工學(xué)給水排水管道工程

1、取水系統(tǒng)給水處理系統(tǒng)給水管網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)線排水管網(wǎng)系統(tǒng)虛線廢水處理系統(tǒng)排放系統(tǒng)本章主要內(nèi)容： 3.1 給水系統(tǒng)的流量關(guān)系 3.2 水塔和清水池的容積計(jì)算 3.3 給水系統(tǒng)的水壓關(guān)系3.1 給水系統(tǒng)的流量關(guān)系清水池用于調(diào)節(jié)給水處理廠處理水量與二級(jí)泵站供水量之差的！水塔是用于調(diào)節(jié)二級(jí)泵站供水量與用戶用水量之差的！水廠自用水量一般是用戶總用水量的5%10% 給水系統(tǒng)中所有構(gòu)筑物：取水系統(tǒng)、給水處理系統(tǒng)、清水池、二級(jí)泵站、水塔、管網(wǎng)，都是以最高日用水量Qd為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 一、取水構(gòu)筑物、一級(jí)泵站、給水處理系統(tǒng)Qd二、二級(jí)泵站設(shè)計(jì)水量 二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)水量與管網(wǎng)中是否設(shè)置水塔或高地水池有關(guān)。 當(dāng)管網(wǎng)內(nèi)不設(shè)水

2、塔時(shí)，任何小時(shí)的供水量應(yīng)等于用水量，這時(shí)二級(jí)泵站應(yīng)滿足最高日最高時(shí)用水量的要求，因?yàn)橛盟棵咳彰繒r(shí)都在變化，因此此時(shí)二級(jí)泵站內(nèi)應(yīng)有多臺(tái)水泵并且大小搭配，以便供給每小時(shí)的用水量，同時(shí)保持水泵在高效段運(yùn)行。 當(dāng)管網(wǎng)內(nèi)設(shè)水塔（或高地水池）時(shí)，水塔可以起到調(diào)節(jié)水泵供水與用戶用水之間的流量差，所以二級(jí)泵站每小時(shí)的供水量可以不等于用水量，即可以分級(jí)供水。二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)供水線應(yīng)根據(jù)用水量變化曲線來定。 擬定二級(jí)泵站的供水線時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)： 1）泵站各級(jí)供水線盡量接近用水線，以減小水塔的調(diào)節(jié)容積，分級(jí)數(shù)一般不多于三級(jí)，以便水泵機(jī)組的運(yùn)行管理； 2）分級(jí)供水時(shí)，應(yīng)注意每級(jí)能否選到合適的水泵，以及水泵機(jī)組的合理搭配

3、，并盡可能滿足目前和今后一段時(shí)間內(nèi)的用水量增長的需要。 上圖中所示的二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)供水線可以看出，水泵的工作情況分成兩級(jí)：從5時(shí)到20時(shí)，一組水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，流量為最高日用水量的5.00；其余時(shí)間的水泵流量為最高日用水量的2.78。雖然泵站每小時(shí)的供水量不等于用水量。但一天的泵站總供水量等于最高日用水量，即：2.789+5.0015100 三、水塔 從用水量變化圖中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(shí)，多余的水可進(jìn)入水塔或高地水池內(nèi)貯存；相反，當(dāng)供水量低于用水量時(shí)，則從水塔流出以補(bǔ)充泵站供水量的不足。由此可見，泵站的供水線與用水量越接近，水塔或高地水池的調(diào)節(jié)容積越小，但是為了滿足

4、供水線與用水量接近勢(shì)必增加泵站工作的分級(jí)數(shù)。 四、管網(wǎng)和輸水管 管網(wǎng)和輸水管的設(shè)計(jì)流量，也視有無水塔或高地水池以及他們?cè)诠芫W(wǎng)中的位置而定。 A、當(dāng)管網(wǎng)中無水塔時(shí)，輸水管和管網(wǎng)均按最高日最高時(shí)流量設(shè)計(jì)計(jì)算。 B、當(dāng)管網(wǎng)中有水塔時(shí)，且水塔在網(wǎng)前時(shí)，泵站到水塔之間的輸水管按照泵站分級(jí)工作線中最大一級(jí)供水量計(jì)算，管網(wǎng)仍按最高日最高時(shí)用水量計(jì)算。 當(dāng)管網(wǎng)中有水塔時(shí)，且水塔在管網(wǎng)末端時(shí)，因最高時(shí)用水量必須從二級(jí)泵站和水塔同時(shí)供給管網(wǎng)，因此，輸水管仍按照泵站分級(jí)工作線中最大一級(jí)供水量設(shè)計(jì)，但管網(wǎng)水力計(jì)算時(shí)應(yīng)按照二級(jí)泵站和水塔同時(shí)供給管網(wǎng)的流量進(jìn)行計(jì)算。五、清水池 清水池用于調(diào)節(jié)給水廠處理水量與二級(jí)泵站吸水量

5、之差，給水廠處理水量等于一級(jí)泵站的供水量，所以也可以說清水池主要是用于調(diào)節(jié)一級(jí)泵站與二級(jí)泵站水量之差。 3.2 水塔和清水池的容積計(jì)算 水塔和清水池容積的計(jì)算方法通常有兩種： 一是根據(jù)供水量和用水量變化曲線推算； 一種是據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算。 方法一需要城市24小時(shí)的用水量變化規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上擬定供水線。 如果沒有用水量變化規(guī)律的資料，則清水池的調(diào)節(jié)容積按最高日用水量的10%20%估算，對(duì)于供水量大的城市，因用水量的時(shí)變化系數(shù)小，所以可以取較低的百分?jǐn)?shù)，以免清水池過大。缺乏資料時(shí)，水塔的容積可按最高日用水量的2.53至56估算。清水池和水塔的調(diào)節(jié)容積均由累計(jì)的正值或負(fù)值來確定，如無水塔時(shí)清水池的調(diào)節(jié)容

