第三节 用水量预测

一、用水分类

农村用水量应分为两部分：第一部分应为农村供水工程统一供给的居民生活用水、企业用水、公共设施供水及其他用水量总和；第二部分应为上述统一供给以外的所有用水水量的总和，包括企业和公共设施自备水源供给的用水、河湖环境和河道用水、农业灌溉及畜牧业用水。

二、用水量标准

用水量标准是指设计年限内达到的用水水平，亦即每一种不同性质的用水，所给定的单耗水量标准，即用水定额。如每人每天需耗用多少水量［L/（人·d）］，乡镇企业生产单位产品需多少水量（m3/单位产品）或企业生产设备单位时间需多少水量（L/h），每头牲畜每日需多少水量［L/（头·d）］等。

设计用水量标准是确定设计用水量的主要依据，它可影响供水系统相应设施的规模、工程投资、工程新建或扩建的期限、今后水量的保证和水厂的经济效益等诸多方面。在确定用水量标准时，应结合现状和规划资料，并参照类似地区用水情况。

1.农村居民生活用水量标准

农村居民生活用水是指居民家庭的日常生活用水，包括居民的饮用、烹调、洗涤、清洁、冲厕、洗澡等用水。生活用水量标准用L/（人·d）表示。生活用水量标准与水源条件、经济水平、居住条件、供水设备完善情况、生活水平等因素有关。不同地区人均生活用水量会有较大差别，即使同一地区、不同村镇，因水源条件不同，用水量也可能相差较大。

影响生活用水量的因素很多，设计规划时，农村生活用水量标准可参考《村镇供水工程技术规范》（SL 310—2004）的规定，见表2-4。

2.乡镇企业用水量标准

乡镇企业用水包括生产用水和工作人员的生活用水。

（1）乡镇企业的生产用水量标准。乡镇企业生产用水一般是指乡镇企业在生产过程中用于加工、净化和洗涤等方面的用水。用水量的增长与乡镇经济发展计划、企业工艺的改革和设备的更新等密切相关，因此应通过乡镇工业用水调查以获得可靠资料。

乡镇企业生产用水量标准，应根据生产工艺过程的要求而定。它包括：①冷却用水，如锅炉、炼钢炉和冷凝器的用水；②生产过程用水，如纺织厂和造纸厂的洗涤、净化和印染等用水，食品工业用水是食品原料之一；③交通用水，如机车和船舶用水等。由于生产工艺过程的复杂性和多样性，生产用水对水质水量要求的标准不一。在确定生产用水的各项指标时，应深入了解生产工艺过程，并参照厂矿实际用水量或有关规范、手册数据等，以确定其对水量、水质、水压的要求。

乡镇企业的用水量标准与生产规模、生产工艺、设备类型和管理水平等因素有关，各地差异较大。一般有两种计算方法：

1）按单位产品计算，如每生产1t水泥需1.5～3.0m3水，每印染1万m棉布需200～300m3水。

2）按每台设备每台或台班的用水量计算，如农用汽车100～120L/（台·d），锅炉1000L/（h·t）（以小时蒸发量计）。

企业生产用水量通常由工艺部门提供数据，还应参照同类性质工厂的生产用水量并结合当地实际情况决定，表2-5可供参考。

（2）乡镇企业的职工生活用水和淋浴用水标准。它是指每一职工每班的生活用水量和淋浴用水量。职工生活用水标准，应根据车间性质决定，一般采用25～35L/（人·班），一般车间用下限，高温车间采用上限，其时变化系数为2.5～3.0。有淋浴的可根据具体情况确定，职工的淋浴用水标准，可采用表2-6的规定，淋浴延续时间为下班后1h。

对耗水量大、水质要求低或远离居民区的企业，是否将其列入供水范围应根据水源充沛程度、经济比较和水资源管理要求等确定。

3.村镇公共建筑用水量标准

公共建筑包括学校、机关、医院、饭店、旅馆、公共浴室、商店等。其用水涉及甚广，难以用统一的指标衡量。机关、学校等行业一般用L/（人·d）表示，旅馆、医院等行业一般用L/（床·d）表示，商店、餐饮等行业一般用L/（营业面积·d）表示。

