给水排水管网系统第六章课件

主要内容：设计用水量及其调节；管段设计（包括管道设计流量分配、确定管径）；设计工况水力分析；泵站扬程与水塔高度计算；非设计工况水力校核；给水管网分区设计；输水管（渠）计算。第六章给水管网工程设计6.1设计用水量及其调节计算用分类估算法计算最高日设计用水量设计用水量变化规律的确定供水设计——计算给水管网各部分的设计流量：供水泵站供水流量清水池、水塔调节容积清水池和水塔容积设计6.1.1最高日设计用水量计算

设计年限：所设计的系统能够在符合设计要求的条件下正常使用的年限。给水工程的设计应在服从城市总体规划的前提下，近远期结合，以近期为主。近期设计年限宜采用5～10年，远期规划年限宜采用10～20年。

给水系统的设计用水量一般是指设计年限内最高日用水量，包括：

1、综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）；

2、工业企业生产用水和工作人员生活用水；

3、消防用水；

4、浇洒道路和绿地用水；

5、未预见用水量及管网漏失水量。

设计用水量的大小决定着整个给水系统中取水、净水、调节构筑物的大小、加压设备的规模以及管网系统的规格。设计用水量偏大：工程规模过大，工程投产后在较长时间内不能发挥作用，造成资金浪费；设计用水量偏小：不能满足生活和生产的用水要求，出现年年需要扩建的被动局面。

用水定额waterconsumptionnorm对不同的用水对象，在一定时期内制订相对合理的单位用水量的数值。

1)最高日设计用水量定额《室外给水设计规范》(TJ13—74(试行))《室外给水设计规范》(GBJ13—86)《室外给水设计规范》(GBJ13—86，1997年版)《室外给水设计规范》(GB50013—2006)本规范适用于新建、扩建或改建的城镇、工业企业及居住区的永久性室外给水工程设计。

居民生活用水：城市居民日常生活用水（城市中居民的饮用、烹调、洗涤、冲厕、洗澡等日常生活用水）。公共建筑及设施用水包括娱乐场所、宾馆、浴室、商业、学校和机关办公楼等用水，但不包括城市浇洒道路、绿地和市政等用水。综合生活用水包括：城市居民日常生活用水和公共建筑及设施用水二部分的总水量。①综合生活用水居民生活用水定额和综合生活用水定额，应根据当地国民经济和社会发展规划、城市总体规划和水资源充沛程度，在现有用水定额基础上，结合给水专业规划，和给水工程发展的条件综合分析确定；在缺乏实际用水资料情况下可采用下表的规定。城市规模特大城市大城市中、小城市分区最高日平均日最高日平均日最高日平均日一180~270140~210160~250120~190140~230100~170二140~200110~160120~18090~140100~16070~120三140~180110~150120~16090~130100~14070~110居民生活用水定额（L/cap·d）综合生活用水定额（L/cap·d）

城市规模特大城市大城市中、小城市分区最高日平均日最高日平均日最高日平均日一260~410210~340240~390190~310220~370170~280二190~280150~240170~260130~210150~240110~180三170~270140~230150~250120~200130~230100~170

特大城市：市区和近郊区非农业人口100万及以上的城市；大城市：市区和近郊区非农业人口50万及以上，不满100万的城市；中、小城市：市区和近郊区非农业人口不满50万的城市。

一区：贵州、四川、湖北、湖南、江西、浙江、福建、广东、广西、海南、上海、云南、江苏、安徽、重庆；二区：黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁夏、陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区；三区：新疆、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西的地区。②工业企业生产用水和工作人员生活用水

