【正文】 水泵揚(yáng)程可按無水塔管網(wǎng)的計(jì)算公式（式57）進(jìn)行計(jì)算，水塔高度的計(jì)算公式可按網(wǎng)前水塔的計(jì)算公式（式59）進(jìn)行計(jì)算。網(wǎng)前（前置）水塔的水壓線見圖55，由圖中的水壓關(guān)系，最高用水時(shí)的水壓平衡關(guān)系為： （58）式中 －設(shè)置水塔處的地形標(biāo)高，m；－水塔高度，m； －控制點(diǎn)處的地形標(biāo)高，m；－控制點(diǎn)要求的自由水壓，m； 一按最高時(shí)用水量計(jì)算的從水塔至控制點(diǎn)之間管路的水頭損失，m。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。正確地分析確定系統(tǒng)的控制點(diǎn)非常重要，它是正確進(jìn)行給水系統(tǒng)水壓分析的關(guān)鍵。 圖53 一級(jí)泵站揚(yáng)程計(jì)算1吸水井；2一級(jí)泵站；3絮凝池二、二級(jí)泵站水泵揚(yáng)程和水塔高度的確定二級(jí)泵站水泵揚(yáng)程和水塔的高度與管網(wǎng)中是否設(shè)置水塔及水塔在管網(wǎng)中的位置有關(guān)。 （1）水柜 (或水箱) （2）塔體 （3）管道和設(shè)備（4）基礎(chǔ) 第三節(jié) 給水系統(tǒng)的水壓關(guān)系 為供給用戶足夠的生活用水或生產(chǎn)用水，給水系統(tǒng)應(yīng)保證一定的水壓，通常叫做自由水壓，即從地面算起的水壓。圖52 圓形鋼筋混凝土水池 清水池個(gè)數(shù)或分格數(shù)，一般不少于兩個(gè)，并且可以單獨(dú)工作，分別檢修。如有特殊措施能保證供水要求時(shí)，亦可采用一個(gè)，但需分格或采取適當(dāng)措施，以便清洗或檢修時(shí)不間斷供水。當(dāng)有城市24小時(shí)的用水量變化的詳細(xì)資料時(shí)，清水池和水塔的調(diào)節(jié)容積可按連續(xù)相加法等方法進(jìn)行計(jì)算水塔和清水池的調(diào)節(jié)容積計(jì)算見表51。一、清水池和水塔的容積計(jì)算 清水池和水塔的調(diào)節(jié)容積的計(jì)算，通常采用兩種方法：一種是根據(jù)24h供水量和用水量變化曲線推算，一種是憑經(jīng)驗(yàn)估算。這兩種情況下的設(shè)計(jì)流量確定問題可參見前文所述。 當(dāng)管網(wǎng)中無水塔時(shí)，泵站到管網(wǎng)的輸水管和配水管網(wǎng)都應(yīng)以最高日最高時(shí)設(shè)計(jì)用水量作為設(shè)計(jì)流量。擬定時(shí)應(yīng)注意以下幾點(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，但從泵站運(yùn)轉(zhuǎn)管理的角度來說，分級(jí)數(shù)又不宜過多，一般不應(yīng)多于3～5級(jí)。這種供水方式，完全通過二級(jí)泵站的工況調(diào)節(jié)來適應(yīng)用水量的變化，使二級(jí)泵站供水曲線符合用戶用水曲線。這種情況下，二級(jí)泵站最大供水流量，應(yīng)等于最高日最高時(shí)設(shè)計(jì)用水量；為使二級(jí)泵站在任何時(shí)候既能保證安全供水，又能在高效率下經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)二級(jí)泵站時(shí)，應(yīng)根據(jù)用水量變化曲線選用多臺(tái)大小搭配的水泵（或采用改變水泵轉(zhuǎn)速的方式調(diào)節(jié)水泵裝置的工況）來適應(yīng)用水量變化。取用地下水若僅需在進(jìn)入管網(wǎng)前消毒而無需其他處理時(shí)，一級(jí)泵站可直接將井水輸入管網(wǎng)，但為提高水泵的效率和延長井的使用年限，一般先將水輸送到地面水池，再經(jīng)二級(jí)泵站將水池水輸入管網(wǎng)。