關(guān)于清水池調(diào)節(jié)容積計算方法的探討

張永舉 張勇

摘要： 清水池是給水處理廠出水儲存和調(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，而其計算方法多種多樣，目前清水池調(diào)節(jié)容積的計算方法主要有：流量累加法、最大連續(xù)時法、相交面積法。通過實例計算分析發(fā)現(xiàn)：最大連續(xù)時法完全符合流量調(diào)節(jié)基本原理，并且計算簡單方便。

關(guān)鍵詞： 清水池調(diào)節(jié)容積二級泵站用水量

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）、安全儲量。按照《室外給水設(shè)計規(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，在缺乏資料情況下，可按水廠最高日設(shè)計水量的10%～20%確定。當(dāng)有詳細(xì)的產(chǎn)水和用水資料時，清水池調(diào)節(jié)容積的計算方法主要有：流量累加法、最大連續(xù)時法、相交面積法，不同的計算方法計算結(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，二級泵站的每小時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時段末，清水池中的水量增加至4650-1900=2750m3，到1—2時段末，清水池中的水量為：2750+（4650-1800）=5600m3，以此類推，0—24時各時段末清水池中調(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，二級泵站可分級供水，假設(shè)二級泵站的供水曲線如圖1中（2）線所示，即一級供水量為2020m3/h，二級供水量為6528.6m3/h。

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

清水池從0時—24時每時段末的調(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)時法

所謂最大連續(xù)時法，是指找到清水池中進(jìn)水量大于出水量的最大連續(xù)時間段，將該時段內(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，以表1數(shù)據(jù)為例，最大連續(xù)時段為21時至次日凌晨7時，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，二級泵站按照圖1中（2）線運(yùn)行，最大連續(xù)時段為21時至次日凌晨7時，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，將平均時用水量曲線高于每小時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，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，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.從計算的難易程度上看，相交面積法與最大連續(xù)時法優(yōu)于流量累加法；

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

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

由此可見，計算清水池調(diào)節(jié)容積的方法優(yōu)先選擇最大連續(xù)時法。

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