给水管网管网计算

在管网的线路布置完成后，要求通过计算确定各管段的管径、泵站扬程和扬水量以及水塔或水池的高程和容量等。管网计算中首先是用水量的分析和管道流量的分配，然后是管径的确定和水压的计算。计算不仅是一个水力学问题(见水流阻力和水头损失)，而且是一个经济问题。管径小些，造价低了，但水头损失大了，要求的水压高了，泵站的电耗和运行费用也就高了。这里就有一个最优方案问题。

环状管网的水压计算比枝状管网复杂，需要采用平差方法。按照水力学原理，每个管环的水头损失代数和应等于零;如果不等于零,要调正分配给管段的水量,一再复算，直至符合要求。因不准管环水头损失的代数和出现差额，故称管网平差。

在运用电子计算机和数学模型之后，管网计算已经推进到以前难于问津的优化设计。

给水管网的干管呈枝状或环状布置(见图)。如果把枝状管网的末端用水管接通，就转变为环状管网。环状管网的供水条件好，但造价较高。小城镇和小型工业企业一般采用枝状管网。大中型城市、大工业区和供水要求高的工业企业内部，多采用环状管网布置。设计时必须进行技术和经济评价，得出最合理的方案。

近代大型给水系统常有多个水源，有利于保证水量、水压，并且供水既经济又可靠。随着社会的发展，用水量在不断增加，而优质水源却由于污染而减少，于是出现了分质供水的管网，即用不同的管网供应不同水质的水。

管网布置实质上是整个给水系统规划的一部分，合理与否涉及整个工程的效益。给水管网可以建立数学模型，充分运用数学分析方法和计算机技术来求得最优方案。

小型给水管网或大型给水管网的边缘地区，用水总量虽少，但流量变化较大，设置调节构筑物可降低管网造价和运行费用。再者，大型管网的水头损失很大，致使管网起端和末端的压力相差悬殊，如在管网中适当地点设置增压泵站，可以减小泵站前管网的压力，降低输水能耗和费用，并改善管网运行条件。此外，在地面高程相差甚大的丘陵地区或山区，为均衡管网的水压，常按地形高低分区供水。低区管网和高区管网可以串联，在前者末端设置增压泵站以供应后者;也可以并联，同时从供水点向低区和高区管网供水。

常用的给水管材料有铸铁管 、钢管和预应力混凝土管。小口径可用白铁管和塑料管。金属管要注意防腐蚀，铸铁管常用水泥砂浆涂衬内壁。

从供水点(水源地或给水处理厂)到管网的管道，一般不直接向用户供水，起输水作用，称输水管。管网中同时起输水和配水作用的管道称干管。从干管分出向用户供水的管道管径为100或150毫米，起配水作用，称支管。从干管或支管接通用户的称用户支管，管上常设水表以记录用户用水量。消火栓一般接在支管上。

给水管网中适当部位设有闸阀。当管段发生故障或检修时，可关闭适当闸阀使它从管网中隔离出来，以缩小停水范围。闸阀应按需要设置，但闸阀愈少，事故或检修时停水地区愈大。当管线有起伏，或管道架空过河时，在管道的隆起点需设排气阀，以免水流挟带的气体或检修时留在管道中的气体积聚，影响水流。在管道的低凹处常设排水阀，用以放空水管。

给水管网特别是有调节构筑物和增压泵站的管网或多水源管网，应合理调度以降低运行费用。检漏和维修对降低成本很重要。此外,为了提高供水质量,应定点连续监测管网的水压，以发现低压区，并采取必要的措施。

根据向管网供水的水源数目，统一给水管网系统可分为单水源给水管网系统和多水源给水管网系统两种形式。

(1)单水源给水管网系统:即只有一个水源地，处理过的清水经过泵站加压后进入输水管和管网，所有用户的用水来源于一个水厂清水池(清水库)，较小的给水管网系统，如企事业单位或小城镇给水管网系统，多为单水源给水管网系统，系统简单，管理方便。

(2)多水源给水管网系统:有多个水厂的清水池(清水库)作为水源的给水管网系统，清水从不同的地点经输水管进入管网，用户的用水可以来源于不同的水厂。较大的给水管网系统，如中大城市甚至跨城镇的给水管网系统，一般是多水源给水管网系统。多水源给水管网系统的特点是:调度灵活、供水安全可靠(水源之间可以互补)，就近给水，动力消耗较小;管网内水压较均匀，便于分期发展，但随着水源的增多，管理的复杂程度也相应提高。

分系统给水管网系统和统一给水管网系统一样，也可采用单水源或多水源供水。根据具体情况，分系统给水管网系统又可分为:分区给水管网系统、分压给水管网系统和分质给水管网系统。

(1)分区给水管网系统

管网分区的方法有两种:一种是城镇地形较平坦，功能分区较明显或自然分隔而分区，如图1-7所示，城镇被河流分隔，两岸工业和居民用水分别供给，自成给水系统，随着城镇发展，再考虑将管网相互沟通，成为多水源给水系统。另一种是因地形高差较大或输水距离较长而分区，又有串联分区和并联分区两类:采用串联分区，设泵站加压(或减压措施)从某一区取水，向另一区供水;采用并联分区，不同压力要求的区域有不同泵站(或泵站中不同水泵)供水。大型管网系统可能既有串联分区又有并联分区，以便更加节约能量。

(2)分压给水管网系统:由于用户对水压的要求不同而分成两个或两个以上的系统给水。符合用户水质要求的水，由同一泵站内的不同扬程的水泵分别通过高压、低压输水管网送往不同用户。

(3)分质给水管网系统:因用户对水质的要求不同而分成两个或两个以上系统，分别供给各类用户，称为分质给水管网系统。

根据水源和供水区域地势的实际情况，可采用不同的输水方式向用户供水。

(1)重力输水管网系统

(2)水泵加压输水管网系统