以產(chǎn)業(yè)園區(qū)為發(fā)展方向的城鎮(zhèn)用水量預(yù)測研究

黃華偉

引言

城市用水量預(yù)測是編制給水工程規(guī)劃的基礎(chǔ)工作和重要內(nèi)容，影響城市用水量預(yù)測的因素很多，如水資源狀況、節(jié)水政策、環(huán)保政策、社會經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r及城市發(fā)展規(guī)劃等，城市用水量預(yù)測不能與之脫離開來。在城鎮(zhèn)規(guī)劃中，以產(chǎn)業(yè)園區(qū)為發(fā)展方向的城鎮(zhèn)，在城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中,工業(yè)用水量預(yù)測占有重要地位，直接影響城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)的布局。本文以南方某城鎮(zhèn)為例，探索以產(chǎn)業(yè)園區(qū)為發(fā)展方向的城鎮(zhèn)用水量預(yù)測方法。

項目概況

1.現(xiàn)狀概況

規(guī)劃城鎮(zhèn)位于福建省南部，現(xiàn)狀人口約為7.8萬人，城鄉(xiāng)總用地面積為140平方公里（陸域面積83平方公里，海域面積37平方公里），其中城鄉(xiāng)居民點建設(shè)用地面積為29.05平方公里，占用地比例約為21%?，F(xiàn)狀建設(shè)用地以村莊建設(shè)用地以及工業(yè)用地為主，在建設(shè)用地的比例中分別占36.29%以及40.97%。

城鎮(zhèn)水廠位于北部地區(qū)，目前城鎮(zhèn)用水主要由該水廠供給，除此之外，村莊多數(shù)用水還是由村民自家打井取水。根據(jù)水廠的售水資料，現(xiàn)狀城鎮(zhèn)水廠售水量約為307萬立方米/日，用水以居民生活用水以及工業(yè)用水為主，二者用水量各占總售水量的一半。

表1 城鎮(zhèn)現(xiàn)狀建設(shè)用地情況一覽表

2.規(guī)劃概況

（1）城市功能定位

根據(jù)城鎮(zhèn)總體規(guī)劃，確定城鎮(zhèn)的功能定位為：“生態(tài)、生產(chǎn)、生活”相融合，“宜居、宜業(yè)、宜游”相統(tǒng)一，城鎮(zhèn)繁華與鄉(xiāng)村秀麗、歷史文化與現(xiàn)代氣息、經(jīng)濟繁榮與生態(tài)文明相結(jié)合的集產(chǎn)業(yè)功能、生活配套、城市服務(wù)于一體的泉州南翼新城新經(jīng)濟中心、海西臨空產(chǎn)業(yè)平臺和樞紐型濱海生態(tài)產(chǎn)業(yè)新城。

（2）發(fā)展規(guī)模

規(guī)劃總用地面積140平方公里，其中城鄉(xiāng)居民點建設(shè)用地共53.02平方公里，包括城市建設(shè)用地為42.48平方公里，村莊建設(shè)用地為10.53平方公里。規(guī)劃城鎮(zhèn)人口35萬人，村莊人口5萬人。

表2 城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)用地情況一覽表

3.用水量預(yù)測影響因素

（1）人口規(guī)模

城鎮(zhèn)現(xiàn)狀人口規(guī)模僅7.8萬人，遠期規(guī)劃城鎮(zhèn)人口35萬人，村莊人口5萬人。規(guī)劃人口增長接近4倍，這是一般城鎮(zhèn)總體規(guī)劃比較少見的，但對于一個同時發(fā)展多個產(chǎn)業(yè)園區(qū)的城鎮(zhèn)，考慮到產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的外來人口增長，人口成倍增長也是合理的。人口大幅增長，城鎮(zhèn)綜合生活用水量也勢必與現(xiàn)狀有較大不同，同時人口構(gòu)成以村莊人口為主，居民生活用水以村莊用水為主，遠期規(guī)劃人口以城鎮(zhèn)人口為主，在人均居民生活用水量指標(biāo)也是有所不同的。

