典型法在城市水平衡測(cè)試中的應(yīng)用

王儒濤（遼寧省遼陽(yáng)水文局，遼寧遼陽(yáng)111000）

典型法在城市水平衡測(cè)試中的應(yīng)用

王儒濤
（遼寧省遼陽(yáng)水文局，遼寧遼陽(yáng)111000）

在城市水平衡測(cè)試中，城市排水量測(cè)試是一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。城市排水包括工業(yè)、公共生活、居民生活排水。文中通過(guò)遼陽(yáng)市城市水平衡測(cè)試，提出了用典型法解決城市排水測(cè)試問(wèn)題。即采用典型企業(yè)法確定了工業(yè)排水量，采用典型測(cè)試區(qū)法確定了公共生活和居民生活排水系數(shù)（排水量）。

城市；水平衡測(cè)試；典型法

1 基本情況

1.1 自然地理概況

遼陽(yáng)市位于遼寧省中部城市群的中心，北依沈陽(yáng)，南接鞍山，東鄰本溪。國(guó)土面積4 735.78 km2。遼陽(yáng)市城區(qū)位于遼陽(yáng)市的中部位置，這次水平衡測(cè)試的范圍涵蓋整個(gè)白塔區(qū)及宏偉區(qū)、太子河區(qū)小部分范圍。

1.2 排水管網(wǎng)概況

排水管網(wǎng)內(nèi)工業(yè)用水戶264戶，其中市政自來(lái)水206戶，自備水源58戶；第三產(chǎn)業(yè)用水11 087戶，其中市政自來(lái)水11 045戶，自備水源42戶；居民生活用水131 326戶，全部為市政自來(lái)水公司供水。排水管網(wǎng)覆蓋區(qū)面積41.96 km2，人口40.98萬(wàn)人。

1.3 測(cè)試周期與頻次

根據(jù)遼陽(yáng)市城區(qū)各月份溫度變化情況，將4，5，6月份定為春季，7，8月份定為夏季，9，10月份定為秋季，1，2，3，11，12月份定為冬季。因此選擇春、夏、冬季進(jìn)行水平衡測(cè)試，秋季用春季代替。每個(gè)季節(jié)，在7 d內(nèi)，用水規(guī)律基本是相同的，因此，選擇7 d為城市生活水平衡測(cè)試周期。

1.4 測(cè)試區(qū)劃分及排水測(cè)試斷面布設(shè)

根據(jù)實(shí)際情況，劃分出3個(gè)具有代表性的用水測(cè)試區(qū)，分別為一泵站測(cè)試區(qū)、二泵站測(cè)試區(qū)、南排測(cè)試區(qū)。其中，一泵站、二泵站為生活用水測(cè)試區(qū)，南排為生活和工業(yè)混合用水測(cè)試區(qū)。

根據(jù)選取的測(cè)試區(qū)，布設(shè)了4個(gè)排水測(cè)試斷面。分別為一泵站、二泵站、南排和污水處理廠。污水處理廠斷面控制了整個(gè)城市的排水量，其他3個(gè)斷面分別控制一泵站測(cè)試區(qū)、二泵站測(cè)試區(qū)、南排測(cè)試區(qū)的排水量。各斷面排水量測(cè)試成果見(jiàn)表1。

表1 各斷面排水量測(cè)試成果

2 工業(yè)企業(yè)排水量的確定

2.1 排水系數(shù)的確定

遼陽(yáng)城區(qū)共有工業(yè)企業(yè)264家，各工業(yè)企業(yè)規(guī)模大小不一，排水管道錯(cuò)綜復(fù)雜，想要逐一測(cè)試排水量難度之大可想而知。那么如何確定這些企業(yè)的排水量呢？如果能夠確定各企業(yè)的排水系數(shù)，只要知道用水量，就能夠計(jì)算出排水量。

近年來(lái)，遼陽(yáng)市對(duì)20余家典型工業(yè)企業(yè)開(kāi)展了水平衡測(cè)試，涉及9個(gè)工業(yè)行業(yè)。在對(duì)各工業(yè)用水戶進(jìn)行行業(yè)分類的基礎(chǔ)上，可以按行業(yè)分類確定排水系數(shù)，對(duì)工業(yè)企業(yè)水平衡測(cè)試中未涉及的行業(yè)，排水系數(shù)采用測(cè)試的均值代替。典型工業(yè)企業(yè)行業(yè)分類及排水系數(shù)見(jiàn)表2。

表2 典型工業(yè)用水戶排水系數(shù)

2.2 工業(yè)排水量推算

根據(jù)表1確定的行業(yè)分類，將現(xiàn)有工業(yè)取水戶進(jìn)行行業(yè)分類，并按表1中的行業(yè)排水系數(shù)計(jì)算工業(yè)企業(yè)排水量，詳見(jiàn)表3。

表3 工業(yè)企業(yè)排水量計(jì)算

由于遼陽(yáng)市環(huán)保局對(duì)遼寧忠旺集團(tuán)有限公司工業(yè)排污進(jìn)行了實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，因此該公司的排水量采用實(shí)測(cè)值。

3 生活排水量的確定

生活排水量為第三產(chǎn)業(yè)和居民生活排水量之和。前面已計(jì)算出各測(cè)試區(qū)的總排水量和工業(yè)排水量，二者之差即為生活排水量。

4 第三產(chǎn)業(yè)和居民生活排水量的確定

一泵站、二泵站測(cè)試區(qū)內(nèi)無(wú)工業(yè)用水戶，為純生活用水區(qū)域。因此，可以根據(jù)測(cè)試的供水量、排水量數(shù)據(jù)，通過(guò)建立二元一次方程組，求解出一泵站、二泵站測(cè)試區(qū)的第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用水排水系數(shù)。然后用此系數(shù)推算其他測(cè)試區(qū)的各類排水量。即采用典型測(cè)試區(qū)法，推算其他區(qū)域的排水量。公式為：

式中：W三產(chǎn)——第三產(chǎn)業(yè)供水量；W居民——居民生活供水量；W生排——大生活排水量；x——第三產(chǎn)業(yè)排水系數(shù)；y——居民生活排水系數(shù)。

將一泵站、二泵站供水?dāng)?shù)據(jù)及排水?dāng)?shù)據(jù)代入上式，得：

解此方程組得：x=0.683，y=0.699

根據(jù)典型測(cè)試區(qū)求得的排水系數(shù)，計(jì)算整個(gè)測(cè)試區(qū)的第三產(chǎn)業(yè)排水量、居民生活排水量，進(jìn)而對(duì)人均排水定額進(jìn)行計(jì)算。詳見(jiàn)表4。

表4 第三產(chǎn)業(yè)和居民生活排水量計(jì)算

5 結(jié) 論

采用典型企業(yè)法和典型測(cè)試區(qū)法，在城市水平衡測(cè)試中，可有效地對(duì)工業(yè)排水量進(jìn)行剝離，對(duì)第三產(chǎn)業(yè)排水量和居民生活排水量進(jìn)行細(xì)致劃分，可為城市污水處理廠的規(guī)模、城市節(jié)水分析等工作提供重要依據(jù)。但在實(shí)際工作中，如何選取典型測(cè)試區(qū)是受一定條件制約的。另外，各城市的工業(yè)企業(yè)水平衡測(cè)試開(kāi)展情況也直接影響到其排水系數(shù)的代表性問(wèn)題。因此，在使用典型法時(shí)，要充分考慮上述兩種條件。

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2016-10-08