沿海某城市居民生活用水趋势与特性研究_张誉.pdf

2023 年第 1 期 89 CITY AND TOWN WATER SUPPLY研究与探讨城市居民生活用水是指使用公共供水设施或自建供水设施供水的，城市居民家庭日常生活使用的自来水，主要包括洗浴、洗衣、炊事烹饪、冲洗卫生洁具、清扫等。各省市目前主要以现行城市居民生活用水量标准（GB 50331-2002）（以下简称标准）的用水定额为参考依据，此标准参考了建筑气候区划标准（GB 50178-93），并结合行政区划考虑地理环境因素进行了分区，但分区的范围仍然比较大，每个区内可能还存在一定的差异，且随着城市化进程的不断发展，居民的生活和用水习惯也发生了明显变化，进而实际的生活用水情况与制定标准过程中调研的情况也有一定的出入。潘颖1等通过对大陆地区的人均居民生活用水情况，分析了城市规模与人均居民生活用水的关系，并在此基础上针对标准提出了相关指标的修订建议，但是范围还是比较大，不够具体细致。人口统计和管理非常复杂，各地在用水特性上也存在一定的差异，若居民生活用水定额取值过大，会加大饮用水在供水管道中的水龄从而影响水质，取值过小会影响用户的正常用水。确定符合实际的用水量指标，对于合理城市供水规划发展、水资源合理利用与保护、促进城市健康用水发展等方面具有重要的意义。笔者结合自身实际工作经验，通过对沿海某城市生活用水量特性进行了详细地分析和总结，以期能为设计和工程管理人员可以更好的结合实际，因地适宜做好居民生活用水定额的选择，不仅有效地节约水资源，还通过提高管道内饮用水流速进而提升供水水质。1.年度供水量与售水量指标该市 2011 年至 2020 年 10 年的供水量如图 1 所示。全市年度供水量基本逐年上升，其中 2014 年 2015 年供水量增加较明显，增量为 5.82%，主要原因是该市当年集中完成了乡镇用水区域的接收与并网供水，用户数量明显增加，用水量同步上升。2020 年达到供水量最大值为 47358 万 m3，10 年内该市年供水总沿海某城市居民生活用水趋势与特性研究张誉1徐巧1刘志刚1,2何建荣1俞凡1王项荣1（1.宁波市自来水公司，浙江宁波 315041；2.河海大学环境学院，江苏南京 210098）摘要：生活用水是城市用水中的重要组成部分，居民生活用水指标受多方面因素影响，其取值的合理与否对城市用水规划及水资源的高效利用具有重要意义。本文以南方沿海某市近十年来用水量特性为研究依据，从不同区域及不同方面入手，通过分析该市居民用水量指标的时空变化特性，提出该市居民生活用水量指标取值及优化供水调控管理的建议。关键词 ：生活用水量指标；用水规划；供水调控DOI:10.14143/ki.czgs.2023.01.0222023 年第 1 期 90 CITY AND TOWN WATER SUPPLY研究与探讨量上升 7572 万 m3，增量为 19.03%。从最高日供水量上看，该市也基本逐年上升，最大值为 2020 年的 153.42 万 m3/d，与 2011 年相比增加 9.36%。该市年度售水量及用户数变化如图 1 所示，全市年度售水量也呈逐年上升趋势，2014年至 2017 年售水量增量较明显，这与用户数量的增加明显相关；2020 年售水量达到最大值为 40865 万 m3。10 年内该市年售水总量上升 10849 万 m3，增量为 36.15%，用户数增加93.66 万户，增量 132.49%。由此可见，随着城市发展，城市的用水需求不断增大，全市人均居民生活用水指标、其他行业用水水平等都需要进一步更新与调整。图 1全市年度供水量与售水量对年度售水量进行分类，主要分为居民用水、工商业用水、企事业单位用水及其他用水四类，其他用水类主要为洗车、洗浴桑拿等用水量较大的特种行业用水。结果如图 2所示，居民用水、工商业用水、企事业单位三类用水基本为逐年上升趋势，各类用水占总售水量的比例基本保持稳定，水量占比均值分别为 55.54%、40.99%和 3.41%。其中，在 2020年工商业类用水呈下降趋势，分析原因主要为 2020 年初爆发的新冠疫情对各类工商业都产生了较大影响，停工停产导致用水量降低。