（2）產(chǎn)業(yè)布局

現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)區(qū)主要集中在城鎮(zhèn)北部，主要以傳統(tǒng)石材加工為主。根據(jù)城鎮(zhèn)總體規(guī)劃，將形成以“一軸、雙核、七組團”協(xié)同發(fā)展的空間布局結(jié)構(gòu)，七組團中包含多個工業(yè)組團，其中高新工業(yè)組團是中國五大半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集群的主要載體之一，將以科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)服務(wù)、商貿(mào)配套功能為導(dǎo)向，構(gòu)建全國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要一極。傳統(tǒng)工業(yè)向高新產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)變，雖然都屬于工業(yè)用水類型，但產(chǎn)業(yè)類型的轉(zhuǎn)變也將對用水量產(chǎn)生重大影響，特別是高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)產(chǎn)業(yè)類型特殊，部分工業(yè)企業(yè)的用水量難以用常規(guī)的方法預(yù)測。

（3）節(jié)水型社會建設(shè)

2008年泉州被列為全國節(jié)水型社會試點城市，全市全面推進節(jié)水型社會建設(shè)。近幾年的節(jié)水型城市建設(shè)，泉州市取得不少成效，并在2017年獲得“省級節(jié)水型城市”。規(guī)劃城鎮(zhèn)位于泉州市南部，是未來高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新區(qū)，也是節(jié)水型城市建設(shè)的重要片區(qū)，各類節(jié)水政策的落實，節(jié)水工具的廣泛使用，以及人們節(jié)水觀念的增強，也是城鎮(zhèn)用水量預(yù)測的重要影響因素。

（4）地區(qū)用水指標(biāo)

根據(jù)2012～2016年福建省水資源公報的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，近五年來，泉州市總用水量以及城鎮(zhèn)人均生活用水量基本不變，農(nóng)村居民人均生活用水量略有上升，萬元GDP用水量以及萬元工業(yè)增加值用水量均逐年下降。規(guī)劃城鎮(zhèn)位于福建省泉州市，用水量預(yù)測時，應(yīng)參考所在地區(qū)的各類用水量指標(biāo)，結(jié)合城鎮(zhèn)的規(guī)劃情況合理選取用水量指標(biāo)，科學(xué)預(yù)測地區(qū)用水量。

表3 泉州市各年度用水指標(biāo)情況一覽表

用水量預(yù)測方法

1.用水量預(yù)測計算方法分類

城市用水主要由以下幾個部分組成：工業(yè)用水、居民用水、公共設(shè)施用水、澆灑道路、綠地及市政用水。用水量的預(yù)測是以歷史用水量統(tǒng)計資料為基礎(chǔ)，通過技術(shù)方法對未來的用水量進行測算[1]，根據(jù)對數(shù)據(jù)處理方式的不同，歸納起來大致有時間序列法、結(jié)構(gòu)分析法和系統(tǒng)方法三大類[2]，而在城市規(guī)劃中常見的預(yù)測方法則包括以下幾種。

（1）建設(shè)用地綜合用水量指標(biāo)法：根據(jù)規(guī)劃的城市用地規(guī)模，與城市單位建設(shè)用地的用水量指標(biāo)，推求出城市的用水總量。

（2）人均綜合用水量定額指標(biāo)法：根據(jù)城市用水人口的發(fā)展變化與單位人口綜合用水量指標(biāo)來預(yù)測城市總需水量的方法。

（3）年增長率法：根據(jù)歷史資料分析未來發(fā)展趨勢，進而推測預(yù)測期需水量的一種方法。該方法實質(zhì)上屬于時間系列法，在應(yīng)用中有多項式、指數(shù)曲線、對數(shù)曲線和生長曲線等解析模型。

（4）分類用水法：將用水類型分為生活用水和其他用水。生活用水采用人均綜合生活用水量指標(biāo)（包括居民生活用水和公共建筑用水）計算，其他用水采用單位用地用水指標(biāo)計算。

