1、 某城市最高日用水量为15000m3/d，其各小时用水量见表1，管网中设有水塔，二级泵站分为两级供水，从前一日22点到清晨6点为一级，从6点到22点为另一级，每级供水量等于其供水时段用水量平均值。试绘制用水量变化曲线，并进行一下项目计算： 1） 时变化系数
2） 泵站和水塔设计供水流量 3）清水池和水塔调节容积
表1 某城市最高日各小时用水量 小时 用水量（m3） 小时 用水量（m3） 小时 用水量（m3） 小时 用水量m3） 0~1 303 12~13 778 6~7 804 18~19 875 1~2 293 13~14 719 7~8 826 19~20 820 2~3 313 14~15 671 8~9 782 20~21 811 3~4 314 15~16 672 9~10 681 21~22 695 4~5 396 16~17 738 10~11 705 22~23 495 5~6 465 17~18 769 11~12 716 23~24 359 【解】：水量变化曲线如图1所示 10009008007006005004003002001000051015202530
系列1图1 水量变化曲线
1） 根据 Qh=Kh*Qd /24
其中，Qh=875m3 Qd=15000m3/d 所以，时变化系数Kh=1.4
2） 日平均供水量百分数为 1/24=4.17%，最高时用水量是18~19点，为875m3, 其用水量为全天用水量的5.83%。
第一级平均用水量占全天用水量的百分数：
495?359?303?293?313?314?396?465?2.45%
15000?8 第二级平均用水量占全天用水量的百分数：
804?826?782?681?705?716?778?719?671?672?738?769?875?820?811?695?5.03%
15000?16 水泵站设计供水流量为：15000×5.03%×1000÷3600=210 L/s
水塔设计供水流量为：15000×（5.83%—5.03%）×1000÷3600=33 L/s 所以，泵站泵站设计供水流量为210 L/s，水塔设计供水流量为33 L/s。
3）清水池调节容积为计算见图2中第5、6列，Q1为第（2）项，Q2为第（3）项，第5列为调节流量Q1—Q2,第6列为调节流量累计值∑（Q1—Q2），其最大值为10.3，最小值为-3.43，则清水池调节容积为：10.3—（-3.43）=13.73（%） 水塔调节容积计算见图2中第7、8列，Q1为第（3）项，Q2为第（4）项，第7列为调节流量Q1—Q2,第8列为调节流量累计值∑（Q1—Q2），其最大值为2.15，最小值为-0.2，则清水池调节容积为：2.15—（-0.2）=2.35（%）
表2 清水池和水塔调节容积计算表 小时 给水处理供水量（%） -2 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 供水泵站供水量（%） 设置水塔 不设水塔 -3 2.45 2.45 2.45 2.45 2.45 2.45 5.02 5.03 5.02 5.03 5.02 5.03 5.02 5.03 5.03 5.02 5.03 5.03 5.02 5.03 5.02 5.02 2.45 -4 2.02 1.95 2.09 2.09 2.64 3.1 5.36 5.51 5.21 4.54 4.7 4.77 5.19 4.79 4.47 4.48 4.92 5.13 5.83 5.47 5.41 4.63 3.31 清水池调节容积计算（%） 设置水塔 (2)-(3) 1.72 1.72 1.71 1.72 1.72 1.71 -0.85 -0.86 -0.86 -0.86 -0.85 -0.87 -0.85 -0.86 -0.87 -0.85 -0.86 -0.87 -0.85 -0.86 -0.86 -0.85 1.72 ∑ 1.72 3.44 5.15 6.87 8.59 10.3 9.45 8.59 7.73 6.87 6.02 5.15 4.3 3.44 2.57 1.72 0.86 -0.01 -0.86 -1.72 -2.58 -3.43 -1.71 水塔调节容积计算（%） (3)-(4) ∑ 0.43 0.5 0.36 0.36 -0.19 -0.65 -0.34 -0.48 -0.19 0.49 0.32 0.26 -0.17 0.24 0.56 0.54 0.11 -0.1 -0.81 -0.44 -0.39 0.39 -0.86 ∑ 0.43 0.93 1.29 1.65 1.46 0.81 0.47 -0.01 -0.2 0.29 0.61 0.87 0.7 0.94 1.5 2.04 2.15 2.05 1.24 0.8 0.41 0.8 -0.06 -1 0~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8 8~9 9~10 10~11 11~12 12~13 13~14 14~15 15~16 16~17 17~18 18~19 19~20 20~21 21~22 22~23 23~24 累计 4.16 100 2.45 100 2.39 100 1.71 0 0.06 0 调节容积=13.73 调节容积=2.35 2、 接上题，城市给水管网布置如图2所示，各管段长度和配水长度见表3，各集中用户最高时用水量见表4。试进行设计用水量分配和节点设计流量计算。
