任務(wù)5-給水系統(tǒng)的工作工況

1、給排水管網(wǎng)工程廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院 環(huán)境工程與土木工程系任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況一、給水系統(tǒng)各單元設(shè)計(jì)流量的確定一、給水系統(tǒng)各單元設(shè)計(jì)流量的確定流量流量關(guān)系關(guān)系A(chǔ).取水構(gòu)筑物、一級(jí)泵站及水處理構(gòu)筑物取水構(gòu)筑物、一級(jí)泵站及水處理構(gòu)筑物B.二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物二級(jí)泵站工作情況二級(jí)泵站設(shè)計(jì)流量輸水管和配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量清水池和水塔二、給水系統(tǒng)二、給水系統(tǒng)能量能量關(guān)系關(guān)系基本概念 水塔高度確定水泵揚(yáng)程確定三、管網(wǎng)計(jì)算三、管網(wǎng)計(jì)算工況工況A.設(shè)計(jì)工況設(shè)計(jì)工況B.校核工況（消防工況、事故工況、轉(zhuǎn)輸工況）校核工況（消防工況、事故工況、轉(zhuǎn)輸工況）四

2、、管網(wǎng)計(jì)算內(nèi)容四、管網(wǎng)計(jì)算內(nèi)容任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況 給水系統(tǒng)是由給水系統(tǒng)是由功能互不相同功能互不相同但但彼此密切聯(lián)系彼此密切聯(lián)系的各組成部的各組成部分連接而成，它們必須分連接而成，它們必須共同工作共同工作才能才能滿足滿足用戶對(duì)用戶對(duì)給水給水的的要求要求（水質(zhì)、水量、水壓水質(zhì)、水量、水壓）。）。 因此，需要從因此，需要從整體上整體上對(duì)給水系統(tǒng)各組成部分的對(duì)給水系統(tǒng)各組成部分的工作特點(diǎn)工作特點(diǎn)和他們?cè)诤退麄冊(cè)诹髁?、壓力流量、壓力方面的方面的關(guān)系關(guān)系進(jìn)行分析，以便確定各構(gòu)筑進(jìn)行分析，以便確定各構(gòu)筑物、管道和設(shè)備的物、管道和設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)和和運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行參數(shù)。任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況一

3、一流量關(guān)系流量關(guān)系為了保證供水可靠性，所有構(gòu)筑物都以為了保證供水可靠性，所有構(gòu)筑物都以Q Qd d為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。給水系統(tǒng)中各組成部分的工作特點(diǎn)不同，其設(shè)計(jì)流量也不同。給水系統(tǒng)中各組成部分的工作特點(diǎn)不同，其設(shè)計(jì)流量也不同。A.取水構(gòu)筑物、一級(jí)泵站及水處理構(gòu)筑物取水構(gòu)筑物、一級(jí)泵站及水處理構(gòu)筑物特點(diǎn)：連續(xù)均勻的工作特點(diǎn)：連續(xù)均勻的工作流量計(jì)算Qi 均按照均按照最高日平均時(shí)設(shè)計(jì)用水量最高日平均時(shí)設(shè)計(jì)用水量加上加上水廠自用水水廠自用水量量計(jì)算。-水廠自用水系數(shù)，1.05-1.1之間。T每天工作小時(shí)數(shù)，地下水源：最高日平均時(shí)用水量TaQQdITQQdI任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況

4、一一流量關(guān)系流量關(guān)系二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量及水塔、清水池二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量及水塔、清水池的調(diào)節(jié)容積，按照用戶用水情況和一、二級(jí)泵站的工作情況確定。的調(diào)節(jié)容積，按照用戶用水情況和一、二級(jí)泵站的工作情況確定。( (一一) ) 二級(jí)泵站的工作情況二級(jí)泵站的工作情況( (與是否設(shè)置流量調(diào)節(jié)有關(guān)與是否設(shè)置流量調(diào)節(jié)有關(guān)) )無水塔：供水量用水量無水塔：供水量用水量 有水塔：分級(jí)工作，小城鎮(zhèn)采用有水塔：分級(jí)工作，小城鎮(zhèn)采用 為既能保證用戶所需水量，又能使水泵在高效區(qū)工作，需多多臺(tái)水泵輪換工作臺(tái)水泵輪換工作或改變水泵轉(zhuǎn)速改變水泵轉(zhuǎn)速來適應(yīng)用水量變化。通過二級(jí)泵站的工況調(diào)節(jié)來適應(yīng)

5、用水量的變化，使供水量曲線符合用水量曲線變化，水泵切換或轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)自動(dòng)控制，大城市多用。B. 二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物任務(wù)二 給水系統(tǒng)的工作工況一一流量關(guān)系流量關(guān)系( (二二) ) 二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)流量二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)流量原則：原則：1、設(shè)計(jì)供水總流量必須等于設(shè)計(jì)用水量； 2、多水源給水系統(tǒng)一般不設(shè)調(diào)節(jié)構(gòu)筑物，但要保證各水源供水泵站的設(shè)計(jì)流量之和等于最高日用水量，但各水源供水量的比例應(yīng)通過水源能力、制水成本、輸水費(fèi)用、水質(zhì)情況通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較確定。 3、單水源給水系統(tǒng)分設(shè)水塔和不設(shè)水塔分設(shè)水塔和不設(shè)水塔兩種方案。不設(shè)水塔時(shí)，供水泵站設(shè)計(jì)供水流量為Q

