冯翠敏讲义(15213修订版)

1、上午1（7.14）2015.1.131给水系统总论给水系统是保证城市、工矿企业等用水（以满足用户对水量、水质、水压要求为目的）的各项构筑物和输配水管网组成的系统注：室外城市给水不考虑水温，建筑给水有热水的供应1.1给水系统的组成和分类（了解）1.1.1给水系统分类分类方法：题：给水系统分类可按（）进行分类A.水源种类：地表水、地下水B.供水方式：重力、水泵、混合C.使用目的：生活给水、生产给水、消防给水（最常用的分类方式）D.服务对象：城市、工业不同使用目的对水质、（水量、）水压的要求A生活给水系统：生活给水系统是指供居民日常生活中需要的饮用、空调、洗涤、清洁卫生等水质：国家生活饮用水卫生标准

2、GB5749-2006 建设部城市供水水质标准CJ/T206-2005注：国家标准是最基本的标准，一级一级越来越严格水压：规范：当按直接供水的建筑层数确定给水管网水压时，其用户接管处的最小服务水头，一层为10m，二层为12m，二层以上每增加一层增加4m服务水头服务水头（自由水头、自由水压）：测压管水头从地面算起的部分（水压表高与地面标高之差）最小服务水头：用户对服务水头的最低要求。2015.1.14B生产给水系统：按生产工艺要求（水质、水压）C消防给水系统：建筑设计防火规范水压：如采用低压给水系统，管道的压力应保证灭火最不利点消火栓的水压不小于10m水柱（从地面算起）此处的水压即指服务水头（自

3、由水压），因为是从地面算起，以后遇到水压要分析判断是指节点水压（水压标高）还是服务水头注：城市给水都是采用低压给水的水压标高=地面标高+服务水头 求得服务水头再根据一层10m，二层12m，三层16m等可以算出能够直接供给多少层题：管网中某点所在的地面标高为22m，水压标高为48m，则该点的服务水头最高能满足（）层建筑的供水要求水压标高=地面标高+服务水头服务水头=48-22=26m，满足5层建筑水压要求1.1.2给水系统的组成取水构筑物给水系统的起点处理构筑物地下水系统（水质好）可不设注：根据水质的需求泵房重力供水系统不设注：取水泵房（一泵站）、输水泵房（二泵站）输水管渠输送一定的量注：目的是

4、输送，未涉及到用户，如取水构筑物到水厂这部分原水的输送可以用管道或渠道（因为还没有处理的水）；水厂处理完的水即清水送到用水区附近，之后再是配水管网，这部分属于清水的输送，清水输水管没有渠管网配水管网注：向用户分配水量，不断的分配，也就是水量在减少，是在不断的变化调节构筑物水塔（高地水池）、清水池注：此处调节是指调节水量，水塔如是建在山坡或者高处，不需要塔身塔架，就可以称为高地水池，主要功能是调节水量，因其位置较高故还有稳定水压的作用1.1.3给水系统的选择及影响因素给水系统选择是指做成一个什么样的给水系统，包括生活、生产、消防1.给水系统的布置统一给水系统统一的水质和压力用同一套管网；如一般城

5、市给水系统注：生活、生产、消防作为一个大的系统，一般按生活饮用水水质，按同一压力用同一套管网，通常城市给水系统属于统一给水系统，室外消防给水系统是不单独设立一个系统，肯定是和其他系统合在一起的，对于城市而言是和生活给水合并在一起的，对一些工矿企业可能会和生产给水系统合并在一起分质给水系统不同水质、不同管网；如生活与生产给水系统分质；图1-4分压给水系统不同水压、不同管网；高低压用户混杂，两套管网交叉布置；图1-5分区给水系统供水区平面划分；如因地形差异大水厂分高低压泵；图2-19 p54注：分区给水系统是分块的，高压管网和低压管网不会有重叠的；而分压给水系统难免会有重叠的；统一给水系统是应用最

6、多的，也是最简单的；分质给水系统是处理成本的降低，但要分两套管网；分压可以把长期运行的电费降下来，大家不必按最高要求走的，水泵的型号会复杂些，泵房的管理内容多一些；分区是特殊情况；在规划选用时会考虑多一些，如水源、地形、水量、水质等题：关于给水系统的布置形式：A.统一给水系统简单，应用最广泛；（）B.分质给水系统水处理费用低，管网的造价低；（×）C.分压给水系统的水泵型号单一，长期运行电费较高；（×）D.分区给水系统应用最广。（×）1.1.3影响给水系统的布置 与因素2.影响给水系统选择的因素（了解）布置形式的确定需综合考虑运行效果与经济性城市规划：如规划人口、房

7、屋层数与供水规模，各类用户用水要求与用水规模水源：如地下水水质、水量，地表水位置、水质、可用水量地形地貌：如高差大小，平面形状、走向其他1.1.4工业用水给水系统（了解）分类：直流、循环（图1-7）、复用（图1-8）给水系统水量平衡概念节水的基础重复利用率概念节水评价指标之一题：在工业给水系统中，工业用水重复利用率的含义是（重复用水量在总用水量）中所占的百分数注：对整个厂子而言用水系统的取水量为100，用水量和取水量是不一样的，用水量指在生产过程中起作用的是多少，取水量是指从给水系统中拿多少水。在进行给水系统设计时对企业的考虑是给企业供100的水，800为循环，50、50为复用1.1.5给水系

