張永舉 張勇

摘要： 清水池是給水處理廠出水儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)的重要構(gòu)筑物，清水池的有效容積大小直接關(guān)系到用水的安全可靠，而其計(jì)算方法多種多樣，目前清水池調(diào)節(jié)容積的計(jì)算方法主要有：流量累加法、最大連續(xù)時(shí)法、相交面積法。通過實(shí)例計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)：最大連續(xù)時(shí)法完全符合流量調(diào)節(jié)基本原理，并且計(jì)算簡(jiǎn)單方便。

關(guān)鍵詞： 清水池調(diào)節(jié)容積二級(jí)泵站用水量

清水池是給水排水系統(tǒng)中主要的水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物之一，其調(diào)節(jié)的是水廠處理水量與二級(jí)泵站供水量之差，清水池的有效容積包括四部分：調(diào)節(jié)容積、消防貯水量、水廠自用水量（主要用于水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水）、安全儲(chǔ)量。按照《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》7.5.1規(guī)定：凈水廠清水池的有效容積，當(dāng)管網(wǎng)無調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，在缺乏資料情況下，可按水廠最高日設(shè)計(jì)水量的10%～20%確定。當(dāng)有詳細(xì)的產(chǎn)水和用水資料時(shí)，清水池調(diào)節(jié)容積的計(jì)算方法主要有：流量累加法、最大連續(xù)時(shí)法、相交面積法，不同的計(jì)算方法計(jì)算結(jié)果稍有不同。而每種方法根據(jù)管網(wǎng)中是否有水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物又分為兩種情況。

以某城鎮(zhèn)24小時(shí)用水量為例，已知該城鎮(zhèn)水廠最高總用水量為111600m3/d，每小時(shí)用水量如表1所示：

一、流量累加法

根據(jù)已知條件，最高日平均時(shí)用水量為111600÷24=4650m3/h。

情況一，管網(wǎng)中無水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，二級(jí)泵站的每小時(shí)供水量等于用戶用水量，假設(shè)從0點(diǎn)開始，清水池中的調(diào)節(jié)水量為0，到0—1時(shí)段末，清水池中的水量增加至4650-1900=2750m3，到1—2時(shí)段末，清水池中的水量為：2750+（4650-1800）=5600m3，以此類推，0—24時(shí)各時(shí)段末清水池中調(diào)節(jié)水量情況為：2750、5600、8550、11500、14300、17100、18550、18100、17150、17600、16050、14500、11250、9200、7450、5600、3550、1100、-3250、-7200、-7750、-5300、-2650、0。因此，清水池調(diào)節(jié)水量為18550-（-7750）=26300m3。

情況二，管網(wǎng)中有水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，二級(jí)泵站可分級(jí)供水，假設(shè)二級(jí)泵站的供水曲線如圖1中（2）線所示，即一級(jí)供水量為2020m3/h，二級(jí)供水量為6528.6m3/h。

注：（1）線為用水量變化曲線，（2）線為二級(jí)泵站分級(jí)供水曲線，（3）線為平均時(shí)用水量曲線。

清水池從0時(shí)—24時(shí)每時(shí)段末的調(diào)節(jié)水量為：2630、5260、7890、10520、13150、15780、18410、16532、14654、12775、10896、9018、7140、5261、3383、1504、-375、-2253、-4132、-6011、-7890、-5260、-2630、0。因此，清水池調(diào)節(jié)水量為18410-（-7890）=26300m3。

二、最大連續(xù)時(shí)法

所謂最大連續(xù)時(shí)法，是指找到清水池中進(jìn)水量大于出水量的最大連續(xù)時(shí)間段，將該時(shí)段內(nèi)流量疊加，即為清水池調(diào)節(jié)容積。

情況一，管網(wǎng)中無水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，以表1數(shù)據(jù)為例，最大連續(xù)時(shí)段為21時(shí)至次日凌晨7時(shí)，所以清水池調(diào)節(jié)容積為：

（4650-1900）+（4650-1800）+（4650-1700）+（4650-1700）+（4650-1800）+（4650-1900）+（4650-3200）+（4650-2200）+（4650-2000）+（4650-2000）=26300m3。

情況二，管網(wǎng)中有水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，二級(jí)泵站按照?qǐng)D1中（2）線運(yùn)行，最大連續(xù)時(shí)段為21時(shí)至次日凌晨7時(shí)，所以清水池調(diào)節(jié)容積為：

（4650-2020）×10=26300m3。

三、相交面積法

所謂相交面積法，是根據(jù)用水量變化曲線，將平均時(shí)用水量曲線高于每小時(shí)用水曲線的部分面積和作為清水池調(diào)節(jié)容積。

情況一，管網(wǎng)中無水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，以表1數(shù)據(jù)為例，清水池調(diào)節(jié)容積為圖1中（3）線高于（1）所包含面積，或（3）線低于（1）所包含面積，即：

清水池調(diào)節(jié)容積=（4650-1900）+（4650-1800）+（4650-1700）+（4650-1700）+（4650-1800）+（4650-1900）+（4650-3200）+（4650-2200）+（4650-2000）+（4650-2000）+（4650-4200）=26750m3。

情況二，當(dāng)管網(wǎng)中無水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，清水池調(diào)節(jié)容積為圖1中（2）線與（3）線包圍的面積，即清水池調(diào)節(jié)容積為：（4650-2020）×10=26300m3。

四、結(jié)果分析

1.從計(jì)算的難易程度上看，相交面積法與最大連續(xù)時(shí)法優(yōu)于流量累加法；

2.從計(jì)算結(jié)果看，相交面積法計(jì)算結(jié)果略大于其他方法，其原因是在計(jì)算過程中僅僅考慮了流量的增加項(xiàng)，沒有考慮流量的連續(xù)性變化。

3.從計(jì)算原理上看，流量累加法和最大連續(xù)時(shí)法更符合流量調(diào)節(jié)基本原理。

由此可見，計(jì)算清水池調(diào)節(jié)容積的方法優(yōu)先選擇最大連續(xù)時(shí)法。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)煦世，范瑾初主編.給水工程（第四版）.中國建筑工業(yè)出版社，1999.12，16-18.

[2]嚴(yán)煦世，劉遂慶主編.給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)（第二版）.中國建筑工業(yè)出版社，2008.8，118-122.

[3]付婉霞主編.全國勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)公用設(shè)備工程師給水排水專業(yè)真題分析.華中科技大學(xué)出版社，2008.6，4-5.

[4]室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50013-2006）.