（5）單位面積定額用水量指標(biāo)法：根據(jù)不同性質(zhì)的單位建設(shè)用地用水量指標(biāo)進行用水量預(yù)測。

2.用水量預(yù)測計算方法選擇

建設(shè)用地綜合用水量指標(biāo)法和人均綜合用水量定額指標(biāo)法，基于城市用地以及人口規(guī)模，二者在城市規(guī)劃中具有較強的可預(yù)測性，該方法適用于總體規(guī)劃中的給水工程規(guī)劃。

年增長率法是以現(xiàn)狀用水量增長情況，計算出未來以一定時期內(nèi)城市的年用水增長率，此方法適用于短期預(yù)測，同時要求城市在規(guī)劃期內(nèi)發(fā)展規(guī)模、發(fā)展速度在可預(yù)見范圍內(nèi)。

分類用水法以及單位面積定額用水量指標(biāo)法計算成果均綜合考慮了各種功能用水和可開發(fā)利用土地面積，適用于總體規(guī)劃、專項規(guī)劃和控制性詳細規(guī)劃中的給水量預(yù)測。

本規(guī)劃采用分類用水量指標(biāo)法、單位面積用水定額指標(biāo)法、人均綜合用水量定額指標(biāo)法三種方法進行最高日用水量預(yù)測，并相互校核，根據(jù)規(guī)劃情況對各種預(yù)測方法賦予加權(quán)值，最終經(jīng)各種預(yù)測方法加權(quán)平均后確定規(guī)劃城鎮(zhèn)的最高日用水量。

用水量預(yù)測

1.用水量預(yù)測指標(biāo)選擇

（1）人均居民生活用水量指標(biāo)

根據(jù)《福建省城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》，縣級市、縣城人均居民生活用水量指標(biāo)為160～260升/日·人。泉州市2012～2016年實際城鎮(zhèn)人均生活用水量均值為167升/日·人，農(nóng)村居民人均生活用水量均值為112升/日·人。現(xiàn)狀泉州人均居民生活用水量較之周邊地區(qū)略低，考慮到未來居民生活水平的提高，對用水量的需求也將有所提高，因此，本規(guī)劃城鎮(zhèn)人口居民生活用水量指標(biāo)取180升/日·人，村莊人口居民生活用水量指標(biāo)取130升/日·人。

（2）人均綜合生活用水量指標(biāo)

根據(jù) 《福建省城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ/T13-127-2010），縣級市、縣城人均綜合生活用水量指標(biāo)規(guī)定為 250～420升/人·日。泉州市 2012～2016年實際城鎮(zhèn)人均公共用水量均值為104升/日·人，加上人均居民生活用水量指標(biāo)，本規(guī)劃城鎮(zhèn)人口人均綜合生活用水量指標(biāo)取300升/日·人，村莊人口人均綜合生活用水量指標(biāo)取220升/日·人。

（3）工業(yè)用地用水量指標(biāo)

根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》，工業(yè)用地用水量指標(biāo)為30～150立方米/公頃·日。根據(jù)《福建省城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》，工業(yè)用地用水量指標(biāo)分為低、中、高用水量，分別對應(yīng)不同的工業(yè)類別，其取值分別為 15～30、30～70、70～120 立方米/公頃·日。工業(yè)用地用水量隨著主體工業(yè)、生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)先進程度不同，也存在很大差別，在城市規(guī)劃中工業(yè)用地按污染程度劃分為一類、二類、三類，而污染程度與用水量之間對應(yīng)關(guān)系不明顯，因此，用水量指標(biāo)不按城市規(guī)劃工業(yè)用地類別劃分。

根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)劃，現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)以石材加工為主，規(guī)劃在保留現(xiàn)狀部分產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展高新產(chǎn)業(yè)，二者在工業(yè)類別是分別屬于中用水量以及低用水量工業(yè)類型。與現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)類型相比，規(guī)劃對原先的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)類型進行了升級，隨著產(chǎn)業(yè)類型的調(diào)整，發(fā)展節(jié)水型工業(yè)以及工業(yè)用水重復(fù)利用率的提高將逐步提高工業(yè)用水的效率，減小單位工業(yè)用水量。因此規(guī)劃工業(yè)用地用水量指標(biāo)為30立方米/公頃·日。

