任务5-给水系统的工作工况

1、给排水管网工程广东环境保护工程职业学院 环境工程与土木工程系任务五 给水系统的工作工况一、给水系统各单元设计流量的确定一、给水系统各单元设计流量的确定流量流量关系关系A.取水构筑物、一级泵站及水处理构筑物取水构筑物、一级泵站及水处理构筑物B.二级泵站、输水管、配水管网及调节构筑物二级泵站、输水管、配水管网及调节构筑物二级泵站工作情况二级泵站设计流量输水管和配水管网的设计流量清水池和水塔二、给水系统二、给水系统能量能量关系关系基本概念 水塔高度确定水泵扬程确定三、管网计算三、管网计算工况工况A.设计工况设计工况B.校核工况（消防工况、事故工况、转输工况）校核工况（消防工况、事故工况、转输工况）四

2、、管网计算内容四、管网计算内容任务五 给水系统的工作工况 给水系统是由给水系统是由功能互不相同功能互不相同但但彼此密切联系彼此密切联系的各组成部的各组成部分连接而成，它们必须分连接而成，它们必须共同工作共同工作才能才能满足满足用户对用户对给水给水的的要求要求（水质、水量、水压水质、水量、水压）。）。 因此，需要从因此，需要从整体上整体上对给水系统各组成部分的对给水系统各组成部分的工作特点工作特点和他们在和他们在流量、压力流量、压力方面的方面的关系关系进行分析，以便确定各构筑进行分析，以便确定各构筑物、管道和设备的物、管道和设备的设计参数设计参数和和运行参数运行参数。任务五 给水系统的工作工况一

3、一流量关系流量关系为了保证供水可靠性，所有构筑物都以为了保证供水可靠性，所有构筑物都以Q Qd d为基础进行设计计算。为基础进行设计计算。给水系统中各组成部分的工作特点不同，其设计流量也不同。给水系统中各组成部分的工作特点不同，其设计流量也不同。A.取水构筑物、一级泵站及水处理构筑物取水构筑物、一级泵站及水处理构筑物特点：连续均匀的工作特点：连续均匀的工作流量计算Qi 均按照均按照最高日平均时设计用水量最高日平均时设计用水量加上加上水厂自用水水厂自用水量量计算。-水厂自用水系数，1.05-1.1之间。T每天工作小时数，地下水源：最高日平均时用水量TaQQdITQQdI任务五 给水系统的工作工况

4、一一流量关系流量关系二级泵站、输水管、配水管网的设计流量及水塔、清水池二级泵站、输水管、配水管网的设计流量及水塔、清水池的调节容积，按照用户用水情况和一、二级泵站的工作情况确定。的调节容积，按照用户用水情况和一、二级泵站的工作情况确定。( (一一) ) 二级泵站的工作情况二级泵站的工作情况( (与是否设置流量调节有关与是否设置流量调节有关) )无水塔：供水量用水量无水塔：供水量用水量 有水塔：分级工作，小城镇采用有水塔：分级工作，小城镇采用 为既能保证用户所需水量，又能使水泵在高效区工作，需多多台水泵轮换工作台水泵轮换工作或改变水泵转速改变水泵转速来适应用水量变化。通过二级泵站的工况调节来适应

5、用水量的变化，使供水量曲线符合用水量曲线变化，水泵切换或转速调节自动控制，大城市多用。B. 二级泵站、输水管、配水管网及调节构筑物二级泵站、输水管、配水管网及调节构筑物任务二 给水系统的工作工况一一流量关系流量关系( (二二) ) 二级泵站的设计流量二级泵站的设计流量原则：原则：1、设计供水总流量必须等于设计用水量； 2、多水源给水系统一般不设调节构筑物，但要保证各水源供水泵站的设计流量之和等于最高日用水量，但各水源供水量的比例应通过水源能力、制水成本、输水费用、水质情况通过经济技术比较确定。 3、单水源给水系统分设水塔和不设水塔分设水塔和不设水塔两种方案。不设水塔时，供水泵站设计供水流量为Q

