第四章给水管道设计用水量本章内容:1、设计用水量组成2、用水量变化3、用水量计算本章难点:用水量计算城市用水量计算是给水系统规划和设计的主要内容之一, 是决定给水系统中水资源的利用量、取水、水处理、泵站和管网等设施的工程建设规模和投资额的基本依据。
设计用水量通常由下列各项组成:(1综合生活用水,包括居民生活用水和公共建筑及设施用水。
前者指城市中居民的饮用、烹调、洗涤、冲厕、洗澡等日常生活用水, 后者则包括娱乐场所、宾馆、浴室、商业、学校和机关办公楼等用水;(2工业企业生产用水和职工生活用水;(3消防用水;(4浇洒道路和绿地用水等市政用水;(5管网漏失水量及未预计水量。
在确定设计用水量时,应根据各种供水对象的使用要求及发展规划和现行用水定额, 计算出相应的用水量,最后加以综合作为设计的依据。
第一节用水量定额用水量定额是指不同的用水对象在设计年限内达到的用水水平。
一、生活用水定额生活用水定额指每人、每天的用水量,以L/(Cap • d 计。
影响生活用水定额的因素很多, 如当地的水资源和气候条件、人民的生活水平、生活习惯、收费标准及办法、管理水平、水质和水压等因素有关。
1. 居民生活用水定额和综合生活用水定额设计时应根据当地国民经济、城市发展规划和水资源充沛程度, 在现有用水定额基础上, 结合给水专业规划和给水工程发展条件综合分析确定。
如缺乏实际用水资料, 则居民生活用水定额和综合生活用水定额可参照现行《室外给水设计规范》的规定。
2. 公共建筑用水定额可参照现行《建筑给水排水设计规范》的规定。
3. 工业企业职工生活及淋浴用水定额工业企业职工生活及淋浴用水定额是指工业企业职工在从事生产活动时所消费的生活及淋浴用水量,以 L/(Cap ·班计,设计时可按《工业企业设计卫生标准》的规定。
工作人员生活用水量应根据车间性质决定, 一般车间采用每人每班 25L , 高温车间采用每人每班 35L 。
职工淋浴用水定额与车间特征有关,淋浴时间在下班后一小时内进行,二、工业企业生产用水定额工业生产用水一般是指工业企业在生产过程中的用水, 包括直接冷却水、工艺用水 (产品用水、洗涤用水、直接冷却水、锅炉用水、空调用水等方面。
工业企业生产用水定额通常采用以下三种表示方法:①以万元产值用水量表示。
②按单位产品用水量表示。
③按每台设备每天用水量表示。
可参照有关工业用水量定额。
生产用水量通常由企业的工艺部门提供。
在缺乏资料时,可参考同类型企业用水指标。
在估计工业企业生产用水量时, 应按当地水源条件、工业发展情况、工业生产水平,预估将来可能达到的重复利用率。
三、消防用水定额消防用水量、水压和火灾延续时间等,应按照现行的《建筑设计防火规范》及《高层民用建筑设计防火规范》等执行。
四、其他用水浇洒道路和绿化用水量应根据路面种类、绿化面积、气候和土壤等条件确定。
浇洒道路用水量一般为每平方米路面每次 1.0~2.0L,每日 2~3次。
大面积绿化用水量可采用 1. 5~ 4.0L /(m2·d 。
城市的未预见水量和管网漏失水量可按最高日用水量的 15%~25%合并计算,工业企业自备水厂的上述水量可根据工艺和设备情况确定。
第二节用水量变化用水量变化规律可以用变化系数或变化曲线表示, 为了计算给水系统各组成部分的设计流量,必须给出最高日用水量的变化规律。
一、变化系数的基本概念室外给水工程系统设计只需要考虑日与日、时与时之间的差别,即逐日逐时用水量变化情况。
为了反映用水量逐日逐时的变化幅度大小,在给水工程中,引入了两个重要的特征系数:日变化系数和时变化系数。
1. 日变化系数在一年中, 每天用水量的变化可以用日变化系数表示, 即最高日用水量与平均日用水量的比值,称为日变化系数,记作 K d ,即:d d dQ K Q=(4-1或365d d yQ K Q = (4-2式中 d Q -最高日用水量, m 3/d; Y Q -全年用水量, m 3/a; d Q -平均日用水量, m 3/d。
2. 时变化系数在一日内, 每小时用水量的变化可以用时变化系数表示, 设计时一般计最高日用水量的时变化系数。
最高一小时用水量与平均时用水量的比值,叫做时变化系数,记作 K h ,即:h h hQ K Q=(4-3或24h d dQ K Q = (4-4式中 h Q -最高日最高时用水量, m 3/h; h Q -最高日平均时用水量, m 3/h。
在缺乏实际用水资料情况下,最高日城市综合用水的时变化系数 K h 宜采用1.3~1.6, 大中城市的用水比较均匀, K h 值较小,可取下限,小城市可取上限或适当加大。