8、统工程规划规划原则p9设计年限规范：给水工程应按远期规划、近远期结合、以近期为主的原则进行设计。近期设计年限宜采用（510年），远期规划设计年限宜采用（1020）年规划内容和程序水源、取水、处理、管网、再生水与节水总体规划、专业规划、详细规划1.2设计供水量1.2.1供水量的组成供水量与用水量不等给水系统的设计供水量与设计用水量要吻合设计供水量应按最不利原则确定，考虑所有用水的最大，但考虑不等于所有用水量求和，还要联系实际，在可能情况下降低成本，如管网设计水量不包括消防水量，而是在校核计算时考虑1.2.2用水量计算用于进行给水系统设计用水量定额*实际用水单位数最高日设计用水量Qd最高时设计用水

9、量Qh用水量定额地区综合用水水平，政策性1、 居民生活用水和综合生活用水L/人.d2、 工业企业生产用水和工作人员生活用水生产过程用水按工艺确定；（有的是给出有两台设备，一台设备的用水量是多少；也有的是按生产的产品，如生产一吨钢需要多少水量，也有的是按产值，一万元产值用水量是多少）职工生活30-50 L/人.班；淋浴40-60 L/人.次（包括上班8小时的生活用水，也包括下班以后一小时的淋浴用水；30、40是普通车间用水，50、60指高温车间、高污染车间的用水）3、 浇洒道路和绿用水L/人.d4、 管网漏损水量10-12%（实际上管网漏损量不止10-12%）5、 未预见用水量8-12%6、 消

10、防用水L/s，同时发生火灾次数防火规范 2015.1.151、最高日设计用水量Qd教材P161）居民用水量Q1：Q1=（qi.Ni）:不同用水标准的各居住区用水量之和（求和是指总的给水系统的居民取的用水标准不同，如有河东区河西区，老区与新区取的用水标准不同，各自用水标准*用水人数然后相加）用水人口Ni=Ni规fi(规划人口数*用水普及率)(如规划人口数为10万，自来水普及率为90%，10%是有自备水源的)2）公共建筑用水量Q2：Q2=（qj.Nj）1+2)综合生活用水量Q1+2：Q1+2=（qx.Nx）3）工业企业生产用水（此处生产用水是指从从系统中的取水量）和工作人员生活用水Q3 Q3=（Q

11、+Q+Q）, Q=qB(1-n) B产值用水 n重复利用率4）浇洒道路和绿化用水Q4：Q4=（qL.NL）5）管网漏损量Q5Q5=(10%-12%)(Q1+Q2+Q3+Q4)6）未预见水量Q6Q6=(8%-12%)(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)7）消防用水量Q7：Q7=（qS.NS）用于校核最高日设计用水量Qd= Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6或Qd= Q1+2+Q3+Q4+Q5+Q6（不含Q7）2、最高日最高时设计用水量Qh（L/s或m3/h） A按定义确定，已知用水逐时变化规律时 B利用时变化系数计算Qh=Kh*Qd/86.4(L/s) C最高日平均时用水量Qh （L/s或m3/h）

12、 当以最高日设计用水量为设计依据时用Qh，若每天供水24h，则Qh=Qd/86.4(L/s)例题1-1 p17最高日供水量：m3/d依据规范确定用水定额工业用水95m3/万元为平均日水量1.2.3供水量变化几个概念教材p18最高日用水量（设计规定的年限内）Qdm3/d日变化系数（定义、公式与含义）（设计年限内）最高时用水量（高日高时用水量）（最高日内）QhL/s或m3/h时变化系数（定义、公式与含义）（最高日内）日变化系数反映在设计规划年限内日用水的不均匀程度或用水量的变化幅度时变化系数反映在最高日内小时用水的不均匀程度或用水量的变化幅度水量变化系数可根据统计资料依公式计算。或取经验值最高日用

13、水量变化曲线注意：新建工厂后的Q高日均时的算法，易出错例题1-2Kh=5847/（114755/24)=5847/4781=1.221.3给水系统流量、水压关系1.3.1给水系统各构筑物的流量关系1取水构筑物 2一泵站 3水处理构筑物 4清水池 5二泵站 6管网 7水塔去掉7水塔，简化图如下，1和2合并为取水，分成3部分，管网和配水泵站为一部分，清水池为一部分，清水池以前的为一部分。水厂产出多少清水，通常说某水厂供水规模(设计规模、产水量、产水能力、供水能力都指水厂清水的出水)为100万m3/d，是指最高日供水量Qd；清水池以前的部分，水处理有自用水，如过滤需有反冲洗，沉淀要有排泥，属于从系统

14、中有一定的水量损失，自用水一般按5-10%的产水量来考虑，即要求进处理厂的水量（即原水输水管输送过来的水量）为2部分之和（前提是不考虑输水管的漏损，通常距离很长漏损量不能不考虑，距离不是特别长的话往往只是考虑水厂自用水量）输水管及前头的输水设施、取水构筑物、取水泵站等都得取过来重做水量满足后续处理的需求，故他们的水量都是Qd+水厂自用水量（5-10%）Qd，且考虑此水量是均衡的，因为处理也强调处理效果，处理效果是在某个水量下处理效果是最佳的，我们不希望在水厂中有水量忽高忽低有水量的冲击，故取水构筑物、取水泵站、处理设施他们的用水都是均匀的，而此水量也就是将来的最不利水量（将来的设计水量）；配水