生产用水是指在工业企业内用于冷却、制造、空调、加工、净化和洗涤等用途的水量。工业企业生产用水量标准以万元产值用水量表示，因水资源情况、产品类型、生产工艺、管理方式和管理水平而异。我国工业万元产值用水量平均为103立方米，是发达国家的10至20倍；水的重复利用率平均仅为40％左右，发达国家平均已达到75％至85％。我国工业取水定额管理始于1984年，由原城乡建设环境保护部和国家经委联合发布在全国试行（《工业用水量定额》[(84)城公字460号文件]）。1986年对试行定额进行了修订，增补了个别产品。试行定额主要用作城市规划和新建、扩建工业项目初步设计的依据和考核工矿企业用水量的标准。该定额标准对促进工业企业用水和节水起到了一定的作用。

但是，随着技术和管理水平的不断提高，原定额已不能作为工业取水定额管理的依据，不能起到促进企业节约用水的作用。因此，尽快修订工业取水定额显得十分迫切。修订工业取水定额的迫切要求

●我国人均水资源拥有量只有2200立方米，仅为世界平均水平的1／4。水资源不足已成为制约我国经济和社会发展的重要因素之一。

●2001年，我国每万元工业产值取水量为90立方米左右，约为发达国家的3到7倍，工业用水重复利用率约52％，远低于发达国家80％的水平，工业节水潜力巨大。

●火力发电、钢铁、石油石化、纺织和造纸5个行业的取水量占全部工业取水量的66．6％。据测算，这5个行业的取水量若达到新发布的取水定额国家标准，年节约新水可达60亿立方米，约占目前工业取水量的17％。2002年1月6日上午，国家经济贸易委员会和国家标准化管理委员会在京联合召开新闻发布会，发布了6项工业企业取水定额国家标准，分别为：

《工业企业产品取水定额编制通则》(GB／T18820-2002)

《取水定额第1部分：火力发电》(GB／T18916、1-2002)

《取水定额第2部分：钢铁联合企业》(GB／T18916、2-2002)

《取水定额第3部分：石油炼制》(GB／T18916．3-2002)

《取水定额第4部分：棉印染产品》(GB／T18916、4-2002)

《取水定额第5部分：造纸产品》(GB／T18916．5-2002)

实施工业取水定额管理是促进企业节水技术进步、不断提高工业用水效率、实现合理用水的重要手段。以上标准已由国家标准化管理委员会分别于2002年8月29日和2002年12月20日发布，并分别将于2003年1月1日和2005年1月1日起正式实施。

工业企业工作人员生活用水是指每一职工每班的生活和淋浴用水量。由于车间温度、劳动条件和卫生要求的不同，其工作人员的生活用水量也有差别，可按具体情况在条文规定范围内选用。工业企业内工作人员的淋浴用水系指车间附设的为劳动保护需要而提供车间职工在班冲洗或冲凉的用水，应与工厂内为提供工人下班后沐浴而专设的浴室用水相区别。车间卫生特征系根据车间等级及含有毒物质或生产性粉尘的程度、室内温度和劳动强度等条件决定，详见《工业企业设计卫生标准》。

工业企业工作人员生活用水工业企业内工作人员的生活用水量，应根据车间性质确定，一般可采用25～35升/人/班，其时变化系数为2.5～3.0。工业企业内工作人员的淋浴用水量，应根据车间卫生特征确定，一般可采用40～60升/人/班，其延续时间为1小时。③消防用水量

消防用水是指在发生火灾的情况下用于灭火所需的水量。特点：历时短、流量大。消防用水量、水压及延续时间等，应按现行的《建筑设计防火规范》及《高层民用建筑设计防火规范》等设计防火规范执行。城市、居住区、工厂、仓库和民用建筑的室外消防用水量按同一时间内的火灾次数和一次灭火用水量确定。城市室外消防用水量包括工厂、仓库和民用建筑的室外消防用水量。④浇洒道路和绿地用水

浇洒道路和绿地用水量，应根据路面、绿化、气候和土壤等条件确定。浇洒道路用水采用每平米每次1～1.5升，一般每日2～3次；绿化用水采用每平米每天1.5～2升；⑤未预见用水量及管网漏失水量