《建筑给水排水设计规范》（GB 50015—2003）对各种公共建筑用水标准做了较详细的规定，旅馆、学校、医院等，对于条件好的村镇，可按表2-7确定公共建筑用水量标准。但对于条件一般或较差的村镇，应根据公共建筑类型、用水条件以及当地的经济条件、气候、用水习惯、供水方式等具体情况对表2-7中的公共建筑用水量标准适当折减，折减系数可为0.5～0.7；无住宿学校的最高日用水量标准可为15～30L/（人·d），机关的最高日用水量标准可为20～40L/（人·d）。

在缺乏统计资料时，公共建筑用水量可按居民生活用水量的5%～25%估算，其中无学校的村庄不计此项，其他村庄宜为5%～10%，集镇宜为10%～15%，建制镇宜为10%～25%。条件一般的村庄和条件较差的镇取低值，条件较好的村镇取高值。

4.饲养牲畜用水量标准

集体或专业户饲养畜禽，不同饲养方式的用水量标准不同。饲养禽畜最高日用水量，应根据畜禽饲养方式、种类、数量、用水现状和近期发展计划确定。

（1）圈养时，饲养畜禽用水定额可按表2-8选取。

（2）放养畜禽时，应根据用水现状对按定额计算的用水量适当折减。

（3）有独立水源的饲养场可不考虑此项。

5.农业灌溉用水量标准

农业灌溉用水多自成系统，主要农业机械用水量标准见表2-9。

6.庭院用水量标准

庭院用水量一般不予考虑，因为它的用水量很少，当采用饮灌两用机井时，庭院用水量一般为当地生活用水量的2～3倍。

7.消防用水量标准

一般是从街道上消火栓和市内消火栓取水。消防给水设备由于经常不工作，可与生活饮用水给水系统结合在一起考虑。对防火要求高的场所，如仓库和工厂，可设立专用的消防给水系统。大型城镇，应根据《建筑设计防火规范》（GB 50016—2006）规定，把消防水量计算在用水量之内。消防用水量标准参照表2-10和表2-11。

允许短时间间断供水的村镇，当上述用水量之和高于消防用水量时，确定供水规模可不单列消防用水量。

8.浇洒道路和绿地用水量标准

浇洒道路和绿地用水量，水资源丰富地区经济条件好或规模较大的镇可根据需要适当考虑，村镇道路的浇洒用水标准可按浇洒面积1.0～2.0L/（m2·d）计算；绿地浇洒用水标准可按浇洒面积1.0～3.0L/（m2·d）计算。若道路的喷洒频率不高，则该项用水量很少，一般也可按综合生活用水量的3%～5%估算，其余镇、村可不计此项。

9.管网漏失水量和未预见用水量标准

未预见水量是指给水系统设计中，对难于预测的各种因素而准备的水量。村镇的未预见水量和管网漏失水量可按最高日用水量的10%～25%合并计算。村庄取较低值、规模较大的镇区取较高值。

三、用水量变化及预测

由于用水量具有随机性，用水量是时刻变化的，用水量只能按一定时间范围内的平均值进行计算，通常用以下方式表示。

1.用水量的表示

（1）平均日用水量：即规划年限内，用水量最多一年内的总用水量除以用水天数。该值一般作为水资源规划的依据。

（2）最高日用水量：即用水量最多一年内，用水量最多一天的总用水量。该值一般作为供水取水与水处理工程规划和设计的依据。设计给水工程时，一般以最高日用水量来确定给水系统中各项构筑物的规模。

（3）最高日平均时用水量：即最高日用水量除以24h，得到的最高日平均每小时的用水量，实际上只是对最高日用水量进行了单位换算，它与最高日用水量作用相同。

（4）最高时用水量：即用水量最多的一年内，用水量最高的24h中，用水量最大的1小时的总用水量。该值一般作为供水管网工程规划与设计的依据。

2.用水量变化的表示

无论是生活用水还是生产用水，其耗水量绝不是一个恒定不变的数值，用水量随时都在变化。一年中不同季节的用水量有变化，同一季节中不同日的用水量也有变化，同一天不同小时的用水量也有变化。生活用水量随着生活习惯和气候而变化，如假期比平日高，夏季比冬季用水多；在一天内又以起床后和晚饭前用水最多。农业生产活动有较强的季节性，同工业生产相比年内用水量变化也较大。如工业企业的冷却用水量，随水源的水温而变化，夏季的冷却用水量大于冬季，可是某些生产用水量则变化很少。用水量标准只是一个平均值，在设计给水系统时，还须考虑每日每时的用水量变化。各种用水量的变化幅度和规律有所不同，用水量的变化可以用变化系数表示。规划和设计供水工程时主要是考虑逐日、逐时的变化。