15、泵站从清水池取水经过清水输水管送管网满足用户需求，他们各部分水量关系应以用户为出发点，最终用水要送给用户，用户用水是多少管网就得给多少，故有时候说把水送到管网，其实就是把水送给用户，故管网的配水量跟用户的用水量是一个，用多少管网就配多少，不取管网的水就送不出去了，二者是一致的，管网的配水量或者说是用水量会根据用户的生活规律或生产规律等是有变化的，总水量也就有变化，输水管送过来的也有变化，泵站配过来的也就有变化，是同步变化的，即管网的配水量、二泵站的送水量是时时相等的，是在变化的，最不利情况是饮用水最大的时候，对城市给水系统来讲，最大就到最大一小时，不像建筑给排水会算到秒流量。二泵站供水量与管网

16、输水按高日高时，此为无水塔的情况的分析，有无水塔对水厂及前面部分没有影响，只对而泵站及配水管网有影响。无水塔管网的工作情况二泵站直接向管网供水任意时刻：（配水）泵站供水量=管网的用水量 （即给了管网的用水也即给了泵站的供水)水量最不利情况：管网最高用水时（用户用水高日高时） 即管网设计流量=泵站设计流量=清水输水管的设计流量=Qh水压的最不利情况：满足控制点的服务水头要求控制点给水管网的控制点：是管网中控制水压的点，也称水压的最不利点（控制点是从水压这个角度来讲）特征描述定义只要该点的压力可以达到最小服务水头的要求，整个管网就不会存在低水压区常位于离泵站较远或地形较高的点（消耗能量能多一些，根

17、据控制点来分析整个官网应满足多大的水压，泵站应提供多大的扬程）用以确定泵站扬程或水塔高度有水塔管网的工作情况水塔是流量调节的设施，属于调节构筑物，调节管网的用水和水泵的供水之间的不协调即不等（不等的原因是因为二泵站是按照分级供水设计的，分级供水如不设水塔的泵站的供水量是随着用户的用水量不断的变化，每个小时都在变化，分24级，即24个水量，也可以说是不分级的，但是随时可以有变，加了水塔之后，可以让泵站在几个指定的水量下工作，这样管理起来更方便，也可以使整个泵站的耗电降低，节能；一般控制泵站在2-3级，即控制泵站在2-3个水量下工作，可以让泵站在某10个小时内以较大流量工作，在其余14个小时关掉2

18、台泵，剩下的一台泵以一个稳定的水量工作，泵站在2-3个水量下稳定工作，单用户用水量每个小时都是变化的，故需要设水塔来调节；故设有水塔时，泵站肯定是分级供水的，因为泵站分级供水必然设一个水塔，二者是一个等价的条件。这样一分级则出现泵站与用户用水量的差额，大多数时候是不等的）水塔设置在泵和管网之间称为网前水塔泵、管网、水塔，泵站和水塔是遥遥相对成为网后水塔或对置水塔水塔前后都有管网称为网中水塔，水塔设置的位置往往与城市的地形有关，通常水塔设在城市比较高的地理位置上有水塔的管网的泵站是指定在2-3级流量下工作，此时必须有水塔有水塔的管网A用户用水量二泵站供水量时：泵站供水量+水塔供水量=管网用水量

19、在管网用水最高时：泵站最高级供水量+水塔供水量=管网设计流量Qh 注：泵站尽最大努力供水即在分级供水的泵站，如分两级供水，一级供水200立，另一极是300立，在管网用水最大的时候，泵站一定是在最大供水能力300的情况下工作，换言之此时泵站供水量是在最高一级供水量，意味着是将来的设计流量，是泵站的最不利情况。如让计算泵站的设计流量既是求最高一级供水量，也就是管网在高日高时下泵站的流量B用户用水量二泵站供水量时：泵站供水量=管网用水量+入塔水量按最不利原则进行给水系统各部分的设计，找设计流量也就是把各部分的最大找出来给水系统各组成部分的设计流量：1、水处理构筑物及以前的设施（即水处理构筑物及前面的

20、取水构筑物、取水泵站） 依据：高日平均时用水量Qd(水厂的产水量) 然后根据不同情况，乘个系数 地表水源Q1=Qd/T（m3/h）(=1.05-1.10) (因考虑水厂自用水为5-10%，如取水是长距离输送，则到取水设施则要×一个漏损系数)地下水源Q1=Qd/T（m3/h）(即上式中的=1) (沉淀池的排泥，过滤池的反冲洗的水量就没有了，可以认为水厂自用水系数为1，即几乎没有自用水，清水池也要清除底部的砂子，但这个水量与排泥和反冲洗水量相比很小，可以取=1)水厂自用水系数T一泵站每天工作时间，不一定为24h2、管网设计流量：满足高日高时用水量 Qh=Kh*Qd/T(m3/h)3、二泵

21、站（配水泵站）及二泵站至管网的清水输水管设计流量：以满足管网的高日高时用水量为目标A无水塔时，泵站不分级供水（即随时变化）设计流量与管网设计流量同，Qh（高日高时设计用水量）B有水塔时，泵站分级供水按二泵站最高一级供水量设计给水系统中，（ABC）以最高平均时流量为基础进行设计；（FG）按最高日最高时流量进行设计。A、取水构筑物 B、一级泵站 C、水处理构筑物 D、二级泵站 E、有水塔管网中的二级泵站 F、无水塔管网中的二级泵站 G、管网注：水厂往前的那部分：取水、一泵站、处理及原水的输水管是以高日平均时为基础，适当乘以一个系数；二泵站在没有水塔的情况下、管网是以高日高时；有水塔的二泵站是按最高