城镇的未预见用水量及管网漏失水量可按最高日用水量的15%～25%合并计算；工业企业自备水厂的未预见用水量及管网漏失水量可根据工艺及设备情况确定。Qd——最高日设计用水量Q1——居住区综合生活用水量Q2——工业企业生活用水量Q3——生产用水量Q4——浇洒道路和绿化用水量2)用水量计算

Q1：由最高日生活用水定额、规划人口数、自来水普及率计算确定；

Q2：由职工人数、用水定额、淋浴人数、淋浴用水量计算确定；

Q3：由万元产值用水量、工业总产值、用水重复率计算确定；

Q4：由规划道路面积、浇洒道路用水量、道路浇洒次数、规划绿地面积、绿化用水量计算确定。最大小时用水量：

最高日用水量一般不包括消防用水量，消防用水量用于确定清水池的容积和输配水管网的校核。相关规范《城市居民生活用水量标准》GB/T50331-2002

标准编制的目的：合理利用水资源，加强城市供水管理，促进城市居民合理用水、节约用水，保障水资源的可持续利用，科学地制定居民用水价格。适用于确定城市居民生活用水量指标。

城市居民生活用水量标准地域分区日用水量(L/人·d)适用范围一80～135黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古二85～140北京、天津、河北、山东、河南、山西、陕西、宁夏、甘肃三120～180上海、江苏、浙江、福建、江西、湖北、湖南、安徽四150～220广西、广东、海南五100～140重庆、四川、贵州、云南六75～125新疆、西藏、青海《城市给水工程规划规范》GB50282—98目的：在城市给水工程规划中贯彻执行《城市规划法》、《水法》、《环境保护法》，提高城市给水工程规划编制质量用途：本规范具体体现了国家在给水工程中的技术经济政策，保证了城市给水工程规划的先进性、合理性、可行性及经济性，是我国城市规划规范体系日益完善的表现本规范适用于城市总体规划中的给水工程规划。

根据规划法，城市规划分为总体规划、详细规划两阶段。大中城市在总体规划基础上应编制分区规划。鉴于现行的各类给水规范其适用对象大都为具体工程设计，内容虽然详尽，但缺少宏观决策、总体布局等方面的内容。为此本规范的条文设置尽量避免与其他给水规范内容重复，为总体规划（含分区规划）的城市给水工程规划服务，编制城市给水工程详细规划时，可依照本规范和其他给水规范。

按照国家有关划分城乡标准的规定，设市城市和建制镇同属于城市的范畴，所以建制镇总体规划中的给水工程规划可按本规范执行。区域城市规模特大城市大城市中等城市小城市一区1.0~1.60.8~1.40.6~1.00.4~0.8二区0.8~1.20.6~1.00.4~0.70.3~0.6三区0.6~1.00.5~0.80.3~0.60.25~0.5城市单位建设用地综合用水量指标(万m³/(km²·d))城市单位人口综合用水量指标(万m³/(万人·d))

区域城市规模特大城市大城市中等城市小城市一区0.8~1.20.7~1.10.6~1.00.4~0.8二区0.6~1.00.5~0.80.35~0.70.3~0.6三区0.5~0.80.4~0.70.3~0.60.25~0.5人均综合用水量远高于国外。国家发展改革委员会、科技部、水利部、建设部和农业部等5部委于2005年4月21日联合发布《中国节水技术政策大纲》，提出了要力争在2005－2010年间实现工业取水量“微增长”，农业用水量“零增长”，城市人均综合用水量实现逐步下降的节水目标，以及相关的法律、经济、技术和工程等保障措施。

1、特大城市指市区和近郊区非农业人口100万及以上的城市；大城市指市区和近郊区非农业人口50万及以上不满100万的城市；中等城市指市区和近郊区非农业人口20万及以上不满50万的城市；小城市指市区和近郊区非农业人口不满20万的城市。

