上海地鐵車站用水特征分析及影響因素研究

鄭懿　鄒學成　宋潔　周茉桐　張勇

摘 要：地鐵車站用水情況是城市軌道交通水耗管理和節(jié)水工作評價的重要依據，本文分析上海地鐵站的用水特征與構成以及不同類型車站的敷設方式、建筑面積、客流量等因素對用水的影響，探討空調季與各季度車站用水量變化，對地鐵站用水定額制定分類和單位選擇提供科學依據，對用水變化差異較大的地下站提出多種定額制定分類方法，為上海市軌道交通定額指標的制定提供參考。

關鍵詞：上海市;地鐵站;用水定額

中圖分類號：TU991? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2022）01-0155-03

近年來，隨著城市建設步伐的日益加快，城市軌道交通的建設已如雨后春筍般蓬勃而來。僅2020年，中國新增城市軌道交通線路39條，新增運營里程1230.3km，較去年增長了20.1%[1]。當前，中國城市的地鐵建設已進入了快車道，地鐵總里程近10年間翻了4倍，在開通城市數量、軌道交通運營里程、運營客運量等方面均居世界第一[2]。同時，在線路不斷增加，客流日益增長的背景下，城市軌道交通運營線路網絡化的發(fā)展趨勢也愈發(fā)明顯，上海、北京、廣州等城市已相繼形成城市軌道交通網絡，其他城市也都制定了各自的網絡發(fā)展規(guī)劃，中國城市軌道交通網絡化運營時代已經到來。截至2021年1月，上海地鐵運營里程已達772公里，運營線路17條，共有459座車站（含磁懸浮2座），28座車輛基地，列車保有量超7000輛，2019年日均客運量約1041萬人次，總客運量達到38億人次，2020年由于受到疫情沖擊，總客運量為28億人次，日均客運量767萬人次[3]。就上海而言，地鐵已成為市民出行的首選，其占公共交通出行的比例已超過66%[4]，地鐵空間正逐漸成為上海市民的第二大生活空間。

據統計，上海地鐵年均用水量約千萬噸，為更好地貫徹落實“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統治理、兩手發(fā)力”治水理念，進一步推動城市軌道交通行業(yè)用水精細化進程，本文擬根據車站用水結構的摸排和用水數據的收集情況，對上海地鐵車站用水特性和影響因數展開分析，并結合相關管理要求給出用水定額指標構建的框架建議，以供參考。

1地鐵車站用水特征分析

1.1 車站用水情況

本文隨機選取了40座車站（開通運營時間皆為5年及以上）進行近三年（2018年至2020年）的逐月用水量統計，具體情況見圖1，其中地下車站和非地下車站（地面站和高架站）各20座。顯然，地下車站用水量于5月開始逐步增加并于8、9月達到峰值，而非地下站的用水趨勢則比較平穩(wěn)，全年波動較小?？紤]到地下站和非地下站的用水結構，初步分析是因為空調季時（5月初至10月底），地下車站集中空調系統已運行，此時隨著室外溫度的增加，車站內空調冷負荷逐步增加，冷卻水用水量相應增加，繼而補水量也逐步增加[5]。而非地下車站常采用分體空調進行局部供冷或風扇進行降溫，相較于非空調季節(jié)不涉及額外的用水項目。通過計算單位建筑面積用水能耗可知，地下站、非地下站的空調季用水能耗分別為非空調季（1月初至4月底，11月初至12月底）的2.82和1.05倍，地下站主要是因為車站空調系統的用水增項，即冷卻水補水，而非地下站主要是因為夏季清潔和乘客衛(wèi)生間使用率的增加而導致用水量的增長。

1.2 車站主要用水環(huán)節(jié)

地鐵站主要用水單元為空調季的冷卻水補水、通風系統濾網清潔用水、乘客衛(wèi)生間耗水內清潔、工作人員休息室耗水等環(huán)節(jié)，其中僅地下站在空調季產生空調冷卻水水耗。根據某地下站水平衡測試結果，該車站6月份用水情況見圖2，其中冷卻塔補水約占總用水量的55%，隨著氣溫的升高，該用水環(huán)節(jié)用水量會逐漸增高。由于該地下站僅配備一套公共衛(wèi)生間，乘客、職工使用衛(wèi)生間和車站清潔均由此取水，故用水量較大，占整體用水的32%。

2 地鐵站用水影響因素分析

2.1 各省市地鐵站用水控制性指標

地鐵站的用水控制性指標單位可以反映出影響用水量的主要因素，各省市地鐵站用水控制性指標見表1。根據表1可見，多省市認為客流量為主要影響因素，與《用水定額編制技術導則》中推薦單位保持一致[6]。