6、h；设水塔时，泵站分级工作,应先设计泵站供水曲线。B. 二级泵站、输水管、配水管网及调节构筑物二级泵站、输水管、配水管网及调节构筑物设置水塔时泵站供水曲线的要求： 一般分高峰供水和低峰供水高峰供水和低峰供水二级，最多分三级； 泵站各级供水线尽量接近用水线泵站各级供水线尽量接近用水线，以减小水塔的调节容积，一般取相应时段的用水量的平均值； 应注意每级能否选到合适的水泵，以及水泵机组的合理搭配，并尽可能满足目前及今后一段时间内的用水量增长的需要； 必须使泵站必须使泵站24h24h内供水量之和与最高日用水量相等内供水量之和与最高日用水量相等，若在用水量变化曲线上绘制泵站供水量曲线，各小时供水量也要用

7、其最高日总用水量的百分数表示，24h供水量百数之和应为100%。例：二级供水二级供水第一级：从第一级：从2020点到点到5 5点，供水量点，供水量2.78%2.78%；第二级：从第二级：从5 5点到点到2020点，供水量点，供水量5.0%5.0%；总供水量：总供水量：2.78%2.78%* *9+5%9+5%* *15=100%15=100%可看出，水泵分级供水时，水塔的流量调节作用，供水量高于用水可看出，水泵分级供水时，水塔的流量调节作用，供水量高于用水量，多余的水进入水塔贮存；反之，水塔补充管网流量不足。量，多余的水进入水塔贮存；反之，水塔补充管网流量不足。供水线和用水线越接近，则水塔调节

8、流量就越小，但是，泵站工作供水线和用水线越接近，则水塔调节流量就越小，但是，泵站工作分级数或水泵机组数可能增加。分级数或水泵机组数可能增加。例：某市最高日设计用水量为例：某市最高日设计用水量为45000m3/d，最高日内用水，最高日内用水量变化曲线如图所示，量变化曲线如图所示，(1)若管网中不设水塔，求供水若管网中不设水塔，求供水泵站设计供水流量；泵站设计供水流量；(2)若管网中设置水塔，试求供水若管网中设置水塔，试求供水泵站设计流量是多少？水塔的设计供水流量是多少？水泵站设计流量是多少？水塔的设计供水流量是多少？水塔的最大进水量是多少？塔的最大进水量是多少？若最高日用水量为若最高日用水量为4

9、5000m3/d 不设水塔，供水泵站设计供水流量为：不设水塔，供水泵站设计供水流量为：450006%1000/3600=750(L/s) 设置水塔，供水泵站设计供水流量：设置水塔，供水泵站设计供水流量：450005%1000/3600=625(L/s) 水塔的设计供水流量：水塔的设计供水流量：45000(6%-5%)1000/3600=125(L/s) 水塔的最大进水流量（水塔的最大进水流量（2-4点）点）45000（2.78%-1.5%）1000/3600=160(L/s)任务五 给水系统的工作工况一一流量关系流量关系B. 二级泵站、输水管、配水管网及调节构筑物二级泵站、输水管、配水管网及调

10、节构筑物( (三三) )输水管和配水管网的设计流量输水管和配水管网的设计流量均应按在最高日最高时用水时的工作情况确定，并与管网均应按在最高日最高时用水时的工作情况确定，并与管网中有无水塔及其位置有关。中有无水塔及其位置有关。无水塔时：无水塔时：输水管、配水管网：均按最高日最高时用水量（Qh）设计；设网前水塔时：设网前水塔时：泵站到水塔的输水管直径按泵站分级工作的最大一级供水流量（Qmax）设计；水塔到管网的输水管和管网的设计流量按Qh设计。任务五 给水系统的工作工况一一流量关系流量关系B. 二级泵站、输水管、配水管网及调节构筑物二级泵站、输水管、配水管网及调节构筑物( (三三) )输水管和配水

11、管网的设计流量输水管和配水管网的设计流量设对置水塔时设对置水塔时泵站到管网间的输水管按 Qmax设计；水塔到管网的输水管按 Qh Qmax（最大用水时水塔输入管网的流量）设计；配水管网仍以Qh设计。*这种情况下，确定的管网管径往往比一端供水时小，所以在确定管径后，为保证安全供水，还需要按最大转输时进行校核。任务五 给水系统的工作工况一一流量关系流量关系B. 二级泵站、输水管、配水管网及调节构筑物二级泵站、输水管、配水管网及调节构筑物( (三三) )输水管和配水管网的设计流量输水管和配水管网的设计流量设网中水塔时设网中水塔时第一种情况：水塔靠近二级泵站，并且泵站的供水流量大于泵站与水塔之间用户的