2、一区包括：贵州、四川、湖北、湖南、江西、浙江、福建、广东、广西、海南、上海、云南、江苏、安徽、重庆；

二区包括：黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁夏、陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区；

三区包括：新疆、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西的地区。

3、经济特区及其他有特殊情况的城市，应根据用水实际情况，用水指标可酌情增减（下同）。

4、用水人口为城市总体规划确定的规划人口数（下同）。

5、本表指标为规划期最高日用水量指标（下同）。

6、本表指标已包括管网漏失水量。1）设计用水量变化规律的确定生活用水随季节与生活习惯的变化而变化。生产用水随气温与生产形势的变化而变化。具有随机性和周期性两个特征。最高日用水量：在设计规定的年限内，用水最多的一天所用的水量。平均日用水量：一年内总的用水量除以天数。日变化系数：最高日用水量与平均日用水量的比值。时变化系数：最高日最高时用水量与该日平均时用水量的比值。6.1.2设计用水量变化及其调节计算

城市供水中，时变化系数、日变化系数应根据城市性质、城市规模、国民经济与社会发展和城市供水系统并结合现状供水曲线和日用水变化分析确定。在缺乏实际用水资料情况下，最高日综合用水的时变化系数宜采用1.3～1.6，日变化系数宜采用1.1～1.5，个别小城镇可适当加大。工业企业内工作人员的生活用水的时变化系数为2.5～3.0。最大时平均时024681012141618202224最高日用水量变化曲线2）供水设计——计算给水管网各部分的设计流量α——考虑水厂本身用水量的系数，一般采用1.05～1.10；地下水源采用1。T——一级泵站每天工作时间①取水构筑物、一级泵站

无水塔（高地水池），满足最高日最大时用水要求。单水源：设计供水流量＝最高时用水量；多水源：各泵站设计供水流量之和＝最高时用水量（供水调节能力强，一般不需要水塔或高地水池）②二级泵站

有水塔（高地水池），应设计泵站供水曲线。原则如下：泵站24小时供水量之和＝最高日用水量；泵站供水量分级数不能太多，一般为两级，最多可以分三级；泵站各级供水线尽量接近用水线；注意每级能否选到合适的水泵。一级泵站与二级泵站的流量差额由清水池调节；二级泵站与用户的流量差额由水塔（高地水池）调节。调节容积＝调节流量累计最大值－调节流量累计最小值3）调节容积计算024681012141618202224二泵站供水曲线一泵站供水曲线一级泵站与二级泵站的流量差额由清水池调节无水塔024681012141618202224二泵站供水曲线一泵站供水曲线一级泵站与二级泵站的流量差额由清水池调节有水塔024681012141618202224二泵站供水曲线用水曲线二级泵站与用户的流量差额由水塔（高地水池）调节有水塔清水池容积：W1——调节容积，可按最高日用水量的

10～20%估算；W2——消防贮水量，按扑灭火灾平均时间为2小时计算；W3——水厂自用水，一般采用最高日用水量的5～10%；W4——安全贮备水量。4）水塔和清水池的容积计算水塔（高地水池）容积：W1——调节容积，可按最高日用水量的

3～6%估算；W2——消防贮水量，一般按十分钟消防用水量计算。

当二级泵站与一级泵站的供水量接近时，清水池的调节容积会缩小，但水塔（高地水池）的调节容积将会增大。

节点：有集中流量进出、管道合并或分叉以及边界条件发生变化的地点管段：两个相邻节点之间的管道管线：顺序相连的若干管段环：起点与终点重合的管线基环：不包含其它环的环大环：包含两个或两个以上基环的环6.2设计流量分配与管径设计管段设计=管道设计流量分配+确定管径管段基环节点管线大环6.2.1节点设计流量分配计算（1）用水流量的分配要将最高日最高时用水流量分配到管网图的每条管段和各个节点上去，才能进行给水管网的细部设计。用水流量分配原则用户＝集中用水户＋分散用水户集中流量：按集中用水户最高日最高时用水流量计算；沿线流量：按管段配水长度或供水面积计算；流量平衡

