第一部分给水系统的流量关系教学课件-课件.ppt

1、2023-2-16Free template from brainybetty12023-2-16Free template from brainybetty2第一节第一节 给水系统的流量关系给水系统的流量关系 取水构筑物、一级泵站、水厂取水构筑物、一级泵站、水厂 城市的最高日设计用水量确定后，取水构筑城市的最高日设计用水量确定后，取水构筑物和水厂的设计流量将随一级泵站的工作情物和水厂的设计流量将随一级泵站的工作情况而定，如果一天中一级泵站的工作时间越况而定，如果一天中一级泵站的工作时间越长，则每小时的流量将越小。长，则每小时的流量将越小。2023-2-16Free template from

2、 brainybetty3取水构筑物、一级泵站、水厂取水构筑物、一级泵站、水厂 取用地表水取用地表水 取水构筑物、一级泵站和水厂等按最高日的平均时流取水构筑物、一级泵站和水厂等按最高日的平均时流量计算，即：量计算，即：Q=Qd/T (m3/h)考虑水厂本身用水量的系数，以供沉淀池排泥、考虑水厂本身用水量的系数，以供沉淀池排泥、滤池冲洗等用水，一般在滤池冲洗等用水，一般在1.051.10之间；之间；T一级泵站每天工作小时数。大中城市水厂的一一级泵站每天工作小时数。大中城市水厂的一级泵站一般按三班制即级泵站一般按三班制即T=24h均匀工作来考虑，以缩均匀工作来考虑，以缩小构筑物规模和降低造价。小型

3、水厂的一级泵站才考小构筑物规模和降低造价。小型水厂的一级泵站才考虑一班或二班制运转即虑一班或二班制运转即T=8h或即或即T=16h。2023-2-16Free template from brainybetty4取水构筑物、一级泵站、水厂取水构筑物、一级泵站、水厂 取用地下水取用地下水 取用地下水若仅需在进入管网前消毒而无需取用地下水若仅需在进入管网前消毒而无需其他处理时，一般先将水输送到地面水池，其他处理时，一般先将水输送到地面水池，再经二级泵站将水池水输入管网。再经二级泵站将水池水输入管网。Q=Qd/T (m3/h)水厂本身用水量系数水厂本身用水量系数为为1。2023-2-16Free t

4、emplate from brainybetty5二级泵站、水塔（高地水池）、管网二级泵站、水塔（高地水池）、管网 二级泵站、从泵站到管网的输水管、管二级泵站、从泵站到管网的输水管、管网和水塔等的计算流量，应按照用水量网和水塔等的计算流量，应按照用水量变化曲线和二级泵站工作曲线确定。变化曲线和二级泵站工作曲线确定。二级泵站二级泵站 二级泵站的计算流量与管网中是否设置水塔二级泵站的计算流量与管网中是否设置水塔或高地水池有关。或高地水池有关。2023-2-16Free template from brainybetty6二级泵站二级泵站 管网内不设水塔的二级泵站管网内不设水塔的二级泵站 二级泵站应

5、满足最高日最高时的用水量二级泵站应满足最高日最高时的用水量Qh要求，否则就会存在不同程度的供水要求，否则就会存在不同程度的供水不足现象。不足现象。2023-2-16Free template from brainybetty7二级泵站二级泵站 管网内设有水塔或高地水池的二级泵站管网内设有水塔或高地水池的二级泵站 二级泵站的设计供水线应根据用水量变化曲线二级泵站的设计供水线应根据用水量变化曲线拟定。拟定时应注意下述几点：拟定。拟定时应注意下述几点：泵站各级供水线尽量接近用水线，以减小水塔泵站各级供水线尽量接近用水线，以减小水塔的调节容积，分级数一般不应多于三级，以便的调节容积，分级数一般不应多于