12、用水流量，此种情况类似于网前水塔第二种情况：水塔离泵站较远，以致泵站的供水流量小于泵站与水塔之间用户的用水流量，在泵站和水塔之间将出现供水分界线，类似于对置水塔。任务五 给水系统的工作工况一一流量关系流量关系B. 二级泵站、输水管、配水管网及调节构筑物二级泵站、输水管、配水管网及调节构筑物( (四四) )清水池和水塔清水池和水塔清水池作用：清水池作用：调节一级泵站与二级泵站的流量差，贮存水量及保证氯消毒接触时间；水塔作用：水塔作用：调节二级泵站与管网的流量差，贮存水量及保证管网水压。供水线和用水线越接近，泵站工作的分级数或水泵机组数可能增加，这时水塔的调节容积可以减小。 由于单位容积的水塔造价

13、远高于清水池造价，所以工程中，一般所以工程中，一般均增大清水池容积而缩减水塔容积，以节省总投资。均增大清水池容积而缩减水塔容积，以节省总投资。水塔和清水池的调节容积计算通常采用两种方法： 根据 24h供水量和用水量变化曲线推算； 凭经验估算。Q1累计流入的流量， Q2 累计流出的流量m3/h 当泵站分级工作时，水塔的调节容积可按的2.5%3%或5%6%计算估算，城市用水量大时取低值。 城市水厂的清水池调节容积，按的10%20% 估算。供水量大的城市，可取较低百分数，以免清水池过大。)()(2121QQMinQQMaxW 当一级泵站、二级泵站供水量接近，清水池调节容积可以减小，但此时二级泵站趋于

14、恒量供水，而管网用水量却时刻变化，水塔容积将会增大。 二级泵站供水量越接近用水量，水塔容积越小，但此时二级泵站供水量变化较大，清水池容积增加。 清水池容积清水池容积W1 清水池调节容积，清水池调节容积，m m3 3; ;W2 消防储备水量，消防储备水量，m m3 3，按，按2h2h用水量计算用水量计算; ;W3 给水处理系统自用水量，给水处理系统自用水量，m m3 3，5%-10%;5%-10%;W4 安全储备水量，安全储备水量，m m3 3。水塔容积水塔容积W W1 1水塔调节容积，水塔调节容积，m m3 3；W W2 2室内消防贮备水量，室内消防贮备水量，m m3 3，按，按10min10

15、min消防用水量计消防用水量计算。算。21WWW4321WWWWW清水池和水塔的容积计算清水池的构造钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土或砖石水池，容积钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土或砖石水池，容积2500m3时，圆时，圆形；形；2500m3时，矩形时，矩形。分格：分格：不少于二个。进进水管、出水管：水管、出水管：单独设置，管内流速为0.71.0m/s；溢水管：溢水管：设喇叭口，不设阀门，出口设网罩，管径和进水管相同；放空管：放空管：设于集水坑内，管径按最低水位时2h将池水放空计算；检修孔：检修孔：孔的尺寸保证池内管配件顺利进出，容积1000m3，至少应设两个；导流墙：导流墙：避免池水短流，且底部适当间

16、距设过水孔；通风孔：通风孔：保证池内自然通风，高出水池填土面0.7m以上；覆土厚度：覆土厚度：0.3-0.7m，视地下水位及温度而定，气温低则加厚。清水池个数或分格数不得少于两个，并能单独工作和分别泄空。生活饮用水的清水池和水塔，应有保证水的流动、避免死角、防止污染、便于清洗和透气等措施。 清水池池顶宜铺设草皮。 生活饮用水的清水池10m以内不得有化粪池、污水处理构筑物、渗水井、垃圾堆放场等污染源；周围2m以内不得有污水管道和污染物。当达不到上述要求时，应采取防污染措施。水塔构造水柜：水柜：贮存水量（调节容量和消防容量），常用圆形，钢材、钢筋混凝土或木材，也可用砖砌。塔体：塔体：支撑水柜，常用