22、级水厂以前和泵站以后的设计流量（最不利流量即最大流量），清水池以后在后面。上午2 2015.1.161.3.2调节构筑物容积重点掌握（包括清水池和水塔）1、 清水池（通常建在水厂里，有一定的地下部分，上面有顶盖和覆土，要封闭起来的）清水池有效容积（顶盖以下除了富裕高度（超高）以外，水面以下的部分）W=W1+W2+W3+W4(m3)W1清水池调节容积，由水厂产水和用水曲线确定（占比例较大）W2消防储备水量，2h灭火用水量（室外消防用水量，按人口查同时发生火灾几次，一次灭火用水量是多少，让其持续2h总共需多大体积要事先在清水池中存好以防万一）W3水厂用水量（水厂自用水量，前面设计流量确定时按产水量

23、的5-10%来估计自用水量，自用水量在清水池中的储存通常会比5-10%小一些，因整个清水池的容积也就占的10-20% Qd，如果水厂自用水就占5-10%Qd，比例会很高，实际运行中也未必有必要，故通常水厂用水量在清水池中的储存会低一些，一般在1% Qd左右）W4安全贮量，一般为0.5m深（安全有多方面的含义，从后面泵站的吸水安全要有足够的淹没深度，另外从水质的角度，饮用水的处理包括混凝沉淀过滤消毒，消毒剂加到水里但是水厂的处理构筑物没有单独的消毒池，故消毒剂加到水里与水的接触需要的消毒池容积就是在清水池里，W4要满足消毒接触池所需要的容积，根据消毒剂和水至少要接触多长时间要对w4这半米水深进行

24、核算0.5m水深能不能满足一定的接触时间，满足则消毒接触池的功能就完成了）W4GB5749-2006，饮用水中消毒剂要求由上式知清水池有4个作用:A调节一二泵站间供水量的差额，一泵站是决定水厂的产水量，即清水池的进水，二泵站从清水池取走水，即清水池的出水，进出水量的不平衡需一定的调节容积；二泵站水量和用户之间用水量的差额的调节是由水塔来实现的。B事先储存一定的消防用水C储存水厂的自用水（滤池的反冲洗水的产出要先在清水池存着）D要满足消毒剂和水的充分接触，足够的接触时间，保证水质的安全题：清水池的主要作用有（ACDE）A、调节一、二泵站间供水流量的差额B、调节二泵站供水量和用户用水量的差额（水塔

25、）C、贮存消防用水D、贮存水厂自用水E、使消毒剂与水充分接触清水池的调节作用（重点看）上图（p19）中用户用水是不均匀的，二泵站运行分两级（红色线，设计者定），一级供水量是5%Qd(5%是由设计者来定的，指定5%的原则一是让5%水量与用户用水量差额别太大，差别如果太大，将来水塔的调节容积会很大，水塔要顶在半空中，太大的话不好做，故不要和用户的用水量离得太远，原则二是5%Qd对应的是多少m3/h，有没有合适的水泵，有合适的水泵则几台并联满足更大的水量。5%是从几点到几点也是设计者定的，书上是5-20点共15个小时，也可以定成6-20点)，剩下的9个小时就不能再主观去定了，需要算一下二泵站24h总

26、的供水量一定要满足100%Qd。则设其余9h供水量为x，则15*5%+9*x=100%可得x=2.78%。这是清水池的出水，一级是5%Qd，一级是2.78%Qd；清水池的进水是水厂的产水量，是由一泵站供应的，24h是均匀的，Qd/24=4.17%Qd，均衡的进水，不均衡的出水，分两级的出水，二者之间有差额，则需要一定的容积来调节。5点时，进水4.17%，出水5%，持续下降15个小时到20点，清水池在5点时是最高水位，在20点时是最低水位，累计降了（5%-4.17%）Qd*15=面积A，既是清水池需要的调节容积。面积B也可以表示调节容积，面积B的含义表示从20点开始，清水的工作情况是每个小时进水

27、进4.17%，泵站出水是2.78%，进的多出的少，每个小时导致水位会涨上来阴影对应的立方米，持续到5点时达最高水位共计9个小时，即高*宽对应的面积B，面积A与面积B相等。2015.1.19如果二泵站不是分级供水的，即管网中不设水塔（二泵站分级供水说明管网中肯定有水塔），每个小时二泵站的供水量与用户的用水量一致，有24个值，见下面的例题：Qd=12万m3/d，二泵站直接向管网供水，说明无水塔，即一泵站供水为高日均时，即为清水池进水5000m3/h，二泵站供水为清水池出水小于5000用红字表示，表示进清水池的水多，出清水池的水少，清水池的调节容积水位是在上涨，7-8时水位涨到最高，8点开始出水大于

28、进水，清水池的调节容积水位在下降，至21点，累计降多少就是清水池所需的调节容积；21点开始水位开始上涨，至第二天早晨7点。用涨的过程算和用降的过程算的数值是一致的，因为一天24h是清水池水位变化的一个周期，会涨到一个最高水位，会降到一个最低水位，红字相对少一些，用红字来算如下，也可用黑字来算。本题实际上也是一个算面积的问题。上题相对较简单，因为清水池水位变化规律单一，一直上涨然后一直下降。下题水位变化规律则穿插降升，分析要细心注：确定调节容积先分析工作情况，确定从最高水位到最低水位对应的时间段，然后流量想加减。最小调节容积计算关键步骤：1、 分析调节构筑物工作情况，确定水位最高和水位最低的时间

