Water Supply Engineering Design (II)

Water Supply Engineering Design (II) Shu-Chi Chang, Ph.D., P.E., P.A. Assistant Professor1 and Division Chief2 1Department of Environmental Engineering 2Division of Safety and Health, Center for Environmental Protection and Occupational Safety and Health National Chung Hsing University 9/18/2006

Outline • 主計畫與工程實施計畫 • 供水區域及供水人口 • 供水普及率 • 用水量與供水量 • 用水量之時變遷 • 水源問題 • 設計年限 • 設計容量

2-1 Master Plan • 自來水系統 • 主計畫 • 不同計畫目標年之計畫 • 供水區域 • 供水人口 • 供水量 • 水源分析 • 分期計畫

2-1 Master Plan (續) • 格式應包含 • 計畫報告 • 設計圖說 • 施工說明書 • 器材規格 • 施工預算書 • 工程實施計畫依主要計畫訂定，應考量 • 利用地形 • 符合當地發展 • 設備操作維護 • 設備採用前測試及了解 • 土木、機械與電氣之配合 • 綜合成本 • 環境影響評估

2-1 Master Plan (續) • 工程施行之階段 • 資格訂定 • 發包 • 工程設計 • 工程監造 • 工程施工 • 工程試運轉及驗收 • 加入營運 • 工程實施計畫之計畫要項 • 概說 • 水廠現況 • 供水區域 • 供水量 • 水源選擇 • 系統規劃 • 工程內容 • 工程經費 • 用地 • 執行計畫 • 功能圖說

2-2 供水區域 • 供水區域 • 劃定供水區域->供水人口及供水量 • 計畫目標年 • 供水對象 • 劃分方式 • 行政區供水 • 區域供水

2-3 供水人口 • 供水區域 • 人口增加 • 自然人口增加率=出生率-死亡率 • 社會人口增加率=遷入率-遷出率 • 計畫目標年之人口推估 • 計畫供水人口=推估之計畫目標年人口X計畫供水普及率 • 應回顧過去20年之人口資料

2-3 供水人口 (續) 2-3-1 數學計算法 • 算術增加 • 幾何增加 yn = y0 +Ku n (1) ln yn = ln y0 +Kp n, (2) yn = y0 (1+Kp)n, Where …., etc.

2-3 供水人口 (續) 2-3-1 數學計算法 (續) C. 減率增加  Where KD can be obtained from historical data

2-3 供水人口 (續) 2-3-2 繪圖法 • 曲線延長法 • 根據過去資料及人口成長相關因素 • 順勢延長 • 多靠工程師之判斷 • 宜與數學方式併用 • 比較繪圖法 • 選取性質相似但人口較多之城市甲乙丙 • 作目標城市(丁)之水平線 • 分別座甲乙丙之平行線 • 取三者之平均值

2-3 供水人口 (續) 2-3-3 統計法 • 算術函數式 • 以最小二乘法 (Least square)求增加率 (y)與人口(x)之關係 • 幾何函數式 See example on board

2-3 供水人口 (續) 2-3-4 理論曲線法 Where yn is the projected population; m and a1 are constants, x is year to be projected, and k is the highest possible population (1) (2)

2-3 供水人口 (續) 2-3-5 比例法 • 求過去之r1 , r2 , r3 etc. • 預測未來之r • 以全國計畫目標年之預測人口數成以此比率r

2-3 供水人口 (續) 2-3-6 方法之比較短期預測: 5-10年長期預測: 15-50年

指在自來水供水區域內，供水人口占區域內總人口數之比率。即指在自來水供水區域內，供水人口占區域內總人口數之比率。即 2-4 供水普及率

2-4 供水普及率 (續)

2-5 用水量與供水量 • 每人每日供水量(367 lpcd in 1997) • 每人每日供水量= • 每人每日用水量(274 lpcd in 1997) • 每人每日用水量=(售水量/(供水人口X供水日數)) • 售水率=(售水量/供水量) • 自來水之出水量組成

2-5 用水量與供水量(續)

2-5 用水量與供水量(續) • 典型都市用水 • 家庭用水 • 商業用水 • 工業用水 • 公共用水 • 損漏

2-5 用水量與供水量(續) • 典型都市用水 • 家庭用水 • 商業用水:12.2 m3/1000m2/day • 工業用水 • 公共用水 • 損漏

2-5 用水量與供水量(續) • 典型都市用水 • 家庭用水 • 商業用水 • 工業用水 • 公共用水 • 損漏 (1) • 市政用水 • 消防用水 (2) • 台灣自來水工程設施標準 (人口以萬人計) • 1---------1 m3/mim • 2~3------2 m3/mim • 4~5------3 m3/mim • 6~7------4 m3/mim • 8~9------5 m3/mim • >10------6 m3/mim

2-5 用水量與供水量(續) • 典型都市用水 • 家庭用水 • 商業用水 • 工業用水 • 公共用水 • 損漏 • 幹管及支管損失 • 水表誤差 • 輸配水管破裂 • 違規用水或竊水

2-6 用水量之時變遷 • 最大日用水量及最小日用水量 • 最大時用水量及最小時用水量 p 為各用水量與平均日用水量之比 t為時間 (good for 2/24~360 days)

2-7 水源 • 淡水 • 雨水 • 地面水 • 地下水 • 鹹水 • 海水 • 有鹽味水

2-8 設計年限 • 建築物及機器之壽命 • 擴充之難易 • 初期操作 • 財務 • 人口增加率 • 規模 • 計畫制實施之延時各項建議設計年限請參考書本

2-9 設計容量 • 安全因數 • 單元數量 • 預留容量 • 備用單位

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