17、砖石、钢材和钢筋混凝土等材料建造。管道和设备：管道和设备：进水管、出水管、溢流管、放空管、避雷针、水位传示仪及保温措施。基础：基础：单独基础、条形基础及整体基础，常用材料有砖石、混凝土和钢筋混凝土等。国家标准图：07S906给水排水构筑物设计选用图（水池、水塔、化粪池、小型排水构筑物）高度：1532m；容积：30400m3任务五 给水系统的工作工况二二能量关系能量关系给水系统应保证一定的水压，以供给足够的生活用水或给水系统应保证一定的水压，以供给足够的生活用水或生产用水。生产用水。当按管网能直接供水的建筑层数确定给水管网水压时，在用户接管处的管网最小服务水头，一层为10m，二层为12m，二层以

18、上每增加一层增加4m。对于城市个别高层建筑物或建筑群，或建筑在城市高地的建筑物等所需要的水压，不应作为管网水压控制的条件。为了满足这类建筑物的用水，可单独设置局部加压装置单独设置局部加压装置，这样比较经济。任务五 给水系统的工作工况二二能量关系能量关系( (一一) )基本概念基本概念控制点控制点：整个给水系统中水压最不容易满足水压最不容易满足的地点，又称最不利点，用以控制整个供水系统的水压，该点对整个系统水压要求最高，该点水压满足要求，整个系统均满足要求。该点水压满足要求，整个系统均满足要求。可能做为控制点的是：可能做为控制点的是：地形最高点；要求自由水压最高点；距离供水起点最远点。 水压高程

19、：水压高程： 取与地面高程相同的基准面起算表示液体具有的能量，以取与地面高程相同的基准面起算表示液体具有的能量，以mH2O计计。=地形标高地形标高+自由水压自由水压 最小服务水头：最小服务水头： 用户需要的用户需要的从地面高程起算来表示液体所具有的能量，以从地面高程起算来表示液体所具有的能量，以mH2O计。计。 自由水压：自由水压： 管网提供的管网提供的从地面高程起算来表示液体所具有的能量，以从地面高程起算来表示液体所具有的能量，以mH2O计。计。 二级泵站扬程和水塔高度，就是以保证控制点控制点所需最小服务水头最小服务水头为条件计算的。 但实际工程中，某一地点只具备其中的一个或两个条件，这时需

20、选出几个可能的地点通过分析比较需选出几个可能的地点通过分析比较才能确定。 另外，选控制点时应排除个别对水压要求很高的特殊用户（如高层建筑、工厂等，他们应自行加压解决 ），对于同一管网系统，各种工况（最高时、消防时、最不利管段损坏时、最大转输时等）的控制点往往不是同一地点，需根据具体情况正确选定。任务二 给水系统的工作工况二二能量关系能量关系( (二二) )水塔高度确定水塔高度确定水塔的作用是调节二级泵站供水和用户之间用水量的流量差，并贮存10min的室内消防水量。中小城市和工业企业可中小城市和工业企业可考虑设置水塔，这样可以缩短水泵工作时间，保证恒定水压。考虑设置水塔，这样可以缩短水泵工作时间

21、，保证恒定水压。水塔在管网中的位置可以靠近水厂（网前水塔）、位于管网之间（网中水塔）、靠近管网末端（网后水塔）。不管设不管设在何处，水塔高度确定方式相同。在何处，水塔高度确定方式相同。任务五 给水系统的工作工况二二能量关系能量关系( (二二) )水塔高度确定水塔高度确定水塔靠重力作用将所需的流量送到用户。水塔高度是指水柜底面或最低水位离地面的高度水柜底面或最低水位离地面的高度。Ht水塔高度（m）Zt水塔处地形标高；Zc控制点处地形标高（m）Ha管网控制点最小服务水头，mH2O 水塔到控制点的管路水头损失，mH2O）（ct-ZZhHHath二二能量关系能量关系( (三三) )水泵扬程确定水泵扬程

22、确定水泵扬程：单位重量流体通过水泵后所获得的能量增值，等于水泵扬程：单位重量流体通过水泵后所获得的能量增值，等于静扬程和水头损失之和。静扬程和水头损失之和。一级泵站扬程：一级泵站扬程：H0：静扬程，水泵吸水井最低水位与水厂前端处理构筑物最高水位的高程差，m；hs:吸水管水头损失， mH2O ；hd:压水管及泵站到水厂前端处理构筑物管线水头损失之和， mH2O ；)(0mhhHHdsp任务五 给水系统的工作工况二二能量关系能量关系( (三三) )水泵扬程确定水泵扬程确定二级泵站水泵扬程：二级泵站水泵扬程：（1 1）无水塔时）无水塔时Hst清水池最低水位与管网控制点地面高程之差H0管网控制点最小服