6、h；設(shè)水塔時(shí)，泵站分級(jí)工作,應(yīng)先設(shè)計(jì)泵站供水曲線。B. 二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物設(shè)置水塔時(shí)泵站供水曲線的要求： 一般分高峰供水和低峰供水高峰供水和低峰供水二級(jí)，最多分三級(jí)； 泵站各級(jí)供水線盡量接近用水線泵站各級(jí)供水線盡量接近用水線，以減小水塔的調(diào)節(jié)容積，一般取相應(yīng)時(shí)段的用水量的平均值； 應(yīng)注意每級(jí)能否選到合適的水泵，以及水泵機(jī)組的合理搭配，并盡可能滿足目前及今后一段時(shí)間內(nèi)的用水量增長的需要； 必須使泵站必須使泵站24h24h內(nèi)供水量之和與最高日用水量相等內(nèi)供水量之和與最高日用水量相等，若在用水量變化曲線上繪制泵站供水量曲線，各小時(shí)供水量也要用

7、其最高日總用水量的百分?jǐn)?shù)表示，24h供水量百數(shù)之和應(yīng)為100%。例：二級(jí)供水二級(jí)供水第一級(jí)：從第一級(jí)：從2020點(diǎn)到點(diǎn)到5 5點(diǎn)，供水量點(diǎn)，供水量2.78%2.78%；第二級(jí)：從第二級(jí)：從5 5點(diǎn)到點(diǎn)到2020點(diǎn)，供水量點(diǎn)，供水量5.0%5.0%；總供水量：總供水量：2.78%2.78%* *9+5%9+5%* *15=100%15=100%可看出，水泵分級(jí)供水時(shí)，水塔的流量調(diào)節(jié)作用，供水量高于用水可看出，水泵分級(jí)供水時(shí)，水塔的流量調(diào)節(jié)作用，供水量高于用水量，多余的水進(jìn)入水塔貯存；反之，水塔補(bǔ)充管網(wǎng)流量不足。量，多余的水進(jìn)入水塔貯存；反之，水塔補(bǔ)充管網(wǎng)流量不足。供水線和用水線越接近，則水塔調(diào)節(jié)

8、流量就越小，但是，泵站工作供水線和用水線越接近，則水塔調(diào)節(jié)流量就越小，但是，泵站工作分級(jí)數(shù)或水泵機(jī)組數(shù)可能增加。分級(jí)數(shù)或水泵機(jī)組數(shù)可能增加。例：某市最高日設(shè)計(jì)用水量為例：某市最高日設(shè)計(jì)用水量為45000m3/d，最高日內(nèi)用水，最高日內(nèi)用水量變化曲線如圖所示，量變化曲線如圖所示，(1)若管網(wǎng)中不設(shè)水塔，求供水若管網(wǎng)中不設(shè)水塔，求供水泵站設(shè)計(jì)供水流量；泵站設(shè)計(jì)供水流量；(2)若管網(wǎng)中設(shè)置水塔，試求供水若管網(wǎng)中設(shè)置水塔，試求供水泵站設(shè)計(jì)流量是多少？水塔的設(shè)計(jì)供水流量是多少？水泵站設(shè)計(jì)流量是多少？水塔的設(shè)計(jì)供水流量是多少？水塔的最大進(jìn)水量是多少？塔的最大進(jìn)水量是多少？若最高日用水量為若最高日用水量為4

9、5000m3/d 不設(shè)水塔，供水泵站設(shè)計(jì)供水流量為：不設(shè)水塔，供水泵站設(shè)計(jì)供水流量為：450006%1000/3600=750(L/s) 設(shè)置水塔，供水泵站設(shè)計(jì)供水流量：設(shè)置水塔，供水泵站設(shè)計(jì)供水流量：450005%1000/3600=625(L/s) 水塔的設(shè)計(jì)供水流量：水塔的設(shè)計(jì)供水流量：45000(6%-5%)1000/3600=125(L/s) 水塔的最大進(jìn)水流量（水塔的最大進(jìn)水流量（2-4點(diǎn)）點(diǎn)）45000（2.78%-1.5%）1000/3600=160(L/s)任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況一一流量關(guān)系流量關(guān)系B. 二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及調(diào)

10、節(jié)構(gòu)筑物( (三三) )輸水管和配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量輸水管和配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量均應(yīng)按在最高日最高時(shí)用水時(shí)的工作情況確定，并與管網(wǎng)均應(yīng)按在最高日最高時(shí)用水時(shí)的工作情況確定，并與管網(wǎng)中有無水塔及其位置有關(guān)。中有無水塔及其位置有關(guān)。無水塔時(shí)：無水塔時(shí)：輸水管、配水管網(wǎng)：均按最高日最高時(shí)用水量（Qh）設(shè)計(jì)；設(shè)網(wǎng)前水塔時(shí)：設(shè)網(wǎng)前水塔時(shí)：泵站到水塔的輸水管直徑按泵站分級(jí)工作的最大一級(jí)供水流量（Qmax）設(shè)計(jì)；水塔到管網(wǎng)的輸水管和管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量按Qh設(shè)計(jì)。任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況一一流量關(guān)系流量關(guān)系B. 二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物( (三三) )輸水管和配水

