2.4 村镇供水工程设计用水量
设计村镇供水工程系统时，首先要确定该系统的总供水量即设计规模。它是供水工程在投产后所能达到的最大供水能力，也是供水工程系统中的取水、水质净化、送水泵站、输配水管网等的主要设计依据。合理地确定设计规模是村镇供水工程设计的一个十分重要的问题，将直接影响到整个工程的总投资、制水成本和工程的经济及社会效益。
设计用水量由下列各项组成：
（1）综合生活用水，包括居民生活用水和公共建筑及设施用水。前者指村镇中居民的饮用、烹调、洗涤、冲厕、洗澡等日常生活用水；公共建筑及设施用水包括宾馆、机关办公楼、商业、学校等用水，但不包括道路浇洒、绿化和市政等用水。
（2）工业企业生产用水和工作人员生活用水。
（3）消防用水。
（4）浇洒道路和绿地用水。
（5）未预计水量及管网漏失水量。
2.4.1 用水量定额
用水定额是确定设计用水量的主要依据，它可影响供水工程系统相应设施的规模、工程投资、工程扩建的期限、今后水量的保证等方面，所以必须慎重考虑，应结合现状实际和规划资料并参照类似地区的用水情况，确定用水定额。
用水量定额是指设计年限内达到的最高用水水平，即设计年限内用水量的多少。因此须对供水工程区域内的城镇规划、村庄发展、居民生活条件和气象条件等方面，结合现状用水调查资料分析，进行预测。
根据用水对象的不同，用水量定额有居民生活用水定额、公共建筑用水、村镇工业企业生产用水定额和工作人员生活用水量、消防用水定额、饲养畜禽用水量定额等。
1.居民生活用水量
村镇居民生活用水量由村镇人口、每人每日平均生活用水量和村镇的供水普及率、村镇居民的卫生习惯及用水习惯等多因素确定。这些因素因地区经济发展、村镇规模大小等变化而变化。通常，住房条件较好、室内给排水设施较完善、居民生活水平相对较高的村镇，生活用水量定额也较高。
我国地域广阔，各个省市不同村镇的水资源和气候条件不同，生活习惯各异，所以人均生活用水量存在较大的差别。一般而言，我国经济较发达、水资源丰富、气候较好的地区，用水量较高，如东南及西南地区。而水资源短缺、气候寒冷的西北地区则相对较少。
对于村镇居民生活用水量，其计算定额有两个，即居民生活用水定额和综合用水定额。居民生活用水定额指村镇居民的饮用、烹调、洗涤、冲厕、洗澡等日常生活用水量。而综合用水定额除了包括居民生活用水定额所指的用水量之外，还包括公共建筑及设施用水量，如宾馆、机关办公楼、商业、学校、医院等用水量，但不包括道路浇洒、绿化和市政等用水量，其值为上述用水总量除以村镇居民人口数量。
设计时，如缺乏实际用水量资料，则村镇居民生活用水定额和综合用水定额可参照《村镇供水工程技术规范》（SL 310—2004），见表2.2。对于经济条件较好，规模较大的中心场镇，可根据《室外给水设计规范》（GB 50013—2006）中相应人口规模的城镇选取。
表2.2 村镇最高日居民生活用水定额 单位：L/（人·d）
注 1.本表所列用水量包括了居民散养畜禽用水量、散用汽车和拖拉机用水量、家庭小作坊生产用水量。
2.一区包括：新疆、西藏、青海、甘肃、宁夏，内蒙古西北部，陕西和山西两省黄土沟壑区，四川西部。二区包括：黑龙江、吉林、辽宁，内蒙古西北部以外的地区，河北北部。三区包括：北京、天津、山东、河南，河北北部以外、陕西和山西两省黄土沟壑区以外的地区，安徽、江苏两省的北部。四区包括：重庆、贵州、云南，四川西部以外地区，广西西北部，湖北、湖南两省的西部山区。五区包括：上海、浙江、福建、江西、广东、海南、台湾，安徽、江苏两省北部以外的地区、广西西北部、湖北、湖南两省西部山区以外的地区。
3.取值时，应对各村镇居民的用水现状、用水条件、供水方式、经济条件、用水习惯、发展潜力等情况进行调查分析，并综合考虑以下情况：村庄一般比镇区低；定时供水比全日供水低；发展潜力小取较低值；制水成本高取较低值；村内有其他清洁水源便于使用时取较低值。调查分析与本表有出入时，应根据当地实际情况适当增减。
4.本表中的卫生设施主要指洗涤池、洗衣机、淋浴器和水冲厕所等。