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Kd，即

式中 Qd——最高日用水量，m3/d；

Qad——平均日用水量，m3/d。

日变化系数应根据供水规模、用水量组成、生活水平、气候条件，结合当地相似供水工程的年内供水变化情况综合分析确定，可在1.3～1.6范围内取值。

在进行供水工程规划和设计时，一般首先计算最高日用水量，然后确定日变化系数，由此，计算出全年用水量或平均日用水量，即

式中 Qy——全年用水量，m3/a。

在一日内，每小时用水量的变化可以用时变化系数表示，最高时用水量与平均时用水量的比值，称为时变化系数，记作Kh，即

式中 Qh——最高时用水量，m3/h。

根据最高日用水量和时变化系数，可以计算最高时用水量为

从集中给水龙头取水时，用水时间往往比较集中，时变化系数很大；用水比较均匀时，时变化系数较小。时变化系数，应根据各村镇的供水规模、供水方式，生活用水和企业用水的条件、方式和比例，结合当地相似供水工程的最高日供水情况综合分析确定。

全日供水工程的时变化系数，可按表2-12确定。

定时供水工程的时变化系数，可在3.0～4.0范围内取值，日供水时间长、用水人口多的取较低值。

在设计给水系统时，必须通过合理确定给水系统的设计用水量及各组成部分的设计水量来适应、满足这一变化。在设计时，取水构筑物、一级泵站和水厂等按最高日平均时流量计算，二级泵站及输配水管网按最高日最高时流量计算。

3.需水量预测方法

需水量预测方法有多种方法，在供水规划时，要根据具体情况，选择合理可行的方法，必要时，可以采用多种方法计算，然后比较确定。

（1）分类计算法。分类估算法先按照用水的性质对用水进行分类，然后分析各类用水的特点，确定它们的用水量标准，并按用水量标准计算各类用水量，最后累计出总用水量。

该法比较细致，当有较详细的基础资料时，采用此方法可以求得比较准确的用水量。

（2）人均综合指标法。农村用水量与其人口具有密切的关系，农村除农业灌溉用水之外所有用水量之和除以农业人口数的商称为农村人均综合用水量，是将所有用水量之和按人计算的平均值。在村镇供水工程规划，立项、编制项目建议书或审查工程可行性研究报告时，以人均综合用水量乘以设计人口，即为需水量。该方法简便，便于实际操作和掌握。

由于各地水资源条件、经济状况、管网建设情况及生活卫生习惯差异较大，对水量的需求差别也较大，并随着各地村镇经济发展，农村人均综合用水量将有不同程度地增长。不同地区人均综合最高日用水量指标可参考表2-13。

（3）年递增率法。随着社会经济发展以及社会主义新农村的建设，农村居民生活水平随之不断提高，供水量一般呈现逐年递增的趋势，在过去的若干年内，每年用水量可能保持相近的递增比率，可用如下公式表达，即

式中 Qad——起始年份后第t年的平均日用水量，m3/d；

Q 0——起始年份平均日用水量，m3/d；

δ——用水量年增长率，%；

t——规划年限，a。

上式实际上是一种指数曲线的外推模型，可用来计算未来年份的总用水量。

（4）线性回归法。日平均用水量亦可用一元线性回归模型进行预测计算，公式可写为

式中 Qad——起始年份后第t年的平均日用水量，m3/d；

Q 0——起始年份平均日用水量，m3/d；

ΔQ——日平均用水量的年平均增量，（m3/d）/a，根据历史数据回归计算求得；

t——规划年限，a。

农村需水总量受到多种因素的影响，诸如农村经济发展状况、农村产业结构的调整、生活条件、人口增长、用水习惯、资源价值观念、科学用水和节约用水、水价及水资源丰富和紧缺程度等。其用水总量在不断地发生变化，用水量增加到一定程度后将会达到一个稳定水平，甚至可能出现负增长趋势。