6、三级，以便于水泵机组的运转管理，于水泵机组的运转管理，分级供水时，应注意每级能否选到合适的水泵，分级供水时，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，并尽可能满足目前以及水泵机组的合理搭配，并尽可能满足目前和今后一段时间内用水量增长的需要。和今后一段时间内用水量增长的需要。2023-2-16Free template from brainybetty8二级泵站二级泵站 管网内设有水塔或高地水池的二级泵站管网内设有水塔或高地水池的二级泵站 管网内设有水塔或高地水池时，二级泵站每管网内设有水塔或高地水池时，二级泵站每小时的供水量可以不等于用水量，但一天的小时的供水量可以不等于用水量，但

7、一天的泵站总供水量等于最高日用水量。泵站总供水量等于最高日用水量。2023-2-16Free template from brainybetty9水塔和高地水池的作用水塔和高地水池的作用 供水量高于用水量时，多余的水可进入供水量高于用水量时，多余的水可进入水塔或高地水池内贮存；水塔或高地水池内贮存；供水量低于用水量时，则从水塔流出以供水量低于用水量时，则从水塔流出以补水泵供水量的不足。补水泵供水量的不足。如供水线和用水线越接近，则为了适应如供水线和用水线越接近，则为了适应流量的变化，泵站工作的分级数或水泵流量的变化，泵站工作的分级数或水泵机组数可能增加，但是水塔或高地水池机组数可能增加，但是水

8、塔或高地水池的调节容积可以减小。的调节容积可以减小。2023-2-16Free template from brainybetty10输水管、管网输水管、管网 无水塔和高地水池无水塔和高地水池 输水管和管网按最高日最高时用水量确定管径。输水管和管网按最高日最高时用水量确定管径。有网前水塔有网前水塔泵站到水塔的输水管管径：按泵站分级工作线的最大泵站到水塔的输水管管径：按泵站分级工作线的最大一级供水量计算。一级供水量计算。管网管径：按最高日最大时用水量确定。管网管径：按最高日最大时用水量确定。2023-2-16Free template from brainybetty11输水管、管网输水管、管网

9、 管网末端设水塔管网末端设水塔二级泵站到管网的输水管、水塔到管网的输二级泵站到管网的输水管、水塔到管网的输水管管径：分别根据最高时从泵站和水塔输水管管径：分别根据最高时从泵站和水塔输入管网的流量进行计算。入管网的流量进行计算。管网管径：按最高日最高时用水量确定。管网管径：按最高日最高时用水量确定。2023-2-16Free template from brainybetty12清水池清水池 一级泵站通常均匀供水，而二级泵站一般级泵站通常均匀供水，而二级泵站一般为分级供水，所以一、二级泵站的每小时为分级供水，所以一、二级泵站的每小时供水量并不相等。为了调节两泵站供水量供水量并不相等。为了调节两泵

10、站供水量的差额，必须在一、二级泵站之间建造清的差额，必须在一、二级泵站之间建造清水池。水池。2023-2-16Free template from brainybetty13清水池清水池图中，实线图中，实线2表示二级泵站工作表示二级泵站工作线，虚线线，虚线1表示一级泵站工作线。表示一级泵站工作线。一级泵站供水量大于二级泵站供一级泵站供水量大于二级泵站供水量这段时间内，图中为水量这段时间内，图中为20时到时到次日次日5时，多余水量在清水池中时，多余水量在清水池中贮存；而在贮存；而在520时，因一级泵时，因一级泵站供水量小于二级泵站，这段时站供水量小于二级泵站，这段时间内需取用清水池中存水，以满间

11、内需取用清水池中存水，以满足用水量的需要。但在一天内，足用水量的需要。但在一天内，贮存的水量刚好等于取用的水量。贮存的水量刚好等于取用的水量。清水池所需调节容积清水池所需调节容积=累计贮存累计贮存水量水量B=累计取用水量累计取用水量A2023-2-16Free template from brainybetty14第二节第二节 水塔和清水池的容积计算水塔和清水池的容积计算 给水系统中水塔和清水池的作用之一在于调节给水系统中水塔和清水池的作用之一在于调节泵站供水量和用水量之间的流量差值。泵站供水量和用水量之间的流量差值。清水池的调节容积，由一、二级泵站供水量曲清水池的调节容积，由一、二级泵站供水

