储水构筑物容积的计算
储水构筑物主要指的是清水池和水塔,它们在给水系统中主要起到调节流量的作用, 同时还兼有储存水量并且保证氯消毒接触时间的作用。
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。 清水池的调节容积,由一级、二级泵站供水量曲线确定;水塔容积由二级泵站供水线和用水量曲线确定。如果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。大中城市的用水量比较均匀.通常用水栗调节流量,多数可不设水塔。当一级泵站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减小。但是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。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,但清水池的容积将增加。
水塔和清水池调节调节容积的计算.通常采用两种方法:一种是根据24h供水量和用水量变化曲线推算,一种是凭经验估算。前者需要知道城镇24h的用水量变化规律,并在此基础上拟定泵站的供水线。二级泵站供水线按用水量变化情况,采用2. 78% (20时至5时) 和5% (5时至20时)两级供水,如表3-1中第(3)项所示。二级泵站供水比一级供水减小水塔调节容积,节省造价。
表3-1     水塔和清水池调节容量计算表       单位:%
时间  (时) 用水量 二级泵站供水量 一级泵站供水量 清水池调节容积 水塔调节容积
无水塔时 有水塔时
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
0-1 1.70 2.78 4.17 -2.47 -1.39 -1.08
1-2 1.67 2.78 4.17 -2.50 -1.39 -1.11
2-3 1.63 2.78 4.16 -2.53 -1.38 -1.15
3-4 1.63 2.78 4.17 -2.54 -1.39 -1.15
4-5 2.56 2.77 4.17 -1.61 -1.40 -0.21
5-6 4.35 5.00 4.16 0.19 0.84 -0.65
6-7 5.14 5.00 4.17 0.97 0.83 0.14
7-8 5.64 5.00 4.17 1.47 0.83 0.64
8-9 6.00 5.00 4.16 1.84 0.84 1.00
9-10 5.84 5.00 4.17 1.67 0.83 0.84
10-11 5.07 5.00 4.17 0.90 0.83 0.07
11-12 5.15 5.00 4.16 0.99 0.84 0.15
12-13 5.15 5.00 4.17 0.98 0.83 0.15
13-14 5.15 5.00 4.17 0.98 0.83 0.15
14-15 5.27 5.00 4.16 1.11 0.84 0.27
15-16 5.52 5.00 4.17 1.35 0.83 0.52
16-17 5.75 5.00 4.17 1.58 0.83 0.75
17-18 5.83 5.00 4.16 1.67 0.84 0.83
18-19 5.62 5.00 4.17 1.45 0.83 0.62
19-20 4.80 5.00 4.17 0.63 0.83 -0.20
20-21 3.39 2.77 4.16 -0.77 -1.39 0.62
21-22 2.69 2.78 4.17 -1.48 -1.39 -0.20
22-23 2.58 2.78 4.17 -1.59 -1.39 0.62
23-24 1.87 2.78 4.16 -2.29 -1.38 -0.09
累计 100.00 100.00 100.00 17.78 12.50 6.55

水塔和清水池的调节容积计算如表3-1所示。表中第(2)项参照附近类似城市的用水量变化得出,第(4)项为假定一级泵站24h均匀供水。第(5)项为第(2)项减第 (4)项之差。第 (6)项为第(3)项减第(4)项之差。第(7)项为第(2)项减第(3) 项之差。第(5)、第(6)、第(7)项中的累计值相同,说明储存的水量和流出的水量相等,因此由累计的正值(或负值)可确定水塔或清水池所需的调节容积,其值以最高日用水量的百分数计。例如,第(5)项累计值为17.98%,就是不设水塔时清水池应有的调节容积百分数。设最高日用水量为Qd(m³/d),则清水池的调节容积为17.98/100(m3)。
从表3-1第(5)、第(6)项看出,无水塔和有水塔时,水塔和清水池两者的总调节容积不同,无水塔时的清水池调节容积为17. 98%,有水塔时,清水池调节容积虽可减小,但水塔调节容积增加,总容积为12.50%+6.55% = 19.05%,略有增加。
在设计的过程中,如果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10%〜20%估算。供水量大的城市,因24h的用水量变化较小,可取较低百分数,以免清水池过大。至于生产用水的清水池调节容积,应按工业生产的调度、事故和消防等要求确定。清水池中除了储存调节用水以外,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:
W=W1+W2+W3+w4 (3-2)
W1-调节容积,m3
W2-消防储水量,m³,按2小时火灾延续时间计算
W3-水厂自用水量, m³,等于最高日用水量5%-10%
W4-安全储量,m³
清水池应有两只,每只容积为W的一半。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。
如表3-1所示,水塔调节容积为最高日用水量的6.55%,在最高日用水量很大的大中城市,据此百分数算出的水塔容积也很大,造价较高,这是我国许多城市不用水塔的原因之一。生活用水的水塔调节容积也可凭运转经验确定,可按最高日用水量的6%〜8% 计算,用水量大时取低值。工业用水可按生产上的要求(调度、事故和消防)确定水塔调节容积。
水塔中需储存消防用水,因此总容积等于:
 
W = W1+W2           (3-3)
式中W1-调节容积,m3;
W2-消防出水量,m³,按10min室内消防用水量计算。