原因是：①從水廠運(yùn)行角度，流量穩(wěn)定，有利于水處理構(gòu)筑物穩(wěn)定運(yùn)行和管理；②從工程造價(jià)角度，每日均勻工作，平均每小時(shí)的流量將會(huì)比最高時(shí)流量有較大的降低，同時(shí)又能滿足最高日供水要求，這樣，取水和水處理系統(tǒng)的各項(xiàng)構(gòu)筑物尺寸、設(shè)備容量及連接管直徑等都可以最大限度地縮小，從而降低工程造價(jià)。因此，需從整體上對(duì)給水系統(tǒng)各組成部分的工作特點(diǎn)和它們在流量、壓力方面的關(guān)系進(jìn)行分析，以便確定各構(gòu)筑物、管道和設(shè)備的設(shè)計(jì)或運(yùn)行參數(shù)。 因此，設(shè)計(jì)年限內(nèi)城鎮(zhèn)最高日設(shè)計(jì)用水量為: (m3/d) （411）二、最高日平均時(shí)和最高時(shí)用水量計(jì)算：(m3/d) （412）： (m3/d) （413） 或 (L/s) （414）式中 －時(shí)變化系數(shù)；－最高日設(shè)計(jì)用水量，m3/d。 (m3/d) （410）式中 －城市澆灑道路用水量定額，L/(m2班)； －各工業(yè)企業(yè)車間最高日職工生活用水總?cè)藬?shù)，cap； －各工業(yè)企業(yè)車間最高日職工淋浴用水總?cè)藬?shù)，cap。 一般情況下，城市應(yīng)按房屋衛(wèi)生設(shè)備類型不同，劃分不同的用水區(qū)域，以分別選用用水量定額，使計(jì)算更準(zhǔn)確。d)，參見表41； 設(shè)計(jì)期限內(nèi)規(guī)劃人口數(shù)，cap。日變化系數(shù)Kd，根據(jù)給水區(qū)的地理位置、氣候、生活習(xí)慣和室內(nèi)給水排水設(shè)施完善程度，～，可根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB50282－98）選用，二、用水量變化曲線在設(shè)計(jì)給水系統(tǒng)時(shí)，除了求出設(shè)計(jì)年限內(nèi)最高日用水量和最高日的最高一小時(shí)用水量外，還應(yīng)知道24h的用水量變化，以確定各種給水構(gòu)筑物的大小，這種用水量變化規(guī)律，通常以用水量時(shí)變化曲線表示。 在一年中，每天用水量的變化可以用日變化系數(shù)表示，即最高日用水量與平均日用水量的比值，稱為日變化系數(shù)，記作Kd，即： （41）或 （42）式中 －最高日用水量，m3/d； －全年用水量，m3/a； －平均日用水量，m3/d。 城市的未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量可按最高日用水量的15%～25％合并計(jì)算，工業(yè)企業(yè)自備水廠的上述水量可根據(jù)工藝和設(shè)備情況確定。四、其他用水 澆灑道路和綠化用水量應(yīng)根據(jù)路面種類、綠化面積、氣候和土壤等條件確定。生產(chǎn)用水量通常由企業(yè)的工藝部門提供。工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水定額通常采用以下三種表示方法：①以萬元產(chǎn)值用水量表示。工業(yè)企業(yè)職工生活及淋浴用水定額是指工業(yè)企業(yè)職工在從事生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)所消費(fèi)的生活及淋浴用水量，以L/（Cap影響生活用水定額的因素很多，如當(dāng)?shù)氐乃Y源和氣候條件、人民的生活水平、生活習(xí)慣、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)及辦法、管理水平、水質(zhì)和水壓等因素有關(guān)。