给水管网课件 第8章 分区给水系统

第8章

分区给水系统分区给水的概念将整个给水系统分成几个区，每个区有独立的泵站和管网等，但各区之间有适当的联系，以保证供水可靠和调度灵活。8.1概述分区给水的作用可使管网的水压不超过水管可以承受的压力，以免损坏水管和附件，并可减少漏水量，同时降低供水能耗，助力“双碳”战略。8.1概述技术上：使管道工作压力保持在正常范围分区给水的必要性8.1概述分区给水的必要性常用于远距离供水。可紧贴地形变化设计供水水压线8.1概述分区给水的必要性经济上：减少能量浪费

当供水量沿程不变时，分区供水并不能节省能量，仅有技术上的意义8.1概述分区给水的必要性经济上：减少能量浪费串联分区

串联分区输水管较短，可用低扬程水泵和低压管道，但增设泵站，管理工作量大8.1概述分区给水的必要性经济上：减少能量浪费并联分区供水较可靠，管理简单，但输水管造价较高。并联分区分区给水系统分为并联分区和串联分区两种

8.1概述分区给水系统的类型及特点

8.1概述

并联分区：其中图８-１ａ所示为由同一泵站内的低压和高压水泵分别供给低区②和高区①用水，这种形式叫作并联分区。

特点：各区用水分别供给，比较安全可靠，各区水泵集中在一个泵站内，管理方便，但增加了输水管长度和造价，且输水到高区的水泵扬程高，因此需用耐高压的输水管等。

串联分区：在图８-１ｂ中，高、低两区用水均由低区泵站２供给，但高区用水再由高区泵站４加压，这种形式叫作串联分区。大城市的管网往往由于城市面积大、管线延伸很长，以致管网水头损失过大，为了提高管网边缘地区的水压，因此在管网中间设加压泵站或水库泵站加压，也是串联分区的一种形式。重力给水分区系统8.1概述所示为长距离重力输水管，从水库Ａ输水至水池Ｂ，为防止水管承受压力过高，将输水管适当分段(即分区)，在分段处建造水池，以降低管网的水压，保证工作正常。如将长距离输水管分成３段，并在Ｃ和Ｄ处建造水池，则Ｃ点附近水管的工作压力有所下降，Ｄ点也不会出现负压，大部分管线的静水压力将显著减小，这是一种重力给水分区系统。重力给水分区系统8.1概述大部分管段静水压力显著减小，改善了水力坡线，消除了负压段，避免损坏管材和附件，并可减少漏失量。8.2分区给水的供水能量分析

8.2.1输水管的供水能量分析分区给水的优点：规模相同的给水系统，分区给水可比未分区时减小泵站的总功率，降低输水能量费用。以图8-4所示的输水管5-4-3-2-1为例各管段的流量ｑ和管径Ｄ随着与泵站(设在节点5处)距离的增加而减小，未分区时泵站供水所需的总能量Ｅ等于:

8.2.1输水管的供水能量分析

8.2.1输水管的供水能量分析泵站供水所需总能量E由三部分组成:E=E1+E2+E3

1）保证最小服务水头所需的能量E1

:

2）克服水管摩阻所需的能量E2:

3）因各用水点的过剩水压而浪费的能量E3:

E1是保障用水所必须的能量，由于设计给水系统时，泵站流量和控制点所需水压已定所以E1不能减小第二部分能量E2消耗于输水过程不可避免的水头损失，为了减小这部分能量，必须减小管段的水头损失，其措施是适当放大管径，所以并不是一种经济的解决办法。第三部分能量E3未能有效利用，属于浪费的能量，这是集中给水系统无法避免的缺点，因为泵站必须按用户所需的水压输送全部流量。

8.2.1输水管的供水能量分析能量利用率

8.2.1输水管的供水能量分析

8.2.1输水管的供水能量分析在泵站供水能量分配图(图8-5)的纵坐标上按比例绘出各节点的地面标高Zi和所需最小服务水头Hi，由此得到若干以qi为底、以Hi+Zi为高的矩形面积，这些面积的总和等于保证最小服务水头所需的能量，即图8-5中的E1部分。为了供水到控制点1，泵站5的扬程为:

H＝H1＋Z1＋∑hij

每一管段流量和相应水头损失所形成的矩形面积总和等于克服水头损失所需的能量，即图8-5中的E2部分。由于泵站总能量数值为q4-5H，所以除了E1和E2外其余部分面积就是无法利用而浪费的能量，它等于以qi为底、以过剩水压ΔHi为高的矩形面积之和，在图8-5中用E3表示。

8.2.1输水管的供水能量分析

8.2.1输水管的供水能量分析图8-6所示为按图8-5的方法得出的位于平地上的输水管线能量分配图，因沿线各点(0-13)的配水流量不均匀，从能量图上可以找出最大可能节约的能量为0AB30矩形面积，因此加压泵站可考虑设在节点３处，节点３将输水管分成两区。

8.2.2管网的供水能量分析

8.3分区给水系统的设计考虑是否分区以及选择分区形式时，应根据地形、水源位置、用水量分布等具体条件，拟定若干方案，进行比较，管网分区后将增加管网系统的造价，如所节约的能量费用多于所增加的造价，则可考虑分区给水。并联分区的优点是各区用水由同一泵站供给，供水比较可靠，管理也较方便，整个给水系统的工作情况较为简单，设计条件易与实际情况一致。串联分区的优点是输水管长度较短，可用扬程较低的水泵和低压管，因此在选择分区形式时，应考虑到并联分区会增加输水管造价，串联分区将增加泵站的造价和管理费用。城市地形对分区形式的影响是:当城市狭长发展时，采用并联分区较宜，因水管长度增加得不多，但是高、低两区的泵站可以集中管理，如图8-9a所示，与此相反，城市垂直于等高线方向延伸时，串联分区更为适宜，如图8-9b所示。

8.3分区给水系统的设计

8.3分区给水系统的设计水厂位置往往影响到分区形式，如图8-10a所示，水厂靠近高区时，宜用并联分区，水厂远离高区时，采用串联分区较好，如图8-10b所示，以免到高区的输水管过长，增加造价。工程管理控制系统优化调度巡检系统GISSCADA……管网区块化管网信息化管网复杂，流量，压力，水质控制困难，也难以降低产销差实现智慧管网之目标管网得以简化，易于控制流量，压力，水质，同时降低产销差，更易实现智慧管网之目标管网营销数据智慧管网目标(应用)

8.4管网区块化水压改善概念图

8.4管网区块化概念：是综合考虑水源性质、数量、位置、城市地形、行政区域以及现有管网的规模，将现有的管网系统改造为若干个区域，实现分区供水，实施区域管理。

8.4管网区块化将供水主干管或干管供水与支管的功能分离，实现阶层化供水。

8.4管网区块化

目的是实现水压均匀化，降低漏损事故或灾害时迅速恢复供水。

8.4管网区块化Hmin<HL≤H’min

水压过低得以改善Hmax>HH≥H’max水压过高得以改善水压分布趋于均匀，平均水压得以减小，即H’ave<Have。故漏水量也将相应减小。

8.4管网区块化区块化后平均水龄区块化前平均水龄区块化后余氯

区块化前余氯

区块化后消毒副产物

区块化前消毒副产物<C’Cl2

>

CCl2C’DBP

<

CDBP

8.4.1管网区块化(DBS)的实施方法(1)管网区块化具有以下优点：①实行区块化供水可以降低能耗.②能降低漏耗，还可以有效地减少管网爆管事故。③使局部水头