第二節 清水池和水塔的容積計算

清水池和水塔（或高地水池）統稱為調節構筑物。清水池一般設置在水廠內，其作用是調節一級泵站和二級泵站供水量之間的差額。水塔（或高地水池）的作用是調節二級泵站供水量和用水量之間的差額。由于水塔造價較高，調節容積有限，故用水量較均勻的大中城市往往不設水塔，而用水泵調節流量。若城市中有合適的高地，可建造高地水池來代替水塔，以降低造價。給水系統中設置調節構筑物除可調節流量外，還在一定程度上提高了給水系統供水的安全可靠性。

清水池和水塔的調節容積之間有著密切聯系。當一級泵站和二級泵站每小時供水量相接近時，清水池容積較小，但水塔容積將會增大；而當二級泵站每小時供水量越接近于用水量時，水塔容積越小，而清水池容積增大。

清水池和水塔調節容積的計算，一般采用兩種方法：一種方法是根據24小時的供水量和用水量變化曲線求得；另一種方法是在缺乏用水量變化規律的資料時，憑經驗數據估算。

一、根據供水量和用水量變化曲線計算調節容積

根據供水量和用水量變化曲線計算調節容積時，首先應根據用水量變化曲線擬定二級泵站的供水曲線，在此基礎上，再進行調節構筑物容積的計算。

清水池容積計算原理參見圖4-2。在該圖中，20：00—次日5：00，一級泵站供水量大于二級泵站供水量，多余的水量儲存在清水池中；而在5：00—20：00，一級泵站供水量小于二級泵站供水量，需取用清水池中的存水，以滿足二級泵站的供水要求。但在一天之內，取用的水量應剛好等于儲存的水量，即清水池的調節容積應等于圖4-2中A 部分面積或B部分面積，也就是等于累計取用的水量或累計儲存的水量。

水塔的調節容積應根據二級泵站供水曲線和用水量變化曲線確定。

清水池和水塔調節容積的計算參見表4-1。該表中（2）～（4）項數據分別根據用水量變化曲線、二級泵站供水曲線和一級泵站供水曲線得到。（5）項為（2）、（4）項之差；（6）項為（3）、（4）項之差；（7）項為（2）、（3）項之差。將（5）～（7）項中的累計正值或累計負值分別相加，其值即為清水池或水塔的調節容積，以最高日用水量的百分數表示。不設水塔時，清水池容積為17.78%；設水塔時，清水池容積為12.5%，水塔容積為6.55%，總調節容積為12.5%+6.55%=19.05%，略大于不設水塔時的調節容積。是否設水塔，應經過技術經濟比較后確定。

圖4-2 清水池調節容積計算簡圖

1—一級泵站供水曲線；2—二級泵站供水曲線

清水池中除儲存調節水量外，還應儲存消防用水和水廠內沖洗排污等生產用水，并應滿足消毒的接觸時間要求，因此，清水池的有效容積W（m³）為

式中：W₁為調節容積，m³；W₂為消防用水儲存容積，m³，按火災延續2h計算；W₃為水廠生產用水儲存容積，m³，按最高日用水量的5%～10%計算；W₄為安全儲量，m³。

水塔中一般儲存調節水量和消防水量，其有效容積W′（m³）為

式中：W₁為調節容積，m³；W₂為消防用水儲存容積，m³，按10分鐘室內消防用水量計算。

工業用水的清水池和水塔的有效容積，應根據調度、事故和消防等要求確定。

二、按經驗確定清水池和水塔的有效容積

當缺乏用水量變化規律的資料時，可以憑經驗數據確定清水池和水塔的有效容積。

當水廠外無調節構筑物時，清水池的有效容積可按最高日設計水量的10%～20%計算。在二級泵站采用分級供水時，水塔的有效容積可為最高日用水量的2.5%～6%。對上述數據，小城市采用高值，大城市采用低值。

此外，為保證清水池檢修或清洗時不間斷供水，清水池的個數或分格數不得少于兩個，并能單獨工作和分別泄空；如果有特殊措施能保證安全供水時，也可只設一個。