23、务水头hs吸水管路的水头损失hc水泵出口到控制点管路的水头损失0HhhHHcsstp任务五 给水系统的工作工况二二能量关系能量关系( (三三) )水泵扬程确定水泵扬程确定二级泵站水泵扬程：二级泵站水泵扬程：（2 2）网前水塔）网前水塔此时控制点为水塔，H0包括水塔高度和水塔水深（3 3）对置水塔）对置水塔一种情况是最大用水量时，一种情况是最大用水量时，控制点在水塔与泵站供水分界线上，管网由泵站和水塔同时供给，两者各有自己的给水区，在给水区分界线上，水压最低最大转输时最大转输时控制点为水塔。（4 4）对二级泵站还应根据消防、事故等特殊工况进行校核）对二级泵站还应根据消防、事故等特殊工况进行校核0

24、HhhHHcsstp任务五 给水系统的工作工况三三. .管网计算工况管网计算工况A.A.设计工况设计工况最高日最高用水时最高日最高用水时：正常供水时的最不利情形，此时供水流量较大，分析推算的出厂水压较大。系统中的给水管网、水泵扬程和水塔高系统中的给水管网、水泵扬程和水塔高度均按此时工况设计。度均按此时工况设计。（1）设计流量：按最大日最大时流量最大日最大时流量确定；（2）水塔高度和水泵扬程：按控制点最小服务水头控制点最小服务水头确定。任务五 给水系统的工作工况三三. .管网计算工况管网计算工况B.B.校核工况校核工况消防工况消防工况消防时消防时：最高日最高用水时发生火灾。虽然消防时比最高时所需

25、的服务水头小得多，但是流量增大，水头损失增加，按最高时确定的扬程可能不满足消防时扬程，这时需要增大管径以保证扬程；个别情况下，扬程相差加大，靠专设消防泵解决。（1）校核流量：按最大日最大时流量与消防流量之和最大日最大时流量与消防流量之和确定；（2）水塔高度和水泵扬程：按失火点自由水头不小于失火点自由水头不小于10mH10mH2 2O O确定。任务五 给水系统的工作工况三三. .管网计算工况管网计算工况B.B.校核工况校核工况事故工况事故工况最不利管段发生故障时最不利管段发生故障时：给水管网在事故工况下，必须保证70%以上的用水量，且水压不变。（1）校核流量：按最高日最大时用水量的最高日最大时用

26、水量的70%70%计（2）水塔高度和水泵扬程：按控制点最小服务水头控制点最小服务水头确定。任务五 给水系统的工作工况三三. .管网计算工况管网计算工况B.B.校核工况校核工况转输工况转输工况最大转输时最大转输时：在对置水塔或靠近供水末端的网中水塔的管网系统中，当泵站供水流量大于用户用水流量时，多余的水将通过管网流入水塔，其中最大一小时的流量称为最大转输流量最大一小时的流量称为最大转输流量。（1）校核流量：取最大转输流量最大转输流量；（2）水泵扬程：由水塔高度水塔高度确定。联系题1、管网设置网后水塔(水池)的目的是为了以下哪些项？(A)减小管网末端管径 (B)减小水厂二级泵房最高时供水量(C)减

27、小水厂出厂管管径 (D)降低水厂晚间供水压力2、在配水管网中设置水量调节构筑物可达到以下哪项目的？(A)减小管网最小服务水头 (B)降低用水的时变化系数(C)减小净水构筑物设计流量 (D)减小二级泵房设计流量3、在配水管网中设置高位水池具有以下哪几项优点？(A)有利于供水区域扩大和管网延伸 (B)可减少水厂清水池调节容积(C)可适应最小服务水头要求的改变 (D)可减小水厂二级泵房设计流量练习题某城市最高日各时段用水量占全日设计供水量的百分数见下表。其二级泵站分二级供水，其中：一级供水时段为当日20时至次日6时，一级供水时段二级泵站每小时设计供水量占全日设计供水量的百分比为2.44%；其它时段均