29、点2、 在从最高到最低或从最低到最高水位的时间区间内计算各小时的进出水量差额注：算差额时，用进水量-出水量，则整个时间段都是进水-出水，反之亦然3、 求差额的代数和注：调节构筑物的最小调节容积，即清水池、水塔的调节容积都是这么算的，只不过用的基础数据不同，清水池是用一、二泵站的供水量，水塔是用二泵站的供水量和用户的用水量。面积A（或B）的含义：调节水位下降（或上升）的一个时间周期内，最高水位与最低水位之间的总水量体积（即最小调节体积）水塔的有效容积W=W1+W2W1水塔调节容积 水塔调节二泵站供水量与用户用水量的差值 依二泵站供水曲线和用户用水曲线计算或按Qd的百分数估取教材P22：可按最高日

30、设计水量的2.5%-3%或5%-6%设计计算，城市用水量大时取低值（目的是避免水塔体积过大）。W2消防贮水量，10min室内消防水量注：水塔消防贮水量与清水池消防贮水量完全不是一个含义，消防贮水量是城市里一旦发生火灾的话，消防车要从系统里取水，不断的取水灭火，则清水池里要有足够的储存以供消防车救火使用，按室外消防用水量持续2h来考虑；而水塔里的消防贮水量是指消防车到达现场之前这10min室内消防用水量，这个量要比清水池的贮水量小很多。通常水塔的最低水位就是把水柜底上直接做最低水位了，消防水量就会只有薄薄的一层了。【2009】某城镇水厂最高日供水量为24000m3/d，用水变化曲线如图。水厂二级

31、泵房按两时段均匀供水，5时至21时供水量为1200m3/h，21时至次日5时供水量为600 m3/h。供水量与用水量差额由管网调节水池调节，则调节水池所需调节容量为（）注：调节能力或者调节容量、调节容积都是m310点最高调节水位降至19点最低调节水位总计降（1700-1200）*2+（1100-1200）*4+（1500-1200）*3=1500m319点至10点总计涨（1200-100）*7+（600-500）*8=1500m3（图有问题，多画了一个方框）即例题1-310-19点，水位从最高降到最低，累计需要调节容积500*2-100*4+300*3=1500 m3注：设水塔的算法同清水池的

32、调节容积算法一致，用的曲线不同而已。上述例子是以城市管网的水塔为例，水塔一般在大城市管网不设，在一些中小城镇会设水塔来调节，还有一些企业里生产用水可能会设水塔来调节。下例为生产用水：例题：水塔调节容积计算某工厂24小时均匀用水，每小时50 m3，泵站每天供水两次，分别为4-8时和16-20时，每小时供水150m3。则水塔在-时水位最高，在-时水位最低。画出供水及用水示意图注：因为泵每天启泵两次，意味着水塔的水位变化有两个周期，计算时只需要用一个周期的情况即可根据水塔的工作情况，分析进出水变化规律：4时起水位升高4个小时，至8时停止升高；而后，下降8个小时，至16时；16时起，水位升高4个小时，

33、至20时停止升高；再下降8个小时，至4时可以求出，8时和20时水位均达到最高，4时和16时水位均达最低（一天两个周期）。同时，可确切计算出水塔的调节容积：阴影面积：100*4=400m3(而不是800)调节构筑物与调节容积【2011】某地形高差较大城市采用高低两区供水，且每区均设网后高位水池，高区供水泵从低区高位水池中取水，计算低区高位水池调节容积时，必须掌握以下哪些资料？A最高日低区用水量变化曲线B最高日高区用水量变化曲线C最高日水厂二级泵站供水曲线D最高日高区供水泵站供水曲线低区高位水池的进水：厂区供水量-低区用水量低区高位水池的出水：高区泵供水量最小调节容积计算关键：A分析变化，确定水位

34、最高和水位最低的时间点时间区间B再从最高到最低或从最低到最高水位的时间曲线内计算各小时的进出水量差额时段内全部“进-出”或全部“出-进”C求差额的代数和“进-出”或“出-进”题：【2007】某给水管网内设有高地水池，用户的用水量（m3）变化及水厂二泵站的供水量（m3）变化如表所示，则高地水池的调节容积宜为（）m3。高地水池进水量即泵站供水量；出水量即为用户用水量泵站供水量共分3级分析水塔的贮水量变化情况，确定水位最高和最低的时间点：在0-6h期间，水塔的出水量（用户用水量）持续小于或等于进水量（泵站供水量）所需调节容积可用进水量与出水量差值的代数和表示：所需调节容积也可用6-22时，水塔出水量

35、与进水量差的代数和表示，计算结果相同，但需注意9-14h期间水量有波动，因此过程可为：2015.1.21【2008】某城镇用水由制水厂直接供给，制水厂每日工作时间为7-23时，规模为96000 m3/d。城镇用水量变化如图所示，问水厂清水池所需调节容积为- m3清水池出水量即为用户用水量制水厂在16小时内均匀产水，96000/16=6000m3/h，为清水池的进水量清水池的工作情况：在23-24（0）-10时期间，用水量持续高于进水量，所需调节容积可用出水量与进水量差额的代数和表示，为（2000-0）*8+（7000-6000）*3=19000（m3）所需调节容积也可用10-23时，水厂供水量