12、量曲线确定；线确定；清水池的调节容积清水池的调节容积=（二级泵站供水量一级（二级泵站供水量一级泵站供水量）泵站供水量）二级泵站供水量大于一级泵站二级泵站供水量大于一级泵站供水量的时间供水量的时间 水塔容积由二级泵站供水线和用水量曲线确定。水塔容积由二级泵站供水线和用水量曲线确定。水塔容积水塔容积=（管网用水量二级泵站供水量）（管网用水量二级泵站供水量）管网用水量大于二级泵站供水量的时间管网用水量大于二级泵站供水量的时间2023-2-16Free template from brainybetty15水塔和清水池的容积计算水塔和清水池的容积计算 如果二级泵站每小时供水量等于用水量，即流量无需如果

13、二级泵站每小时供水量等于用水量，即流量无需调节时，管网中可不设水塔，成为无水塔的管网系统。调节时，管网中可不设水塔，成为无水塔的管网系统。大中城市的用水量比较均匀，通常用水泵调节流量，大中城市的用水量比较均匀，通常用水泵调节流量，多数可不设水塔。多数可不设水塔。当一级泵站（采用平均时流量，为恒量供水）和二级当一级泵站（采用平均时流量，为恒量供水）和二级泵站每小时供水量相接近时，清水池的调节容积可以泵站每小时供水量相接近时，清水池的调节容积可以减小，但是此时二级泵站就趋于恒量供水，而管网用减小，但是此时二级泵站就趋于恒量供水，而管网用水量却时刻发生变化，为了调节二级泵站供水量和用水量却时刻发生变

14、化，为了调节二级泵站供水量和用水量之间的差额，水塔的容积将会增大。水量之间的差额，水塔的容积将会增大。如果二级泵站每小时供水量越接近用水量，水塔的容如果二级泵站每小时供水量越接近用水量，水塔的容积越小，但此时二级泵站供水量就会随用水量的变化积越小，但此时二级泵站供水量就会随用水量的变化而变化且变化较大，从而使二级泵站与一级泵站（采而变化且变化较大，从而使二级泵站与一级泵站（采用平均时流量，为恒量供水）供水量之间的差额拉大，用平均时流量，为恒量供水）供水量之间的差额拉大，进而使清水池的容积将增加。进而使清水池的容积将增加。由此可见清水池的调节容积与水塔容积之间是相互制由此可见清水池的调节容积与水

15、塔容积之间是相互制约的关系。约的关系。2023-2-16Free template from brainybetty16水塔和清水池的容积计算水塔和清水池的容积计算由图由图2-1可知水塔调节容积可知水塔调节容积=（2.78%1.70%）+（2.78%1.67%）+（2.78%1.63%）+（2.78%1.63%）+（2.78%2.56%）+（2.78%2.69%）+（2.78%2.58%）+（2.78%1.87%）Qd由图由图2-1可知清水池的调节容积可知清水池的调节容积=（5.00%4.17%）15 Qd2023-2-16Free template from brainybetty17水塔和

16、清水池的容积计算水塔和清水池的容积计算 水塔和清水池调节容积的计算，通常采水塔和清水池调节容积的计算，通常采用两种方法：用两种方法：一种是根据一种是根据24h24h供水量和用水量变化曲线推算。供水量和用水量变化曲线推算。这种方法需要知道城市这种方法需要知道城市2424小时的用水量变化小时的用水量变化规律，并在此基础上拟定二级泵站的供水线。规律，并在此基础上拟定二级泵站的供水线。一种是凭经验估算。一种是凭经验估算。2023-2-16Free template from brainybetty18水塔和清水池的容积计算水塔和清水池的容积计算 有水塔时有水塔时清水池调节容积清水池调节容积=二级泵站供

