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

2. 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

3. 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

4. 2-1 Master Plan ( 續 ) 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 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

5. 2-1 Master Plan ( 續 ) 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 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

6. 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

7. 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

8. 2-3 供水人口 ( 續 ) A. 算術增加 B. 幾何增加 ln y n = ln y 0 +K p n, y n = y 0 +K u n Where …., etc. (1) (2) 2-3-1 數學計算法 y n = y 0 (1+K p ) n,

9. 2-3 供水人口 ( 續 ) C. 減率增加  2-3-1 數學計算法 ( 續 ) Where K D can be obtained from historical data

10. 2-3 供水人口 ( 續 ) A. 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 B. 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 2-3-2 繪圖法

11. 2-3 供水人口 ( 續 ) A. 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 B. 幾何函數式 2-3-3 統計法 See example on board

12. 2-3 供水人口 ( 續 ) Where y n is the projected population; m and a 1 are constants, x is year to be projected, and k is the highest possible population 2-3-4 理論曲線法 (1) (2)

13. 2-3 供水人口 ( 續 ) 求過去之 r 1, r 2, r 3 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 2-3-5 比例法

14. 2-3 供水人口 ( 續 ) 2-3-6 方法之比較 方法 GoodNot so good 數學算術 數學幾何 減率增加 古老都市之短期預測 新興都市之短期預測 短期預測 長期預測 曲線延長 比較繪圖 成長單純地區 較為長期 可能需要與數學方法併用 統計算術 統計幾何 理論曲線較為長期 比例法 短期預測 : 5-10 年 長期預測 : 15-50 年

15. 2-4 供水普及率 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

16. 2-4 供水普及率 ( 續 )

17. 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

18. 2-5 用水量與供水量 ( 續 )

19. 典型都市用水 1. 家庭用水 2. 商業用水 3. 工業用水 4. 公共用水 5. 損漏

20. 2-5 用水量與供水量 ( 續 ) 典型都市用水 1. 家庭用水 2. 商業用水 :12.2 m 3 /1000m 2 /day 3. 工業用水 4. 公共用水 5. 損漏

21. 2-5 用水量與供水量 ( 續 ) 典型都市用水 1. 家庭用水 2. 商業用水 3. 工業用水 4. 公共用水 5. 損漏 市政用水 消防用水 (1) (2) (3) 台灣自來水工程設施標準 ( 人口以萬人計 ) 1---------1 m 3 /mim 2~3------2 m 3 /mim 4~5------3 m 3 /mim 6~7------4 m 3 /mim 8~9------5 m 3 /mim >10------6 m 3 /mim

22. 2-5 用水量與供水量 ( 續 ) 典型都市用水 1. 家庭用水 2. 商業用水 3. 工業用水 4. 公共用水 5. 損漏 1. 幹管及支管損失 2. 水表誤差 3. 輸配水管破裂 4. 違規用水或竊水

23. 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)

24. 2-7 水源 淡水 雨水 地面水 地下水 鹹水 海水 有鹽味水

25. 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

26. 2-9 設計容量 安全因數 單元數量 預留容量 備用單位 設施設計容量 水井、河川、埧、堰最大日供水量 輸水管 I 及 II 最大日供水量 輸水管 III 、配水系統最大時供水量 輸水管 IV 最大時 - 最大日 或 最大日 - 最小時 抽水機、淨水廠最大日供水量 + 備用單位 配水池 25~100% 最大日供水量