上海地鐵車站用水特征分析及影響因素研究

鄭懿　鄒學(xué)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(píng)價(jià)的重要依據(jù)，本文分析上海地鐵站的用水特征與構(gòu)成以及不同類型車站的敷設(shè)方式、建筑面積、客流量等因素對(duì)用水的影響，探討空調(diào)季與各季度車站用水量變化，對(duì)地鐵站用水定額制定分類和單位選擇提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)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(biāo)的制定提供參考。

關(guān)鍵詞：上海市;地鐵站;用水定額

中圖分類號(hào)：TU991? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2022）01-0155-03

近年來，隨著城市建設(shè)步伐的日益加快，城市軌道交通的建設(shè)已如雨后春筍般蓬勃而來。僅2020年，中國(guó)新增城市軌道交通線路39條，新增運(yùn)營(yíng)里程1230.3km，較去年增長(zhǎng)了20.1%[1]。當(dāng)前，中國(guó)城市的地鐵建設(shè)已進(jìn)入了快車道，地鐵總里程近10年間翻了4倍，在開通城市數(shù)量、軌道交通運(yùn)營(yíng)里程、運(yùn)營(yíng)客運(yùn)量等方面均居世界第一[2]。同時(shí)，在線路不斷增加，客流日益增長(zhǎng)的背景下，城市軌道交通運(yùn)營(yíng)線路網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)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(wǎng)絡(luò)，其他城市也都制定了各自的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃，中國(guó)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)時(shí)代已經(jīng)到來。截至2021年1月，上海地鐵運(yùn)營(yíng)里程已達(dá)772公里，運(yùn)營(yíng)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(yùn)量約1041萬(wàn)人次，總客運(yùn)量達(dá)到38億人次，2020年由于受到疫情沖擊，總客運(yùn)量為28億人次，日均客運(yùn)量767萬(wàn)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(jù)統(tǒng)計(jì)，上海地鐵年均用水量約千萬(wàn)噸，為更好地貫徹落實(shí)“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”治水理念，進(jìn)一步推動(dòng)城市軌道交通行業(yè)用水精細(xì)化進(jìn)程，本文擬根據(jù)車站用水結(jié)構(gòu)的摸排和用水?dāng)?shù)據(jù)的收集情況，對(duì)上海地鐵車站用水特性和影響因數(shù)展開分析，并結(jié)合相關(guān)管理要求給出用水定額指標(biāo)構(gòu)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(jī)選取了40座車站（開通運(yùn)營(yíng)時(shí)間皆為5年及以上）進(jìn)行近三年（2018年至2020年）的逐月用水量統(tǒng)計(jì)，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(dá)到峰值，而非地下站的用水趨勢(shì)則比較平穩(wěn)，全年波動(dòng)較小。考慮到地下站和非地下站的用水結(jié)構(gòu)，初步分析是因?yàn)榭照{(diào)季時(shí)（5月初至10月底），地下車站集中空調(diào)系統(tǒng)已運(yùn)行，此時(shí)隨著室外溫度的增加，車站內(nèi)空調(diào)冷負(fù)荷逐步增加，冷卻水用水量相應(yīng)增加，繼而補(bǔ)水量也逐步增加[5]。而非地下車站常采用分體空調(diào)進(jìn)行局部供冷或風(fēng)扇進(jìn)行降溫，相較于非空調(diào)季節(jié)不涉及額外的用水項(xiàng)目。通過計(jì)算單位建筑面積用水能耗可知，地下站、非地下站的空調(diào)季用水能耗分別為非空調(diào)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?yàn)檐囌究照{(diào)系統(tǒng)的用水增項(xiàng)，即冷卻水補(bǔ)水，而非地下站主要是因?yàn)橄募厩鍧嵑统丝托l(wèi)生間使用率的增加而導(dǎo)致用水量的增長(zhǎng)。

1.2 車站主要用水環(huán)節(jié)