11、管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量輸水管和配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量設(shè)對(duì)置水塔時(shí)設(shè)對(duì)置水塔時(shí)泵站到管網(wǎng)間的輸水管按 Qmax設(shè)計(jì)；水塔到管網(wǎng)的輸水管按 Qh Qmax（最大用水時(shí)水塔輸入管網(wǎng)的流量）設(shè)計(jì)；配水管網(wǎng)仍以Qh設(shè)計(jì)。*這種情況下，確定的管網(wǎng)管徑往往比一端供水時(shí)小，所以在確定管徑后，為保證安全供水，還需要按最大轉(zhuǎn)輸時(shí)進(jìn)行校核。任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況一一流量關(guān)系流量關(guān)系B. 二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物( (三三) )輸水管和配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量輸水管和配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量設(shè)網(wǎng)中水塔時(shí)設(shè)網(wǎng)中水塔時(shí)第一種情況：水塔靠近二級(jí)泵站，并且泵站的供水流量大于泵站與水塔之間用戶的

12、用水流量，此種情況類似于網(wǎng)前水塔第二種情況：水塔離泵站較遠(yuǎn)，以致泵站的供水流量小于泵站與水塔之間用戶的用水流量，在泵站和水塔之間將出現(xiàn)供水分界線，類似于對(duì)置水塔。任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況一一流量關(guān)系流量關(guān)系B. 二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物( (四四) )清水池和水塔清水池和水塔清水池作用：清水池作用：調(diào)節(jié)一級(jí)泵站與二級(jí)泵站的流量差，貯存水量及保證氯消毒接觸時(shí)間；水塔作用：水塔作用：調(diào)節(jié)二級(jí)泵站與管網(wǎng)的流量差，貯存水量及保證管網(wǎng)水壓。供水線和用水線越接近，泵站工作的分級(jí)數(shù)或水泵機(jī)組數(shù)可能增加，這時(shí)水塔的調(diào)節(jié)容積可以減小。 由于單位容積的水塔造價(jià)

13、遠(yuǎn)高于清水池造價(jià)，所以工程中，一般所以工程中，一般均增大清水池容積而縮減水塔容積，以節(jié)省總投資。均增大清水池容積而縮減水塔容積，以節(jié)省總投資。水塔和清水池的調(diào)節(jié)容積計(jì)算通常采用兩種方法： 根據(jù) 24h供水量和用水量變化曲線推算； 憑經(jīng)驗(yàn)估算。Q1累計(jì)流入的流量， Q2 累計(jì)流出的流量m3/h 當(dāng)泵站分級(jí)工作時(shí)，水塔的調(diào)節(jié)容積可按的2.5%3%或5%6%計(jì)算估算，城市用水量大時(shí)取低值。 城市水廠的清水池調(diào)節(jié)容積，按的10%20% 估算。供水量大的城市，可取較低百分?jǐn)?shù)，以免清水池過大。)()(2121QQMinQQMaxW 當(dāng)一級(jí)泵站、二級(jí)泵站供水量接近，清水池調(diào)節(jié)容積可以減小，但此時(shí)二級(jí)泵站趨于

14、恒量供水，而管網(wǎng)用水量卻時(shí)刻變化，水塔容積將會(huì)增大。 二級(jí)泵站供水量越接近用水量，水塔容積越小，但此時(shí)二級(jí)泵站供水量變化較大，清水池容積增加。 清水池容積清水池容積W1 清水池調(diào)節(jié)容積，清水池調(diào)節(jié)容積，m m3 3; ;W2 消防儲(chǔ)備水量，消防儲(chǔ)備水量，m m3 3，按，按2h2h用水量計(jì)算用水量計(jì)算; ;W3 給水處理系統(tǒng)自用水量，給水處理系統(tǒng)自用水量，m m3 3，5%-10%;5%-10%;W4 安全儲(chǔ)備水量，安全儲(chǔ)備水量，m m3 3。水塔容積水塔容積W W1 1水塔調(diào)節(jié)容積，水塔調(diào)節(jié)容積，m m3 3；W W2 2室內(nèi)消防貯備水量，室內(nèi)消防貯備水量，m m3 3，按，按10min10

15、min消防用水量計(jì)消防用水量計(jì)算。算。21WWW4321WWWWW清水池和水塔的容積計(jì)算清水池的構(gòu)造鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土或磚石水池，容積鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土或磚石水池，容積2500m3時(shí)，圓時(shí)，圓形；形；2500m3時(shí)，矩形時(shí)，矩形。分格：分格：不少于二個(gè)。進(jìn)進(jìn)水管、出水管：水管、出水管：單獨(dú)設(shè)置，管內(nèi)流速為0.71.0m/s；溢水管：溢水管：設(shè)喇叭口，不設(shè)閥門，出口設(shè)網(wǎng)罩，管徑和進(jìn)水管相同；放空管：放空管：設(shè)于集水坑內(nèi)，管徑按最低水位時(shí)2h將池水放空計(jì)算；檢修孔：檢修孔：孔的尺寸保證池內(nèi)管配件順利進(jìn)出，容積1000m3，至少應(yīng)設(shè)兩個(gè)；導(dǎo)流墻：導(dǎo)流墻：避免池水短流，且底部適當(dāng)間

