城镇给水系统的水压关系

为供给用户足够的生活用水或生产用水，给水系统应保证一定的水压，通常称为自由水压，即从地面算起的水压。城市给水管网需保持最小的自由水压为：1层10m，2层12m，2层以上每层增加4m。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，不应作为管网水压控制的条件。为满足这类建筑物的用水，可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压的构筑物，因此需了解水泵扬程和水塔（或高地水池）高度的确定方法，以满足设计的水压要求。

1.一级泵站水泵扬程确定

水泵扬程Hp等于静扬程和水头损失之和：

静扬程H0需根据抽水条件确定。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（一般为絮凝池）最高水位的高程差。在工业企业的循环给水系统中，水从冷却池（或冷却塔）的集水井直接送到车间的冷却设备，这时静扬程等于车间所需水头（车间地面标高加所需服务水压）与集水井最低水位的高程差。

水头损失∑h包括水泵吸水管、压水管和泵站连接管线的水头损失。

所以一级泵站的扬程如图2.11所示：

式中 H0——静扬程，m；

hs——由最高日平均时供水量加水厂自用水量确定的吸水管路水头损失，m；

hd——由最高日平均时供水量加水厂自用水量确定的压水管和泵站到絮凝池管线中的水头损失，m。

2.二级泵站水泵扬程确定

图2.11　一级泵站扬程计算

1—吸水井；2—一级泵站；3—絮凝池

二级泵站是从清水池取水直接送向用户或先送入水塔，而后流进用户。大中城市一般不设水塔，无水塔的管网（图2.12）由泵站直接输水到用户时，静扬程等于清水池最低水位与管网控制点所需水压标高的高程差。所谓的控制点是指整个给水系统中水压最不容易满足的地点（又称最不利点），用以控制整个供水系统的水压，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，整个管网就不会存在低水压区。该点对供水系统起点（泵站或水塔）到最小服务水头的要求，整个管网就不会存在低水压区。该点对供水系统起点（泵站或水塔）的供水压力要求最高，这一特征是判断某点是不是控制点的基本准则。正确地分析确定系统的控制点非常重要，它是正确进行给水系统水压分析的关键。一般情况下，控制点通常在系统的下列地点：地形最高点；距离供水起点最远点；要求自由水压最高点。

图2.12　无水塔管网的水压线(www.xing528.com)

1—最小用水时；2—最高用水时

当然，若系统中某一地点能同时满足上述条件，这一地点一定是控制点，但实际工程中，往往不是这样，多数情况下只具备其中的一个或两个条件，这时需选出几个可能的地点通过分析比较才能确定。另外，选择控制点时，应排除个别对水压要求很高的特殊用户（如高层建筑、工厂等），这些用户对水压的要求应自行加压解决，对于同一管网系统，各种工况（最高时、消防时、最不利管段损坏时、最大转输时等）的控制点往往不是同一地点，需根据具体情况正确选定。

水头损失包括吸水管、压水管、输水管和管网等水头损失之和。故无水塔时二级泵站扬程为

式中 Zc——管网控制点c的地面标高和清水池最低水位的高程差，m；

Hc——控制点所需的最小服务水头，m；

hs——吸水管中的水头损失，m；

hc、hn——输水管和管网中水头损失，m。

hs、hc和hn都应按水泵最高时供水量计算。

3.水塔高度的确定

水塔靠重力作用将所需的流量压送到各用户。随着供水方式的改进，水塔已经很少使用，但是一些小乡镇和工业企业可考虑设置水塔，既可缩短水泵工作时间，又可保证恒定的水压。水塔在管网中的位置，可靠近水厂、位于管网中或靠近管网末端。不管哪类水塔，水塔高度（单位m）是指水柜底面或最低水位离底面的高度，按式（2.22）计算：

式中 Ht——水塔高度，m；

Hc——控制点要求的自由水压，m；

∑h′——按最高时用水量计算的从水塔至控制点之间管路的水头损失，m；

Zt——水塔处的地形标高，m；

Zc——控制点处的地形标高，m。