考慮到高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)已開始園區(qū)建設(shè)，并明確部分企業(yè)招商，該企業(yè)主要從事芯片研發(fā)、制造，是特殊用水的企業(yè)，根據(jù)企業(yè)提供的用水量資料以及企業(yè)用地面積，該部分工業(yè)用地用水量指標(biāo)為180立方米/公頃·日，已超過規(guī)范劃定的用水量指標(biāo)范圍，規(guī)劃將其定為特殊的大型用水量用戶。

（4）其他用水量指標(biāo)

根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》，居住用地用水量指標(biāo)為50～130立方米/公頃·日。根據(jù)《福建省城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》，居住用地用水量指標(biāo)為70～130立方米/公頃·日。根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)劃，規(guī)劃區(qū)的建設(shè)以低密度建設(shè)為主，容積率較低，因此，本規(guī)劃居住用地用水量指標(biāo)取70立方米/公頃·日，村莊用地用水量指標(biāo)取50立方米/公頃·日。

根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》，公共管理與公共服務(wù)設(shè)施用地用水量指標(biāo)為30～130立方米/公頃·日。根據(jù)《福建省城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》，公共設(shè)施用地用水量指標(biāo)為40～160立方米/公頃·日。本規(guī)劃公共設(shè)施用地用水量指標(biāo)取50立方米/公頃·日。

根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》，商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地用水量指標(biāo)為50～100立方米/公頃·日。根據(jù)《福建省城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》，商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地用水量指標(biāo)為50～160立方米/公頃·日。本規(guī)劃商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地用水量指標(biāo)取60立方米/公頃·日。

根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》，道路與交通用地用水量指標(biāo)為20～80立方米/公頃·日。根據(jù)《福建省城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》，道路與交通用地用水量指標(biāo)為20～50立方米/公頃·日。本規(guī)劃道路與交通用地用水量指標(biāo)取20立方米/公頃·日。

根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》，物流倉儲用地用水量指標(biāo)為20～50立方米/公頃·日。根據(jù)《福建省城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》，物流倉儲用地用水量指標(biāo)為20～40立方米/公頃·日。規(guī)劃物流倉儲用地用水量指標(biāo)取20立方米/公頃·日。

根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》，公用設(shè)施用地用水量指標(biāo)為25～50立方米/公頃·日。根據(jù)《福建省城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》，公用設(shè)施用地用水量指標(biāo)為20～40立方米/公頃·日。規(guī)劃公用設(shè)施用地用水量指標(biāo)取30立方米/公頃·日。

根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》，綠化與廣場用地用水量指標(biāo)為10～20立方米/公頃·日。根據(jù)《福建省城市用水量標(biāo)準(zhǔn)》，綠化與廣場用地用水量指標(biāo)為10～20立方米/公頃·日。規(guī)劃綠化與廣場用地用水量指標(biāo)取10立方米/公頃·日。

2.用水量預(yù)測結(jié)果

（1）單位面積用水定額指標(biāo)法預(yù)測

根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)劃的用地平衡表，采用單位面積用水定額指標(biāo)法預(yù)測城鎮(zhèn)最高日用水量為22.99萬立方米/日。（2）分類用水量指標(biāo)法（綜合生活用水量）預(yù)測根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)劃的用地平衡表及規(guī)劃人口，采用分類用水量指標(biāo)法（綜合生活用水量）預(yù)測城鎮(zhèn)最高日用水量為21.13萬立方米/日。

表4 單位面積用水定額指標(biāo)法用水量預(yù)測表

表5 分類用水量指標(biāo)法（綜合生活用水量）用水量預(yù)測表

（接上表）

（3）分類用水量指標(biāo)法（居民生活用水量）預(yù)測根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)劃的用地平衡表及規(guī)劃人口，采用分類用水量指標(biāo)法（居民生活用水量）預(yù)測城鎮(zhèn)最高日用水量為20.3萬立方米/日。