16、距設(shè)過水孔；通風(fēng)孔：通風(fēng)孔：保證池內(nèi)自然通風(fēng)，高出水池填土面0.7m以上；覆土厚度：覆土厚度：0.3-0.7m，視地下水位及溫度而定，氣溫低則加厚。清水池個(gè)數(shù)或分格數(shù)不得少于兩個(gè)，并能單獨(dú)工作和分別泄空。生活飲用水的清水池和水塔，應(yīng)有保證水的流動(dòng)、避免死角、防止污染、便于清洗和透氣等措施。 清水池池頂宜鋪設(shè)草皮。 生活飲用水的清水池10m以內(nèi)不得有化糞池、污水處理構(gòu)筑物、滲水井、垃圾堆放場等污染源；周圍2m以內(nèi)不得有污水管道和污染物。當(dāng)達(dá)不到上述要求時(shí)，應(yīng)采取防污染措施。水塔構(gòu)造水柜：水柜：貯存水量（調(diào)節(jié)容量和消防容量），常用圓形，鋼材、鋼筋混凝土或木材，也可用磚砌。塔體：塔體：支撐水柜，常用

17、磚石、鋼材和鋼筋混凝土等材料建造。管道和設(shè)備：管道和設(shè)備：進(jìn)水管、出水管、溢流管、放空管、避雷針、水位傳示儀及保溫措施?；A(chǔ)：基礎(chǔ)：單獨(dú)基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)及整體基礎(chǔ)，常用材料有磚石、混凝土和鋼筋混凝土等。國家標(biāo)準(zhǔn)圖：07S906給水排水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)選用圖（水池、水塔、化糞池、小型排水構(gòu)筑物）高度：1532m；容積：30400m3任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況二二能量關(guān)系能量關(guān)系給水系統(tǒng)應(yīng)保證一定的水壓，以供給足夠的生活用水或給水系統(tǒng)應(yīng)保證一定的水壓，以供給足夠的生活用水或生產(chǎn)用水。生產(chǎn)用水。當(dāng)按管網(wǎng)能直接供水的建筑層數(shù)確定給水管網(wǎng)水壓時(shí)，在用戶接管處的管網(wǎng)最小服務(wù)水頭，一層為10m，二層為12m，二層以

18、上每增加一層增加4m。對(duì)于城市個(gè)別高層建筑物或建筑群，或建筑在城市高地的建筑物等所需要的水壓，不應(yīng)作為管網(wǎng)水壓控制的條件。為了滿足這類建筑物的用水，可單獨(dú)設(shè)置局部加壓裝置單獨(dú)設(shè)置局部加壓裝置，這樣比較經(jīng)濟(jì)。任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況二二能量關(guān)系能量關(guān)系( (一一) )基本概念基本概念控制點(diǎn)控制點(diǎn)：整個(gè)給水系統(tǒng)中水壓最不容易滿足水壓最不容易滿足的地點(diǎn)，又稱最不利點(diǎn)，用以控制整個(gè)供水系統(tǒng)的水壓，該點(diǎn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)水壓要求最高，該點(diǎn)水壓滿足要求，整個(gè)系統(tǒng)均滿足要求。該點(diǎn)水壓滿足要求，整個(gè)系統(tǒng)均滿足要求?？赡茏鰹榭刂泣c(diǎn)的是：可能做為控制點(diǎn)的是：地形最高點(diǎn)；要求自由水壓最高點(diǎn)；距離供水起點(diǎn)最遠(yuǎn)點(diǎn)。 水壓高程

19、：水壓高程： 取與地面高程相同的基準(zhǔn)面起算表示液體具有的能量，以取與地面高程相同的基準(zhǔn)面起算表示液體具有的能量，以mH2O計(jì)計(jì)。=地形標(biāo)高地形標(biāo)高+自由水壓自由水壓 最小服務(wù)水頭：最小服務(wù)水頭： 用戶需要的用戶需要的從地面高程起算來表示液體所具有的能量，以從地面高程起算來表示液體所具有的能量，以mH2O計(jì)。計(jì)。 自由水壓：自由水壓： 管網(wǎng)提供的管網(wǎng)提供的從地面高程起算來表示液體所具有的能量，以從地面高程起算來表示液體所具有的能量，以mH2O計(jì)。計(jì)。 二級(jí)泵站揚(yáng)程和水塔高度，就是以保證控制點(diǎn)控制點(diǎn)所需最小服務(wù)水頭最小服務(wù)水頭為條件計(jì)算的。 但實(shí)際工程中，某一地點(diǎn)只具備其中的一個(gè)或兩個(gè)條件，這時(shí)需

20、選出幾個(gè)可能的地點(diǎn)通過分析比較需選出幾個(gè)可能的地點(diǎn)通過分析比較才能確定。 另外，選控制點(diǎn)時(shí)應(yīng)排除個(gè)別對(duì)水壓要求很高的特殊用戶（如高層建筑、工廠等，他們應(yīng)自行加壓解決 ），對(duì)于同一管網(wǎng)系統(tǒng)，各種工況（最高時(shí)、消防時(shí)、最不利管段損壞時(shí)、最大轉(zhuǎn)輸時(shí)等）的控制點(diǎn)往往不是同一地點(diǎn)，需根據(jù)具體情況正確選定。任務(wù)二 給水系統(tǒng)的工作工況二二能量關(guān)系能量關(guān)系( (二二) )水塔高度確定水塔高度確定水塔的作用是調(diào)節(jié)二級(jí)泵站供水和用戶之間用水量的流量差，并貯存10min的室內(nèi)消防水量。中小城市和工業(yè)企業(yè)可中小城市和工業(yè)企業(yè)可考慮設(shè)置水塔，這樣可以縮短水泵工作時(shí)間，保證恒定水壓。考慮設(shè)置水塔，這樣可以縮短水泵工作時(shí)間

