给水管网-第3章

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占最高日用水量百分数（％）
7 6 5 4 3 2 1
二级泵站 供水线
A B
一级泵站 供水线
B
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
时间（h）
所以，清水池的调节容积＝ ①A部分面积，即二泵站供水量>一泵站时累计 的
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.2 水塔和清水池的容积计算
水塔和清水池的作用：调节泵站供水量和用水量之间 的流量差值。 一、清水池、水塔的调节容积 1、确定方法 清水池的调节容积，由一、二级泵站供水量曲线确定 水塔容积，由二级泵站供水线和用水量曲线确定 当一级泵站和二级泵站每小时供水量相接近时，清水 池的调节容积可以减小，但是为了调节二级泵站供水 量和用水量之间的差额，水塔的容积将会增大。如果 二级泵站每小时供水量越接近用水量，水塔的容积越 小，但清水池的容积将增加。 16
水塔
Qh Q max
Q max
Qh
②对置水塔（网后水塔）时 二泵站、二泵站到管网的输水管直径按泵站分级 工作线的最大一级供水量 Qmax 水塔到管网的输水管按 Qh Q max 配水管网按 Qh
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三、清水池（位于水处理构筑物和二泵站之间） 调节一、二泵站供水量的差额：因为一泵站均 匀工作，二泵站分级工作，所以一、二泵站每 小时供水量并不相等。 ①20时～次日5时，一泵站的供水量>二泵站，多 余水贮存在清水池 ②5时～20时，一泵站的供水量<二泵站，取清水 池中的存水，以满足用水量需要
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思考题




试述以地面水作为水源的城市自来水系统 中各组成部分之间的流量关系。 画出最大用水时网前水塔给水系统水压线 图，注明图中所用符号，写出二泵站扬程 公式。 清水池和水塔起什么作用，哪些情况下应 设置水塔。 有水塔和无水塔的管网，二泵站的计算流 量有何区别。
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某城最高日用水量为5000m3/d，拟定两种给水系统 方案（见下图）：一为地下水源，无需处理，设对 置水塔；二为地面水源，原水需处理，设网前水塔。 用水量变化规律和二级泵站供水线见图2－1所示， 试求图中各组成部分的计算流量。
W3 QxT，Qx q f N，T 2h

W3
W4
：水厂生产用水（冲洗滤池和沉淀池排泥等）， m3，等于 Qd 的5%～10% ：安全贮量，m3
1 1 W4 （ ~ ） (W1 W2 W3 ) 6 9 m3
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2、水塔总容积
W W1 W2

W1 W2
：调节容积 ：消防贮水量，按10min的室内消防用水量计算
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（2）水塔作用
能调节水泵供水和用水之 间的流量差 因此，二泵站每小时供水 量可以不等于用水量。 从图2－1用水量曲线和设 计水泵供水线可以看到水 塔的调节作用： ①供水量>用水量，多余水 进入水塔内贮存 ②供水量<用水量，从水塔 流出水以补充水泵供水量 的不足

Q Q用
Q
Q用
Q用－Q
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（2）二泵站扬程
H p Z t H t H 0 hs hc （m）
H 0 ：水柜的有效深度
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3、消防时的管网水压
(1)管网的直径是按 Qh 确定，消防时额外增加了 消防流量，必须进行校核，以确定按 Qh 求出的 管径和水泵扬程是否适用。 (2)消防时自由水压不得小于10m，因此，管网除 了平时满足最高日用水时的水压，还得满足消 防时的水压。

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H0
三、二泵站的扬程
1、无水塔的管网：泵站直接输水到用户
H p Z c H c hs hc hn

H c ：控制点要求的最小服务



水头 控制点是指管网中控制水压的 点，离二泵站最远或地形最高 的点 Z c ：管网中控制点地面标高 和清水池最低水位的高差 hs、hc、hn ：吸水管、输水管 和管网中的水头损失，按 计 Q 算
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一泵站
地面水池
二泵站
管网
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二、二泵站、输水管渠、管网
输水管 配 管 水 网
二级泵站
Qh
1、不设水塔 任何小时的二泵站供水量等于用水量。 二泵站设计流量为高日高时用水量 Qh 。 泵站到管网的输水管渠、管网按 Qh 计算。
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2、设水塔
（1）二泵站设计供水线按用水量变化曲线拟定， 见图2－1。
H p Z c H c hs hc h n
H p与
H p 比较：
a、消防时水头损失增大 b、消防时要求的自由水压通常小于最高用水时H f < H c H f ），则消防时水泵 如果水头损失增加值大于（ H c － 的扬程就大于最高用水时的扬程 H p ，须设专用消防水 泵来解决。 相反 H p 也有可能大于 H p ，不必考虑专用水泵
用水量变化曲线
一级泵站供水曲线 二级泵站供水曲线
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注意： 泵站各级供水线尽量接近用水线，以减小 水塔的调节容积，分级数一般不应多于三 级，以便于水泵机组的运行管理。

