- 给排水规划
- 文章编号：1009-6000(2003)S2-0045-07
- 中图分类号：TU991.01 文献标识码：B
- 作者简介：蒋成煜，南京市规划设计研究院市政所高级工程师；
童本勤，南京市规划设计研究院副院长；
姚亦锋，南京大学城市与资源学系副教授。
- 城市供水规划指标及相关问题的探讨研究——以南京市仙西新城规划为例
- Quotas of Water Supply in a New Town Planning: An Example of New Region Planning in Xianxi, Nanjing
- 浏览量：
- 蒋成煜; 童本勤; 姚亦锋
- JIANG Cheng-yu, TONG Ben-qin, YAO Yi-feng
- 摘要：
结合南京市仙西新城规划，通过供水指标的研究，探讨了城市规划中的基础设施规划的相关问题。 - 关键词：
城市用水量预测；供水指标；城市工程规划；城市基础设施； - Abstract: According to new regional planning in Xianxi of Nanjing, this paper discusses some problems about foundational facilities planning in urban planning by studying on the quotas of water supply.
- Key words: forecast of water consumption; quotas of water supply; city engineering plan; urban infrustructure
- 1 引言
城市基础设施工程规划布局主要解决城市基础设施的容量，特别是中、远期发展目标所达到的容量水平，提高城市整体设施配套的适应性及分期实施的可能性，为城市整体的空间布局规划提供依据。
确定工程基础设施容量规模最根本的是要研究确定工程规划容量预测指标。预测容量指标，涉及到城市生活的方方面面，与城市的规模、产业结构、经济发展水平等都有联系。本文试从城市的供水工程规划即对确定供水指标的量入手，探讨城市供水规划的相关问题。
2 仙西新城规划相关内容介绍
仙西地处南京东部的低山、丘陵区，是南京都市发展区的次区域中心，是以发展教育和高新技术产业为主的新市区。2010年规划人口约为16万人左右，远景按60万人左右预留。仙西远景人口容量为：50~60万人。其中：50万人为概念规划推荐容量，60万人为市总体规划确定预留规模。
新城的整体空间规划框架是保护自然山水和历史文化资源，采用组团跳跃式的结构，保持较紧凑的城市形态和较高的人口密度，共形成大小不等的十二个组团，各组团之间保留大量生态环境绿地，有利于形成和谐的城市环境。
3 用水量预测的比较研究
城市的用水量与城市自然条件、人文习俗、经济发展水平、城市性质、规模、水的重复利用率都有一定的关系。在城市用水量预测方法上有如下一些方法：
3.1 《城市供水工程规划规范》（GB50282-98）所载的两种预测方法
城市总体规划阶段的用水量预测按规范的要求，宜采用综合指标法，即城市单位人口和单位建设用地综合用水量指标相互校核进行预测。
3.1.1 人均综合指标法
仙西新城建设远景容纳60万人左右的城市人口，规划预测城市用水设施的容量按远期的终期容量进行。由于仙西新城的开发得到了有效控制，目前的建设尚在起步阶段，现有设施规模用量很小，基本空白，难以用现有统计资料归纳，规划参照南京市主城2010年的用水“终极状态”或相对稳定值时的人均指标作为新市区的预测容量上限指标。在此不过多考虑用水量与主城与仙西两地气候条件、生活习惯、建筑设备装备等的差异，规划认为应与主城相当或高于主城。同时，规划认为，居民生活、生产用水不会一直增加，规划主城经济发展水平达到世界先进，节水技术运用和水的重复利用率也得到提高，如美国60年代后，采取节水措施，使居民生活用水由204升/人·日下降到191升/人·日。因此，单位指标用水量的升幅空间不大，并应有下降的趋势。
南京市的历年用水统计见表1。
表１ 南京市区用水指标统计表
由上述统计资料和规范，结合南京近年来的用水情况及科技进步，2010年主城供水人均综合指标为0.95立方米/人·日，综合生活用水指标为500升/人·日（最高日），与《城市规范》0.8~1.2立方米/人·日相符。仙西城市人均综合指标参考主城确定为0.95立方米/人·日。