该市近十年居民生活用水年均增量为 3.22%，其中在 2014 至 2015 年由于城乡供水一体化推进，用户数量明显增加，居民生活用水量增量在 7.12%左右；除去 2020 年疫情影响外，工商业用水年均增量为 5.69%；企事业单位用水量基本维持稳定。此外，其他行业用水量呈逐年降低趋势，分析原因主要有两方面：第一，物价管理部门针对特种行业经营范围的不断调整，部分原特种行业相关水量归入工商业等其他用水分类，导致水量降低；第二，节水政策的不断推广促进耗水量大的企业减少耗水。图 2全市分类售水量图2.居民人均用水量指标变化该市居民人均用水量指标如下图所示。按2023 年第 1 期 91 CITY AND TOWN WATER SUPPLY研究与探讨居民用水 3.2 人/户进行计算，该市近十年来人均居民用水指标程逐渐降低趋势，从 2011年人均居民用水 231.4L/人 d 下降至 2020 年的 127.4L/人 d，降幅为 44.95%。此外，近五年来该市人均居民用水量呈线性下降趋势，每年人均居民用水量下降约 4.9L/人 d。分析居民人均用水量的下降，主要有以下几方面：第一，研究表明，阶梯水价制度的推行往往能够促使人们节水23；第二，近年来随着居民节水意识的不断增强，家庭节水器具的使用率不断提高，在一定程度上也会降低居民的用水量。第三，随着居民用水需求的增加以及水资源的不断短缺，目前各地都实施了各种用水定额等行政或经济激励政策来进一步优化居民用水。此外，供水企业还经常进行节水教育宣传活动，促进居民节水意识的提高。图 3全市居民生活用水指标曲线图该市下辖 AF 六个行政区块，分别对六个区域的居民人均用水量指标进行统计，结果如图 4 所示。近十年 F 六个区居民人均用水量均值分别为 112.7、107.3、99.2、101.2、125.4、155.9L/人 d。由下图可知，除了 F区外，其余五区的居民人均用水量变化较小，基本维持在 100150L/人 d；F 区在 2013 年2014 年间居民人均用水量变化明显，分析原因主要为 2013 年至 2014 年，F 区进行的大规模的城乡供水一体化改造，用户数由 2013 年的 71519 户上升至 2014 年的 199187 户，用户数量的剧增导致居民人均用水量指标数据在统计上出现明显浮动。图 4全市各行政区居民生活用水指标曲线图从各行政区的居民人均用水量指标不难看出不同区域的用水指标存在一定差异，因此，对 AE 五个区按中心城区居民用水指标进行分析，结果如上图所示。E 区的居民人均用水量指标相对较高，约 79%以上的居民用水量指标高于 110L/人 d，其中约 35%以上居民用水量指标高于 130L/人 d；其次为 A 区，约 40%以上居民用水量指标高于 110L/人d，高于 130L/人d的占 20%左右；B、C、D 三区居民人均用水量2023 年第 1 期 92 CITY AND TOWN WATER SUPPLY研究与探讨指标分别相近，约 6%10%的居民用水量指标小于 90 L/人 d，35%46%的居民用水量指标在 90 110 L/人 d，42%53%的居民用水量指标在 110 130L/人 d，2.3%5.6%的居民用水量指标大于 130L/人 d。结合各区域内城区用户与乡镇用户的比例可知，E 区为该市老 城区，城区用户占比在 85%以上；A 区含较多的工业开发区，流动人口数量及密度较大；B、C、D 三区城区用户与乡镇用户数量差距不大。由此可见，居民人均用水量指标与城区与乡镇用户数量具有一定的相关性，人口密度较大的中心城区居民人均用水量指标较乡镇用户高，此外，人口密度较大的工业开发区用水指标也相对较高。研究表明，随着城市化进程的不断完善，居民生活用水指标会呈现先升高后降低并趋于稳定。引起用水量指标升高的因素如：洗衣机的推广使用、居民沐浴次数的增加、住房及收入条件改善等；而使用水量指标降低的因素如：居民节水意识的增强、阶梯水价的实行及节水设施的推广等。因此，该市 E 区城市化水平较高，预测今后几年居民用水量指标趋于平稳；而 A、B、C、D 四个区的居民用水量指标预测会随着旧城区及城郊区城市化改造的逐步推进而出现缓慢上升的态势。