輸配水工程各組成部分的流量關系

二級泵站、輸水管、配水管網(wǎng)的計算流量及水塔、清水池的調(diào)節(jié)容積，都應按照用戶用水情況和一級、二級泵站的工作情況確定。用戶用水量多是變化的，一級泵站通常是連續(xù)、均勻地運行，為解決上述設計流量問題，還需進一步了解二級泵站的工作情況。

(一)二級泵站的工作情況

二級泵站的工作情況與管網(wǎng)中是否設置流量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物(水塔或高地水池等)有關。 當管網(wǎng)中無流量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時，為更安全、經(jīng)濟地滿足用戶對給水的要求，二級泵站必須按照用戶用水量變化曲線工作，即每時每刻供水量應等于用水量.在這種情況下，二級泵站供水流量QⅡmax應等于日時設計用水量Qh;設計二級泵站時，應根據(jù)用水量變化曲線選用多臺大小搭配的水泵來適應水量變化，以保證在高效率下經(jīng)濟運轉(zhuǎn)。實際運行時，由管網(wǎng)的壓力進行控制。當管網(wǎng)壓力上升時，表明用水量減少可以減開水泵或?qū)⒋蟊脫Q成小泵;當管網(wǎng)壓力減少時，可以增開水泵或?qū)⑿”脫Q成大泵：這樣.通過二級泵站的工況調(diào)節(jié)來適應用水量的變化，使二級泵站供水曲線符合用戶用水曲線。對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)筑物來調(diào)節(jié)供水與出水之間的流量不平衡.以改善水泵的運行條件。

當管網(wǎng)中設水塔或高地水池時，有一定的調(diào)節(jié)流量的作用，二級泵站一日內(nèi)24小時總供水量等于總用水量，但每小時供水量可以不等于用水量。即：二級泵站每小時供水量不必隨水量用水量那樣多變，可以按擬定的設計供水曲線進行工作：例如，圖3-1中所 示的曲線2是根據(jù)用戶用水曲線擬定的設計供水量曲線。該曲線分為兩級：從20時至次日5時，一組水泵運轉(zhuǎn)，每小時供水量為日設計用水量的2. 78%, 5時至20時，切換成另一組水泵(增開水泵)運轉(zhuǎn)，每小時供水量為日設計用水量的5%，這是該泵站的級供水流量QⅡmax=5%Qd,。全天二級泵站總供水量與日設計用水量相等：

9×2.78% Qd+15×5% Qd=99% Qd

二級泵站的設計供水線根據(jù)用水量變化曲線擬定。擬定時應注意以下幾點：

(1) 泵站分級供水線盡量接近用水線，以減小水塔的調(diào)節(jié)容積.但分級數(shù)一般不應多于三級，以便于運轉(zhuǎn)管理。

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

由圖3-1的用水量曲線和設計供水量曲線，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，多余的水可進人水塔或高地水池內(nèi)儲存;相反，當供水量低于用水量時，則從水塔流出以補水泵供水量的不足。由此可見，如供水線和用水線越接近，為了適應流量的變化，泵站工作的分級數(shù)或水泵機組數(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)二級泵站、輸水管和配水管網(wǎng)的設計流量

二級泵站、輸水管和配水管網(wǎng)的設計流量均應按輸配水系統(tǒng)在日用水時的工作情況確定，并隨有無水塔(或高地水池)及其在管網(wǎng)中的位置而定。無水塔時，二級泵站、 泵站到水塔的輸水管和配水管網(wǎng)都應以日時設計用水量Qh作為設計流量。設有網(wǎng)前水塔時，二級泵站、泵站到水塔的輸水管應按泵站分級工作線的一級供水流量QⅡmax=計算;水塔到管網(wǎng)的輸水管和配水管網(wǎng)應按Qh計算。

(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不均勻用水之間的流量不平衡是由水塔和清水池來調(diào)節(jié)的。

1. 水塔與流量的關系

水塔在給水系統(tǒng)中位于二級泵站與用戶之間，二級泵站供水流量和用戶用水流量不相等時，其差額可由水塔吞吐部分流量來調(diào)節(jié)。如圖3-1所示，二級泵站供水量和用戶用水量變化曲線可以說明水塔調(diào)節(jié)流量的作用。從21時至次日6時及19時至20時，二級泵站每小時供水量QI大于用水淹量Q用，多余的流量(QI-Q用)進入水塔鍺存起來;從 6時至19時及20時至21時.每小時的供水量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)進行補充。

2. 清水池與流量的關系

清水池位于水處理構(gòu)筑與二級泵站之間，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泵站的供水流量，水廠產(chǎn)水流量與二級泵站供水流量不相等時，其流量差額由清水池加以調(diào)節(jié)。圖3-2為水廠產(chǎn)水量和二級泵站供水量的組合曲線，從20時至次日5時，水廠產(chǎn)水流量大于二級泵站的供水流量，這段時間內(nèi)每小時的多余水量在清水池中儲存起來，從5 時至20時，水廠產(chǎn)水流量小于二級泵站的供水流量，在此段時間內(nèi)每小時不足的水量須取用清水池的存水給予補充。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)累計取出或儲存的水量值。

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)容積取決于二級泵站供水量和用戶用水量的組合曲線，而清水池的調(diào)節(jié)容積則決定于水廠產(chǎn)水量和二級泵站供水量的組合曲線。如果水廠產(chǎn)水曲線和用戶用水曲線一定時，水塔和清水池的調(diào)節(jié)容積將隨二級泵站供水曲線的變化而變化。由圖3-1 可以知道，如果二級泵站供水曲線越接近用水曲線，必然遠離水廠產(chǎn)水曲線，則水塔的調(diào)節(jié)容積可以減小，但清水池的調(diào)節(jié)容積將會增大;如二級泵站供水曲線與用戶用水曲線重合，則水塔調(diào)節(jié)容積等于零，即成為無水塔的管網(wǎng)系統(tǒng)，但清水池的調(diào)節(jié)容積達到值。一般在工程實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。