中水系统纳入城市给排水系统综合规划的优化研究_张博

要：在城市化发展进程不断加快的过程中， 人们逐渐认识到水污染和水资源 短缺对城市建设和发展的重要影响， 并尝试通过建设污水回用的中水工 程对此问题进行缓解， 但由于此类工程在规模、 数量、 彼此联系、 与给排 水规划的统一关系等方面存在缺陷， 其实际规模经济效益和功能并未达 甚至对城市供水系统的统一规划和管理构成影响。 在此背 到预期程度， 本文针对中水系统纳入城市给排水系统综合规划的优化展开研 景下， 究， 为挖掘中水系统的价值， 缓解城市水资源供给问题做出努力。
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（ 上接第 50 页） 计与初步设计等都需要以此作为基础进一步优化与完 善。建筑设计中低碳理念的融合和体现， 不仅是当代社会进步的标志， 也是人们生活中可持续发展观的具体体现 。 参考文献 ［ 1］赵明珠． 关于低碳式建筑设计技术及方法的分析［J］ ． 中华民居（ 下 2014 ， 04 （ 02 ） ： 20． 旬刊） ， ［ 2］夏冰， 陈易． 关 于 低 碳建 筑 设 计 方 法 的 比 较 研 究［J］． 建 筑 节 能， （ 上接第 51 页） 参考文献 ［ 1］周玉文， ． 北京： 中国建筑工业出 赵洪宾． 排水管网理论与计算［M］ 2000． 版社， ［ 2］城市排水工程规划规范 GB 50318 － 2000． （ 上接第 52 页） 提下， 即能达到室内装饰的环保效果， 又能实现人们对 健康方面的要求 。 参考文献 ［ 1］陈斯楠． 中国室内装饰设计风格的宏观发展趋势［J］ ． 现代装饰（ 理 2016 （ 06 ） ． 论） ， ［ 2］高恒． 试述现代室内装饰设计的新理念及其应用［J］ ． 信息化建设， 2016 （ 03 ） ． （ 上接第 53 页） 参考文献 ［ 1］何孟狄． 中水系统纳入城市给排水系统规划浅析［J］ ． 科 技 视界， 2012 （ 17 ） ： 204 － 205． ［ 2］张守华． 中水系统纳入城市给排水系统综合规划的研究［J］ ． 化学 2008 （ 07 ） ： 96 － 97． 工程与装备， （ 上接第 54 页） 参考文献 ［ 1］彼得霍尔． 城市和区域规划［ M］． 中国建筑工业出版社， 2002． 2014 ， 09 （ 03 ） ： 60 － 67． ［ 3］ — —对中国建筑 夏冰， 陈易． 低碳建筑设计过程和方法的现状研究 — J］ ． 住宅科技， 2015 ， 02 （ 01 ） ： 20 － 25． 师的问卷调查［ ［ 4］孙保 伟． 关 于低 碳 建 筑设计 方法的 比较研 究［J］ ． 门窗， 2015 ， 07 （ 07 ） ： 148． 作者简介： 王娟（ 1978 年生） ， 女， 汉， 河南唐河人， 讲师， 本科， 研究 方向： 建筑设计。 ［ 3］ 室外排水设计规范（ 2014 年版） GB 50014 － 2006． ［ 4］ ． 中国新技术 李文艳． 市政给排水设计和规划中常见问题分析［J］ 2013 （ 15 ） ． 新产品， ［ 5］ ． 科技创新 康健． 市政给排水设计和规划设计中常见问题分析［J］ 2013 （ 36 ） ． 与应用， ［ 3］ 郑敏． 室内装饰设计 过程 中色彩 分析及 应用［J］． 长治学院学报， 2016 （ 03 ） ． ［ 4］ ． 美术教育 李佳琪． 我国传统文化与现代室内装饰设计的融合［J］ 2016 （ 12 ） ． 研究， ［ 5］ 2015 （ 04 ） ． 胡国梁． 室内装饰设计［J］． 湖南包装， ［ 6］ 李献飞， 霍燕霞． 室内装饰设计中的情感表达研究［J］． 现代装饰 （ 理论） ， 2016 （ 03 ） ．
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中水系统纳入城市给排水系统综合规划的优化需要针对水量 、 水 质等技术方面， 投资、 运行费用、 年经营费用等经济方面、 技术难度、 建 设工期、 环境影响等社会方面综合进行， 由于各方面目标的权重存在差 异， 所以笔者选择技术和社会条件一定情况下的经济目标最优作为规
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参考文献 ［ 1］刘乾坤． 对生态建筑融入建筑设计的策略探讨［J］ ． 城市建设理论 2013 （ 14 ） ． 研究， （ 上接第 48 页） 对各种可能影响 “强柱弱梁 ” 屈服机制的因素给予全面 考虑， 并采用合理的结构分析模型和分析方法， 将这些因素纳入到整体 “强柱弱 结构的设计计算中， 确保柱、 梁承载力满足相应规范要求， 实现 梁” 屈服机制。对于短柱， 其刚性大、 延性差， 在地震作用下的破坏后果 严重， 因此在工程中应尽可能避免短柱的出现 。