规划远景仙西城市用水量为47.5~57.0万吨/日。
3.1.2 建设用地综合指标法
建设用地综合指标法：单位建设用地综合用水量指标取1.0~1.2万立方米/平方公里·日，仙西新城规划建设用地62平方公里。则，用水量在62~74.4万吨/日内。
3.2 城市用水分类预测法
根据城市用水习惯分类，即：生活、生产、消防、市政、未预见漏损用水量等，即综合生活用水、工业生产用水、市政公用及其它耗水的总和。
3.2.1 综合生活用水指标
居民生活用水指标：《室外给水设计规范（GBJ13-1986，1997年局部修订）》（下简称《室外规范》）中规定人均最高日为180~270升/人·日，平均日为140~210升/人·日。另外，我国制定的住宅建筑生活用水定额（GBJ15-88），其定额值基本与室外规范一致。公共设施用水指标：《室外规范》对集体宿舍、旅馆和公共建筑、工厂企业生活用水量标准及小时变化系数也有统计结果。另外1990年中国科学院综合考察委员会水资源室与北京节水办公室对北京部分公共建筑用水情况实地调查汇总所得的用水量标准：办公楼1.9立方米/(人·月)、 浴室0.085 立方米/(人·月) 、招待所3.0 立方米/(床·月) 、食堂0.6~0.8 立方米/(人·月)。综合生活用水指标为居民生活用水、公共设施用水之和。
3.2.2 工业生产用水指标
由于工业企业的不确定性，有些参考书中采用万元产值法确定用水量，在城市总体规划阶段很难采用这种方法。《城市供水工程规划规范GB50282-1998》采用单位面积指标法进行规划估测，一类工业1.2~2.0万立方米/平方公里·日。参考其他城市工业单位建筑面积用水量和工业区建设容积率的情况，结合仙西新城工业结构及类型，确定仙西新城工业单位用地用水指标上限值为1.2万立方米/平方公里·日。
3.2.3 市政公用及其它耗水指标
用于街道洒水、绿化浇水和汽车冲洗等市政用水量由路面种类、绿化面积、气候、土壤条件，汽车类型、路面卫生状况等决定。结合南京城市具体情况，市政用水量按5~10升/人·日计。
3.2.4 预测用水总量
由城市的分类用水量合计即为城市的总用水量，即仙西城市的总用水量为36.1~42.5万吨/日。
3.3 数学模型线性回归分析法
根据南京历年的统计资料，参照主城用水标准，采用回归法进行预测，确定仙西水厂预测期的规模。南京市历年用水量情况（含主城以外地区）统计表如表2。
表２ 南京历年用水量情况统计表
城市供水影响因子有供水人口，人均收入，生产用水重复利用率，国内生产总值，水价等，本预测回归变量选取供水人口、生产用水重复利用率、国内生产总值、水价因子，由回归方程式：Qi=a0+a1X1+a2X2+a3X3+a4X4（式中：Xi分别以供水人口、生产用水重复利用率、国内生产总值、水价计）。
规划采用南京市主城2010年的用水指标作为新市区的终期预测容量指标，南京市主城2010年的用水预测容量为Q2010=248.39万吨/日，则供水人均综合用水指标为0.955立方米/人·日，远景仙西城市规划用水量为47.77~57.32万吨/日。
3.4 用地分类指标法
根据城市用地分类，结合城市用地性质确定用水量，与城市地块建设更贴近，是总规阶段估算供水管径和预测分区用水量的依据。结合仙西地区城市用地布局采用多中心、分散组团式，与自然环境相互呼应，因此，各类型用水量的指标结合城市规划目标和引导性城市设计展开。
采用指标并具体计算如表3（该表指标为最高日指标）。
表３ 规划用水量表 表4 仙西新城用水量预测比较表 图1 南京供水和节约用水分年度统计
经计算，规划用地用水量约为54.2~56.0万吨/日。
3.5 比例相关法
该方法是根据各类用水在城市用水中的结构组成比例进行估算。比例相关法预测与规划人员“拍脑袋”（经验）的水平有很大关系，在《城市规范》中没有提及。但在很多基础资料不全的城市中经常采用该方法，笔者认为该方法预测的用水量有一定的研究价值，可作为宏观估计或初步规划构想时进行供需总量平衡分析、与总规用地布局规划协调阶段等的一种简便预测方法。具体如下：
（1）居民生活用水量指标拟采用260升/人·日，公共用水约为居民生活用水量的0.8~1.0。居民生活用水量为13.0~15.6万吨/日。综合生活用水量为23.4~31.2万吨/日。
