第四章 給水系統(tǒng)各部分的流量及水壓關(guān)系

第一節(jié) 給水系統(tǒng)各部分的流量關(guān)系

給水系統(tǒng)中的取水構(gòu)筑物、凈水構(gòu)筑物和輸配水系統(tǒng)之間存在著密切聯(lián)系，但它們的設(shè)計(jì)流量并不一定相同。

一、取水構(gòu)筑物、凈水構(gòu)筑物及一級泵站的設(shè)計(jì)流量

一級泵站的作用是將取水構(gòu)筑物取到的原水送到凈水構(gòu)筑物中去進(jìn)行凈化處理。為了減小一級泵站和這些構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)規(guī)模，并使構(gòu)筑物穩(wěn)定運(yùn)行，一般大中城市自來水廠的一級泵站均采用三班制即24小時(shí)均勻供水，只有小型自來水廠才采用一班制或兩班制運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，取水構(gòu)筑物、凈水構(gòu)筑物和一級泵站的設(shè)計(jì)流量Q_I（m³/h）按最高日平均時(shí)流量計(jì)算，即

式中：T為一級泵站每天工作小時(shí)數(shù)；α為水廠自用水量（即輸水管漏損、沉淀池排泥、濾池沖洗等用水）系數(shù)，其值取決于水源種類、原水水質(zhì)、水處理工藝及構(gòu)筑物類型等因素，以地表水為水源時(shí)一般取1.05～1.10，以地下水為水源且只需消毒處理而無需其他處理時(shí)取1.0；Q_d為最高日用水量。

從水源到水廠的原水輸水管的設(shè)計(jì)流量也應(yīng)按Q_I來確定。

二、二級泵站及管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量

二級泵站、從二級泵站到配水管網(wǎng)的清水輸水管及配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量，應(yīng)根據(jù)用水量變化曲線和二級泵站供水曲線確定。

（一） 二級泵站的設(shè)計(jì)流量

二級泵站的設(shè)計(jì)流量與管網(wǎng)中是否設(shè)置水塔（或高地水池）有關(guān)。

當(dāng)管網(wǎng)內(nèi)不設(shè)置水塔（或高地水池）時(shí)，任何小時(shí)內(nèi)二級泵站的供水量應(yīng)等于或大于用水量，否則就會(huì)出現(xiàn)供水不足現(xiàn)象。因此，二級泵站的最大供水量應(yīng)按最高日最高時(shí)用水量考慮。二級泵站內(nèi)應(yīng)設(shè)置并配合使用流量大小不同的水泵及變頻調(diào)速泵，以滿足不同時(shí)段內(nèi)的用水量要求，并最大限度地減少水的浪費(fèi)。水泵工作時(shí)應(yīng)在其高效區(qū)內(nèi)運(yùn)行。

當(dāng)管網(wǎng)內(nèi)設(shè)置水塔（或高地水池）時(shí)，由于它們能夠調(diào)節(jié)二級泵站供水量和用水量之間的差值，因此，二級泵站每小時(shí)的供水量可以不等于用水量。二級泵站的供水曲線應(yīng)根據(jù)用水量變化曲線確定，總的原則是采用分級供水，各級供水曲線應(yīng)盡量接近用水曲線，以減小水塔容積；分級數(shù)一般不應(yīng)多于三級，以便水泵機(jī)組的管理；分級數(shù)和分級流量還應(yīng)考慮能否選到在高效區(qū)內(nèi)運(yùn)行的合適的水泵。從圖3-1中可以看出，二級泵站供水分為兩級：一級是從0：00—5：00、從20：00—24：00，每小時(shí)供水量為2.78%；另一級是從5：00—20：00，每小時(shí)供水量為5%。兩級供水總量等于最高日用水量，即

2.78%×(5+4)+5%×15=100%

（二）清水輸水管的設(shè)計(jì)流量

當(dāng)管網(wǎng)內(nèi)無水塔（或高地水池）時(shí)，清水輸水管的設(shè)計(jì)流量應(yīng)按最高日最高時(shí)用水量確定。當(dāng)管網(wǎng)末端設(shè)有水塔（稱為對置水塔或網(wǎng)后水塔）或網(wǎng)中設(shè)有水塔時(shí)，清水輸水管的設(shè)計(jì)流量應(yīng)按二級泵站最大一級供水量確定。當(dāng)管網(wǎng)起端設(shè)有水塔（稱為前置水塔或網(wǎng)前水塔）時(shí)，泵站到水塔的清水輸水管的設(shè)計(jì)流量應(yīng)按二級泵站最大一級供水量確定；水塔到管網(wǎng)的清水輸水管的設(shè)計(jì)流量應(yīng)按最高日最高時(shí)用水量確定。

圖4-1 對置水塔供水情況

（三）配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量

若管網(wǎng)內(nèi)無水塔（或高地水池）或設(shè)有前置水塔，管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量應(yīng)與最高日最高時(shí)用水量相同。若管網(wǎng)內(nèi)設(shè)有對置水塔，在最高用水時(shí)，由二級泵站和水塔從兩面向管網(wǎng)供水，管網(wǎng)中間出現(xiàn)供水分界線，如圖4-1所示。因此，應(yīng)根據(jù)最高時(shí)從二級泵站和水塔送入管網(wǎng)的流量進(jìn)行管網(wǎng)計(jì)算。由于設(shè)有對置水塔時(shí)，管網(wǎng)中的大部分管線的流量較只由一方供水時(shí)小，故管徑可能減小，管網(wǎng)投資可以降低。