比流量：为简化计算而将除去大用户集中流量以外的用水量均匀地分配在全部有效干管长度上，由此计算出的单位长度干管承担的供水量。

城镇中用水量标准不同的区域应分别计算比流量。公园街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊

沿线流量：干管有效长度与比流量的乘积。

按管道长度计算的比流量不能反映供水人数和用水量的差别，可采用按面积计算比流量的方法。

管网中除最末端的管段外，其他任一管段的流量都由两部分组成，一部分是本管段沿程配水产生的流量，即沿线流量，另一部分是通过该管段输送到下游管段的流量，称为转输流量。

节点流量：沿线流量只有概念上的意义，在水力计算时应将沿线流量按适当比例分配到两各节点，成为节点流量。沿线流量转换成节点流量的原则是管段的水头损失相同。tlqq+集中流量处理：节点设计流量＝沿线流量＋集中流量＋供水设计流量

树状管网的管段流量具有唯一性。泵站563856462735452861427333412177262347756.2.2管段设计流量计算

环状管网满足连续性条件的流量分配方案可以有无数多种。

1510131218161714197612527148581912335913460249511135730102498管段设计流量分配原则供水的目的性：沿较短的距离将供水流量扩散到整个管网的所有节点上去；供水的经济性：沿主要供水方向分配较多的流量，次要供水方向分配较少的流量，避免出现逆向流；供水的可靠性：在各平行供水方向上分配相接近的流量，垂直主要供水方向的管段上也要分配一定的流量；例题摘树叶法计算枝线管段设计流量↓确定两条平行的主要供水方向（1-2-3-4-5,1-2-6-7-10）↓2、5管段流量大致相同↓6管段流量不能太小（5或8事故时转输较大的流量）↓3管段流量不宜过大（避免9管段逆向流）6.2.3管段直径设计

管道直径、管段计算流量和水流速度之间满足以下关系：

在确定的计算流量下，管道直径是流速的函数：

从技术上考虑，水流的最大速度应不超过2.5～3.0米/秒（防止水锤），最小速度不得小于0.6米/秒（防止沉积）。从经济上考虑，较大的水流速度可减小管道直径，降低工程造价；但由于水流速度大而会导致水头损失增加，从而加大运行的动力费用。合理的流速应该使得在一定年限（投资偿还期）内管网造价与运行费用之和最小。

设Wt为总费用，C为管网造价，M1为年度运行电费，M2为年折旧费用，t为投资偿还年限。则有：投资偿还期内的年度总费用为：DeM1VeWM1WVW0DW0管径（mm）平均经济流速（m/s）D=100～400D≥4000.6～0.90.9～1.46.3泵站扬程和水塔高度的设计设计工况水力分析泵站扬程的设计水塔高度的设计树状管网管段设计流量管径Ve泵站扬程或水塔高度环状管网管段设计流量(拟定)管径Ve泵站扬程或水塔高度管网的水力特性设计工况管段实际工作流量水力分析6.3.1设计工况水力分析何为设计工况？暂时删除泵站所在管段假设控制点6.3.2泵站扬程的设计6.3.3水塔高度的设计6.4管网核算