21、，保證恒定水壓。水塔在管網(wǎng)中的位置可以靠近水廠（網(wǎng)前水塔）、位于管網(wǎng)之間（網(wǎng)中水塔）、靠近管網(wǎng)末端（網(wǎng)后水塔）。不管設(shè)不管設(shè)在何處，水塔高度確定方式相同。在何處，水塔高度確定方式相同。任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況二二能量關(guān)系能量關(guān)系( (二二) )水塔高度確定水塔高度確定水塔靠重力作用將所需的流量送到用戶。水塔高度是指水柜底面或最低水位離地面的高度水柜底面或最低水位離地面的高度。Ht水塔高度（m）Zt水塔處地形標(biāo)高；Zc控制點(diǎn)處地形標(biāo)高（m）Ha管網(wǎng)控制點(diǎn)最小服務(wù)水頭，mH2O 水塔到控制點(diǎn)的管路水頭損失，mH2O）（ct-ZZhHHath二二能量關(guān)系能量關(guān)系( (三三) )水泵揚(yáng)程確定水泵揚(yáng)程

22、確定水泵揚(yáng)程：單位重量流體通過水泵后所獲得的能量增值，等于水泵揚(yáng)程：單位重量流體通過水泵后所獲得的能量增值，等于靜揚(yáng)程和水頭損失之和。靜揚(yáng)程和水頭損失之和。一級(jí)泵站揚(yáng)程：一級(jí)泵站揚(yáng)程：H0：靜揚(yáng)程，水泵吸水井最低水位與水廠前端處理構(gòu)筑物最高水位的高程差，m；hs:吸水管水頭損失， mH2O ；hd:壓水管及泵站到水廠前端處理構(gòu)筑物管線水頭損失之和， mH2O ；)(0mhhHHdsp任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況二二能量關(guān)系能量關(guān)系( (三三) )水泵揚(yáng)程確定水泵揚(yáng)程確定二級(jí)泵站水泵揚(yáng)程：二級(jí)泵站水泵揚(yáng)程：（1 1）無水塔時(shí)）無水塔時(shí)Hst清水池最低水位與管網(wǎng)控制點(diǎn)地面高程之差H0管網(wǎng)控制點(diǎn)最小服

23、務(wù)水頭hs吸水管路的水頭損失hc水泵出口到控制點(diǎn)管路的水頭損失0HhhHHcsstp任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況二二能量關(guān)系能量關(guān)系( (三三) )水泵揚(yáng)程確定水泵揚(yáng)程確定二級(jí)泵站水泵揚(yáng)程：二級(jí)泵站水泵揚(yáng)程：（2 2）網(wǎng)前水塔）網(wǎng)前水塔此時(shí)控制點(diǎn)為水塔，H0包括水塔高度和水塔水深（3 3）對(duì)置水塔）對(duì)置水塔一種情況是最大用水量時(shí)，一種情況是最大用水量時(shí)，控制點(diǎn)在水塔與泵站供水分界線上，管網(wǎng)由泵站和水塔同時(shí)供給，兩者各有自己的給水區(qū)，在給水區(qū)分界線上，水壓最低最大轉(zhuǎn)輸時(shí)最大轉(zhuǎn)輸時(shí)控制點(diǎn)為水塔。（4 4）對(duì)二級(jí)泵站還應(yīng)根據(jù)消防、事故等特殊工況進(jìn)行校核）對(duì)二級(jí)泵站還應(yīng)根據(jù)消防、事故等特殊工況進(jìn)行校核0

24、HhhHHcsstp任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況三三. .管網(wǎng)計(jì)算工況管網(wǎng)計(jì)算工況A.A.設(shè)計(jì)工況設(shè)計(jì)工況最高日最高用水時(shí)最高日最高用水時(shí)：正常供水時(shí)的最不利情形，此時(shí)供水流量較大，分析推算的出廠水壓較大。系統(tǒng)中的給水管網(wǎng)、水泵揚(yáng)程和水塔高系統(tǒng)中的給水管網(wǎng)、水泵揚(yáng)程和水塔高度均按此時(shí)工況設(shè)計(jì)。度均按此時(shí)工況設(shè)計(jì)。（1）設(shè)計(jì)流量：按最大日最大時(shí)流量最大日最大時(shí)流量確定；（2）水塔高度和水泵揚(yáng)程：按控制點(diǎn)最小服務(wù)水頭控制點(diǎn)最小服務(wù)水頭確定。任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況三三. .管網(wǎng)計(jì)算工況管網(wǎng)計(jì)算工況B.B.校核工況校核工況消防工況消防工況消防時(shí)消防時(shí)：最高日最高用水時(shí)發(fā)生火災(zāi)。雖然消防時(shí)比最高時(shí)所需