日变化系数 K d ,根据给水区的地理位置、气候、生活习惯和室内给水排水设施完善程度,其值约为 1.1~1.8,可根据《城市给水工程规划规范》 (GB50282-98选用,二、用水量变化曲线在设计给水系统时,除了求出设计年限内最高日用水量和最高日的最高一小时用水量外,还应知道 24h 的用水量变化,以确定各种给水构筑物的大小, 这种用水量变化规律,通第三节用水量计算城市总用水量的计算,应包括设计年限内该给水系统所供应的全部用水 :居住区综合生活用水、工业企业职工生活用水、淋浴用水和生产用水、浇洒道路和绿地用水等市政用水以及未预见水量和管网漏失水量等。
由于用水集中且历时短暂, 消防用水量不累计到总用水量中,仅作设计校核。
一、最高日设计用水量计算城市最高日设计用水量应包括以下几项: 1. 生活用水量计算(1综合生活用水量 1Q 的计算综合生活用水量包括城市居民生活用水量 1' Q 和公共建筑用水量 1'' Q ,其中: ①居民生活用水量 1' Q 可按下式计算 : 111' ' 1000N q Q =(m3/d (4-5式中 1' q -设计期限内采用的最高日居民生活用水定额, L/(cap·d ,参见表 4-1;1N -设计期限内规划人口数, cap 。
②公共建筑用水量 1'' Q ,可按下式计算 : 11111'' '' 1000ni i i Q N q ==∑(m3/d (4-6式中 1'' i q -某类公共建筑最高日用水定额,按表 4-3采用; 1i N -对应用水定额用水单位的数量 (人、床位等。
所以 : 1Q =1' Q +1'' Q综合生活用水量 1Q 也可直接按下式计算 :111111000ni i i Q N q ==∑(m3/d (4-7式中 1i q 一设计期限内城市各用水分区的最高日综合生活用水定额, L/(cap·d ,参见表4-2;1i N -设计期限内城市各用水分区的计划用水人口数, cap 。
一般情况下, 城市应按房屋卫生设备类型不同, 划分不同的用水区域, 以分别选用用水量定额,使计算更准确。
城市计划人口数往往并不等于实际用水人数, 所以,应按实际情况考虑用水普及率,以便得出实际用水人数。
(2工业企业职工的生活用水和淋浴用水量 2Q 计算Q2 = ∑ 式中 q2 ai N 2 ai + q2bi N 2bi 3 (m /d 1000 （4-8） q2ai －各工业企业车间职工生活用水量定额，L/(cap·班； q2bi －各工业企业车间职工淋浴用水量定额，L/(cap·班； N 2ai －各工业企业车间最高日职工生活用水总人数，cap； N 2bi －各工业企业车间最高日职工淋浴用水总人数，cap。
注意， N 2ai 和 N 2bi 应计算全日各班人数之和，不同车间用水量定额不同时，应分别计算。
2.工业企业生产用水量 Q3 计算Q3 = ∑ q3i N 3i (1 − n (m3/d 式中（4-9） q3i －各工业企业最高日生产用水量定额，m3/万元、m3/产品单位或 m3/(生产设备单位·d； N 3i －各工业企业产值，万元/d，或产量，产品单位/d，或生产设备数量，生产设备单位； n －各工业企业生产用水重复利用率。
3.市政用水量计算 Q4 计算 Q4 = 式中 q4 a N 4 a n4 + q4 b N 4b 3 (m /d 1000 （4-10） q4a －城市浇洒道路用水量定额，L/(m2·次；q4b －城市大面积绿化用水量定额，L/(m2·d； N 4a －城市最高日浇洒道路面积，m2； n4 －城市最高日浇洒道路次数； N 4b －城市最高日大面积绿化面积，m2。
除上述各种用水量外，未预见水量及管网漏失水量，一般按上述各项用水量之和的15％～25％计算。
因此，设计年限内城镇最高日设计用水量为: Qd = (1.15 ~1.25(Q1 + Q2 + Q3 + Q4 (m3/d 二、最高日平均时和最高时用水量计算 1.最高日平均时用水量为：（4-11） Qh =2.最高日最高时设计用水量为： Q max = K h Q d Qd 3 (m /d 24 24 (m /d 3 （4-12）（4-13）或 Qh = 式中 k h －时变化系数； 1000 × K h Q d K Q = h d 24 × 3600 86.4 (L/s （4-14） Q d －最高日设计用水量，m /d。
3 由于各种用水的最高时用水量并不一定同时发生，因此不能简单将其叠加，一般是通过编制整个给水区域的逐时用水量计算表，从中求出各种用水按各自用水规律合并后的最高时用水量或时变化系数 Kh，作为设计依据。
三、消防用水量计算由于消防用水量是偶然发生的，不累计到设计总用水量中，所以消防用水量 Qx 仅作为给水系统校核计算之用， Qx 可按下式计算： Qx = N x qx 式中（4-15） N x 、 qx －分别为同时发生火灾次数和一次灭火用水量，按国家现行《建筑设计防火规范》的规定确定。