17、水量二级泵站供水量一级泵站供水量一级泵站供水量 无水塔时无水塔时清水池调节容积清水池调节容积=用水量一级泵站用水量一级泵站供水量供水量 此时用水量就是二此时用水量就是二级泵站供水量级泵站供水量 水塔容积水塔容积=用水量用水量二级泵站供水量二级泵站供水量2023-2-16Free template from brainybetty19水塔和清水池的容积计算水塔和清水池的容积计算 缺乏用水量变化规律的资料时，城市水厂的清水池调节缺乏用水量变化规律的资料时，城市水厂的清水池调节容积，可凭运转经验，按最高日用水量的容积，可凭运转经验，按最高日用水量的10102020估估算。供水量大的城市，因算。供水量

18、大的城市，因24h24h的用水量变化较小，可取的用水量变化较小，可取较低百分数，以免清水池过大。较低百分数，以免清水池过大。清水池中除了贮存调节用水以外，还存放消防用水和水厂生产用清水池中除了贮存调节用水以外，还存放消防用水和水厂生产用水，因此清水池有效容积等于：水，因此清水池有效容积等于：W=W W=W1 1+W+W2 2+W+W3 3+W+W4 4 (m(m3 3)W W1 1调节容积，调节容积，m m3 3；W W2 2消防贮水量，消防贮水量，m m3 3，按，按2h2h火灾延续时间计算；火灾延续时间计算；W W3 3水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水

19、，m m3 3，等于最高，等于最高日用水量的日用水量的5%10%5%10%；W W4 4安全贮量，安全贮量，m m3 3。清水池应有相等容积的两只，如仅有一只，则应分格或采取适当清水池应有相等容积的两只，如仅有一只，则应分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。措施，以便清洗或检修时不间断供水。2023-2-16Free template from brainybetty20水塔和清水池的容积计算水塔和清水池的容积计算 缺乏资料时，水塔调节容积也可凭运转经验缺乏资料时，水塔调节容积也可凭运转经验确定，当泵站分级工作时，可按最高日用水确定，当泵站分级工作时，可按最高日用水量的量的2.53至

20、至56计算，城市用水量计算，城市用水量大时取低值。大时取低值。水塔中需贮存消防用水，因此总容积等于：水塔中需贮存消防用水，因此总容积等于：W=W W=W1 1+W+W2 2 (m(m3 3)W W1 1调节容积，调节容积，m m3 3；W W2 2消防贮水量，消防贮水量，m m3 3，按，按10min10min室内消防用水室内消防用水量计算；量计算；2023-2-16Free template from brainybetty21第三节第三节 给水系统的水压关系给水系统的水压关系 城市给水管网需保持最小的服务水头城市给水管网需保持最小的服务水头HcHc为：为：从地面算起从地面算起1 1层为层为

21、10m10m，2 2层层12m12m，2 2层以上每层层以上每层增加增加4m4m。至于城市内个别高层建筑物或建筑群，或建至于城市内个别高层建筑物或建筑群，或建筑在城市高地上的建筑物等所需的水压，可筑在城市高地上的建筑物等所需的水压，可单独设置局部加压装置，这样比较经济。单独设置局部加压装置，这样比较经济。泵站、水塔或高地水池是给水系统中保证水泵站、水塔或高地水池是给水系统中保证水压的构筑物。因此需了解水泵扬程和水塔压的构筑物。因此需了解水泵扬程和水塔(或或高地水池高地水池)高度的确定方法，以满足设计的水高度的确定方法，以满足设计的水压要求。压要求。2023-2-16Free template

22、from brainybetty22水泵扬程确定水泵扬程确定水泵扬程水泵扬程HpHp等于静扬程和水头损失之和：等于静扬程和水头损失之和：H Hp pH H0 0+h h一级泵站一级泵站 H Hp pH H0 0+h+hs s+h+hd d(m)(m)H H0 0静扬程，静扬程，m m，一级泵站静扬程是指水泵吸水井最低水位与水厂，一级泵站静扬程是指水泵吸水井最低水位与水厂的前端处理构筑物的前端处理构筑物(一般为混合絮凝池一般为混合絮凝池)最高水位的高程差。最高水位的高程差。h hs s由由Q=Qd/T（最高日平均时供水量（最高日平均时供水量Qp+水厂自用水量）确定水厂自用水量）确定的吸水管水头损