前者指城市中居民的飲用、烹調(diào)、洗滌、沖廁、洗澡等日常生活用水，后者則包括娛樂場所、賓館、浴室、商業(yè)、學(xué)校和機(jī)關(guān)辦公樓等用水； （2）工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和職工生活用水； （3）消防用水； （4）澆灑道路和綠地用水等市政用水； （5）管網(wǎng)漏失水量及未預(yù)計(jì)水量。和一個(gè)90176。但在一些特殊情況下，局部水頭損失必須進(jìn)行計(jì)算。[解] 采用曼寧公式計(jì)算水頭損失，n=2，m=，計(jì)算結(jié)果見表36，如兩條DN500mm管道并聯(lián)，其等效管道直徑為：（mm）雙管并聯(lián)等效管道直徑 表36雙管并聯(lián)管道直徑（mm）20030040050060070080090010001200等效管道的直徑（mm）2593895196487789081037116712971556二、沿線均勻出流的簡化在給水管網(wǎng)中，配水管道沿線向用戶供水，設(shè)沿線用戶的用水流量為ql，向下游管道轉(zhuǎn)輸?shù)牧髁繛閝t，如圖35所示。一、串聯(lián)或并聯(lián)管道的簡化1． 串聯(lián)圖33 管道串聯(lián)示意當(dāng)兩條或兩條以上管道串聯(lián)使用時(shí)，設(shè)它們的長度和直徑分別為l1，l2，…，lN和d1，d2，…，dN。第五節(jié) 管道的水力等效簡化 為了計(jì)算方便，在給水排水管網(wǎng)水力計(jì)算過程中，經(jīng)常采用水力等效原理，將局部管網(wǎng)簡化成為一種較簡單的形式。參見附錄8設(shè)計(jì)手冊或其他有關(guān)書籍，這里不詳細(xì)介紹。水力計(jì)算圖適用于混凝土及鋼筋混凝土管道，其粗糙系數(shù) n＝（也可制成不同粗糙系數(shù)的圖表）。由于計(jì)算公式的形式很復(fù)雜，所以非滿流管渠水力計(jì)算比滿流管渠水力計(jì)算要繁雜得多，特別是在已知流量、流速等參數(shù)求其充滿度時(shí)，需要解非線性方程，手工計(jì)算非常困難。在實(shí)踐中，n值如選得偏大，即設(shè)計(jì)阻力偏大，設(shè)計(jì)流速就偏小，這樣將增加不必要的管渠斷面積，從而增加管渠造價(jià)，而且，由于實(shí)際流速大于設(shè)計(jì)流速，還可能會(huì)引起管渠沖刷。式（325）、（326）為非滿流管渠水力計(jì)算的基本公式。因?yàn)樵谧杂伤嫔细鼽c(diǎn)的壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)，其相對(duì)壓強(qiáng)為零，所以又稱為無壓流。求在水深h＝。在實(shí)際工作中可參閱有關(guān)手冊與現(xiàn)行規(guī)范。 因?yàn)?，水力半徑R在＝，其后，水力半徑相對(duì)減小，但過水?dāng)嗝鎱s在繼續(xù)增加，當(dāng)＝，A值達(dá)到最大；隨著的繼續(xù)增加，過水?dāng)嗝骐m然還在增加，但濕周增加得更多，以致水力半徑R相比之下反而降低，所以過流量有所減少。 設(shè)以分別表示滿流時(shí)的流量、流速、謝才系數(shù)、水力半徑；以分別表示不同充滿度時(shí)的流量、流速、謝才系數(shù)、水力半徑。由幾何關(guān)系可得各水力要素之間的關(guān)系為：過水?dāng)嗝婷娣e： （316）濕周： （317）水力半徑： （318）所以 （319） （320）為便于計(jì)算，表35列出不同充滿度時(shí)圓形管道過水?dāng)嗝婷娣eA和水力半徑R的值。這是因?yàn)樗鼈兗仁撬ψ顑?yōu)斷面，又具有制作方便、受力性能好等特點(diǎn)。