图 5全市居民生活用水指标月度变化曲线图表 1人均居民生活用水指标区域人均居民生活用水标准（L/人d）供水旺季（7 月 10 月）其他季节（11 月 6 月）中心城区11013090110乡镇区域10012080100为进一步确定该市居民年度用水指标变化规律，通过对该市近三年的每月居民生活用水量及其对应的户数综合比值得出该市每月居民生活用水平均用水量，结果如图 5 所示。可以看出，全年当中三月平均生活用水量明显低于其他月份，约为 68 L/人 d，这主要是由于 3 月份抄读的是 1 月和 2 月的居民用水量，正好为春节期间，该市大部分本地居民会选择外出旅游，大部分新人也会选择回老家探亲，因此这段时间的用水量相对较少。9 月份为居民用水量最高峰，约 103L/人 d，为最低用水量的 1.5 倍，这主要是因为每年 7 月至 10月为旺季供水高峰期，气温高，居民用水量达到最大值，由上图可知，供水旺季的居民用水量指标均值约为其他季节的 1.2 倍。这对供水企业的水厂制水量调控及区域供水调度具有一定的实践意义。综上所述，根据该市不同区域用户特性，结合年度季节性差异变化，对该市居民用水量指标建议值如表 1 所示。3.结论与分析本文以南方某市为研究对象，通过分析该市近十年来居民生活用水需求，结合城市发展特点分析居民用水发展趋势。该市居民生活用水总量为缓慢增长趋势，全市居民人均用水量指标逐年降低并同样趋于稳定，其中，乡镇及郊区用户用水量指标较中心城区居民小。除了城市化程度外，水价、气候、节假日等因素同样是影响居民用水量的因素。调节水价，进一步促进居民节水：水价2023 年第 1 期 93 CITY AND TOWN WATER SUPPLY研究与探讨在一定程度上可以调节城市居民的用水需求，虽然目前各地都已普及节水相关知识，但水资源浪费现象仍较严重。通过对水价的合理调节，能够发挥经济杠杆对居民用水需求的调节，从而推进水资源的节约与保护。有研究表明4，当水价上涨 1%时，能够使居民用水量减少约 0.12%。因此，应考虑将水价调控作为居民用水量需求调节的重要手段。充分考虑城市发展对用水居民用水需求的影响：城市发展及人民生活水平的提高也是影响居民用水量指标的重要因素。随着各地城市化进程的不断推进，应充分考虑城市经济发展带来的居民人口及用水需求剧增的情况，尤其是规划及供水部门在供水规划过程中，要为城市发展预留足够的水资源空间。根据气候、节假日等优化供水调度：居民用水需求与气候、节假日等因素息息相关。供水企业通过对季节气候、节假日供水情况的短期预报，可以进一步优化供需平衡，使供水调度更具预见性、科学性和有效性。参考文献：1 潘颖，曹积宏.城镇居民生活用水指标分析 J.净水技术，2020（8）：1471532 张满英.提高用水效率促进节约用水加快建立完善城镇居民用水阶梯价格制度 J.价格理论与实践，2014，000（002）：583 马训舟，张世秋，穆泉.阶梯式水价对城镇居民福利影响的模拟分析以北京市居民用水为例分析 J.价格理论与实践,2011,000（012）：25264 周景博.中国城市居民生活用水影响因素分析 J.统计与决策，2005（11）：7778作者通联：（上接第 64 页）3.结论建立了浸入式固相微萃取-气相色谱质谱法测定饮用水及地表水中的苯胺，整个分析过程不使用有机溶剂萃取，方法前处理过程简单，方法的线性范围、检出限、精密度及回收率均满足相关标准的要求，适用于饮用水及地表水中的苯胺检测。参考文献：1 程能林.溶剂手册(第 4 版).北京:化学工业出版社，20082 水和废水监测分析方法（第四版)(增补版)北京：中国环境出版社，20023 GB 3838-2002，地表水环境质量标准s.中华人民共和国生态环境部，20024 GB 5749-2006，生活饮用水卫生标准s.中华人民共和国卫生部，20065 GB/T 5750.8-2006，生活饮用水标准检验方法 有机物指标s.中华人民共和国卫生部，20066 HJ 822-2017，水质 苯胺类化合物的测定 气相色谱 质谱法s.生态环境部7 HJ 1048-2019，水质 苯胺类化合物的测定 液相色谱 三重四极杆质谱法s.生态环境部8 欧阳钢锋、（加）波利西恩（Pawliszyn,J.）固相微萃取原理与应用（第版）北京：化学工业出版社，20129 HJ 168-2020，环境监测分析方法标准制定技术导则s.生态环境部，2020作者通联：