23、失，的吸水管水头损失，m；h hd d由由Q=Qd/T（最高日平均时供水量（最高日平均时供水量Qp+水厂自用水量）确定水厂自用水量）确定的压水管和泵站到絮凝池管线水头损失，的压水管和泵站到絮凝池管线水头损失，m；2023-2-16Free template from brainybetty23水泵扬程确定水泵扬程确定 二级泵站二级泵站 所谓控制点所谓控制点是指管网中控制水压的点。这一是指管网中控制水压的点。这一点往往位于离二级泵站最远或地形最高的点，点往往位于离二级泵站最远或地形最高的点，只要该点的压力在最高用水量时可以达到最只要该点的压力在最高用水量时可以达到最小服务水头的要求，整个管网就不

24、会存在低小服务水头的要求，整个管网就不会存在低水压区。水压区。2023-2-16Free template from brainybetty24水泵扬程确定水泵扬程确定 二级泵站二级泵站无水塔无水塔 H Hp pZ Zc c+H+Hc c+h+hs s+h+hc c+h+hn n(m)(m)Z Zc c静扬程，管网控制点静扬程，管网控制点C C的地面标高和清水池最的地面标高和清水池最低水位的高程差，低水位的高程差，m m；H Hc c控制点所需的最小服务水头，控制点所需的最小服务水头，m m；h hs s吸水管中的水头损失，吸水管中的水头损失，m m；h hc c、h hn n输水管和管网中的

25、水头损失，输水管和管网中的水头损失，m m；h hs s、h hc c、h hn n都应按水泵最高时供水量都应按水泵最高时供水量Q Qh h计算。计算。2023-2-16Free template from brainybetty25水泵扬程确定水泵扬程确定 二级泵站二级泵站有水塔有水塔 在工业企业和中小城市水厂，有时建造水塔，这时二在工业企业和中小城市水厂，有时建造水塔，这时二级泵站只需供水到水塔，而由水塔高度来保证管网控级泵站只需供水到水塔，而由水塔高度来保证管网控制点的最小服务水头。制点的最小服务水头。2023-2-16Free template from brainybetty26水泵

26、扬程确定水泵扬程确定 二级泵站二级泵站有水塔有水塔 H Hp p（Z Zc c+H+Hc c+h+hn n+H+H0 0）+h+hc c+h+hs s （Z Zt t+H+Ht t+H+H0 0）+h+hc c+h+hs s(m)(m)（Z Zt t+H+Ht t+H+H0 0）=（Z Zc c+H+Hc c+h+hn n+H+H0 0）静扬程，清水池最低水位和水静扬程，清水池最低水位和水塔最高水位的高程差，塔最高水位的高程差，m m；Z Zc c管网控制点管网控制点C C的地面标高，的地面标高，m m；H Hc c控制点所需的最小服务水头，控制点所需的最小服务水头，m m；h hn n按最高

27、时供水量按最高时供水量Q Qh h计算的从水塔到控制点的管网水头损失，计算的从水塔到控制点的管网水头损失，m m；h hc c按最高时供水量按最高时供水量Q Qh h计算的从水泵到水塔的输水管水头损失，计算的从水泵到水塔的输水管水头损失，m m；h hs s吸水管中的水头损失，吸水管中的水头损失，m m；Z Zt t设置水塔处的地面标高，设置水塔处的地面标高，m m；H Ht t水塔水柜底高于地面的高度，水塔水柜底高于地面的高度，m m；H H0 0水塔中的水深，水塔中的水深，m m。2023-2-16Free template from brainybetty27水泵扬程确定水泵扬程确定 二