①消防工况校核②水塔最大转输校核③事故工况校核

6.4.1消防工况校核消防时的管网校核，是以最高时用水量确定的管径为基础，然后按最高用水时另行增加消防时的流量，对其进行流量分配，求出消防时的管段流量和水头损失。计算时，只是除控制点外再增加一个或一个以上集中的消防流量，如按照消防要求同时有两处失火时，则可从经济和安全等方面考虑将消防流量一处放在控制点，另一处放在离二级泵站较远或靠近大用户和工业企业的节点处。虽然消防时比最高用水时所需服务水头要小得多，消防规范明确规定城市低压消防联合给水系统发生消防时不利点服务水头要求≥10m，但因消防时通过管网的流量增大，各管段的水头损失相应增加，按最高用水时确定的水泵扬程有可能不够消防时的需要，这时须放大个别管段的直径，以减小水头损失。个别情况下因最高用水时和消防时的水泵扬程相差很大，须设专用消防泵供消防时使用。6.4.2水塔转输工况校核设对置水塔的管网，在最高用水时，由泵站和水塔同时向管网供水，但在一天内二泵站送水量大于用水量的一段时间里，多余的水经过管网送入水塔内贮存，因此这种管网还应按最大转输时流量来校核，以按最高时确定的水泵扬程能否将水送水塔。校核时节点流量须按最大转输时的用水量求出。因节点流量随用水量的变化成比例地增减，所以最大转输时的各节点流量可按下式计算：二泵站供水曲线用水曲线024681012141618202224最大用水小时最大转输小时最大转输时节点流量=

然后按最大转输时的流量进行分配和计算，方法和最高用水时相同。最大转输发生在夜间用水量较小的时候，保证足够的水量存储在水塔内，供给白天高峰用水量，节约能耗。6.4.3事故工况校核最不利管段发生故障时的事故用水量和水压要求管网主要管段损坏时必须及时检修，在检修时间内供水量允许减少。一般按最不利管段损坏而需断水检修的条件，校核事故时的流量和水压是否满足要求。至于事故时应有的流量，在城市为最高日最大时设计用水量的70％，工业企业的事故流量按有关规定。小结消防时节点流量等于最大用水小时节点流量加消防流量；水泵扬程满足最不利消火栓处水压10mH2O；最大转输时节点流量等于最大转输小时用水量与最大小时用水量之比乘以最大小时节点流量；水泵扬程满足水塔最高水位；事故时节点流量等于70％最大小时节点流量；水泵扬程满足最小服务水头。6.5.1概述分区给水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，以保证供水可靠和调度灵活。分区给水的原因技术上：使管网的水压不超过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；经济上：降低供水能量费用。6.5给水管网分区设计

给水区地形起伏、高差很大的分区给水系统并联分区：由同一泵站内的低压和高压水泵分别供给低区和高区用水。优点：各区用水分别供给，比较安全可靠；各区水泵集中在一个泵站内、管理方便。缺点：增加了输水管长度和造价；高区的水泵扬程高，需用耐高压的输水管。串联分区：高、低两区用水均由低区泵站供给，但高区用水再由高区泵站加压。重力输水管不分区：C、D2处水压高，D处出现负压。重力输水管分区重力输水管分区：从水库A输水至水池B。为防止水管承受压力过高，将输水管适当分段(即分区)，在C、D处建造水池，以降低管网的水压，保证工作正常。6.5.2分区给水的能量分析管网中的最高水压设给水区地形从泵站起均匀升高,给水区的地形高差为△Z，管网要求的最小服务水头为H，最高用水时管网的水头损失为∑h，则管网中最高水压等于：H’=△Z+H+∑h由于输水管的水头损失，泵站扬程HP’应大于H’。分区给水系统技术上的考虑城市管网能承受的最高水压H’，由水管材料和接口形式而定。为使用安全和管理方便起见，水压最好不超过490~590kPa(50~60mH20)。最小服务水头H由房屋层数确定。管网的水头损失∑h根据管网水力计算决定。H’=△Z+H+∑h

