料，1990年国内城市用水人口1.56亿人，年生活用水量为100.10亿m³，人均生活用水量175.70L/人·d，占城市总用水量的27.82%，城市综合人均供水量为381L/人·d，城市总供水量（城市供水和自备水源之和）为382.34亿m³。人均796L/人；1998年城市人2.32亿人，年生活用水量为181.04亿m3，人均生活用水量214.10L/人·d，占城市总用水量的42.03%，城市综合人均供水量为389L/人·d，城市总供水量为470.47亿m³，人均676L/人·d。1990-1994年企业单位自建供水设施供水能力从0.82亿m³/d逐年增加到0.90m³/d，而在1994-1998年间基本保持不变，为0.90亿m³/d。单位自建系统供水量和城市供水量之和称为城市总用水量。
　　表4[6] 数据表达了中国城市平均生活用水量的变化情况。

　　上海市自来水公司1990年最高日供水量为472万m³，人均综合用水量为470L/人·d；2001年最高日供水量为584万M³,常住人口和流动人口之和按1100万计算，人均综合最高日用水量为530L/人·d。

2.2 国外城市用水量统计
　　据文献[9]，世界部分大城市1990年人均综合用水量如表6所示。

　　 《城镇供水》1992年第2期报道了部分国家的城市人均综合生活用水量（包括居民、商业、公用、花园等用水量等），如表7。

　　 NEWSON[7]介绍了英格兰和威尔士在1972-1988年间总用水量和城市供水量变化情况，见表8。
　　 据新加坡政府网站资料，该国目前人口400万，城市供水量为130万m³/d，人均综合用水量325L/人·d；水价分为：居民用水S＄1.17/m³(＜40m³/月），S＄1.40/m³(＞40m³/月）；非居民用水S＄1.17/m³；船用水S＄1.92/m³；地面水水源，常规处理；供水水质标准采用USEPA和WHO饮用水水质标准。

　　注：*总用水量指工业、农业用水和城市供水量之和；
　　　　 **城市供水量指该区域内所有城市供水系统供水量之和。
　　澳大利亚昆兰州[6]面积173万Km²,人口350万，94%的人口用自来水，人均最高日综合用水量为500-600L/人.日，其中城市用水占20%。
　　日本[6]全国人口1.2亿，城市人口占70%以上；人均水资源5020m³/year,人均生活用水量300-400L/人·d。
2.3 节约用水对城市供水量的影响
　　董辅祥教授[6]介绍国外在节约用水方面的做法和效果，简介如下：
　　（1）美国：投资节约用水宣传活动，南加州为此投资额达1000万美元/年，节水10-15%；采用“灰水”冲洗厕所，可以节水20%。
　　（2）韩国：鼓励大用户（＞500m³/d城市用户，＞1000m³/d工业用户）节水，降低未计量水的比例；1991年，全国未计量水34.7%，其中管网漏水20.2%；韩国建设部计划在2001年使未计水量降至20%，漏水降至12%；
　　（3）以色列：该国是一个水资源贫乏的国家，大力加强节约用水和科学用水技术，提高水资源利用效率。1990年，该国城市用水量4.5亿m³，75%为居民用水，25%为市政用水，2000年，水量达6.4亿m³，人均190L/人.天，其中居民住宅用水权60L/人·天，水费分为基本配给水费，超量附加水费，高量更高附加费三级；未计量水仅为12-13%，普及使用2档（3L，6L）式节水马桶水箱，使居民住宅用水量节约40%；
　　（4）智利圣地亚哥市：城市供水能力为216万m³/s（25m³/s）；未计量水：27%，采用变动加价收费促进节约用水。1992年采取控制非法用水措施，节约供水量达150万m³/年。
　　澳大利亚布里斯班[8]（Brisbane）供水公司已有75年的历史，服务人口100万，最高日用水量127万m³/d，水费0.60AUD/m³；有3个水源水库，4个水厂，31个区域水库，干管长度4800Km，实行计算机管理。1997年前用户不装水表，按房屋资产价值计收水量，1997年开始安装用户水表，计量收费。1990年城市总用水量为1.85亿m³/年，平均日人均综合用水量为507L/人·日；1997年装表前城市总用水量为1.88亿m³/年，平均日人均综合用水量为515L/人·日；由于安装用户水表，1999年城市总用水量减少20%，降为1.5亿m³/年，平均日人均综合用水量降为411L/人.日。
2.4 国内外家庭、工业和综合用水量比较
　　家庭生活用水量随着生活水平的提高、生活条件的完善、气候条件的变化和居民资源意识的提高而经历一个逐步增长到稳定的过程，工业用水量是首先随着工业产值的提高而逐步增长，然后随着工业技术的进步而逐步减少。该两项用水量之和（综合）也具有一个“饱和值”，并不是无限制增长。表8[4]列出了若干发达国家的用水量构成状况，可以看出一定的规律性。

