CH 2 自來水計畫之基本問題

給水工程計畫或稱為自來水工程計畫，在施工建造前，需要經過初步計畫、規劃及設計之三步驟。計畫書需涵蓋：概說、現況、計畫目標年之計劃给水區域、需水量、供水量、水源分析、淨水及導送水方法，分期計畫等。

依自來水法第七十三條第一項所定自用自來水設備工程計畫書，應載明下列事項：一、設置目的。二、水權取得。三、供水範圍。四、工程內容。五、設計圖。

六、主要器材規格

需水量的推估• 單位：CMD、CMM、 cms、 lpcd• 計畫目標年或稱設計年限、使用年限 (Period of

design)• 一般给水系統之設計年限如下：4. 集水：地面水或水庫 25~ 50，地下水 5~ 105. 導水：大型幹管 25~ 50，小型 15~ 256. 淨水設備： 10~ 257. 抽水設備： ~ 108. 配水設備： 25~ 50

供水區域 (Water supply area)

• 採區域给水，超越行政區域。

供水人口 (population served)

•供水區域內接受供水之人口•計畫供水人口 =計畫目標年之人口 × 供水普及率

•供水普及率：供水人口數 /總人口數*100%一般以 100% 計算

人口的推估 (population predicting)

• 數學計算2. 算數增加法3. 幾何增加法4. 減率增加法• 繪圖法6. 曲線延長法7. 比較繪圖法• 統計法9. 算數函數式10.幾何函數式• 理論曲線法• 比例法

算數增加法•本方法假定都市之人口成線性之增加，適用於都市發展中段及短期之人口預測。

un nkyy += 0

m

kkkk umuuu

+++= ....21

Ku：人口增加率

幾何增加法• 本方法假定都市之人口成幾何線性之增加，適用於新興城市短期之人口預測。

m

kkk

nyy

k

nk

pmpponp

peoyny

++−=

=

....;

lnln 21

;

減率增加法• 假定各鄉鎮市人口會逐漸達到一飽和人口K，適用於古老都市之人口預估

( )

onD

nkoon

yk

yk

nk

Deykyy

−−−=

−−+= −

ln1

1

繪圖法：曲線延長法

繪圖法：比較繪圖法

統計方法：算數函數式

+

=

+=

+=

∑∑∑

∑∑

n

xb

n

xa

n

xy

n

xba

n

y

bxay

2

y=增加率； x=人口

• 例題年 人口(千)=x 每10年人口

成長率=yx2 xy logx logy xlogy

1950 60 16.67 3600 1000 1.778 1.22 73.31960 70 17.14 4900 1200 1.845 1.23 86.41970 82 19.51 6724 1600 1.914 1.29 1061980 98 22.45 9604 2200 1.991 1.35 1321990 120 2.0792000

∑ 310 75.77 24828 6000 7.528 5.1 398slope 1.48 0.007算數增加 134.8 幾何增加 129.3算數函數 a+b(310/4)-(75.77/4)=0

a(310/4)+b(24828/4)-6000/4=0a=6.605 b=0.1592y=6.605+0.1592x

y2000=6.605+0.1592*120=25.71

年 人口(千)=x 每10年人口成長率=y

x2 xy logx logy xlogy

1990 120 2.0792000

∑ 310 75.77 24828 6000 7.528 5.097435 398slope 1.48 0.007算數增加 134.8 幾何增加 129.3算數函數 a+b(310/4)-(75.77/4)=0 幾何函數 a+b(310/4)-(5.097/4)=0

a(310/4)+b(24828/4)-6000/4=0 a(310/4)+b(24828/4)-397.9/4=0a= 6.605 a= 9.9157b= 0.1592 b= 0.008259y=a+bx 25.709 y=9.9157*e(0.008259x)=26.71%P2000= 150.8508 P2000 152.052

理論曲線法 (S曲線法 )

用水量與供水量

• 單位：• lpcd：每人每日的公升數 (l/c.d)• cms ：每秒鐘有多少立方公尺 (m3/sec)• CMD：每天有多少立方公尺 (m3/d)• 每人每日用水量：自來水事業全年售水量除以供水人口與供水日數

• 目前每人每日用水量約 300L

•每人每日供水量：Cap

CMD

××∑

365

103

每人每日供水量包含：計費水量與無費水量

售水率：售水量與供水量之比

出水量組成 (P38)：

4.有效水量與無效水量：計費水量與不計費水量漏水、竊水等

5.計費水量與無費用水量 (water unaccounted for)

• 以供水性質分 :2. 家庭用水： 40~ 50%3. 商業用水： 14~ 35%4. 工業用水：5. 公共用水： 10%，市政用水及消防用水6. 損漏 (無效水量 )： 15~ 26%，總出水量 - 前四項之差額

• 無費用水量：損漏 +表差 +消防用水 +… .(收不到錢之用水量 )

• 影響用水量多寡之因素： P40• 消防用水：

6cmm5cmm4cmm3cmm2cmm1cmm

10以上

8~ 96~ 74~ 52~ 31 萬

用水量之時變遷

•平均日用水量：•最大日用水量：平均日用水量 × (1.2~ 1.8， 1.5)

•最大時用水量：平均日用水量 × (1.5~ 3.0， 2.4)

•最小時用水量：平均日用水量 × (0.33)

水源問題• 水源可分2. 淡水：雨水、地表水 (湖泊、水庫、河水、溪水 )、地下水 (井水、泉水、伏流水 )

3. 鹹水• 水源選擇5. 水量 (water quantities)6. 水質 (water quality)7. 水權 (water right)8. 地質 (geology)• 水資源的開發：地表水 >地下水

設計容量

1.取水口：最大日供水量

2.輸水管 I及 II：最大日供水量

3.輸水管 III、配水系統：同時用水 +消防用水，或最大時供水量兩者之大者

1. 輸水管 IV：最大時供水量與最大日供水量之差或最大日供水量與最小時供水量之差之大者

2. 抽水機、淨水場：最大日供水量 +備用單位用水

低揚程抽水機： 2× 平均日用水量

高揚程抽水機： 3× 平均日用水量

快濾廠： 1.6× 平均日用水量

慢濾廠： 1.4× 平均日用水量

7. 配水池：每小時用水之變化 +救火及預備容量，一般有效容量為：平均時用水量之 5~ 6小時

自來水工程計畫自來水工程設施所在地點，應調查下列事項後選定

：

一、具有第五條所定作為水源之條件。

二、自來水工程設施之建設及管理均安全而容易。

三、自來水工程設施之建設費及維持管理費便宜。

四、水量、水質、水權及用地等有利於將來之擴建。

自來水工程設施之配置，應就下列事項檢討比較後選定最佳方案：

一、適合地勢。

二、建設及管理均安全而容易。

三、建設費及維持管理費便宜。

四、有利於都市將來之發展，並與都市計畫相配合。

五、取水、淨水、配水等各項設備之位置，須適合於發揮各 該設備之機能。

六、對地震、颱風、洪水等災害具有高度之安全性。

七、與原有設備能相互配合。

自來水工程設施之構造規定如下：

一、在結構耐力上對於自重、載重、水壓、土壓、風壓及地震力等均安全。

二、具有高度之水密性，不得有水污染或漏水之虞。

三、築造在地下水位較高處之構造物，在施工中及完成後應注意地下水浮力對構造物之安全。

四、水池牆體之構造應注意內滿外空及其他各種可能危險狀 態時之安全。