当管网延伸很远，这时即使地形平坦（即△Z很小），也因管网水头损失过大（即∑h过大），而使得管网中最高水压H’过大，为防止超压，须在管网中途设置水库泵站或加压泵站，形成分区给水系统。管网最高承受水压H’、最小服务水头H以及水头损失∑h确定后，就可以确定出管网最高承压下所允许的最大地形高差△Z，即确定出给水分区界线，当地形高差超过此值时，就应进行分区。分区给水系统经济上的考虑分区给水系统经济上的考虑，目的是降低供水的动力费用。这时，需对管网进行能量分析，找出哪些是浪费的能量，分区后如何减少这部分能量，以此作为选择分区给水的依据。能量浪费：泵站扬程根据控制点所需最小服务水头和管网中的水头损失确定，除了控制点附近地区外，大部分给水区的管网水压高于实际所需的水压，多余的水压消耗在用户给水龙头的局部水头损失上，因此产生能量浪费。6.5.2.1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和：E=E1+E2+E3总能量中只有保证最小服务水头的能量E1得到有效利用。由于给水系统设计时，泵站流量和控制点水压Zi+Hi已定,所以E1不能减小。第二部分能量E2消耗于输水过程不可避免的水管摩阻。为了降低这部分能量，必须减小hij其措施是适当放大管径，所以并不是一种经济的解决办法。第三部分能量E3未能有效利用，属于浪费的能量，这是集中给水系统无法避免的缺点，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。也就是说，上述三部分能量中，只能降低E3。能量利用率集中(未分区)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，称为能量利用率：从上式看出，为了提高输水能量利用率，只有设法降低E3值，这就是从经济上考虑管网分区的原因。输水管分区时供水能量分析能量分配图：确定分区界线和各区的泵站位置。横坐标：节点流量q1、q2

、q3

、q4等按顺序绘在横坐标上。纵坐标：按比例绘出各节点的地面标高Zi和所需最小服务水头Hi。可得到保证最小服务水头的能量E1在纵坐标上再绘出各管段的水头损失h1—2、h2—3

、h3—4

、h4—5等，纵坐标总高度为H。H为泵站5的扬程H=H1+Z1+∑hij每一管段流量qij和相应水头损失hij所形成的矩形面积总和，等于克服水管摩阻所需的能量，即图中的E2部份。由于泵站总能量为E=q4—5H，且E=E1+E2+E3，所以除了E1和E2外，其余部分面积就是无法利用而浪费的能量E3。它等于以qi为底，过剩水压△Hi（以△H4为例，由右图可知，△H4=Z1+H1+h1—2+h2—3+h3—4-Z4-H4,该式与式8—6相对应）为高的矩形面积之和，在图8—5中用E3表示。分区给水对减少未加利用的能量E3的作用若在节点3处设加压泵站，将输水管分成两区，分区后，泵站5的扬程只须满足节点3处的最小照务水头，因此可从未分区时的H降低到H’。从图看出，此时过剩水压△H3消失，△H4减小，因而减小了一部分未利用的能量（△E3=△H3(q3+q4)）。减小的未利用能量值如图8—5中阴影部分面积所示。以上是输水管沿线有流量分出，管径和流量有变化的情况。对于输水管沿线无流量分出，管径和流量没有变化的情况：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。这时只有在输水距离远、管内的水压过高时，才考虑分区。平地上的输水管线能量分配图因沿线各点(0~13)的配水流量不均匀，从能量图上可以找出最大可能节约的能量为0AB3矩形面积（此矩形面积是12个矩形中面积最大的）。因此加压泵站可考虑设在节点3处，节点3将输水管分成两区。6.5.2.2管网的供水能量分析假定给水区地形从泵站起均匀升高，全区用水量均匀，要求的最小服务水头相同。设管网的总水头损失为∑h，泵站吸水井水面和控制点地面高差为△Z。未分区时，泵站的流量为Q，扬程为

Hp=△Z+H+∑h等分为两区时第一区水泵扬程HⅠ=△Z/2+H+∑h/2

第一区最小服务水头与泵站总扬程Hp相比极小时，则H可以略去不计，得：HⅠ=△Z/2+∑h/2第二区水泵扬程第二区泵站能利用第一区水压H时，HⅡ+H=△Z/2+H+∑h/2

则HⅡ=