劉桂香，劉 靜

（1.青島市工程咨詢院，山東 青島 266061；2.青島青咨工程咨詢有限公司，山東 青島 266061）

在村鎮(zhèn)供水工程中，設(shè)計流量的計算成果對管網(wǎng)管徑的選擇起著決定性作用，而管徑選擇是否適宜不僅影響供水工程投資，而且會影響運營期間使用效果。從近幾年審核的村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計中，設(shè)計流量的計算主要選用了兩種方法：人均用水當(dāng)量法、出流概率法。本文以青島市村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計中常采用的這兩種方法、并結(jié)合實例，對兩者的適用性進(jìn)行探討。

1 村鎮(zhèn)供水計算方法

1.1 人均用水當(dāng)量法

人均用水當(dāng)量法是根據(jù)人均用水當(dāng)量、各管段用水人口及用水大戶的配水流量計算確定個管段的沿線出流量，計算公式如下：

式中：q為人均用水當(dāng)量，L/（h·人）；W為村或鎮(zhèn)的最高日用水量，m3/d；w1為企業(yè)、機關(guān)及學(xué)校等用水大戶的用水量之和，m3/d；Kh為小時變化系數(shù)；P為設(shè)計用水人口數(shù)，人。

人均用水當(dāng)量確定后，管網(wǎng)沿線流量根據(jù)Q=q·P公式計算。

1.2 出流概率法

采用出流概率法計算設(shè)計秒流量是目前《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（GB50015-2009）（以下簡稱《建筑規(guī)范》）推薦使用的方法。此規(guī)范適用于居住小區(qū)、公共建筑區(qū)、民用建筑給水排水設(shè)計。此方法使用平均出流概率和同時出流概率的概念計算管段的設(shè)計秒流量。

1）最大用水時衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率：

式中：U0為生活給水管道的最大用水時衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率，%；qL為最高用水日的用水定額；m為每戶用水人數(shù)；Kh為小時變化系數(shù)；Ng1為每戶設(shè)置的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量數(shù)，一個衛(wèi)生器具給水當(dāng)量的定額為0.2 L/s；T為用水時數(shù)，h。

2）管段上的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量的同時出流概率：

式中：U為計算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時出流概率，%；αc為對應(yīng)于不同U0的系數(shù)，根據(jù)《建筑規(guī)范》附錄C查表；Ng為計算管段或節(jié)點的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)。

3）管段的設(shè)計秒流量

1.3 工程實例

以青島市某村內(nèi)供水工程為例進(jìn)行說明，設(shè)定該村的人口數(shù)和用戶數(shù)簡化為每1戶3.5人（比實際偏大），根據(jù)青島市村鎮(zhèn)供水的實際情況，地域分區(qū)按三區(qū)取最高日居民生活用水定額70L/人·d，小時變化系數(shù)取 2.5。

根據(jù)《村鎮(zhèn)規(guī)范》，公共建筑用水量取居民生活用水量的5%，管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見水量取10%，不計企業(yè)、機關(guān)及學(xué)校等用水大戶的用水量，求得人均用水當(dāng)量為8.385L/（h·人），并計算出相應(yīng)的流量、管徑。

根據(jù)《建筑規(guī)范》，每戶設(shè)置的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量數(shù)取 1.5，得 U0=4.051%，αc=0.0465，并計算出相應(yīng)的流量、管徑。

1.4 對比分析結(jié)論

現(xiàn)狀條件下，農(nóng)村人口正在向城市和小城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，留在村內(nèi)的人口大多是常年在家、年齡偏大者，達(dá)到最高日用水量的工況一般為特定節(jié)假日，并且三餐時間節(jié)點用水均勻。經(jīng)調(diào)查走訪，3口之家的月用水量最大為 9.0 m3，8.0 m3、7.0 m3、6.0 m3居多，最少的達(dá)到3.5 m3。

根據(jù)《村鎮(zhèn)規(guī)范》《建筑規(guī)范》計算的實例中的 15戶、36戶、56戶、76戶、98戶、131戶、226戶、326戶的設(shè)計流量進(jìn)行對比分析?！洞彐?zhèn)規(guī)范》中采用人均用水當(dāng)量法計算的設(shè)計流量成果最接近于實際調(diào)查最大值，倍數(shù)在0.95左右。而平均出流概率法計算的設(shè)計流量是實際調(diào)查最大值的9.45～2.44倍，平均出流概率法計算的設(shè)計流量是人均用水當(dāng)量法的10.25～2.62倍，并且戶數(shù)越少相差倍數(shù)越大、戶數(shù)越多相差倍數(shù)越小。經(jīng)試算，兩種方法計算成果的切合點在戶數(shù)為6 860戶時，流量相同為55.93 L/s；在戶數(shù)為1 500戶時，平均出流概率法計算的設(shè)計流量是人均用水當(dāng)量法的1.5倍。

2 結(jié)語

當(dāng)采用的設(shè)計流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實際用水流量的情況下，導(dǎo)致擬定管徑偏大，實際流速偏小，容易造成管道內(nèi)的水停留時間過長，造成水質(zhì)污染，長時間會導(dǎo)致管道通水能力逐漸變小。此外，管徑設(shè)計偏大，增加供水管網(wǎng)工程投資。

考慮到工程供水安全的重要性，以經(jīng)濟合理、貼合實際為原則，適當(dāng)預(yù)留一定的安全系數(shù)，建議當(dāng)村鎮(zhèn)戶數(shù)小于1 500戶時，優(yōu)先采用人均用水當(dāng)量法；當(dāng)戶數(shù)大于1 500戶，優(yōu)先采用平均出流概率法。