儲水構筑物容積的計算
儲水構筑物主要指的是清水池和水塔,它們在給水系統中主要起到調節流量的作用, 同時還兼有儲存水量并且保證氯消毒接觸時間的作用。
給水系統中水塔和清水池的作用之一在于調節泵站供水量和用水量之間的流量差值。 清水池的調節容積,由一級、二級泵站供水量曲線確定;水塔容積由二級泵站供水線和用水量曲線確定。如果二級泵站每小時供水量等于用水量,即流量無需調節時,管網中可不設水塔,成為無水塔的管網系統。大中城市的用水量比較均勻.通常用水栗調節流量,多數可不設水塔。當一級泵站和二級泵站每小時供水量相接近時,清水池的調節容積可以減小。但是為了調節二級泵站供水量和用水量之間的差額,水塔的容積將會增大。如果二級泵站每小時供水量越接近用水量,水塔的容積越小,但清水池的容積將增加。
水塔和清水池調節調節容積的計算.通常采用兩種方法:一種是根據24h供水量和用水量變化曲線推算,一種是憑經驗估算。前者需要知道城鎮24h的用水量變化規律,并在此基礎上擬定泵站的供水線。二級泵站供水線按用水量變化情況,采用2. 78% (20時至5時) 和5% (5時至20時)兩級供水,如表3-1中第(3)項所示。二級泵站供水比一級供水減小水塔調節容積,節省造價。
表3-1 水塔和清水池調節容量計算表 單位:%
時間 (時)用水量二級泵站供水量一級泵站供水量清水池調節容積水塔調節容積
無水塔時有水塔時
(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)
0-11.702.784.17-2.47-1.39-1.08
1-21.672.784.17-2.50-1.39-1.11
2-31.632.784.16-2.53-1.38-1.15
3-41.632.784.17-2.54-1.39-1.15
4-52.562.774.17-1.61-1.40-0.21
5-64.355.004.160.190.84-0.65
6-75.145.004.170.970.830.14
7-85.645.004.171.470.830.64
8-96.005.004.161.840.841.00
9-105.845.004.171.670.830.84
10-115.075.004.170.900.830.07
11-125.155.004.160.990.840.15
12-135.155.004.170.980.830.15
13-145.155.004.170.980.830.15
14-155.275.004.161.110.840.27
15-165.525.004.171.350.830.52
16-175.755.004.171.580.830.75
17-185.835.004.161.670.840.83
18-195.625.004.171.450.830.62
19-204.805.004.170.630.83-0.20
20-213.392.774.16-0.77-1.390.62
21-222.692.784.17-1.48-1.39-0.20
22-232.582.784.17-1.59-1.390.62
23-241.872.784.16-2.29-1.38-0.09
累計100.00100.00100.0017.7812.506.55

水塔和清水池的調節容積計算如表3-1所示。表中第(2)項參照附近類似城市的用水量變化得出,第(4)項為假定一級泵站24h均勻供水。第(5)項為第(2)項減第 (4)項之差。第 (6)項為第(3)項減第(4)項之差。第(7)項為第(2)項減第(3) 項之差。第(5)、第(6)、第(7)項中的累計值相同,說明儲存的水量和流出的水量相等,因此由累計的正值(或負值)可確定水塔或清水池所需的調節容積,其值以日用水量的百分數計。例如,第(5)項累計值為17.98%,就是不設水塔時清水池應有的調節容積百分數。設日用水量為Qd(m³/d),則清水池的調節容積為17.98/100(m3)。
從表3-1第(5)、第(6)項看出,無水塔和有水塔時,水塔和清水池兩者的總調節容積不同,無水塔時的清水池調節容積為17. 98%,有水塔時,清水池調節容積雖可減小,但水塔調節容積增加,總容積為12.50%+6.55% = 19.05%,略有增加。
在設計的過程中,如果缺乏用水量變化規律的資料時,城市水廠的清水池調節容積,可憑運轉經驗,按日用水量的10%?20%估算。供水量大的城市,因24h的用水量變化較小,可取較低百分數,以免清水池過大。至于生產用水的清水池調節容積,應按工業生產的調度、事故和消防等要求確定。清水池中除了儲存調節用水以外,還存放消防用水和水廠生產用水,因此,清水池有效容積等于:
W=W1+W2+W3+w4 (3-2)
W1-調節容積,m3
W2-消防儲水量,m³,按2小時火災延續時間計算
W3-水廠自用水量, m³,等于日用水量5%-10%
W4-安全儲量,m³
清水池應有兩只,每只容積為W的一半。如僅有一只,則應分格或采取適當措施,以便清洗或檢修時不間斷供水。
如表3-1所示,水塔調節容積為日用水量的6.55%,在日用水量很大的大中城市,據此百分數算出的水塔容積也很大,造價較高,這是我國許多城市不用水塔的原因之一。生活用水的水塔調節容積也可憑運轉經驗確定,可按日用水量的6%?8% 計算,用水量大時取低值。工業用水可按生產上的要求(調度、事故和消防)確定水塔調節容積。
水塔中需儲存消防用水,因此總容積等于:
W = W1+W2 (3-3)
式中W1-調節容積,m3;
W2-消防出水量,m³,按10min室內消防用水量計算。