28、级泵站二级泵站消防时消防时 二级泵站扬程除了满足最高用水时的水压外。还应满二级泵站扬程除了满足最高用水时的水压外。还应满足消防流量时的水压要求。在消防时，管网中额外增足消防流量时的水压要求。在消防时，管网中额外增加了消防流量，因而增加了管网的水头损失。加了消防流量，因而增加了管网的水头损失。控制点应选在设计时假设的着火点，并代入消防时管控制点应选在设计时假设的着火点，并代入消防时管网允许的水压网允许的水压H Hf f（不低于（不低于10m10m）。）。消防时算出的水泵扬程如比最高日最高时算出的为高，消防时算出的水泵扬程如比最高日最高时算出的为高，则根据两种扬程的差别大小，有时需在泵站内设置专则

29、根据两种扬程的差别大小，有时需在泵站内设置专用消防泵，或者放大管网中个别管段直径以减少水头用消防泵，或者放大管网中个别管段直径以减少水头损失而不设专用消防泵。损失而不设专用消防泵。2023-2-16Free template from brainybetty28水泵扬程确定水泵扬程确定 二级泵站二级泵站消防时消防时 H Hp pZ Zc c+H+Hf f+h+hn n+h+hc c+h+hs s(m)(m)Z Zc c假设着火点假设着火点C C的地面标高，的地面标高，m m；H Hf f着火点所需的最小服务水头，不低于着火点所需的最小服务水头，不低于10m10m；h hn n按消防流量计算的管

30、网水头损失，按消防流量计算的管网水头损失，m m；h hc c按消防流量计算的输水管水头损失，按消防流量计算的输水管水头损失，m m；h hs s按消防流量计算的吸水管中的水头损失，按消防流量计算的吸水管中的水头损失，m m；2023-2-16Free template from brainybetty29水塔高度确定水塔高度确定 H Hp p（Z Zc c+H+Hc c+h+hn n+H+H0 0）+h+hc c+h+hs s （Z Zt t+H+Ht t+H+H0 0）+h+hc c+h+hs s(m)(m)Z Zt t+H+Ht t+H+H0 0=Z=Zc c+H+Hc c+h+hn n

31、+H+H0 0 则有：则有：H Ht t=H=Hc c+h+hn n（Z Zt tZ Zc c）H Hc c控制点所需的最小服务水头，控制点所需的最小服务水头，m m；h hn n按最高时供水量按最高时供水量Q Qh h计算的从水塔到控制点的管网水头损失，计算的从水塔到控制点的管网水头损失，m m；Z Zt t设置水塔处的地面标高，设置水塔处的地面标高，m m；Z Zc c管网控制点管网控制点C C的地面标高，的地面标高，m m；2023-2-16Free template from brainybetty30水塔高度确定水塔高度确定 建造水塔处的地面标高建造水塔处的地面标高Z Zt t越高，

32、则水塔高度越高，则水塔高度H Ht t越低，越低，这就是水塔建在高地的原因。这就是水塔建在高地的原因。H Ht t=H=Hc c+h+hn n（Z Zt tZ Zc c）离二级泵站越远地形越高的城市，（离二级泵站越远，离二级泵站越远地形越高的城市，（离二级泵站越远，水塔宜靠近管网，从而降低水塔宜靠近管网，从而降低h hn n ，进而降低，进而降低H Ht t ；地形；地形越高越高Z Zc c 越大，则越大，则H Ht t 越大，为降低越大，为降低H Ht t ，应使水塔靠近，应使水塔靠近管网，使管网，使Z Zt t 接近接近Z Zc c ，从而降低，从而降低H Ht t ）水塔可能建在管）水塔

33、可能建在管网末端而形成对置水塔的管网系统。这种系统的给水网末端而形成对置水塔的管网系统。这种系统的给水情况比较持殊，在最高用水量时，管网用水由泵站和情况比较持殊，在最高用水量时，管网用水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。求对置水塔管网系统中的水塔高界线上，水压最低。求对置水塔管网系统中的水塔高度时，度时，h hn n是指水塔到分界线处的水头损失是指水塔到分界线处的水头损失H Hc c和和Z Z c c分别指水压最低点的服务水头和地形标高。这里，水分别指水压最低点的服务水头和地形标高。这里，水头损失和水压最低点的确定必须通过管网计算。头损失和水压最低点的确定必须通过管网计算。