25、的服務(wù)水頭小得多，但是流量增大，水頭損失增加，按最高時(shí)確定的揚(yáng)程可能不滿足消防時(shí)揚(yáng)程，這時(shí)需要增大管徑以保證揚(yáng)程；個(gè)別情況下，揚(yáng)程相差加大，靠專設(shè)消防泵解決。（1）校核流量：按最大日最大時(shí)流量與消防流量之和最大日最大時(shí)流量與消防流量之和確定；（2）水塔高度和水泵揚(yáng)程：按失火點(diǎn)自由水頭不小于失火點(diǎn)自由水頭不小于10mH10mH2 2O O確定。任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況三三. .管網(wǎng)計(jì)算工況管網(wǎng)計(jì)算工況B.B.校核工況校核工況事故工況事故工況最不利管段發(fā)生故障時(shí)最不利管段發(fā)生故障時(shí)：給水管網(wǎng)在事故工況下，必須保證70%以上的用水量，且水壓不變。（1）校核流量：按最高日最大時(shí)用水量的最高日最大時(shí)用

26、水量的70%70%計(jì)（2）水塔高度和水泵揚(yáng)程：按控制點(diǎn)最小服務(wù)水頭控制點(diǎn)最小服務(wù)水頭確定。任務(wù)五 給水系統(tǒng)的工作工況三三. .管網(wǎng)計(jì)算工況管網(wǎng)計(jì)算工況B.B.校核工況校核工況轉(zhuǎn)輸工況轉(zhuǎn)輸工況最大轉(zhuǎn)輸時(shí)最大轉(zhuǎn)輸時(shí)：在對(duì)置水塔或靠近供水末端的網(wǎng)中水塔的管網(wǎng)系統(tǒng)中，當(dāng)泵站供水流量大于用戶用水流量時(shí)，多余的水將通過管網(wǎng)流入水塔，其中最大一小時(shí)的流量稱為最大轉(zhuǎn)輸流量最大一小時(shí)的流量稱為最大轉(zhuǎn)輸流量。（1）校核流量：取最大轉(zhuǎn)輸流量最大轉(zhuǎn)輸流量；（2）水泵揚(yáng)程：由水塔高度水塔高度確定。聯(lián)系題1、管網(wǎng)設(shè)置網(wǎng)后水塔(水池)的目的是為了以下哪些項(xiàng)？(A)減小管網(wǎng)末端管徑 (B)減小水廠二級(jí)泵房最高時(shí)供水量(C)減

27、小水廠出廠管管徑 (D)降低水廠晚間供水壓力2、在配水管網(wǎng)中設(shè)置水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物可達(dá)到以下哪項(xiàng)目的？(A)減小管網(wǎng)最小服務(wù)水頭 (B)降低用水的時(shí)變化系數(shù)(C)減小凈水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)流量 (D)減小二級(jí)泵房設(shè)計(jì)流量3、在配水管網(wǎng)中設(shè)置高位水池具有以下哪幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)？(A)有利于供水區(qū)域擴(kuò)大和管網(wǎng)延伸 (B)可減少水廠清水池調(diào)節(jié)容積(C)可適應(yīng)最小服務(wù)水頭要求的改變 (D)可減小水廠二級(jí)泵房設(shè)計(jì)流量練習(xí)題某城市最高日各時(shí)段用水量占全日設(shè)計(jì)供水量的百分?jǐn)?shù)見下表。其二級(jí)泵站分二級(jí)供水，其中：一級(jí)供水時(shí)段為當(dāng)日20時(shí)至次日6時(shí)，一級(jí)供水時(shí)段二級(jí)泵站每小時(shí)設(shè)計(jì)供水量占全日設(shè)計(jì)供水量的百分比為2.44%；其它時(shí)段均

28、采用二級(jí)供水，二級(jí)供水時(shí)段二級(jí)泵站每小時(shí)設(shè)計(jì)供水量占全日設(shè)計(jì)供水量的百分比為5.40%。則管網(wǎng)內(nèi)高地水池有效調(diào)節(jié)容積占全日水量的百分比應(yīng)為多少？練習(xí)題一座泵站直接給一棟住宅樓供水，用水點(diǎn)的最小服務(wù)水頭按照四層樓確定，管網(wǎng)中無調(diào)蓄構(gòu)筑物，相關(guān)數(shù)據(jù)高程如下，則該泵站的實(shí)際揚(yáng)程最小為多少？分區(qū)給水系統(tǒng)分區(qū)給水一般是根據(jù)城市地形特點(diǎn)將整個(gè)給水系統(tǒng)分成幾區(qū)，分區(qū)給水一般是根據(jù)城市地形特點(diǎn)將整個(gè)給水系統(tǒng)分成幾區(qū)，每區(qū)有獨(dú)立的泵站和管網(wǎng)等，但各區(qū)之間有適當(dāng)?shù)穆?lián)系，以每區(qū)有獨(dú)立的泵站和管網(wǎng)等，但各區(qū)之間有適當(dāng)?shù)穆?lián)系，以保證供水可靠和調(diào)度靈活。保證供水可靠和調(diào)度靈活。分區(qū)給水的原因：p技術(shù)上是使管網(wǎng)的水壓不超過

29、水管可以承受的壓力，以免損壞水管和附件，并可減少漏水量；p經(jīng)濟(jì)上的原因是降低供水能量費(fèi)用。分區(qū)形式：串聯(lián)、并聯(lián)。 輸水管的供水能量分析輸水管的供水能量分析 未分區(qū)時(shí)泵站供水的能量未分區(qū)時(shí)泵站供水的能量重力加速度。水的密度；水頭損失；從控制點(diǎn)到泵站的總水頭；控制點(diǎn)所需最小服務(wù)吸水井水面的高度；控制點(diǎn)地面高出泵站泵站總供水量；泵站供水能量；gHZ1154115454ijijhqEhHZgqHgqE輸水管的供水能量分析輸水管的供水能量分析 未分區(qū)時(shí)泵站供水能量的組成未分區(qū)時(shí)泵站供水能量的組成 44433221114333221113222111242iii33545443433232212141ii