清水池(1)[1]供水泵站(3)[4](5)[12](11)[3][2]水塔(2)(4)[6](6)[11][5][7](7)[8][9][10](8)(10)(9) 图2 某城市给水管网图 表3 各管段长度和配水长度 管段编号 管段长度(m) 配水长度(m) 集中用水户名称 集中用水流量(L/s) 所处位置节点编号 1 320 0 2 160 0 3 650 650 4 770 385 5 530 530 6 500 500 7 420 315 8 430 215 9 590 280 10 520 220 11 550 400 12 470 120 表4 最高时集中用水流量 火车站 12.6 2 学校 26.2 6 宾馆 6.4 6 医院 8.6 5 工厂A 7.2 8 工厂B 17.6 10 工厂C 22.5 11 【解】：按管段配水长度进行沿线流量分配，先计算比流量[L/(s·m)] Qh-?qni243.05-(12.60?26.20?6.40?8.60?7.20?17.60?22.50)Ql???0.0393L/s?lmi650?385?530?500?315?215?280?220?400?120
由上题可知：qs1=210 L/s qs2=33 L/s
各管段沿线流量分配和各节点设计流量计算见表5，例如：
Qm3?ql? lm3?0.0393 ? 650?25.54L/s
同理可得qm4、qm5、qm6、 qm7、 qm8 、qm9、 qm10 、qm11、 qm12
Qj1=qn1－qs1＋0.5(qm1)=0－210＋0.5×0=-210 L/s
Qj2=qn2－qs2＋0.5(qm2)=12.6－33＋0.5×(0)=-20.4 L/s
Qj3=qn3－qs3＋0.5(qm1+qm3+qm4)=0－0＋0.5×(0+25.54+15.13)=20.335 L/s
Qj4=qn4－qs4＋0.5(qm2+qm3+qm6+qm11)=0－0＋0.5×(0+25.54+19.65+15.72)=30.455
L/s
Qj5=qn5－qs5＋0.5(qm4+qm5+qm12)=8.6－0＋0.5×(15.13+20.83+4.72)=28.94 L/s Qj6=qn6－qs6＋0.5(qm5+qm6+qm7)=32.6－0＋0.5×(20.83+19.65+12.38)=59.03 L/s Qj7=qn7－qs7＋0.5(qm7+qm8)=0－0＋0.5×(12.38+8.45)=10.415 L/s Qj8=qn8－qs8＋0.5(qm10+qm11)=7.2－0＋0.5×(8.65+15.72)=19.385 L/s Qj9=qn9－qs9＋0.5(qm9+qm10)=0－0＋0.5×（11.00+8.65）=9.825 L/s
Qj10=qn10－qs10＋0.5(qm8+qm9)=17.6－0＋0.5×（8.45+11.00）=27.325 L/s Qj11=qn11－qs11＋0.5(qm12)=22.5－0＋0.5×4.72=24.86 L/s、
表5 最高时管段沿线流量分配和节点设计流量计算 节点设计流量计算（L/s) 管段或者管段配水管段沿线节点编号 长度（m) 流量（L/s) 集中流量 沿线流量 供水流量 节点流量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合计 0 0 650 385 530 500 315 215 280 220 400 120 3615 0 0 25.54 15.13 20.83 19.65 12.38 8.45 11 8.65 15.72 4.72 142.06 12.6 8.6 32.6 7.2 17.6 22.5 78.6 0 0 20.34 30.45 20.34 26.43 10.42 12.19 9.83 9.73 2.36 0 142.06 210 33 243 -210 -20.4 20.34 30.45 28.94 59.03 10.42 19.39 9.83 27.33 24.86 0.16 3、 接上题，进行管段设计流量分配和管段直径设计。 【解】：1）管段设计流量分配
节点设计流量已经在上题中计算得出。观察管网图形，可以看出，有两条主要供水方向，一条从泵站节点（1）出发，经过管段[1]、[4]、[12]通向节点（11），
另一条也是从供水泵站节点（1）出发，经过[1]、[6]、[8]通向水塔节点（10），先在图中将这两条线路标出来。
首先应确定枝线管段的设计流量，它们可以根据节点流量连续性方程，用逆树递推法计算。然后，从节点（3）出发，分配环状管网设计流量，[3]和[4]管段均属于主要供水方向，因此两者可分配相同的设计流量。管段[11]虽为垂直主要供水方向的管段，但其设计流量不能太小，必须考虑到主要供水方向上管段[6]发生事故时，流量必须从该管段绕过。另外，[8]和[9]共同承担（10）节点供水，如果其设计流量太大，必然造成管段[8]、[9]逆向流动。 管段设计流量分配结果如图3。
清水池210[1](3)20.3494.83[4]94.83(5)[12]24.86(11)24.86(1)-210供水泵站28.9441.03[5][3](4)30.45[2]20.4水塔(2)-20.4[6]42.75[7](6)24.7559.0314.33(7)10.42[8]42.22[11][9][10](8)19.3922.8313.0027.33(10)(9)9.83图3 管段设计流量分配结果
2）管段直径设计
管段经济流速采用表6第3列，其中[1]、[3]、[4]由于涉及流量较大，采用较高的经济流速。管段[11]虽然流量不大，但它是和主要供水方向垂直，对电费影响较小，所以也采用较高的经济流速。[5]、[6]管段设计流量中等，采用中等经济流速，[9]管段设计流量很小，采用较小的经济流速，管段[1]、[2]为输水管，为了提高供水可靠性，采用并行双管，根据经济流量计算出管径后，按邻近原则选取标准管径，见表6中第5列。 表6 管段直径设计表 管段或者节点编号 1 管段的设计流量（L/s) 210 经济流速（m/s) 1 计算管径（mm) 520.55 设计管径(mm) 500*2
给排水作业