表6 分類用水量指標(biāo)法（居民生活用水量）用水量預(yù)測表

（4）人均綜合用水量定額指標(biāo)法預(yù)測

根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)劃的規(guī)劃人口，采用人均綜合用水量指標(biāo)法預(yù)測城鎮(zhèn)最高日用水量為20.0萬立方米/日。

表7 人均綜合用水量定額指標(biāo)法用水量預(yù)測表

（5）城鎮(zhèn)用水量預(yù)測校驗及確定

綜合分析上述三種預(yù)測結(jié)果，人均綜合用水量定額指標(biāo)法預(yù)測結(jié)果值較低，單位面積用水定額指標(biāo)法預(yù)測值較高，而分類用水量指標(biāo)法居中。本次規(guī)劃采用加權(quán)平均的方法最終確定規(guī)劃區(qū)的最高日用水量。對于加權(quán)值的選取，由于人均綜合用水量定額指標(biāo)法僅受規(guī)劃人口因素制約，加權(quán)值取0.15；單位面積用水定額指標(biāo)法僅受規(guī)劃用地因素制約，考慮到在總規(guī)階段，規(guī)劃用地性質(zhì)還有較大的調(diào)整可能，該方法加權(quán)值取0.2；分類用水量指標(biāo)法（綜合生活用水量）綜合考慮用地以及人口因素，加權(quán)值取0.35；分類用水量指標(biāo)法（居民生活用水量）綜合考慮用地以及人口因素，考慮到公共設(shè)施的用水更多地受人口因素影響，加權(quán)值取0.3。由此最終確定石井鎮(zhèn)最高日用水量預(yù)測值為20.3萬立方米/日。

表8 城鎮(zhèn)最高日用水量預(yù)測表

結(jié)論

1.城市規(guī)劃中用水量預(yù)測應(yīng)采取多種方法

影響城市用水量預(yù)測的因素很多，用于城市用水量預(yù)測的方法也很多，但各類方法均有其優(yōu)缺點及適用性。在城市規(guī)劃中，由于不同規(guī)劃階段，規(guī)劃的穩(wěn)定性不同，用單一的方法來預(yù)測用水量，其預(yù)測結(jié)果的可靠性較差，應(yīng)通過不同方法預(yù)測，不同方法之間相互校核，通過權(quán)重賦值來確定用水量預(yù)測結(jié)果。

2.用水量指標(biāo)確定應(yīng)綜合考慮各種影響因素

不論國家規(guī)范還是地方標(biāo)準(zhǔn)，對于各類用水量指標(biāo)的規(guī)定均有較大的取值范圍，由于各個地區(qū)差異較大，若簡單地套用有關(guān)規(guī)范中的指標(biāo)，所得到的用水量預(yù)測結(jié)果勢必缺乏合理性。在城市規(guī)劃中，用水量指標(biāo)的確定應(yīng)綜合考慮城市定位、發(fā)展規(guī)模、發(fā)展方向、用地性質(zhì)、用地布局、相關(guān)用水政策以及當(dāng)?shù)鼗蜞徑貐^(qū)的用水習(xí)慣等因素。

3.產(chǎn)業(yè)園區(qū)的開發(fā)對用水量預(yù)測的影響

產(chǎn)業(yè)園區(qū)的開發(fā)對用水量預(yù)測的影響首先是人口的因素，由于園區(qū)的開發(fā)帶來的人口增長，將大幅增加綜合生活用水量。其次是對于工業(yè)用地用水量的影響，工業(yè)用地用水量與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)息息相關(guān)，主體工業(yè)、生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)先進程度不同，工業(yè)用水量也存在很大差別，城市規(guī)劃中工業(yè)用水量應(yīng)根據(jù)主體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，結(jié)合現(xiàn)有工業(yè)用水量和其他類似城市的情況綜合分析確定，對于特殊的工業(yè)類型應(yīng)特殊考慮。