分级供水时，应注意每级能否选到合适的 水泵，以及水泵机组的合理搭配，并尽可 能满足目前和今后的一段时间内用水量增 长的需要。
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见图2－1 水泵分两级工作： ①5时～20时，流量为最高日用水量的5％ ②其余时间，流量为最高日用水量的2.78％ 但一天的泵站总供水量＝最高日用水量 即：2.78％×9＋5％×15＝100％
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2、一泵站工作时间
①大城市中一泵站三班制24小时均匀工作; 原因是： 流量稳定，有利于水处理构筑物运行和管理，保 证出水水质，使水厂运行管理简单； 从造价方面，构筑物尺寸、设备容量降低，降低 工程造价。 ②小型水厂的一泵站才考虑一班制或两班制运转。
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3、取水构筑物、一泵站、水厂都是按 最高日平均时流量计算
给水管网
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授课主要内容
第3章 给水系统的工作情况
3.1 3.2 3.3 给水系统的流量关系 水塔和清水池的容积计算
给水系统的水压关系
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第3章 给水系统的工作情况 3.1 给水系统的流量关系
一、取水构筑物、一泵站、水厂 1、取水构筑物和水厂的设计流量随一泵站的工 作情况而定

如果一天中一泵站的工作时间越长，则每小时 的流量就越小。
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泵站所需总扬程的计算公式：
H p H 0 hp h
式中： H p ：泵站所需总扬程 H 0 ：静扬程 h p ：泵站内水头损失，等于泵站的吸水管水头损 hp hs hd 失与压水管水头损失之和，即 h ：泵站至控制点之间管路的水头损失，等于输 h hc hn 水管路水头损失加上管网的水头损失，即
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3.3 给水系统的水压关系
一、泵站所需总扬程的计算公式 水泵扬程定义：指单位重量液体通过水泵以后 所获得的能量增值。 水泵总扬程由两部分组成： ①为克服地形高差满足控制点用户所要求的自由 水压而必需的能量，即所需的静扬程。 ②为将所需的流量从泵站吸水池通过管道系统送 至各用户，必然要克服各种阻力而消耗的能量， 即各种阻力引起的水头损失。
h
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2、网前水塔的管网

工作情况：二泵站从清水池取水供给水塔，再经管网到用户 （1）水塔高度
H t H c hn Zt Z c

Z t ：设置水塔处的地面标高
Z c ：控制点地面标高

说明：水塔宜建在高处 ∴ Z t ∵ H t ，有条件时 使 H t 0 ，用地面水池代替， 造价降低。
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(3)无水塔管网消防时所需水泵扬程
H p Z c H f hs hc h n






：消防时允许的最 低水压 hs 、hc 、hn ：消防时水泵 吸水管、输水管、管 网的水头损失
Ht
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H p Z c H f hs hc h n
•
2、计算方法 （1）根据24h供水量和用水量变化曲线推算 需要 ①城市24小时用水量变化规律 ②在此基础上拟定泵站供水线 见书18页，表3－1
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A、无水塔： 清水池调节容积（5） ＝用水量（2）－一泵 站供水量（4） B、有水塔： 清水池调节容积（6） ＝二泵站供水量（3） －一泵站供水量（4） 水塔调节容积（7）＝ 用水量（2）－二泵站 供水量（3）
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二、一泵站的扬程
hd
H p H 0 hs hd
Hp
H0
hs
一级泵站扬程计算
1－吸水井；2－一级泵站；3－絮凝池
：静扬程，指水泵吸水井最低水位与水厂的前端处理 构筑物（一般为混合絮凝池）最高水位的高程差 hs、hd ：由最高日平均时供水量加水厂自用水量确定的吸 水管、压水管和泵站到絮凝池管线的水头损失
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（2）凭经验估算 缺乏用水量变化规律资料时： ①清水池调节容积按 Qd 的10％～20％计算 ②水塔调节容积按 Qd 的2.5％～3％至5％～6％计算
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二、清水池、水塔的有效容积
1、清水池的有效容积 W W1 W2 W3 W4 W ：调节容积，m3 1 W2 ：消防贮水量，m3，按2h火灾延续时间计算
Q
Q用
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管
配 管
水 二级泵站 网
水 塔 配 输水管1 输水管2 管
水 网
Qh
QIImax
Qh
（3）网前水塔和对置水塔 ①网前水塔时 a、二泵站、二泵站到水塔的输水管直径按泵站分级 工作线的最大一级供水量 Qmax 计算 b、水塔到管网的输水管和配水管网按高日高时 Qh
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配水 管网 二级泵站 二级泵站
①地表水源：设水厂 Qd （m3/h） QI T

：考虑水厂自用水量的系数，以供沉淀池排

泥、滤池冲洗等用水。其值取决于水处理工艺、 构筑物类型及原水水质等因素。一般取 1.05～ 1.10之间。 T ：一泵站每天的工作小时数。
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②地下水源：不设水厂(对原水水质不需处理)
Qd （m3/h） QI T