2.2車站耗水影響因素分析

地鐵站耗水受多方面因素影響，除氣候影響外，建筑面積、客流量、地下站冷卻塔噸數等都會影響耗水量，通過對上海市地鐵站的用水調研及相關技術人員和專家的咨詢初步將地鐵面積和客流量作為主要影響因素?？紤]到地下站和非地下站的用水環(huán)節(jié)不同，分別將不同類型車站用水量與客流量和建筑面積的關聯度進行了Pearson分析。具體結果如表2-表4所示。

可見，地鐵站整體和非地下站的用水量與建筑面積的相關性較強，而地下站的主要影響因素為客流量。為了便于地鐵站的水耗指標制定，降低管理難度，建議以影響地鐵站整體耗水量的最大影響因素為單位，即L/（m2·d）。

2.3 地下站用水變化趨勢

地下站2018-2020年當月耗水量和上海氣溫變化趨勢見圖3。

可見地下站每月耗水量的變化趨勢基本相同，由于主要是空調用水量產生的變化，與室外氣溫變化趨勢，且不同年份同期地下站月均耗水量差異不大，按照空調季與非空調季、季度或對每個月份都制定定額值可以更好地掌握定額變化規(guī)律。

3 上海地鐵車站用水定額指標制定建議

根據上文研究內容，對上海地鐵車站用水定額的指標制定提出以下幾點建議：

（1）不分地下站與非地下站，對地鐵站提出單一定額，該方法可供用水管理部門掌握地鐵站總體用水情況;

（2）對地下站和非地下站分別制定定額值，由于非地下站用水變化趨勢不大可以整年采用統一定額加以考核，地下站再以空調季和非空調季分別制定定額值，更具有靈活性;

（3）由于目前上海市非居民用水超定額累進加價制度以季度為考核周期，故可按季度分別制定定額值，以免出現一四季度考核過于寬松，二三季度考核過嚴的情況;

（4）考慮到地下站用水量受氣溫影響大，且用水量同月變化幅度基本一致，可制定逐月的用水定額指標，供企業(yè)精細化管理使用。

4 結論及建議

（1）通過對上海軌道交通地鐵站用水特征分析，可見地下站和非地下站的耗水情況有較大差異，非空調季（11月～次年4月）各車站耗水量保持平穩(wěn)，到空調季（5月～10月）地下站和非地下站耗水量增加，而且地下站由于冷卻塔的開啟耗水增加明顯，非地下站主要是因為夏季清潔和乘客衛(wèi)生間使用率的增加而導致用水量的增長。地鐵站總體和非地下站主要影響用水量的因素為車站面積，地下站主要影響因素為客流量影響，為統一單位以面積單耗為定額單位。地下站的用水量隨溫度變化而變化，且每年變化趨勢與平均用水量基本保持一致。

（2）本文對上海市軌道交通車站定額分類提出四點分類方法，適用于地方標準、企業(yè)標準等各情景，可為標準制定提供支撐與建議。

（3）隨著城市節(jié)水措施的深入，定額也需要進行及時的更新制定，做到用水單位節(jié)水管理全覆蓋，最終實現全社會的合理用水、節(jié)約用水，提升國民節(jié)水素質，體現綠色環(huán)保的城市文化。

（4）由于上海市地鐵站線路眾多，且建設時間不同，各車站的用水情況、水表設置等情況也不同，目前僅對上海少數地鐵站進行分析得出用水特征和影響因素，掌握整體變化趨勢，但難以制定詳細定額值，后續(xù)將加大數據收集，對耗水量較大的車站進行水平衡測試分析，摸清車站耗水具體情況，并在考慮多方因素的基礎上選用適宜的用水定額指標框架確保能夠制定出科學合理的上海市軌道交通車站用水定額標準。

參考文獻：

[1]交通運輸部：2020年全國城市軌道交通數據速報之說明[J].城市軌道交通研究，2021.24（01）：55.

[2]搜狐城市：“數說”2019年中國地鐵成就[J].城市軌道交通研究，2020.23（01）：190.

[3]上海市統計局.2020上海統計年鑒[J].中國統計出版社，2021.

[4]中國城市軌道交通年鑒.城市軌道交通2020年度統計和分析報告[Z]， 2021-04-09.

[5]劉爽，王慧文，興妍，等.基于案例的城市軌道交通車站能耗定額標準研究[J].交通運輸系統工程與信息，2020，第20卷（4）：231-235.

[6] GB/T 32716-2016，用水定額編制技術導則[S].