6、積為累計(jì)值17.98與Qd的乘積，有水塔時(shí)清水池的調(diào)節(jié)容積為累計(jì)值12.50與Qd的乘積，水塔的調(diào)節(jié)容積為累計(jì)值6.55與Qd的乘積。 清水池中除了貯存調(diào)節(jié)用水外，還存放了室外消防用水和水廠生產(chǎn)用水，即清水池是有效容積為：W=W1+W2+W3+W4 (m3) 其中: W1調(diào)節(jié)容積，m3； W2室外消防貯存水量，m3，按2h火災(zāi)延續(xù)時(shí)間計(jì)算； W3水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水，m3，等于最高日用水量的510，即水廠自用水量； W4安全貯量，m3。 水塔中除了貯存用戶與泵站供水之差的調(diào)節(jié)容積外還要貯存室內(nèi)消防用水量，即：W=W1+W2 (m3) 其中： W1調(diào)節(jié)容積，m3； W2室內(nèi)消防貯水

7、量，m3，按10min室內(nèi)消防用水量計(jì)算。3.3 給水系統(tǒng)的水壓關(guān)系 給水系統(tǒng)除了要保證一定的水量要求外，還要滿足用戶一定的水壓要求，按照室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50013-2006）:當(dāng)按直接供水的建筑層數(shù)確定給水管網(wǎng)的最小服務(wù)水頭時(shí)，一層為10m，二層為12m，二層以上每增加一層增加4m，例如當(dāng)?shù)胤课莅?層考慮時(shí)，最小服務(wù)水頭應(yīng)為28m。 當(dāng)給水處理廠前期構(gòu)筑物最高水位一定時(shí)，在水源最低水位確定的前提下，就可以確定一級(jí)泵站的揚(yáng)程，同理，清水池最低水位確定后，按照最不利點(diǎn)的水壓要求就可以確定二級(jí)泵站的揚(yáng)程。 一、水泵揚(yáng)程的確定 水泵揚(yáng)程Hp等于靜揚(yáng)程H0和水頭損失之和： 1、一級(jí)泵站 一級(jí)泵站

8、的靜揚(yáng)程H0是指水泵吸水井最低水位與水廠的前端處理構(gòu)筑物最高水位的高程差。hHHp0 水頭損失 包括水泵吸水管、壓水管和泵站連接管線的水頭損失。 所以，一級(jí)泵站的揚(yáng)程為： h2、二級(jí)泵站（分有無水塔兩種情況） 無水塔時(shí)，由泵站直接輸水給用戶，靜揚(yáng)程等于清水池最低水位與管網(wǎng)控制點(diǎn)所需水壓標(biāo)高的高程差。 所謂控制點(diǎn)，是指管網(wǎng)中控制水壓的點(diǎn)，一般位于離二級(jí)泵站最遠(yuǎn)或地形最高的點(diǎn)，只要該點(diǎn)的壓力在最高用水量時(shí)滿足最小服務(wù)水頭的要求，整個(gè)管網(wǎng)就都能滿足要求。 水頭損失包括吸水管、壓水管、輸水管和管網(wǎng)等水頭損失之和。靜揚(yáng)程 因此，無水塔時(shí)二級(jí)泵站的揚(yáng)程為： 有水塔時(shí)，二級(jí)泵站只需要供水到水塔，而管網(wǎng)中控制

9、點(diǎn)的最小服務(wù)水頭由水塔來保證，因此，此時(shí)二級(jí)泵站的靜揚(yáng)程等于清水池最低水位與水塔最高水位的高程差，而水頭損失為吸水管、泵站到水塔的管網(wǎng)水頭損失之和。 因此，有水塔時(shí)二級(jí)泵站的靜揚(yáng)程為： 另外，二級(jí)泵站還要滿足消防時(shí)的水壓要求，消防時(shí)，管網(wǎng)中額外增加了消防水量，因而增加了管網(wǎng)的水頭損失。水泵揚(yáng)程仍可按下式計(jì)算，但控制點(diǎn)應(yīng)選在設(shè)計(jì)時(shí)假設(shè)的著火點(diǎn)，并代入消防時(shí)管網(wǎng)允許的水壓Hr（不低于10m)，以及通過消防流量時(shí)的管網(wǎng)水頭損失hc。3、水塔高度確定 水塔在管網(wǎng)中的位置可靠近水廠（網(wǎng)前）、可位于管網(wǎng)中間或靠近管網(wǎng)末端等，但不管哪一種水塔，它的水柜底高于地面的高度均可按下式計(jì)算： 對(duì)于網(wǎng)后水塔（對(duì)置水塔） 在最高用水時(shí)，管網(wǎng)用水由泵站和水塔同時(shí)供給，兩者各有自己的給水區(qū)，在給水區(qū)分界線上，水壓最低。在計(jì)算對(duì)置水塔高度時(shí)，下式中的hn是指水塔到分界線處的水頭損失。本章主要內(nèi)容： 3.1 給水系統(tǒng)的流量關(guān)系 3.2 水塔和清水池的容積計(jì)算 3.3 給水系統(tǒng)的水壓關(guān)系 當(dāng)管網(wǎng)內(nèi)設(shè)水塔（或高地水池）時(shí)，水塔可以起到調(diào)節(jié)水泵供水與用戶用水之間的流量差，所以二級(jí)泵站每小時(shí)的供水量可以不等于用水量，即可以分級(jí)供水。二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)供水線應(yīng)根據(jù)用水量變化曲線來定。 五、清水池 清水池用