给排水作业

1、某城市最高日用水量为15000m3/d，其各小时用水量见表1，管网中设有水塔，二

级泵站分为两级供水，从前一日22点到清晨6点为一级，从6点到22点为另一级，每级供水量等于其供水时段用水量平均值。试绘制用水量变化曲线，并进行一下项目计算：

1）时变化系数

2）泵站和水塔设计供水流量

3）清水池和水塔调节容积

图1 水量变化曲线

1）根据Qh=Kh*Qd /24

其中，Qh=875m3 Qd=15000m3/d

所以，时变化系数Kh=1.4

2）日平均供水量百分数为1/24=4.17%，最高时用水量是18~19点，为875m3, 其用水量为全天用水量的5.83%。

第一级平均用水量占全天用水量的百分数：

第二级平均用水量占全天用水量的百分数：

水泵站设计供水流量为：15000×5.03%×1000÷3600=210 L/s

水塔设计供水流量为：15000×（5.83%—5.03%）×1000÷3600=33 L/s

所以，泵站泵站设计供水流量为210 L/s，水塔设计供水流量为33 L/s。

3）清水池调节容积为计算见图2中第5、6列，Q1为第（2）项，Q2为第（3）项，第5列为调节流量Q1—Q2,第6列为调节流量累计值∑（Q1—Q2），其最大值为10.3，最小值为-3.43，则清水池调节容积为：10.3—（-3.43）=13.73（%）

水塔调节容积计算见图2中第7、8列，Q1为第（3）项，Q2为第（4）项，第7列为调节流量Q1—Q2,第8列为调节流量累计值∑（Q1—Q2），其最大值为2.15，最小值为-0.2，则清水池调节容积为：2.15—（-0.2）=2.35（%）

表2 清水池与水塔调节容积计算表

户最高时用水量见表4。试进行设计用水量分配和节点设计流量计算。

图2 某城市给水管网图

由上题可知：qs1=210 L/s qs2=33 L/s

各管段沿线流量分配与各节点设计流量计算见表5，例如：

同理可得qm4、qm5、qm6、 qm7、 qm8 、qm9、 qm10 、qm11、 qm12

Q=qn1－qs1＋0.5(qm1)=0－210＋0.5×0=-210 L/s

1j

Q=qn2－qs2＋0.5(qm2)=12.6－33＋0.5×(0)=-20.4 L/s

2j

Q=qn3－qs3＋0.5(qm1+qm3+qm4)=0－0＋0.5×(0+25.54+15.13)=20.335 L/s 3j

Q=qn4－qs4＋0.5(qm2+qm3+qm6+qm11)=0－0＋0.5×(0+25.54+19.65+15.72)=30.455 L/s 4j

Q=qn5－qs5＋0.5(qm4+qm5+qm12)=8.6－0＋0.5×(15.13+20.83+4.72)=28.94 L/s 5j

Q=qn6－qs6＋0.5(qm5+qm6+qm7)=32.6－0＋0.5×(20.83+19.65+12.38)=59.03 L/s 6j

Q=qn7－qs7＋0.5(qm7+qm8)=0－0＋0.5×(12.38+8.45)=10.415 L/s

7j

Q=qn8－qs8＋0.5(qm10+qm11)=7.2－0＋0.5×(8.65+15.72)=19.385 L/s 8j

Q=qn9－qs9＋0.5(qm9+qm10)=0－0＋0.5×（11.00+8.65）=9.825 L/s 9j

Q=qn10－qs10＋0.5(qm8+qm9)=17.6－0＋0.5×（8.45+11.00）=27.325 L/s 10

j

Q=qn11－qs11＋0.5(qm12)=22.5－0＋0.5×4.72=24.86 L/s、

j

11

【解】：1）管段设计流量分配

节点设计流量已经在上题中计算得出。观察管网图形，可以看出，有两条主要供水方向，一条从泵站节点（1）出发，经过管段[1]、[4]、[12]通向节点（11），另一条也是从供水泵站节点（1）出发，经过[1]、[6]、[8]通向水塔节点（10），先在图中将这两条线路标出来。

首先应确定枝线管段的设计流量，它们可以根据节点流量连续性方程，用逆树递推法计算。然后，从节点（3）出发，分配环状管网设计流量，[3]和[4]管段均属于主要供水方向，因此两者可分配相同的设计流量。管段[11]虽为垂直主要供水方向的管段，但其设计流量不能太小，必须考虑到主要供水方向上管段[6]发生事故时，流量必须从该管段绕过。另外，[8]和[9]共同承担（10）节点供水，如果其设计流量太大，必然造成管段[8]、[9]逆向流动。

管段设计流量分配结果如图3。

图3 管段设计流量分配结果

2）管段直径设计

管段经济流速采用表6第3列，其中[1]、[3]、[4]由于涉及流量较大，采用较高的经济流速。管段[11]虽然流量不大，但它是与主要供水方向垂直，对电费影响较小，所以也采用较高的经济流速。[5]、[6]管段设计流量中等，采用中等经济流速，[9]管段设计流量很小，采用较小的经济流速，管段[1]、[2]为输水管，为了提高供水可靠性，采用并行双管，根据经济流量计算出管径后，按邻近原则选取标准管径，见表6中第5列。

表6 管段直径设计表

见表7，进行设计工况的水力分析计算，确定控制点，计算泵站扬程、水塔高度并选泵。