　　 中国水协《城市供水行业2010年技术进步发展建议》（2001）[10]介绍了近年来国内外城市人均综合用水量，如表9。

2.5 工业用水量减少
　　· 随着工业技术发展和节约用水对工业生产成本的影响显著程度的提高，工业用水量首先经历一个持续增长的过程，并达到一个高峰期，之后，GDP保持增长，用水量逐渐下降，达到节约用 水和科学用水的阶段。
　　· 据文献[6]报道，发达国家和地区工业用水高峰年份有：美国：1950年；瑞典：1960年；日 本；1973年。
　　· 中国城市工业用水：1993年92．26亿m³，1998年 80．?9亿m³’。
　　· 上海城市工业用水： 1985年6．26亿m³，1998年3．97亿m³。
　　· 波兰水价上涨以后，1998年较1989年城市居民用水单耗下降10-60％，工业用水下降10—75％。
　　· 1990年，东西柏林合并时，综合用水量为255 L／人·d，生活用水量为161 L／人·d，以后东柏林水价猛涨，单耗下降近50％，东西柏林综合用水量降至173L／人·d，生活用水量降至125 L／人·d。

3 城市用水量分析与预测

　　从上述统计数据可以分析得出以下几点规律性意见，在此提出，期待商榷：
　　1)市用水量与当地水资源丰富状况有紧密联系，人类可以利用科学技术方法使有限的资源得到高效利用。在水资源不丰富和缺乏的国家和地区，只要加强科学技术，可以在很大程度上缓解或 解决缺水问题。
　　2)活用水量、上业用水量和城市综合用水量的增长具有一个“饱和值”或“上限值”，不是无限增长的。在用水量预测时，不宜采用过高的指标，不然，极易造成投资浪费，提高供水成本，带来运行及维护的困难。
　　3)市供水具有市场价值和规律，象其他商品流通类似，具有市场饱和度，并与其价格政策具有密切联系。合理的水价和收费是达到科学用水和节约用水的重要途径。
　　4)国现行的城市供水工程规划规范提供的用水量指标显得过高，人均综合用水量远大于国外人均综合用水量。应与修正。全国范围内的城市用水量平均值建议采用下列方法设定：
　　(1)民生活用水量：150—200 L／人·d；
　　(2)城市综合供水量(包括居民生活用水量、工业用水量和公共设施用水量)：500 L／人·d。
　　在城市供水工程规划中，可根据规划工程的地区社会和自然条件及产业结构，结合当地具体情况和历史发展，可在上述建议数值的正、负30％的范围内进行调整，即(1)居民生活用水量：
　　100——260 L／人·d；(2)城市综合供水量：350——650Ｌ／人·d。
　　5)中国是一个水资源缺乏的国家，通过加强科学研究和提高资源利用效率，用节约用水的资源意识指导供水工程规划，可以达到资源优化组合和可持续发展的目的。

参考文献

　　[1]《城市给水工程规划规范》 GB50282--98， 1998
　　[2]《室外给水设计规范》CBJl3—86 1986
　　[3]建设部综合计划财务司，城市建设统计年报．1990—1998
　　[4)宋序彤，中国城市给水排水发展特征及未来发展有关问题，21世纪中国城市水管理国际研讨会研究报告与论文，1999北京
　　[5]汪光焘，城市节水技术与管理，中国建筑工业出版社，1994
　　[6]董辅样，城市与工业节约用水理论，中国建筑工业出版杜，2000
　　[7]Ｍalcolm Newson, Land and Developnent,Sustainable Management of River Basin Systems，Routledge Press，London,SecondEdition， 1997
　　[8]Iles，Bryan，Training Course of Water Supply Technology，Shanghai，1999
　　[9]戴慎志，城市工程系统规划，中国建筑工业出版社，1999
　　[10]中国城镇供水协会，城市供水行业2010年技术发展建议，2001
　　[11]唐 鹣，国外城市节水技术与管理，中国建筑工业出版社，1997