28、采用二级供水，二级供水时段二级泵站每小时设计供水量占全日设计供水量的百分比为5.40%。则管网内高地水池有效调节容积占全日水量的百分比应为多少？练习题一座泵站直接给一栋住宅楼供水，用水点的最小服务水头按照四层楼确定，管网中无调蓄构筑物，相关数据高程如下，则该泵站的实际扬程最小为多少？分区给水系统分区给水一般是根据城市地形特点将整个给水系统分成几区，分区给水一般是根据城市地形特点将整个给水系统分成几区，每区有独立的泵站和管网等，但各区之间有适当的联系，以每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。保证供水可靠和调度灵活。分区给水的原因：p技术上是使管网的水压不超过

29、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；p经济上的原因是降低供水能量费用。分区形式：串联、并联。 输水管的供水能量分析输水管的供水能量分析 未分区时泵站供水的能量未分区时泵站供水的能量重力加速度。水的密度；水头损失；从控制点到泵站的总水头；控制点所需最小服务吸水井水面的高度；控制点地面高出泵站泵站总供水量；泵站供水能量；gHZ1154115454ijijhqEhHZgqHgqE输水管的供水能量分析输水管的供水能量分析 未分区时泵站供水能量的组成未分区时泵站供水能量的组成 44433221114333221113222111242iii33545443433232212141ii

30、jij2244433322211141iiii11ZHhhhZHgqZHhhZHgqZHhZHgqHgqEE3hgqhgqhgqhgqhgqEE2qHZgqHZgqHZgqHZgqHZgEE1过剩而浪费的能量，它是因各用水点水压）未利用的能量（能量）克服水管摩阻所需的（的能量保证最小服务水头所需输水管的供水能量分析输水管的供水能量分析 未分区时泵站供水能量的组成未分区时泵站供水能量的组成 单位时间内水泵的总能量等于上述三部分能量之单位时间内水泵的总能量等于上述三部分能量之和：和：E=E1+E2+E3总能量中只有保证最小服务水头的能量总能量中只有保证最小服务水头的能量E E1 1得到有效利用。得

31、到有效利用。由于给水系统设计时，泵站流量和控制点水压由于给水系统设计时，泵站流量和控制点水压Z Zi i+H+Hi i已定已定, ,所以所以E E1 1不能减小。不能减小。第二部分能量第二部分能量E E2 2消耗于输水过程不可避免的水管摩阻。消耗于输水过程不可避免的水管摩阻。为为了降低这部分能量，必须减小了降低这部分能量，必须减小h hijij其措施是适当放大管径，其措施是适当放大管径，所以并不是一种经济的解决办法。所以并不是一种经济的解决办法。第三部分能量第三部分能量E E3 3未能有效利用，属于浪费的能量，未能有效利用，属于浪费的能量，这是集这是集中给水系统无法避免的缺点，中给水系统无法避

32、免的缺点，因为泵站必须将全部流量按因为泵站必须将全部流量按最远或位置最高处用户所需的水压输送。最远或位置最高处用户所需的水压输送。 也就是说，上述三部分能量中，只能降低也就是说，上述三部分能量中，只能降低E E3 3。输水管的供水能量分析输水管的供水能量分析 能量利用率能量利用率 集中集中( (未分区未分区) )给水系统中供水能量利用的程度，给水系统中供水能量利用的程度，可用必须消耗的能量占总能量的比例来表示，称可用必须消耗的能量占总能量的比例来表示，称为能量利用率：为能量利用率：EEEEE3211从上式看出，为了提高输水能量利用率，只有设从上式看出，为了提高输水能量利用率，只有设法降低法降低

33、E3值，这就是从经济上考虑管网分区的值，这就是从经济上考虑管网分区的原因。原因。输水管的供水能量分析输水管的供水能量分析 分区给水对减少未加利用的能量分区给水对减少未加利用的能量E3的作用的作用 若在节点若在节点3 3处设加压泵站，将输水管分成两区，分区后，处设加压泵站，将输水管分成两区，分区后，泵站泵站5 5的扬程只须满足节点的扬程只须满足节点3 3处的最小服务水头，因此可从处的最小服务水头，因此可从未分区时的未分区时的H H降低到降低到H H 。从图看出，此时过剩水压。从图看出，此时过剩水压H H3 3消失消失，H H4 4减小，因而减小了一部分未利用的能量。减小，因而减小了一部分未利用的