（2）由于仙西新城以科教、商务、三产等为主导产业，工业用水量与综合生活用水量的比例：仙西工业用水系数取0.20~0.25；则工业用水量为4.68~7.8万吨/日（参照美国洛杉矶市30%，北京27.1%，上海49.1%，珠海18.4%，桂林20.9%，南京主城43.6%估算）。
（3）其他及未预见用水量根据《室外规范》，未预见用水及管网漏失水量按最高可用水量的15%~25%计。
规划最高日用水量为上述各项之和，即56.2~78.0万吨/日。
4 用水量与指标的比较研究结论及相关问题
4.1 仙西新城用水量和用水指标的比较结论
从表4中可以看出各种规划预测方法中，城市建设用地综合指标法用水量偏高，显然与该地区的规划用地布局采用组团式的土地开发有一定的关系。因此，笔者认为在城市土地开发的规划强度变化较大时，采用建设用地综合指标法预测有偏差。
图２ 用水量预测分析图
如图2，城市用水分类预测法的规划用水量偏低，与工业用水在城市用水中的比重及其他诸如市政及未预见漏损用水量等在城市市政供水部门的统计中，不够详实有一定的关系，如南京市的沿江大型用水企业均有自备水厂、市政管网的漏损等往往统计不清。因此，用水分类预测法对居住区或其他生活性片区的用水量规划预测较准确，在城市的用水量规划预测中不能反映全貌。
人均综合指标法在城市水源较单一，人口规模越大时，其预测的误差越小，是城市总规阶段用水量最常用的预测方法。用地分类指标法与城市土地开发强度有关，只要合理选择指标，城市用水量的确定会较合理。数学模型分析法在已掌握城市相关背景调查数据的情况下比较实用，否则不能反映指标的合理性。从仙西新城用水量规划预测的比较结果看，也反映上述这三种方法预测值均接近。
综合上述，规划仙西新城用水量低值为47.5万吨/日，高值为57.3万吨/日，取其中间值为52.4万吨/日。人均综合生活用水指标为0.50立方米/人·日，人均综合用水指标为0.95立方米/人·日，建设用地综合用水量指标为0.85万立方米/平方公里·日。
4.2 关于规划指标的确定性问题
根据城市发展规模极限观点，城市在极限值内的发展处于最佳状态，而 “突破这个极限值会对城市造成很大压力，回报也不会理想”（美国，kevin Lynch）。城市用水总量在城市发展的某一极限值内同样处于极值状态，由国内外大量的城市用水的统计资料及南京市的资料来看，其阶段的成长过程一般符合生长曲线模型（如下图）。城市基础设施建设规模的确定就要预测城市的规模极限值，以有利于政府决策和市政设施的投资。对于某一阶段的规划，其规划目标是明确的，“矛盾冲突和含糊就意味着浪费和混淆”（美国，Kevin Lynch）。只有明确供水指标，才能应对城市的用水需求和城市空间的组织落实。
但，城市经济发展及城市空间建设的可能性是运动的。因而，规划指标也应是明确的动态指标，从而有针对地指导城市建设，在城市的空间上系统地按照供水工程的客观规律有计划地协调实施。用水量包括其他市政指标的预测要与城市的发展进程同步，根据城市的发展状况进行预测，可以适当参考区位条件、经济发展相当的城市指标。参考国外城市的指标时，不可照搬拿来，应与城市当地实情相符。
对城市水厂规模的分析有两个极值，一个是供水量极值，即水厂的设计规模通过增加管理力度，在保证机械设备性能（不超负荷）的前提下，所能达到的最大值；一个是需水量极值，即与城市的生活、生产最大实际需要相匹配的水厂规模。分析上述两者的关系是处理好规划和建设的突破口。从长远来看，阶段的供需水量的成长过程只是城市发展中的一部分。随着城市的发展，基础设施建设滞后，就是没有把握城市需求在突破极限值时的发展状态。
因此，市政规划需要解决工程设施的可供量能够满足城市发展需求的极值状态的某一极限值，否则就要扩大供应量。城市的建设，只有在确定性的指标体系下，组织好空间规划，控制城市的发展速度，根据城市发展适时地调整规划与城市发展相适应，使城市发展步入良性轨道。没有明确的标的，城市的经营与管理就会出现被动应付的局面。
当然，控制不是不能改变，随着时间、情况和价值观等的改变会产生有如控制权、建设主体等的改变。规划控制与调整的关系如图3。
从关系图中可以看出，规划的可操作性也就是具有明确的控制指标。
图３ 规划控制与调整的关系简图
4.3 规划总供水量平衡问题