2.公共建筑用水量
公共建筑用水量应根据公共建筑性质、规模及其用水定额确定。公共建筑包括村镇政府部门办公设施、医院、学校等村镇公共设施。
条件好的村镇，应按《建筑给水排水设计规范》（GBJ 15）确定公共建筑用水定额；条件一般或较差的村镇，可根据具体情况对规范GBJ 15中的公共建筑用水定额适当折减。
缺乏资料时，公共建筑用水量可按居民生活用水量的5%～25%估算，其中村庄为5%～10%、集镇为10%～15%、建制镇为10%～25%；无学校的村庄不计此项。
3.饲养禽畜用水量
集体或专业户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。圈养时，在无参照资料的情况下，饲养畜禽最高日用水定额可按表2.3选取。对于放养的禽畜，其用水量可参照当地类似的畜禽饲养情况适当折减。当畜禽饲养场有单独的水源时，在设计中不考虑此项。对于家庭饲养的畜禽，其用水量含在居民生活用水里，可不单独计算此项。
表2.3 饲养畜禽最高日用水定额 单位：L/（头或只·d）
4.工业、企业用水量
企业生产用水量应根据企业类型、规模、生产工艺、用水现状、近期发展计划和当地的生产用水定额标准确定。对于现状企业，如需纳入供水工程，应根据企业的实际用水量调查确定。
企业内部工作人员的生活用水量，应根据车间性质确定，无淋浴的可为20～35L/（人·班）；有淋浴的可根据具体情况确定，淋浴用水定额可为40～60L/（人·班）。
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。
5.消防用水量
消防用水量应按照《建筑设计防火规范》（GB 50016—2006）和《农村防火规范》（GB 50039—2010）中的有关规定确定。
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。
6.其他用水量
浇洒道路和绿地用水量在经济条件好或规模较大的镇可根据需要适当考虑，其余镇、村可不计此项。
7.管网漏失和未预见水量
管网漏失水量和未预见水量之和，宜按上述各用水量之和的10%～25%取值，村庄取较低值、规模较大的镇区取较高值。
2.4.2 用水量变化
无论是生活或生产用水，用水量经常在变化。生活用水量随着生活习惯和气候而变化，如假期比平日高，夏季比冬季用水量多。从我国村镇的用水实际情况可知（图2.6），在一天内早晨起床后、中午和晚饭前后用水量最多。
图2.6 某村镇实际用水量变化
用水量定额只是一个平均值，在设计时还需要考虑每日、每时的用水量的变化。在设计规定的年限内，用水量最多的一日，其用水量叫做最高日用水量，一般用以确定供水工程系统中各类设施的规模，如取水泵站、水处理构筑物、调节水池以及送水泵站（泵站后有调节水池）。在一年中，最高日用水量与平均日用水量之间的比值，叫做日变化系数，以Kd表示。根据供水区的地理位置、气候、生活习惯和村镇居民室内的给排水设施完善程度，其值一般在1.1～1.6之间。在最高日内，每小时的用水量也是变化的，变化幅度和居民数、房屋内给排水设施等有关。最高日最高小时用水量与平均时用水量的比值，叫做时变化系数，Kh表示，该值对城市而言，在1.3～1.6之间，而对于村镇供水工程，由于其范围小，人口分散，但用水量相对单一和集中，主要集中在早、中、晚时间，故时变化系数相对较大些。全日供水的村镇供水工程，时变化系数与规模有关，规模大则Kh小些，规模小则Kh大些，可按表2.4确定。
表2.4 全日供水工程的时变化系数
注 企业日用水时间长且用水量比例较高时，时变化系数可取较低值；企业用水量比例很低或无企业用水量时，时变化系数可在2.0～3.0范围内取值，用水人口多、用水条件好或用水定额高的取较低值。
对于定时供水的村镇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。