34、能量。输水管的供水能量分析输水管的供水能量分析 分区给水对减少未加利用的能量分区给水对减少未加利用的能量E3的作用的作用 减小的未利用的能量等于：减小的未利用的能量等于：4333343334444333444332211133444444333444433221114qqqqqqZHhZHZHhhhZHq0qZHhZH4ZHhhhZH4HHHHHHHHH为：则减小的未利用的能量过剩水压分区后节点过剩水压分区前节点输水管的供水能量分析输水管的供水能量分析 以上是输水管沿线有流量分出，管径和流量有变以上是输水管沿线有流量分出，管径和流量有变化的情况。化的情况。 对于输水管沿线无流量分出，管径和流量

35、没有变对于输水管沿线无流量分出，管径和流量没有变化的情况：化的情况： 分区后非但不能降低能量费用，甚至基建和设分区后非但不能降低能量费用，甚至基建和设备等项费用反而增加，管理也趋于复杂。备等项费用反而增加，管理也趋于复杂。这时只这时只有在输水距离远、管内的水压过高时，才考虑分有在输水距离远、管内的水压过高时，才考虑分区。区。管网的供水能量分析管网的供水能量分析 假定给水区地形从泵站起均匀升高，全区用水量假定给水区地形从泵站起均匀升高，全区用水量均匀，要求的最小服务水头相同。设管网的总水均匀，要求的最小服务水头相同。设管网的总水头损失为头损失为hh，泵站吸水井水面和控制点地面高差，泵站吸水井水面

36、和控制点地面高差为为Z Z。 未分区时，泵站的流量为未分区时，泵站的流量为Q Q，扬程为，扬程为 H Hp p= =Z+H+hZ+H+h管网的供水能量分析管网的供水能量分析 等分为两区时等分为两区时p第一区水泵扬程第一区水泵扬程 H H= =Z/2+H+h/2Z/2+H+h/2 第一区最小服务水头与泵站总扬程第一区最小服务水头与泵站总扬程H Hp p相比极小时，则相比极小时，则H H可以可以略去不计，得：略去不计，得： H H= =Z/2+h/2Z/2+h/2p第二区水泵扬程第二区水泵扬程 第二区泵站能利用第一区水压第二区泵站能利用第一区水压H时，时，H H+H= Z/2+H+h/2Z/2+H

37、+h/2； 则则H H=Z/2+h/2Z/2+h/2 管网的供水能量分析管网的供水能量分析 等分为两区时等分为两区时p等分成两区后，所节约的能量为等分成两区后，所节约的能量为Q/2(Z/2+h/2Z/2+h/2+H/2H/2) = Q (Z+hZ+h+H H) /4=E/4，即比不分区时最多可以节约，即比不分区时最多可以节约1/4的供水能量。的供水能量。管网的供水能量分析管网的供水能量分析 分为分为n区时区时p串联分区串联分区 E21En2/14/1QH43E2nQHEE2n1nQH2n1nQH21nnn1QH12n1nnn1nHnQnHQn2nnHQn1nnHQE,nhZnHnQnQ,.Qn

38、2n,Qn1n,Qnpppp2p2ppppnp时，的能量。这是因为：越多，但最多只能节约分区数越多，能量节约的能量。，即较未分区时节约，代入上式，得等分为两区时，能量。为未分区时供水所需总于：则分区后的供水能量等）各区的水泵扬程为又包括其后各区用水量量既包括本区用水量，任意一区用水（每区用水量为（最远离水源的一区）（最靠近水源的一区）别为：假定，则各区用水量分根据全区用水量均匀的管网的供水能量分析管网的供水能量分析 分为分为n区时区时p并联分区并联分区 E2n1nQH2n1nQH21nnn1QH12n1nnn1nHnQHn2nnQHn1nnQHnQEnHHn2nHn1n,H,nQpp2p2ppppnpppp：。分区后的供水能量为离泵站最近一区，离泵站最远的一区各区的泵站扬程分别为量等于并联分区时，各区的流管网的供水能量分析管网的供水能量分析 由上述两式可知，由上述两式可知，无论串联分区或并联分区，分无论串联分区或并联分区，分区后可以节省的供水能量相同。区后可以节省的供水能量相同。 一般按节约能量的多少来划定分区界线，因为管一般按节约能量的多少来划定分区界线，因为管网、泵站和水池的造价不大受到分界线位置变动网、泵站和水池的