36、与用户用水量差额的代数和表示，为（6000-5000）*5+（6000-4000）*1+（6000-3000）*4=19000（m3）计算结果相同题：一般地，给水系统清水池和水塔的总调节能力大于该系统不设水塔（只有清水池）的总调节能力，即W池+W塔>W只有池。二级泵站分级供水，当二级泵站和一级泵站每小时供水量相接近时，则清水池的调节容积可以（），此时，为调节二级泵站供水量与用户用水量之间的差额，水塔的调节容积会（）。A、减小；减小 B、减小；增加 C、增加；减小 D、增加；增加但增加值与减小值是不相等的，即不同泵站设计结果得出的清水池调节容积与水塔调节容积之和是不同的，应具体计算。某城镇

37、现有水厂供水规模为48000m3/d，水厂内清水池和管网内高位水池有效调节容积均为5000m3。近期规模用水量增长，需新建一座水厂，供水量为48000m3/d。新建水厂后最高日内小时用水量如表所示。新建水厂内清水池的最小有效调节容积应为（）m3。将两水厂的清水池调节作用综合考虑两水厂总供水量（清水池的进水量）为：48000*2/24=4000m3/h将5000高地水池按清水池充分利用，按无水塔系统考虑，分析用水量变化可知，清水池在21时调节容积水位最低，5时调节容积水位最高，从21-24（0）-5时的8小时内，清水池调节水位上涨，相当于调节水量（4000-2000）*8=16000m3，原有清

38、水池5000m3高地水池5000 m3，新建水厂内清水池调节容积最小应为16000-5000-5000=6000 m3【2009】某水厂生产规模10万m3/d，水厂自用水及输水漏水率总计为8%，水厂电价采用阶梯计价，晚上10时至早晨6时电价最低，电厂拟利用低电价时段取水，在水厂外建一2万立方米的贮水池，求取水水泵的设计流量。分析：贮水池建在取水泵和水厂之间，调节取水量变化和水厂稳定生产间的不平衡水池进水晚上10-6时，流量Q1共8小时；水池出水流量10万m3/d*1.08/24=4500m3/h，共24小时进、出水差额为水池调节容积，即8*Q1-8*4500=20000，得Q1=7000 m3

39、/h（水位上涨阶段进水量，最大一级水量，设计水量）若泵站分两级供水，8*7000+16*Q2=108000则另一级水量为：Q2=（108000-8*7000）/16=3250 m3/h注：前面的取水用高日平均时*一个系数，但此处取水泵站不能这么算，因为要在10-6时内尽可能多的取水1.3.3给水系统的水压关系液体的能量关系重力自流势能利用水泵提升利用水泵的扬程：需要水泵提供足够能量，用于提供压力、克服阻力水塔供水利用在水塔高度处的势能：需要水塔具有一定高度以提供势能，用于提供压力、克服阻力1、 水泵扬程计算注：水泵扬程是指水泵的设计扬程，与设计流量是一对，选泵时都是根据多大流量下多大扬程来选多

40、大泵（设计流量前面已经介绍）一泵站扬程计算（设计流量下的设计扬程）1-取水构筑物（集水井） 3-水处理构筑物（水厂的第一个构筑物，如是稳压塔则送到稳压塔、如是混合井则送到混合井）HP=H0+h扬程计算通式（水泵扬程包括静扬程和水头损失）H0从吸水池最低水位到出水池最高水位的高差（取水构筑物吸水井最低水位到混合池最高水位）h从吸水管起点到出水管终点的总水头损失（在水泵进口处水的能量最低，水泵的作用是让水的能量增加，水泵出后处能量很高，水泵的最低到水泵的最高就是水泵的扬程，即水泵做的功）HP=H0+h=H0+hs+hd二泵站扬程计算（能量分析）A无水塔管网的二泵站扬程（高日高时流量下的二泵站的设计

41、扬程，从清水池吸水，一般清水池与二泵站之间会有吸水井）HP=H0+h起点：清水池或吸水井最低水位终点：管网控制点最小服务水头液面1最小用水时，管路水头损失会小一些，用水点水压可能会有一些富裕，因为水泵特性曲线，流量小时工况点会往左边挪一下，可能扬程会更高一些B设网前水塔管网的二泵站扬程（设水塔时二泵站肯定是分级供水的，设计流量是二泵站最高一级流量，算设计扬程是在最高一级流量下算的）HP=H0+h起点：清水池或吸水井最低水位终点：水塔最高水位（比用控制点计算更不利（水塔的高度是根据控制点定的，因为在管网用水大的时候水塔的水要过来满足管网最小服务水头的要求，水塔高度一定要满足当水柜里的水已经到达水

42、柜底时即最低水位时还能克服管路的水头损失送到控制点，满足最小服务水头的需求，水塔已经坐落在这样的标高上了，泵站既要满足送水到控制点，又要满足送水到水塔，其实只要能送水到水塔的最低水位就肯定能送到控制点，二者是一致的，但并表示能送到水塔的最高水位，故最不利情况是泵站在最大一级供水量下工作，要保证把水送到水塔的最高水位，这种是比送到控制点更不利的）静扬程：是指从清水池的最低水位算到水塔的最高水位的高差（1:14）C设网后（对置）水塔管网的二泵站扬程（泵站和水塔共同向管网供水这种情况作为泵站的设计工况，另外用泵站在转输流量下能转输到水塔的最高水位作为校核情况）HP=H0+h设计时：同无水塔管网（泵站

