清水池和水塔容积计算解析

清水池和水塔（或高地水池）统称为调节构筑物。清水池一般设置在水厂内，其作用是调节一级泵站和二级泵站供水量之间的差额。水塔（或高地水池）的作用是调节二级泵站供水量和用水量之间的差额。由于水塔造价较高，调节容积有限，故用水量较均匀的大中城市往往不设水塔，而用水泵调节流量。若城市中有合适的高地，可建造高地水池，代替水塔，降低造价。给水系统中设置调节构筑物除可调节流量外，还在一定程度上提高了给水系统供水的安全可靠性。

清水池和水塔的调节容积之间有着密切联系。当一级泵站和二级泵站每小时供水量相接近时，清水池容积较小，但水塔容积将会增大；而二级泵站每小时供水量越接近于用水量时，水塔容积越小，而清水池容积则越大。

清水池和水塔调节容积的计算，一般采用两种方法。一是根据24小时的供水量和用水量变化曲线求得；二是在缺乏用水量变化规律的资料时，凭经验数据估算。

一、根据供水量和用水量变化曲线计算调节容积

采用这种方法时，首先应根据用水量变化曲线拟定二级泵站的供水曲线，在此基础上，进行调节构筑物容积的计算。

图4-2　清水池调节容积计算简图

1-一级泵站供水曲线；2-二级泵站供水曲线

清水池调节容积计算原理参见图4-2。在图中，20时到次日5时，一级泵站供水量大于二级泵站供水量，多余的水量贮存在清水池中；而在5时到20时，一级泵站供水量小于二级泵站供水量，需取用清水池中的存水，以满足二级泵站的供水要求。但在一天之内，取用的水量应刚好等于贮存的水量，即清水池的调节容积应等于图中A部分面积或B部分面积，亦即等于累计取用的水量或累计贮存的水量。

水塔的调节容积应根据二级泵站供水曲线和用水量变化曲线确定。

清水池和水塔调节容积的计算参见表4-1。表中（2）（3）（4）项数据分别根据用水量变化曲线、二级泵站供水曲线和一级泵站供水曲线得到。（5）项为（2）、（4）项之差；（6）项为（3）、（4）项之差；（7）项为（2）、（3）项之差。将（5）、（6）及（7）项中的正值或负值分别累计相加，总值即清水池或水塔的调节容积，以最高日用水量的百分数表示。不设水塔时清水池容积为17.78%；设水塔时清水池容积为12.5%，水塔容积为6.55%，总调节容积12.5%+6.55%=19.05%，略大于不设水塔时的调节容积。是否设水塔应经过技术经济比较后确定。

表4-1　调节容积计算

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清水池中除贮存调节水量外，还应贮存消防用水和水厂内冲洗排污等生产用水，并应满足消毒的接触时间要求，因此清水池的有效容积W为

式中：W1为调节容积，m3；W2为消防用水贮存容积，m3，按火灾延续2h计算；W3为水厂生产用水贮存容积，m3，按最高日用水量的5%～10%计算；W4为安全贮量，m3。

水塔中一般贮存调节水量和消防水量，其有效容积W′为

式中：W1为调节容积，m3；W2为消防用水贮存容积，m3，按10min室内消防用水量计算。

工业用水的贮水池和水塔的有效容积，应根据调度、事故和消防等要求确定。

二、按经验确定清水池和水塔的有效容积

当缺乏用水量变化规律的资料时，可以凭经验数据确定清水池和水塔的有效容积。

当水厂外无调节构筑物时，清水池的有效容积可按最高日设计水量的10%～20%计算。在二级泵站采用分级供水时，水塔的有效容积可为最高日用水量的2.5%～6%。

对上述数据，小城市采用高值，大城市采用低值。

此外，为保证清水池检修或清洗时不间断供水，清水池的个数或分格数不得少于两个，并能单独工作和分别泄空；如有特殊措施能保证安全供水时，也可只设一个。