村鎮(zhèn)供水中取水水源若處在高處,水源水位與水廠處理構(gòu)筑物水位的高差足夠時(shí),可利用水源水位向水廠重力輸水。
對(duì)此情況,水源輸水量Q和水頭H為已知條件,可據(jù)此選定管(渠)的大小及口徑。
以下研究重力供水時(shí),由n條平行管線組成的輸水管系統(tǒng)在事故時(shí)所能供應(yīng)的流量。
設(shè)水源水位為Z,水廠入口處所需水位為Z。,這時(shí)的水位差H=Z-Z。,稱為位置水頭,該水頭用以克服輸水管的水頭損失。
假定輸水量為Q,平行的輸水管線為n條,則每條管線的流量為Q/n。設(shè)平行管線的管材、直徑和長(zhǎng)度均相同,則該系統(tǒng)的水頭損失為:
當(dāng)一條管線損壞時(shí),該系統(tǒng)使用其余管線運(yùn)行時(shí)的水頭損失為:
當(dāng)平行管線數(shù)n = 2時(shí),則Qa =(2- 1) /2Q=0.5Q,這樣事故流量只有正常供水量的一半。
實(shí)踐中為了提高供水可靠性,常采用在平行管線之間增設(shè)連接管的方式。當(dāng)某管線損壞時(shí),無(wú)需整條管線全部停止運(yùn)行,而只需用閥門(mén)隔離損壞的一段進(jìn)行檢修。
圖4 – 6表示采用兩條輸水管線平行供水,其中設(shè)有兩個(gè)連接管,各給水管直徑和長(zhǎng)度相等,每一段管線的摩阻均為S′。圖4-6(a)表示正常工作時(shí)的情況,圖4-6(b)表示某一段給水管損壞時(shí)的水流情況。
正常工作時(shí)水頭損失為:
某一段損壞時(shí)水頭損失為:
由于h = ha,因此事故時(shí)的流量與正常工作時(shí)的流量比例為:
GBJ 13—86《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,輸水干管的事故供水量應(yīng)為設(shè)計(jì)水量的 70%以上,即a≥0.7。從上例可以看出,為使輸水管損壞時(shí)的事故流量滿足要求,應(yīng)敷設(shè)兩條平行管線,并用兩條連接管將平行管線按總長(zhǎng)度等分成3段。