虽然每一用户的用水量和用水时段是变化的，但从城市整体而言，并不是所有用户的用水时段都集中在一起，小城市的用水峰值变化较大，城市越大，其用水峰值变化越小。仙西地区的水厂规划与主城水厂共同构筑南京整体区域的供水水源，供水系统整体形成规模，互为配套和补充，提高水厂的高效利用率。同时经由市场机制的引入，产生服务业内的竞争，降低供水成本。
4.4 仙西新城用水量和用水指标对用地规划布局的影响要求
用户对供水的要求主要有四个方面：水量、水质、水压、水价，其中任一方面的变化都对城市的供水产生影响，在用地规划布局上主要与水量、水压的关系，与水质也有关系。这种影响关系一方面要求提高土地开发的强度，提高地区用水量。另一方面，水资源的平衡包括确定与城市供水有关的城市规模、产业结构等，所以城市的用地规划需要与水量平衡、供水方案等进行协调。
如仙西新城规划结合自然地形，各地块间空间形态不紧凑，相对增大了基础设施的投入；但各地块内自身的开发强度相对很大，因此规划采用“大环上串小环”的输水管网系统，对城市供水片区进行划分落实各片区组团输水管的环网，通过城市输水主干管串接成城市输水环网。各组团内部的储水设施健全。联系组团间的输水主干管有一定适应性，即能保证一根输水干管出现故障，另一根输水干管的输水量能达到需水量的70%以上的能力。同时，该地区的供水亦可由其相邻地块采取临时措施提供用水。
4.5 增加“容量”的工程措施
所谓增加“容量”，不是无限度地增加工程规模，增大基础设施工程的绝对高额投资，而是指增加基础设施工程的适应能力。需要协调处理好以下方面：
城市供水系统走规模化、集约化的道路，提高城市管网的容量适应性，各输水片区之间相互补充，提供供水水源。这样城市供水系统整体配套，形成规模，降低成本，减少日变化峰值系数，从而提高工程设施适应性，达到费用一效益最优化。同时加强各输水片区内部的设施储水能力，如在高层建筑内的清水池，相关地区结合人防工程设施配套等。
城市发展与水厂用地。城市发展最佳规模有各种观点，一般认为是起伏跳跃式，一旦社会发展，仍要有空间的扩大，因此，供水水厂与配套设施用地预留应当在供水水厂或更大社会用水的范围投入与产出最佳的规模。当然，该规模也是现在所能预测的规模，并为后人城市的改造或扩建留有余地。
城市开发建设时序的配套问题。上世纪70~80年代以来，南京市基础设施建设基本呈现滞后的局面，城市的生活及完备的基础设施吸引了没有这些设施的城外人口，虽然采取行政手段控制城市的人口规模，但城市基础设施配套建设落后于城市的人口集聚，落后于城市的土地开发。因此，基础设施之一的供水设施建设要随城市发展不断地改造建设。
城市与城市规划是动态的，城市的用地情况和工程项目变化多端，难以预测，基础设施规划容量指标的确定与城市的社会、经济实力、技术经济的发展可行性，与规划实施的可能性有关，要极其准确不可能。同时，基础设施规划容量指标需要着眼长远，留有弹性，适应市场经济，有利于各阶段的开发建设，便于动态开发，避免被动应付。
由于市政容量涉及到众多部门，并与社会经济发展、人们的消费水平相关，实施过程中会产生一些矛盾，如开发部门与管理部门之间思路不同，对市政配套的规模难以统一意见，因此，组织有关部门针对各项工程配套设施需求情况全面地进行调研并确定指标，从而指导新城的建设，造福子孙后人，是我们规划工作的重要任务。
5 结论
(1)城市供水量指标的确定是城市供水工程规划的一个主要内容，预测分析方法多样，需要与城市规划的人口规模、用地布局形态、地形情况等具体结合起来，才能做好预测工作。
(2)城市供水工程规划应在区域范围内形成整体规模，互为配套和补充，提高水厂的高效利用率。规划供水指标应是明确的动态指标，从而有针对地指导城市在空间上的建设，系统地按照供水工程的客观规律有计划地协调实施。
(3)城市供水工程规划不可片面追求工程规模，基础设施规划容量指标的确定与城市的社会、经济实力、技术经济的发展可行性，与规划实施的可能性有关。基础设施规划容量指标需要着眼长远，留有弹性，适应市场经济，有利于各阶段的开发建设，便于动态开发，避免被动应付。
(4)全面提高城市各工程设施的配建能力（这里的能力指适应性，不代表水平高低，不指绝对大容量的工程设施），才能满足城市的发展需求，取得经济、社会、环境综合效益的提高。因此，为城市空间布局规划和规划管理的实施提供科学依据的配建指标的研究与确定，尤显得特别重要。
图４ 供水工程规划构思图
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