局部阻力系數(shù) 表34配件、附件或設(shè)施配件、附件或設(shè)施全開閘閥90176。該式適用范圍廣，是計(jì)算精度最高的公式之一，但運(yùn)算較復(fù)雜，為便于應(yīng)用，可簡化為直接計(jì)算的形式： (310)常用管渠材料內(nèi)壁當(dāng)量粗糙度（mm） 表32管渠材料光滑平均粗糙玻璃0鋼、PVC或AC有覆蓋的鋼鍍鋅鋼管、陶土管鑄鐵管或水泥襯里預(yù)應(yīng)力混凝土管或木管鉚接鋼管36臟的污水管道或結(jié)瘤的給水主管線61530毛砌石頭或土渠60150300（4）巴甫洛夫斯基公式巴甫洛夫斯基公式適用于明渠流和非滿流管道的計(jì)算，公式為： （311）式中： 巴甫洛夫斯基公式粗糙系數(shù)，見表33。Павловский) 等公式，其中，國內(nèi)常用的是舍維列夫公式和巴甫洛夫斯基公式。目前國內(nèi)外較為廣泛使用的主要有舍維列夫（Ф在給水排水管道中，由于管道長度較大，沿程水頭損失一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于局部水頭損失，所以在進(jìn)行管道水力計(jì)算時(shí)，一般忽略局部水頭損失，或?qū)⒕植孔枇D(zhuǎn)換成等效長度的管道沿程水頭損失進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)流體受固定邊界限制做均勻流動(dòng)（如斷面大小，流動(dòng)方向沿流程不變的流動(dòng)）時(shí)，流動(dòng)阻力中只有沿程不變的切應(yīng)力，稱沿程阻力。流體在流動(dòng)過程中，三種形式的水頭 (機(jī)械能)總是處于不斷轉(zhuǎn)換之中。五、水流的水頭和水頭損失水頭是指單位重量的流體所具有的機(jī)械能，一般用符號(hào)或表示，常用單位為米水柱 (mH2O)，簡寫為米 (m)。從總體上看，給水排水管道中的水流不但多為非恒定流，且常為非均勻流，即水流參數(shù)往往隨時(shí)間和空間變化。二、有壓流與無壓流 水體沿流程整個(gè)周界與固體壁面接觸，而無自由液面，這種流動(dòng)稱為有壓流或壓力流。7．排洪溝的設(shè)置。道路交叉口雨水口的布置見圖29所示。3．合理布置雨水口，保證路面雨水順暢排除。道路邊溝最好低于相鄰街區(qū)地面標(biāo)高，盡量利用道路兩側(cè)邊溝排除地面徑流。若各種管線布置時(shí)發(fā)生沖突，處理的原則是：未建讓已建的，臨時(shí)性管讓永久性管，小管讓大管，有壓管讓無壓管，可彎管讓不可彎管。低邊式布置；周邊式；穿坊式布置。3．污水管道的布置與定線污水管道平面布置，一般按主干管、干管、支管的順序進(jìn)行。(2)出水口不應(yīng)設(shè)回水區(qū)，以防回水區(qū)的污染。在干管的高處應(yīng)裝設(shè)排氣閥，在管線低處和兩閥門之間的低處，應(yīng)裝設(shè)泄水管。干管的間距，一般為500～800m左右，連接管之間的間距一般在800～1000m左右。給水管網(wǎng)的規(guī)劃布置主要受給水區(qū)域下列因素影響：地形起伏情況；天然或人為障礙物及其位置；街道情況及其用戶的分布情況，尤其是大用戶的位置；水源、水塔、水池的位置等。，利率為i%，設(shè)在n年內(nèi)各年平均分?jǐn)傎Y金現(xiàn)金A，則各年分?jǐn)傎Y金現(xiàn)值的計(jì)算方法如下： 第一年： 第二年： （24） … … 第n年：為保證資金現(xiàn)值P得到回收，則有： (25) 亦即： （26）式中 θ——資金回收系數(shù)，表示資金現(xiàn)金在n年內(nèi)每年平均分?jǐn)偟姆蓊~。其分析方法有靜態(tài)分析法和動(dòng)態(tài)分析法兩種。（6）水文、地質(zhì)資料的調(diào)查：水體分布、河流流量、流向、水位、潮汐、地下水位、水源的水質(zhì)、水體環(huán)境現(xiàn)狀及綜合利用規(guī)劃，以及土質(zhì)、冰凍深度、土壤承