43、在最大一级供水量下从清水池吸水能送到管网控制点）最大转输校核时（供用流量差值最大）：（泵站能通过管网送水到水塔的最高水位）终点：水塔最高水位D消防时的二泵站扬程（是一种校核工况，室外给水规范强调了管网和泵站都要按最高日最高时进行设计，按事故、消防、最大转输3中情况进行校核，管网发生火灾时的校核流量是高日高时流量+室外消防水量，从清水池最低水位吸水经过管网能送到火灾点满足十米的服务水头，这就是消防时扬程的计算，消防时扬程没有分水塔在什么位置，只是考虑消防车来之后，前十分钟不去分析，因为前十分钟是水塔在有供水的情况下，十分钟以后在长时间救火是在消防车到场后会把水塔的进出水管阀门关闭，即整个管网会属

44、于无水塔管网，再去计算相应扬程，只是服务水头用的是10m）起点：清水池或吸水井最低水位终点：火灾点最小服务水头液面（10m） 火灾点常取最高用水时的控制点有无水塔均同（火警开始10min后）注：消防时是最高时兼消防流量，肯定是坡度大的水压线，末端点高日高时送到控制点满足服务水头的要求时10m，12m，16m等，都是大于等于10m，消防时送到火灾时的控制点只是10m的服务水头，故消防时候的点不能在最高时点的上头，至于起端哪个扬程高不一定，不一定是高日高时的高还是消防校核时的扬程高，按实际计算情况算出是多少就是多少二泵站扬程计算：掌握扬程计算基本公式：HP=H0+h（泵站扬程=静扬程+水头损失）能

45、量守恒分析（起点、终点及水压线变化）2水塔高度的确定（水塔高度一定要满足当水柜里的水已经到达水柜底时即最低水位时还能克服管路的水头损失送到控制点，满足最小服务水头的需求）（不管水塔是在管网前头，后头，中间，水塔高度都是用管网的控制点算过来的）能量分析依据能量方程根据管网控制点最小服务水头Ht=Zc+Hc+hn-ZtHt= Hc+hn -( Zt-Zc)Ht水塔高度，水柜底高于地面的高度 与水塔在管网中的位置无关 Zt越高，Ht越小；建在高处，水塔造价低下午1 2015.1.222输水和配水工程2.1管网和输水管渠的布置2.2管网水利计算基础2.3管网水利计算2.4分区给水系统2.5水管、管网附

46、件和附属构筑物2.1管网和输水管渠的布置概念性问题：P27输配水系统：包括输水管渠、（配水）管网、泵站、调节构筑物 输配水系统与给水系统：输配水系统在整个给水系统中从成本上来讲占的比重较大输水管渠与管网（配水管网）注：输水管渠强调的是输送，配水管网强调的是向外分配；输水没有主动的让其量的减少2.1.1管网1、布置形式：树状管网和环状管网2、布置要求：要贯穿整个用水区，要沿着道路等（见教材）3、管网定线（树状、环状；城市管网、工业企业管网）注：城市给水管网设计之初第一步是进行管网定线，定线时只是定干管及干管之间的连接管（见教材p28），不同规模的城市干管的管径是有差异的，大城市干管的管径大一些，

47、小城市干管管径小一些；工业企业的管网定线差别是对工业企业来讲给水管网的定线要包括所有的管线即包括去所有车间的管线，进到每个车间的进户管，分配管都在定线范畴内，此时不再区分只做干管不做分配管。2.1.2输水管渠定线（主要考虑输水管渠管径较大，距离较长，总成本较高，故在定线过程中要考虑减少大管径输水管的长度，从管长、用地等降低施工维护费用等）1、方式（无压、压力）2、压力输水（重力、水泵加压）3、定线及设计（长度、方式；流量、根数、分段数）2.2管网水力计算基础2.2.1管网水力计算的目标和方法A按最高时流量进行设计 QhB三个特殊流量下进行校核 Q事故（Q最不利管段事故） Q消防（Q最高用水兼消

48、防时） Q转输（Q最大转输时）注：规范要求给水管网要根据高日高时进行设计，按事故、消防和转输3种情况进行校核，这是笼统的来讲要做的工作；我们要面对的有新的给水管网的计算也有老的城市管网的改造扩建等工作。对于新管网可以从零开始，定线开始；对于旧管网要管网图形怎么确定，现有的管网已经密密麻麻蜘蛛网一样，要对现有的给水管网进行简化，即定线定的只是干管，后面进行水力计算也只是干管及干管之间的连接管，对现有管网统计出来以后要确定哪些是要考虑的干管，哪些是可以删掉的，哪些是可以合并的，最后确定一个管网图形，之后用和新管网一样的计算方法进行水力计算。水力计算要考虑的问题：管网的水力计算从设计这一步来讲根据高

49、日高时流量进行设计，管网的设计的最终目的是把各段管网的管径确定下来，定下来之后根据管径和流量可以把每一条管段的水头损失算出来，之后根据这些水头损失和前面讲的扬程怎么确定、水塔高度怎么计算进而确定设计流量下水泵扬程是多少，该选什么型号的泵，做什么样的泵站等一系列工作。从高日高时水量开始分析，在管网水力计算时怎么用高日高时水量，怎样让很多条管子共同满足整个城市的高日高时用水量需求，整个高日高时水量要分解成很多部分，即这段管子满足多大水量，向外配多少水量，下游另外一段管子向外配多少水量，所有的管子共同分担，来完成高日高时水量向外的配水工作。且指定配水量不是说管子上沿途流的都在往外用水，取水点从设计角