2016 年第 20 期划设计
中水系统纳入城市给排水系统综合规划的优化研究
■张
摘
博
■天津自来水集团有限公司 ， 天津 300040
划优化的主要方向［4］ 。换言之笔者以中水系统纳入城市给排水系统 以水量和水质作为其约 后的整体年经营费用作为其优化的直接依据， 束的条件， 结合城市水系统的年经营状况可以通过水资源年费用、 动力 费用、 药剂费用、 工资福利费用、 折旧提成费用、 大修和检修维护费用以 行政管理等方面的其他费用之和对综合的年经营费用进行表 及税款、 示。 2． 2 中水系统纳入城市给排水系统综合规划的优化依据 需要注意的是年经营费用中的各组成部分又由给水系统 、 排水系 统和中水系统的相应费用共同构成， 在追求中水系统纳入城市给排水 系统综合规划的年经营费最小的过程中， 需要对其约束条件进行明确， 这是综合规划优化的主要依据， 其主要包括以下方面： 首先， 自来水厂 供给用户的自来水量与中水厂供给用户的中水量的应在用户实际需水 量以上， 才能满足用户的实际用水需求； 其次， 用户向污水厂输出的污 才能说明用户处于用 水量等同于用户总水量供给与排水系数的乘积， 水平衡的状态； 再次， 用户自来水和中水中的使用比例应满足水厂供给 用户的中水量不大于（ 自来水厂供给用户的自来水量 + 中水厂供给用 户的中水量） × 用户处中水占总用水量的用水比例系数的情况； 另外， 从水源输送到自来水厂的淡水量与自来水厂供给用户的自来水量的差 额、 用户输送到污水厂的污水量与从污水厂二级处理后输送到中水厂 的水量与从污水厂排放至排污河的污水量的差额、 从污水厂二级处理 后输送到中水厂的水量与中水厂供给用户的中水量差额应分别等同于 污水厂以及中水厂内水的耗损量； 从水源输送到自来水厂的 自来水厂、 淡水量总和不大于水源处的最大可取水量［5］ 。 除此之外， 水源输送到 自来水厂的淡水总量、 用户输送到污水厂的污水量、 从污水厂二级处理 后输送到中水厂的水量应分别在自来水厂、 污水厂以及中水厂的设计 能力以内， 这样才能保证污水厂、 自来水厂和中水厂的持续运行。 2． 3 中水系统纳入城市给排水系统综合规划优化的效果 某地区规划每天居民用水量需要 27 万立方米， 但现阶段的可用水 源情况决定其每天的供水量只能达到 24 万立方米左右， 存在明显的供 水缺口， 考虑到区域城市污水可就近获取， 而且现阶段深度处理技术也 较为成熟， 相比远距离引水经济效益突出， 将中水系统纳入城市供排水 将工业、 企业产生的污水进行针对性的处理， 用于城 系统综合规划中， 市景观净化、 城市绿化建设、 居民厕所清洁等方面， 换言之将中水作为 部分非饮用水应用的第二水源， 在中水系统纳入城市给排水系统综合 城市地面水源由原有的 10. 73 力方面提升到 26 立方米， 规划优化后， 自来水水量由原有的共计不足 9 立方米， 提升到 21 立方米以上， 污水 3. 79 立 厂和中水厂的水量分别从原有的 11 立方米提升到 22 立方米、 方米提升到 8. 69 立方米， 使用水区的水量供应更加充足。 结合拉格朗日多项式插值法可以对供水系统各部分的水量分配进 行确定， 例如 水 源 向 两 间 自 来 水 厂 的 供 水 量 分 别 为 5. 9 万 d / m3 和 13. 8 万 d / m3 ， 污水厂要将进入的 12. 96 万 d / m3 水量中的 8. 32d / m3 向中水厂分配， 其余向排污河分配， 中水厂在对输入的污水处理后， 又 3. 69 万 d / m3 和 5. 69 万 d / 将中水分别向三个用水区分配 3 万 d / m3 、 m3 。通过综合规划的优化， 该区域每天使用的中水量达到 12 万 d / m3 以上， 不仅满足了区域的正常供水需要， 而且极大的提升了水资源的利 结合自来水购买单价， 可以发现其产生的经济效果也十分突出。 用率， 3 结论 通过上述分析可以发现， 中水系统纳入城市给排水系统规划的优 化， 主要针对其年经营费用进行， 但要保证其在约束条件的范围内， 合 理的规划优化不仅可以提升水资源的利用效率， 解决区域水资源供给 紧张问题， 而且对区域的经济支出节约也具有重要的作用， 所以应受到 （ 下转第 56 页） 重视。
