輸配水工程各組成部分的流量關(guān)系

二級(jí)泵站、輸水管、配水管網(wǎng)的計(jì)算流量及水塔、清水池的調(diào)節(jié)容積，都應(yīng)按照用戶(hù)用水情況和一級(jí)、二級(jí)泵站的工作情況確定。用戶(hù)用水量多是變化的，一級(jí)泵站通常是連續(xù)、均勻地運(yùn)行，為解決上述設(shè)計(jì)流量問(wèn)題，還需進(jìn)一步了解二級(jí)泵站的工作情況。

(一)二級(jí)泵站的工作情況

二級(jí)泵站的工作情況與管網(wǎng)中是否設(shè)置流量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物(水塔或高地水池等)有關(guān)。當(dāng)管網(wǎng)中無(wú)流量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，為更安全、經(jīng)濟(jì)地滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)給水的要求，二級(jí)泵站必須按照用戶(hù)用水量變化曲線(xiàn)工作，即每時(shí)每刻供水量應(yīng)等于用水量.在這種情況下，二級(jí)泵站最大供水流量QⅡmax應(yīng)等于最高日最高時(shí)設(shè)計(jì)用水量Qh;設(shè)計(jì)二級(jí)泵站時(shí)，應(yīng)根據(jù)用水量變化曲線(xiàn)選用多臺(tái)大小搭配的水泵來(lái)適應(yīng)水量變化，以保證在高效率下經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，由管網(wǎng)的壓力進(jìn)行控制。當(dāng)管網(wǎng)壓力上升時(shí)，表明用水量減少可以減開(kāi)水泵或?qū)⒋蟊脫Q成小泵;當(dāng)管網(wǎng)壓力減少時(shí)，可以增開(kāi)水泵或?qū)⑿”脫Q成大泵：這樣.通過(guò)二級(jí)泵站的工況調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)用水量的變化，使二級(jí)泵站供水曲線(xiàn)符合用戶(hù)用水曲線(xiàn)。對(duì)于用水量變化較大的小城鎮(zhèn)、農(nóng)村或自備給水系統(tǒng)的小區(qū)域供水問(wèn)題.也可以修建水塔或高地水池等流量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物來(lái)調(diào)節(jié)供水與出水之間的流量不平衡.以改善水泵的運(yùn)行條件。

當(dāng)管網(wǎng)中設(shè)水塔或高地水池時(shí)，有一定的調(diào)節(jié)流量的作用，二級(jí)泵站一日內(nèi)24小時(shí)總供水量等于總用水量，但每小時(shí)供水量可以不等于用水量。即：二級(jí)泵站每小時(shí)供水量不必隨水量用水量那樣多變，可以按擬定的設(shè)計(jì)供水曲線(xiàn)進(jìn)行工作：例如，圖3-1中所示的曲線(xiàn)2是根據(jù)用戶(hù)用水曲線(xiàn)擬定的設(shè)計(jì)供水量曲線(xiàn)。該曲線(xiàn)分為兩級(jí)：從20時(shí)至次日5時(shí)，一組水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，每小時(shí)供水量為最高日設(shè)計(jì)用水量的2. 78%, 5時(shí)至20時(shí)，切換成另一組水泵(增開(kāi)水泵)運(yùn)轉(zhuǎn)，每小時(shí)供水量為最高日設(shè)計(jì)用水量的5%，這是該泵站的最大級(jí)供水流量QⅡmax=5%Qd,。全天二級(jí)泵站總供水量與最高日設(shè)計(jì)用水量相等：

9×2.78% Qd+15×5% Qd=100% Qd

二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)供水線(xiàn)根據(jù)用水量變化曲線(xiàn)擬定。擬定時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1) 泵站分級(jí)供水線(xiàn)盡量接近用水線(xiàn)，以減小水塔的調(diào)節(jié)容積.但分級(jí)數(shù)一般不應(yīng)多于三級(jí)，以便于運(yùn)轉(zhuǎn)管理。

(2) 分級(jí)供水時(shí)，應(yīng)注意能否選到合適的水泵，以及水泵的合理搭配，并盡可能滿(mǎn)足目前和今后一段時(shí)間內(nèi)用水量變化的需要。

由圖3-1的用水量曲線(xiàn)和設(shè)計(jì)供水量曲線(xiàn)，可以看出水塔或高地水池的流量調(diào)節(jié)作用：供水量高于用水量時(shí)，多余的水可進(jìn)人水塔或高地水池內(nèi)儲(chǔ)存;相反，當(dāng)供水量低于用水量時(shí)，則從水塔流出以補(bǔ)水泵供水量的不足。由此可見(jiàn)，如供水線(xiàn)和用水線(xiàn)越接近，為了適應(yīng)流量的變化，泵站工作的分級(jí)數(shù)或水泵機(jī)組數(shù)可能增加，但是水塔或高地水池的調(diào)節(jié)容積可以減小。