地鐵站主要用水單元為空調(diào)季的冷卻水補(bǔ)水、通風(fēng)系統(tǒng)濾網(wǎng)清潔用水、乘客衛(wèi)生間耗水內(nèi)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(diào)季產(chǎn)生空調(diào)冷卻水水耗。根據(jù)某地下站水平衡測(cè)試結(jié)果，該車站6月份用水情況見圖2，其中冷卻塔補(bǔ)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(huì)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(biāo)

地鐵站的用水控制性指標(biāo)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(biāo)見表1。根據(jù)表1可見，多省市認(rèn)為客流量為主要影響因素，與《用水定額編制技術(shù)導(dǎo)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(shù)等都會(huì)影響耗水量，通過對(duì)上海市地鐵站的用水調(diào)研及相關(guān)技術(shù)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。考慮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(guān)聯(lián)度進(jìn)行了Pearson分析。具體結(jié)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(guān)性較強(qiáng)，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(biāo)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(shì)

地下站2018-2020年當(dāng)月耗水量和上海氣溫變化趨勢(shì)見圖3。

可見地下站每月耗水量的變化趨勢(shì)基本相同，由于主要是空調(diào)用水量產(chǎn)生的變化，與室外氣溫變化趨勢(shì)，且不同年份同期地下站月均耗水量差異不大，按照空調(diào)季與非空調(diào)季、季度或?qū)γ總€(gè)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(biāo)制定建議

根據(jù)上文研究?jī)?nèi)容，對(duì)上海地鐵車站用水定額的指標(biāo)制定提出以下幾點(diǎn)建議：

（1）不分地下站與非地下站，對(duì)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(duì)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(shì)不大可以整年采用統(tǒng)一定額加以考核，地下站再以空調(diào)季和非空調(diào)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(jìn)加價(jià)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(xiàn)一四季度考核過于寬松，二三季度考核過嚴(yán)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(biāo)，供企業(yè)精細(xì)化管理使用。

4 結(jié)論及建議

（1）通過對(duì)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(diào)季（11月～次年4月）各車站耗水量保持平穩(wěn)，到空調(diào)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?yàn)橄募厩鍧嵑统丝托l(wèi)生間使用率的增加而導(dǎo)致用水量的增長(zhǎng)。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(tǒng)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(shì)與平均用水量基本保持一致。

（2）本文對(duì)上海市軌道交通車站定額分類提出四點(diǎn)分類方法，適用于地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等各情景，可為標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行及時(shí)的更新制定，做到用水單位節(jié)水管理全覆蓋，最終實(shí)現(xiàn)全社會(huì)的合理用水、節(jié)約用水，提升國(guó)民節(jié)水素質(zhì)，體現(xiàn)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(shè)時(shí)間不同，各車站的用水情況、水表設(shè)置等情況也不同，目前僅對(duì)上海少數(shù)地鐵站進(jìn)行分析得出用水特征和影響因素，掌握整體變化趨勢(shì)，但難以制定詳細(xì)定額值，后續(xù)將加大數(shù)據(jù)收集，對(duì)耗水量較大的車站進(jìn)行水平衡測(cè)試分析，摸清車站耗水具體情況，并在考慮多方因素的基礎(chǔ)上選用適宜的用水定額指標(biāo)框架確保能夠制定出科學(xué)合理的上海市軌道交通車站用水定額標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]交通運(yùn)輸部：2020年全國(guó)城市軌道交通數(shù)據(jù)速報(bào)之說明[J].城市軌道交通研究，2021.24（01）：55.

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

[3]上海市統(tǒng)計(jì)局.2020上海統(tǒng)計(jì)年鑒[J].中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2021.

[4]中國(guó)城市軌道交通年鑒.城市軌道交通2020年度統(tǒng)計(jì)和分析報(bào)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(biāo)準(zhǔn)研究[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)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(shù)導(dǎo)則[S].