50、度讲只是在指定管网图形上一些指定的点上，即我们讲的节点，从有限的节点上用水的。Qh是从一系列节点支出去的，所有节点的水量之和是整个配水量高日高时，这些节点定在哪个位置，这些水量加在那个节点，要一点点分析；整个高日高时水量里既有大用户的集中用水量，也有分散的居民分散的用水量，这两类水量用不同的处理方式对待；大用户集中用水量特点是整个管网中就一个两个，数量很少，每个量值用箭头长度表示，每个量值很大，可以作为一个节点；对于居民用水量数量多，每个量值很小，如果每个量值都作为一个节点，则计算量会很大，故分散的用水量要想办法合理的分配到有限的节点上去，对分散用水量引入比流量和沿线流量。假设整个管网的所有的

51、分散用水量是均匀的分布在全部干管长度上，即任务是均匀分给所有管长的，则每一米管长向外配水的任务量L/s称为管网的比流量，分子是全部的分散用水量（高日高时-大用户的集中用水量），分母是全部的干管计算长度，计算长度与实际长度不一定相等。管段的计算长度只有当这条管是两侧配水时计算长度才等于实际长度，如果管段只是单侧配水，只向一边配水其计算长度只算实际长度的一半。如不向两侧配水如从河底下穿过去的一段管子两边没有居民，不向外配水，实际长度是存在的，但是计算比流量时，这段管子的计算长度计为0（因其配水任务为0）。在比流量定义基础上，可以根据每一米管长负担的配水任务是多少，进而计算整个管网内每一条管段所负担

52、的配水任务，这个配水任务我们称为沿线流量，因为我们假设了均匀向外配水，承担的任务是均匀的，每一米管长都会负担qs这么多的向外配水任务，*这段管段的计算长度，是这段管子所负担的全部的配水任务量，只是与管子的计算长度有关，与具体的实际流向是没有关系的，只是反映一个任务量的大小。此假设只是把任务分散到全部的管线上，而所有的配水任务都是从节点配出去的，得把均匀分配给管子的任务浓缩到点上，转移到点上，用的是每一条管段的沿线流量都假设是从管段的两端节点向外配出的，只是需要确定两端各自是多少，把沿线流量转化到两端的节点以后，转化前后水头损失是不变的，即对后续计算（算水头损失、算水泵扬程）是没有影响的，按此思

53、路把沿线流量往节点流量的转化，转换后管线内的流量是一个恒定的不变的流量，将来就可以根据不变的流量选管径，进行水头损失计算（转化的前提是管段内变化的流量所带来的水头损失和管段内不变的流量即把流量转移到两个节点上去所带来的水头损失是相等，即沿线流量ql带来的损失和折算流量带来的水头损失是相等的，利用水头损失公式Q=sq2做进一步的分析可以得到=0.5-0.577（根据水头损失公式可以算出与有关的，是这条管段所负担的转输流量和沿线流量的比值，某一条管段根据其在管网里所处的位置需要向下游转输的流量qt和本段要配出去的流量ql这两者的比值，如果这条管子是在管网的末梢，则没有下游，不需要向下游转输流量qt

54、=0，全部的流量都是ql，=0，可求出=0.578,；如果假设这条管子在靠近管网供水起点的地方，这条管子本身要向外配一个ql，同时因处于管网起点位置要向下游转输一些很大流量qt，趋于无穷大，再求一个极限，可以求出一个，即可得的取值范围0.5-0.577，工程上可简化取=0.5,即把沿线流量从左边的端点和右边的端点各走1/2向用户配出去，这样就把在管道内变化的沿线流量转化到节点了 p32）具体做法如下：新管网计算步骤旧管网改造管网简化、水力计算1、 比流量与沿线流量掌握概念及计算用户的用水量包括集中用水量和分散用水量集中用水量：数量少，量值大可单独作为节点流量 分散用水量（居民用水）：数量多，量

55、值小 对分散用水量通过假设简化计算比流量qs:假设所有的分散用水量均匀分布在全部干管长度上，此时，单位管长向外配出的流量称比流量。Q设计流量，Qhq集中流量总和l干管总计算长度不同用水情况，比流量不同沿线流量ql：在假设全部干管均匀配水前提下，沿管线向外配出的流量ql=qs*l (与计算长度有关，与实际流量无关)2、 节点单流量均匀的配水任务从节点配出的节点流量A沿线流量向节点流量的转换方法 转换成从管线两端点配出的节点流量qi和qj 转换后管线内是不变的流量qB沿线流量向节点流量转换的前提 折算前与折算后管线的水头损失相等C节点流量包括两部分1、集中用水量一般直接作为节点流量2、分散用水量经

56、过比流量、沿线流量计算后折算为节点流量，则 节点流量等于与该点相连所有管段沿线流量总和的一半 0.5沿线流量折算成节点流量的折算系数ql不是整个管网里所有管段的沿线流量的总和，是和节点i相连的所有管子的沿线流量总和求比流量、沿线流量、节点流量题：某城镇最高时用水量为Q=300L/s，其中工业用水量q=90 L/s，集中从节点4取出。干管各管段长度（m）如图所示。管段4-5、1-2、2-3为单侧配水，其余为双侧配水，则管网比流量qs为（），节点4的节点流量q4为（）。 管段4-5、1-2、2-3为单侧配水，计算长度取实际长度的一半；其余管段为双侧配水，计算长度以实际长度计算。管网总计算长度：L=1/2*800*3+600*3+800+400=4200（m）由管网总用水量求得比流量：沿线流量：注：有的题目会很明确的给出单侧、双侧配水，有的题目不明确给出单侧、双侧配水，而是通过某种方式给出是单侧配水，如在4-5管段外头画一个湖，意味着4-5不向外配水，如1-2,2-3外