在新设计供水工程时，用水量的变化规律只能按照该工程所在地区的气候、人口、居住条件、工业生产、设备能力和产值等情况，参考附近村镇的实际供水变化资料确定。对于扩建工程，则可进行实际调查，获得用水量及其变化规律的资料，从而可确定准确的供水时最高日的时变化系数Kh和日变化系数Kd。
2.4.3 用水量计算
村镇总用水量计算时，应包括设计年限内该供水工程系统所供应的全部用水：村镇居民生活用水、公共建筑用水、畜禽饲养用水、工业企业用水、消防用水和其他用水量等。
1.生活用水量
（1）当采用最高日生活用水量标准作为计算依据时，计算公式为
式中 Q1——最高日居民生活用水量，m3/d；
P——设计年限内规划人口数，人；
q——最高日居民生活用水量标准，L/（人·d）。
设计年限末的规划用水人口一般以设计时当年人口数P0为基数，按照年人口自然增长率a推算，则设计年限末的用水人口数P=P0（1+a）n。
（2）当采用平均日生活用水量标准作为计算依据时，计算公式为
式中 q1——平均日生活用水量标准，L/（人·d）；
Kd——日变化系数。
2.公共建筑用水量
计算公式为
式中 Q1——最高日居民生活用水量，m3/d；
m——公共建筑用水量占居民生活用水量的百分数。
条件好的村镇，应按《建筑给水排水设计规范》（GBJ 15）确定公共建筑用水定额；条件一般或较差的村镇，可根据具体情况对规范GBJ 15中的公共建筑用水定额适当折减。缺乏资料时，公共建筑用水量可按居民生活用水量的5%～25%估算，其中村庄为5%～10%、集镇为10%～15%、建制镇为10%～25%；无学校的村庄不计此项。
3.禽畜用水量
计算公式为
式中 Q3——最高日牲畜用水量，m3/d；
q1，q2，…，qn——各种不同牲畜的用水量标准，L/（头或只·d）；
n1，n2，…，nn——各种不同牲畜的数量，头或只。
对于村镇居民家庭饲养的禽畜，可不计此项。
4.村镇企业用水量
计算公式为
式中 Q4——乡镇企业最高日用水量，m3/d；
qa，qb，…，qn——各个乡镇企业最高日用水量，m3/d。
5.消防用水量
计算公式为
式中 q1——一次灭火用水量，m3/次；
N——同一时间内火灾次数，按有关消防规定选用。
允许短时间间断供水的村镇，当上述各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。
6.未预见水量和管网漏失水量
未预见水量指今后上述未考虑的村镇发展在设计年限内可能存在的用水量，管网漏失水量是指水在从供水站输送至用户的过程中跑、冒、滴漏产生的水量。未预见水量和管网漏失水量一般可按最高日生活用水量、牲畜用水量及乡镇企业用水量、消防用水量之和的10%～25%计算，村庄取较低值、规模较大的镇区取较高值，即：
7.供水站自用水量
供水站自用水量应根据原水水质、净水工艺和净水构筑物（设备）类型确定，包含供水站生产生活用水，如各净水构筑物的排泥废水、清洗废水、过滤反冲洗水、气浮工艺的加压溶气水以及供水站生活用水、绿化用水等。采用常规净水工艺的供水站，可按最高日用水量的5%～10%计算，复杂的净水工艺应选择适当的高值，简单的净水工艺选适当的低值；只进行消毒处理的供水站，可以不计此项。
2.4.4 供水站规模及供水工程系统各组成部分的设计水量
1.供水站规模
供水站规模即供水站建成投产后，每天所能提供的最大供水量，为上述前6项之和：
2.供水工程系统各组成部分的设计水量
一般情况下，整个供水工程系统由取水泵房、输水管道、净化构筑物、清水池、送水泵房及配水管网等部分或其中若干部分组成，各部分的计算水量如下：
（1）取水泵房、取水管道及水质净化构筑物的设计水量，应包含供水站自用水量：
式中 Q取——取水泵房计算水量，m3/h；
T——供水站每天工作小时数。
（2）送水泵房及配水管网。由于送水泵房及配水管网的工作与用户的用水情况直接相关，因此，其供水能力必须满足用户最高时用水的要求，计算公式为：
Q送=QdKh/24
式中 Q送——送水泵房的计算流量，m3/h；
Qd——供水站最高日供水量，m3/d；
Kh——时变化系数。