30、jij2244433322211141iiii11ZHhhhZHgqZHhhZHgqZHhZHgqHgqEE3hgqhgqhgqhgqhgqEE2qHZgqHZgqHZgqHZgqHZgEE1過剩而浪費(fèi)的能量，它是因各用水點(diǎn)水壓）未利用的能量（能量）克服水管摩阻所需的（的能量保證最小服務(wù)水頭所需輸水管的供水能量分析輸水管的供水能量分析 未分區(qū)時(shí)泵站供水能量的組成未分區(qū)時(shí)泵站供水能量的組成 單位時(shí)間內(nèi)水泵的總能量等于上述三部分能量之單位時(shí)間內(nèi)水泵的總能量等于上述三部分能量之和：和：E=E1+E2+E3總能量中只有保證最小服務(wù)水頭的能量總能量中只有保證最小服務(wù)水頭的能量E E1 1得到有效利用。得

31、到有效利用。由于給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，泵站流量和控制點(diǎn)水壓由于給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，泵站流量和控制點(diǎn)水壓Z Zi i+H+Hi i已定已定, ,所以所以E E1 1不能減小。不能減小。第二部分能量第二部分能量E E2 2消耗于輸水過程不可避免的水管摩阻。消耗于輸水過程不可避免的水管摩阻。為為了降低這部分能量，必須減小了降低這部分能量，必須減小h hijij其措施是適當(dāng)放大管徑，其措施是適當(dāng)放大管徑，所以并不是一種經(jīng)濟(jì)的解決辦法。所以并不是一種經(jīng)濟(jì)的解決辦法。第三部分能量第三部分能量E E3 3未能有效利用，屬于浪費(fèi)的能量，未能有效利用，屬于浪費(fèi)的能量，這是集這是集中給水系統(tǒng)無法避免的缺點(diǎn)，中給水系統(tǒng)無法避

32、免的缺點(diǎn)，因?yàn)楸谜颈仨殞⑷苛髁堪匆驗(yàn)楸谜颈仨殞⑷苛髁堪醋钸h(yuǎn)或位置最高處用戶所需的水壓輸送。最遠(yuǎn)或位置最高處用戶所需的水壓輸送。 也就是說，上述三部分能量中，只能降低也就是說，上述三部分能量中，只能降低E E3 3。輸水管的供水能量分析輸水管的供水能量分析 能量利用率能量利用率 集中集中( (未分區(qū)未分區(qū)) )給水系統(tǒng)中供水能量利用的程度，給水系統(tǒng)中供水能量利用的程度，可用必須消耗的能量占總能量的比例來表示，稱可用必須消耗的能量占總能量的比例來表示，稱為能量利用率：為能量利用率：EEEEE3211從上式看出，為了提高輸水能量利用率，只有設(shè)從上式看出，為了提高輸水能量利用率，只有設(shè)法降低法降低

33、E3值，這就是從經(jīng)濟(jì)上考慮管網(wǎng)分區(qū)的值，這就是從經(jīng)濟(jì)上考慮管網(wǎng)分區(qū)的原因。原因。輸水管的供水能量分析輸水管的供水能量分析 分區(qū)給水對(duì)減少未加利用的能量分區(qū)給水對(duì)減少未加利用的能量E3的作用的作用 若在節(jié)點(diǎn)若在節(jié)點(diǎn)3 3處設(shè)加壓泵站，將輸水管分成兩區(qū)，分區(qū)后，處設(shè)加壓泵站，將輸水管分成兩區(qū)，分區(qū)后，泵站泵站5 5的揚(yáng)程只須滿足節(jié)點(diǎn)的揚(yáng)程只須滿足節(jié)點(diǎn)3 3處的最小服務(wù)水頭，因此可從處的最小服務(wù)水頭，因此可從未分區(qū)時(shí)的未分區(qū)時(shí)的H H降低到降低到H H 。從圖看出，此時(shí)過剩水壓。從圖看出，此時(shí)過剩水壓H H3 3消失消失，H H4 4減小，因而減小了一部分未利用的能量。減小，因而減小了一部分未利用的

34、能量。輸水管的供水能量分析輸水管的供水能量分析 分區(qū)給水對(duì)減少未加利用的能量分區(qū)給水對(duì)減少未加利用的能量E3的作用的作用 減小的未利用的能量等于：減小的未利用的能量等于：4333343334444333444332211133444444333444433221114qqqqqqZHhZHZHhhhZHq0qZHhZH4ZHhhhZH4HHHHHHHHH為：則減小的未利用的能量過剩水壓分區(qū)后節(jié)點(diǎn)過剩水壓分區(qū)前節(jié)點(diǎn)輸水管的供水能量分析輸水管的供水能量分析 以上是輸水管沿線有流量分出，管徑和流量有變以上是輸水管沿線有流量分出，管徑和流量有變化的情況?；那闆r。 對(duì)于輸水管沿線無流量分出，管徑和流量