(二)二級(jí)泵站、輸水管和配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量

二級(jí)泵站、輸水管和配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量均應(yīng)按輸配水系統(tǒng)在最高日用水時(shí)的工作情況確定，并隨有無(wú)水塔(或高地水池)及其在管網(wǎng)中的位置而定。無(wú)水塔時(shí)，二級(jí)泵站、泵站到水塔的輸水管和配水管網(wǎng)都應(yīng)以最高日最高時(shí)設(shè)計(jì)用水量Qh作為設(shè)計(jì)流量。設(shè)有網(wǎng)前水塔時(shí)，二級(jí)泵站、泵站到水塔的輸水管應(yīng)按泵站分級(jí)工作線(xiàn)的最大一級(jí)供水流量QⅡmax=計(jì)算;水塔到管網(wǎng)的輸水管和配水管網(wǎng)應(yīng)按Qh計(jì)算。

(三)水塔與清水池之間的聯(lián)系

在給水系統(tǒng)中，水廠均勻制水與用戶(hù)不均勻用水之間的流量不平衡是由水塔和清水池來(lái)調(diào)節(jié)的。

1. 水塔與流量的關(guān)系

水塔在給水系統(tǒng)中位于二級(jí)泵站與用戶(hù)之間，二級(jí)泵站供水流量和用戶(hù)用水流量不相等時(shí)，其差額可由水塔吞吐部分流量來(lái)調(diào)節(jié)。如圖3-1所示，二級(jí)泵站供水量和用戶(hù)用水量變化曲線(xiàn)可以說(shuō)明水塔調(diào)節(jié)流量的作用。從21時(shí)至次日6時(shí)及19時(shí)至20時(shí)，二級(jí)泵站每小時(shí)供水量QI大于用水淹量Q用，多余的流量(QI-Q用)進(jìn)入水塔鍺存起來(lái);從 6時(shí)至19時(shí)及20時(shí)至21時(shí).每小時(shí)的供水量QⅡ，小于或等于用水流量Q用，不足的流量(Q用一QⅡ)由水塔流人管網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)充。

\"\"/ — 2. 清水池與流量的關(guān)系
清水池位于水處理構(gòu)筑與二級(jí)泵站之間，清水池內(nèi)流入的流量取決于水廠產(chǎn)水流量，其流出的流量則取決于二級(jí)泵站的供水流量，水廠產(chǎn)水流量與二級(jí)泵站供水流量不相等時(shí)，其流量差額由清水池加以調(diào)節(jié)。圖3-2為水廠產(chǎn)水量和二級(jí)泵站供水量的組合曲線(xiàn)，從20時(shí)至次日5時(shí)，水廠產(chǎn)水流量大于二級(jí)泵站的供水流量，這段時(shí)間內(nèi)每小時(shí)的多余水量在清水池中儲(chǔ)存起來(lái)，從5 時(shí)至20時(shí)，水廠產(chǎn)水流量小于二級(jí)泵站的供水流量，在此段時(shí)間內(nèi)每小時(shí)不足的水量須取用清水池的存水給予補(bǔ)充。圖中的面積A或面積B就等于清水池的調(diào)節(jié)容積，即連續(xù)累計(jì)取出或儲(chǔ)存的最大水量值。

上述分析可知，水塔和清水池都是給水系統(tǒng)中調(diào)節(jié)流量的構(gòu)筑物，彼此之間存在著密切聯(lián)系。水塔的調(diào)節(jié)容積取決于二級(jí)泵站供水量和用戶(hù)用水量的組合曲線(xiàn)，而清水池的調(diào)節(jié)容積則決定于水廠產(chǎn)水量和二級(jí)泵站供水量的組合曲線(xiàn)。如果水廠產(chǎn)水曲線(xiàn)和用戶(hù)用水曲線(xiàn)一定時(shí)，水塔和清水池的調(diào)節(jié)容積將隨二級(jí)泵站供水曲線(xiàn)的變化而變化。由圖3-1 可以知道，如果二級(jí)泵站供水曲線(xiàn)越接近用水曲線(xiàn)，必然遠(yuǎn)離水廠產(chǎn)水曲線(xiàn)，則水塔的調(diào)節(jié)容積可以減小，但清水池的調(diào)節(jié)容積將會(huì)增大;如二級(jí)泵站供水曲線(xiàn)與用戶(hù)用水曲線(xiàn)重合，則水塔調(diào)節(jié)容積等于零，即成為無(wú)水塔的管網(wǎng)系統(tǒng)，但清水池的調(diào)節(jié)容積達(dá)到最大值。一般在工程實(shí)踐中均增大清水池的容積而縮減水塔的容積，以節(jié)省投資。