四、用水量的计算

1.分类计算法

采用此方式时，应根据当地实际用水需求列项，按最高日用水量进行计算。

（1）最高日生活用水量。最高日生活用水量用下式计算，即

式中 Q1——居民生活用水量，m3/d；

N 1 i ——设计用水居民人数，人；

P 0——供水范围内的现状常住人口数，其中包括无当地户籍的常住人口，人；

γ——设计年限内人口的自然增长率，可根据当地近年来的人口自然增长率确定；

n——工程设计年限，a；

P 1——设计年限内人口的机械增长总数，可根据各村镇的人口规划以及近年来流动人口和户籍迁移人口的变化情况按平均增长法确定，人；

q 1 i ——各用水分区最高日居民生活用水标准，可按表2-1确定，L/（人·d）。

（2）公共建筑用水量。经济条件好的村镇，公共建筑用水量可用下式计算，即

式中 Q2——公共建筑用水量，m3/d；

q 2 i ——各用水分区的公共建筑的用水标准，L/（人·d）；

N 2 i ——各公共建筑的用水人数，人。

相对城市来说，农村公共建筑比较少，公共建筑用水量可按最高日生活用水量的百分数计或合并到未预见水量中。

（3）乡镇企业用水量。乡镇企业用水量可用下式计算，即

式中 Q3——乡镇企业设计用水量，m3/d；

q 3 i ——各企业最高日生产用水标准，m3/万元、m3/产量单位或m3/（生产设备单位·d）；

N 3 i ——各企业产值（万元/d）或产量（产品单位/d）或生产设备数量（生产设备到单位）；

fi——各企业生产用水重复利用率。

企业职工的生活用水和淋浴用水量可按下式计算，为

式中 q4i——各企业职工生活用水量标准，L/（人·班）；

q 5 i ——各企业职工淋浴用水标准，L/（人·班）；

N 4 i ——各企业最高日职工生活用水总人数，人；

N 5 i ——各工业企业车间最高日职工淋浴用水总人数，人。

对耗水量大、水质要求低或远离居住区的企业，是否将此项列入供水范围应根据水源充沛程度、经济比较和水资源管理要求等确定。

对于仅靠地下水资源供水的地区，在进行需水量计算时，工业用水量可不列项计算，根据当地工业发展的实际情况，可采用生活用水量的5%～10%估算或不计此项。

（4）饲养畜禽用水量。集体或专业户饲养禽畜用水量可用下式计算，即

式中 Q5——饲养畜禽用水量，m3/d；

q 6 i ——各用水分区的饲养畜禽的用水量标准，L/（头，只·d），见表2-8；

N 6 i ——各用水分区的饲养禽畜数，头或只。

根据我国禽畜发展现状，规模化养殖已成为发展趋势，集体或专业户饲养禽畜用水量应按照以近期为主适当考虑发展的原则确定，一般可考虑5年左右的发展计划。另有独立水源的饲养场可不考虑此项。

（5）浇洒道路和绿地用水量。浇洒道路和绿地用水量可用下式计算，即

式中 q7——浇洒道路用水标准，L/（m2·d）；

q 8——绿化用水标准，L/（m2·d）；

N 7——最高日浇洒道路面积，m2；

N 8——最高日绿地用水面积，m2。

规模不大且经济条件一般或较差的村镇，特别是水资源贫乏地区，浇洒道路和绿地一般较少，为非日常用水，且用水时一般能避开高峰期，因此，此项可不列。

（6）管网漏失水量和未预见水量。管网漏失水量和未预见水量可用下式计算，即

（7）消防用水量。消防用水量可用下式计算，即

式中 qx——消防用水标准，L/s；

fx——同时火灾次数。

（8）最高日用水量。最高日用水量可用下式计算，即

允许短时间间断供水的村镇，当上述用水量之和高于消防用水量时，确定供水规模可不单列消防用水量。

2.人均综合指标法

人均综合指标法较简便易行，其计算公式为

式中 Q——农村供水工程用水需水量，m3/d；

q——农村人均综合用水量指标，见表2-13；

m——预测期农村用水人口数，人。

该方法预测的结果正确与否与人均综合用水量指标的选择有极大的关系，该指标随时空的变化而变化，确定该指标应充分考虑影响用水量指标的各种因素，使确定的用水量指标更符合当地的实际情况。