35、沒有變對(duì)于輸水管沿線無流量分出，管徑和流量沒有變化的情況：化的情況： 分區(qū)后非但不能降低能量費(fèi)用，甚至基建和設(shè)分區(qū)后非但不能降低能量費(fèi)用，甚至基建和設(shè)備等項(xiàng)費(fèi)用反而增加，管理也趨于復(fù)雜。備等項(xiàng)費(fèi)用反而增加，管理也趨于復(fù)雜。這時(shí)只這時(shí)只有在輸水距離遠(yuǎn)、管內(nèi)的水壓過高時(shí)，才考慮分有在輸水距離遠(yuǎn)、管內(nèi)的水壓過高時(shí)，才考慮分區(qū)。區(qū)。管網(wǎng)的供水能量分析管網(wǎng)的供水能量分析 假定給水區(qū)地形從泵站起均勻升高，全區(qū)用水量假定給水區(qū)地形從泵站起均勻升高，全區(qū)用水量均勻，要求的最小服務(wù)水頭相同。設(shè)管網(wǎng)的總水均勻，要求的最小服務(wù)水頭相同。設(shè)管網(wǎng)的總水頭損失為頭損失為hh，泵站吸水井水面和控制點(diǎn)地面高差，泵站吸水井水面

36、和控制點(diǎn)地面高差為為Z Z。 未分區(qū)時(shí)，泵站的流量為未分區(qū)時(shí)，泵站的流量為Q Q，揚(yáng)程為，揚(yáng)程為 H Hp p= =Z+H+hZ+H+h管網(wǎng)的供水能量分析管網(wǎng)的供水能量分析 等分為兩區(qū)時(shí)等分為兩區(qū)時(shí)p第一區(qū)水泵揚(yáng)程第一區(qū)水泵揚(yáng)程 H H= =Z/2+H+h/2Z/2+H+h/2 第一區(qū)最小服務(wù)水頭與泵站總揚(yáng)程第一區(qū)最小服務(wù)水頭與泵站總揚(yáng)程H Hp p相比極小時(shí)，則相比極小時(shí)，則H H可以可以略去不計(jì)，得：略去不計(jì)，得： H H= =Z/2+h/2Z/2+h/2p第二區(qū)水泵揚(yáng)程第二區(qū)水泵揚(yáng)程 第二區(qū)泵站能利用第一區(qū)水壓第二區(qū)泵站能利用第一區(qū)水壓H時(shí)，時(shí)，H H+H= Z/2+H+h/2Z/2+H

37、+h/2； 則則H H=Z/2+h/2Z/2+h/2 管網(wǎng)的供水能量分析管網(wǎng)的供水能量分析 等分為兩區(qū)時(shí)等分為兩區(qū)時(shí)p等分成兩區(qū)后，所節(jié)約的能量為等分成兩區(qū)后，所節(jié)約的能量為Q/2(Z/2+h/2Z/2+h/2+H/2H/2) = Q (Z+hZ+h+H H) /4=E/4，即比不分區(qū)時(shí)最多可以節(jié)約，即比不分區(qū)時(shí)最多可以節(jié)約1/4的供水能量。的供水能量。管網(wǎng)的供水能量分析管網(wǎng)的供水能量分析 分為分為n區(qū)時(shí)區(qū)時(shí)p串聯(lián)分區(qū)串聯(lián)分區(qū) E21En2/14/1QH43E2nQHEE2n1nQH2n1nQH21nnn1QH12n1nnn1nHnQnHQn2nnHQn1nnHQE,nhZnHnQnQ,.Qn

38、2n,Qn1n,Qnpppp2p2ppppnp時(shí)，的能量。這是因?yàn)椋涸蕉?，但最多只能?jié)約分區(qū)數(shù)越多，能量節(jié)約的能量。，即較未分區(qū)時(shí)節(jié)約，代入上式，得等分為兩區(qū)時(shí)，能量。為未分區(qū)時(shí)供水所需總于：則分區(qū)后的供水能量等）各區(qū)的水泵揚(yáng)程為又包括其后各區(qū)用水量量既包括本區(qū)用水量，任意一區(qū)用水（每區(qū)用水量為（最遠(yuǎn)離水源的一區(qū)）（最靠近水源的一區(qū)）別為：假定，則各區(qū)用水量分根據(jù)全區(qū)用水量均勻的管網(wǎng)的供水能量分析管網(wǎng)的供水能量分析 分為分為n區(qū)時(shí)區(qū)時(shí)p并聯(lián)分區(qū)并聯(lián)分區(qū) E2n1nQH2n1nQH21nnn1QH12n1nnn1nHnQHn2nnQHn1nnQHnQEnHHn2nHn1n,H,nQpp2p2ppppnpppp：。分區(qū)后的供水能量為離泵站最近一區(qū)，離泵站最遠(yuǎn)的一區(qū)各區(qū)的泵站揚(yáng)程分別為量等于并聯(lián)分區(qū)時(shí)，各區(qū)的流管網(wǎng)的供水能量分析管網(wǎng)的供水能量分析 由上述兩式可知，由上述兩式可知，無論串聯(lián)分區(qū)或并聯(lián)分區(qū)，分無論串聯(lián)分區(qū)或并聯(lián)分區(qū)，分區(qū)后可以節(jié)省的供水能量相同。區(qū)后可以節(jié)省的供水能量相同。 一般按節(jié)約能量的多少來劃定分區(qū)界線，因?yàn)楣芤话惆垂?jié)約能量的多少來劃定分區(qū)界線，因?yàn)楣芫W(wǎng)、泵站和水池的造價(jià)不大受到分界線位置變動(dòng)網(wǎng)、泵站和水池的