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（ 上接第 49 页） ［ 10］温亚斌， 朱 书 强， 任 书 斌， 周 术． 传 统 民 居 中 庭 院 空 间 更 新 的 思 — —以西安大皮院街 76 号院为例［J］． 建筑学报， 2008． 考— ［ 11］张慧， ． 河北 赵晓峰． 中国传统民居庭院空间的生态文化内涵［J］ 2008． 学刊， ［ 12］聂晓茜． 大理客栈从白族民居到文化旅游体验空间［D］． 云南大 2014． 学， ［ 13］钱肖桦． 大理白族民居院落研究［ D］ ． 昆明理工大学， 2011． ［ 14］郝锋艳． 云南喜洲白族古民居研究［D］ ． 西安建筑科技大学， 2006． ［ 15］Lefebvre HI． The Production of Space． Oxford： Blackwell Lt． 1991． 基金项目： 云南省高校重点建设学科（ 风景园林学） 建设项目资助。 作者简介： 李娇（ 1991 年 5 月生） ， 女， 白族， 西南林业大学园林学 院城乡规划学硕士研究生， 研究方向： 城乡遗产保护。 王小铭（ 1990 年 5 月生） ， 男， 汉族， 规划工程师， 研究方向： 城乡规 划理论。
关键词：中水系统
城市给排水系统
优化综合规划
中水即处理达到一定水质标准的城市污水， 其在非饮用的一定范 围内可以重复使用； 中水回用即通过一定的再生处理， 使生产生活中已 经被应用的优质杂排水具备在工业生产 、 农业灌溉、 地下水供给等方面 应用能力的过程， 其对提升水资源的利用效率 、 缓解城市水资源短缺问 题具有重要作用， 所以为保证中水回用工程发挥预期的效果， 针对中水 系统纳入城市给排水系统综合规划的优化展开研究具有重要的现实意 义。 1 城市给排水系统综合规划优化相关费用模型的建立 城市水系统由给水系统、 排水系统和中水系统共同构成， 而每个系 统又由诸多工程组成， 如给水系统需要取水工程 、 净水工程、 输水工程、 配水工程构成； 排水系统由排水管网 、 污水处理系统构成； 中水系统由 中水原水系统、 中水处理系统和中水供水系统构成， 可见中水系统纳入 城市给排水系统综合规划的优化是一项复杂的工程［1］ 。 为综合分析 对纳入了中水系统的城市给排水系 城市排水系统建设和运行的费用， 统经济性态全面认识， 需要先对城市水系统各结构的费用模型进行建 立。 1． 1 城市给水系统各部分的费用模型 现阶段给水系统工程的费用函数通常表示为 αQ β ， α 和 β 均表示 Q 代表可以反映工程规模的流量； 而作为给水系统建设重要 模型系数， 经济指标的排水管道单位管长综合造价可以通过公式 a + bD a 其 i 获取， aα 和 b 均代表待估参数。 而城市排水系 中 D i 代表管道的公称直径， 统的基建投资和年运行费用等通常通过公式 f（ Q） 表示， 其中排水管网 单位长度的铺设费用则通过模型 aD α H β 表示， 其中 D 和 H 费别单表 管道的直径和埋设深度［2］ 。 而城市中水系统的费用模型与排水系统 基本类似， 也可以通过模型 αQ β 表示。 1． 2 纳入中水系统的城市给排水系统费用模型的建立 为避免采集数据的准确性对费用模型构成影响， 国内玩学者尝试 通过拉格朗日多项式插值法对数据进行处理， 然后进行曲线拟合， 获得 城市水系统费用的整体模型［4］ 。 结合拉格朗日多项式插值法和综合 投资指标可以对取水工程地面水简单取水 、 复杂取水、 地下水浅层取 水、 深层取水等费用模型进行确定； 结合单项构筑物投资指标可以对过 滤净化中协管沉淀池、 双阀滤池、 吸水井、 二泵站、 清水池等构筑物的费 用模型进行建立， 以此类推， 可以对城市给水系统 、 排水系统、 中水系统 各部分的费用模型进行建立 。例如通过计算和曲线拟合可以将城市污 L； 中水 水再生水系统中的中水输水管网费用模型表示为 133. 42Q 厂中水处理的费用模型表示为 354. 37Q0. 7894 L； 中水供给管网费用表示 为 98. 2Q0. 8049 L 等。各结构模型整合即获得中水系统纳入城市给排水 系统综合规划的费用模型 。 2 中水系统纳入城市给排水系统综合规划的优化依据 2． 1 中水系统纳入城市给排水系统综合规划的优化目标
［ 2］ 王慧慧． 关于生态建筑融入建筑设计的策略探讨分析［J］． 高等建 2015 （ 13 ） ． 筑教育， ［ 3］ ． 中国新技术 陈方圆． 浅析生态建筑融入建筑设计的策略探讨［J］ 2014 （ 12 ） ． 新产品， 参考文献 ［ 1］ 韩丽霞， 金德保， 莫庸． 钢筋混凝土多层框架柱震害初步分析［J］． 2008 ， 30 （ 4 ） ： 41 － 44． 工程抗震与加固改造， ［ 2］ 冯远， 刘兰花， 易勇等． 多层钢筋混凝土框架柱震害调查分析与启示 ［J］． 土木工程学报， 2010 ， 43 （ 10 ） ： 63 － 72．