第8章 分区给水系统,分区给水的技术原因：均衡管网水压，实现管网低压供水，从而减少漏失水量并避免管道及附件的损坏 分区给水的经济原因：降低供水能量费用 给水区很大、地形高差显著、或远距离输水时，都有可能考虑分区给水问题 分区的形式：并联分区和串联分区8.1 概述,分区给水,分区给水是根据城市地形特点将整个给水系统分成几区，每区有独立的泵站和管网各区之间用应急管道连通，以保证供水可靠和调度灵活8.1 概述,并联分区,泵站共用,由低压水泵和高压水泵分别向高区和低区供水 管理方便,安全性高 输水管道较长，造价增加；高区靠近水源处的压力大，需耐高压管材给水区地形起伏、高差很大时采用,8.1 概述,泵站分建，高区水泵从低区末端的贮水池取水 进入贮水池前的自由水头被浪费，贮水池容积较大，安全性较差串联分区,城区面积大、管线延伸长，水头损失过大的情况采用,8.1 概述,重力输水管分区,防止水管承受压力过高时,分段建造水池，以降低管网的水压，保证工作正常管网中最高水压,8.2 分区给水的能量分析,受管材和接口的限制,水压最好不超过490~590 kPa (50~60 mH2O) 地形高差ΔZ大，供水距离长，导致供水最高水压过大。
从控制点起，管网的水压逐步高于实际所需的水压(Δh)，多余的水压造成能量浪费 实行分区给水，可减小水压，降低能量浪费8.2 分区给水的能量分析,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,5,3,4,2,1,h4-5,h3-4,h2-3,h1-2,Z1,Z2,Z3,Z4,ΔH2,ΔH3,ΔH4,,H,q1,q2,q3,q4,输水管的供水能量分析,H1,H1,H1,H1,,,,,,,,,,,,q1-2,q2-3,q3-4,q4-5,,,,未分区(集中)给水时泵站供水能量,未分区给水时泵站供水能量组成,保证最小服务水头所需的能量,总能量中只有保证最小服务水头的能量E1得到有效利用 由于给水系统设计时，泵站流量和控制点水压Zi+Hi已定, 所以E1不能减小8.2 分区给水的能量分析,克服水管摩阻所需的能量,第二部分能量E2消耗于输水过程不可避免的水管摩阻 为了降低这部分能量，必须减小hij其措施是适当放大管径，所以并不是一种经济的解决办法8.2 分区给水的能量分析,未利用的能量,8.2 分区给水的能量分析,第三部分能量E3未能有效利用，属于浪费的能量，这是集中给水系统无法避免的缺点，因为泵站必须将全部流量按最远或位置最高处用户所需的水压输送。
也就是说，上述三部分能量中，只能降低E3集中(未分区)给水系统中供水能量利用的程度，可用必须消耗的能量占总能量的比例来表示，称为能量利用率：,,,从上式看出，为了提高输水能量利用率，只有设法降低E3值，这就是从经济上考虑管网分区的原因未分区给水时能量利用率,8.2 分区给水的能量分析,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,5,3,4,2,1,h4-5,h3-4,h2-3,h1-2,Z1,Z2,Z3,Z4,ΔH2,ΔH3,ΔH’4,,H’,H,q1,q2,q3,q4,H1,H2,H3,H4,,,,,,,,,,q1-2,q2-3,q3-4,q4-5,,,,,分区给水时泵站供水能量,,8.2 分区给水的能量分析,在节点3处设加泵站，将输水管分成两区，泵站5只须满足节点3处的最小服务水头当一条输水管的管径和流量相同时，即沿线无流量分出时，分区后非但不能降低能量费用，甚至基建和设备费反而增加，管理也趋于复杂 只有在输水距离远、管内的水压过高，才考虑分区8.2 分区给水的能量分析,,,,,,,,,,,,,,,管网的供水能量分析系统,I,Ⅱ,,,,泵站,ΔZ,H,Σh,Hp,假定给水区地形从泵站起均匀升高，全区用水量均匀，要求的最小服务水头相同。
设管网的总水头损失为∑h,泵站吸水井水面和控制点地面高差为△Z泵站流量：Q 扬程： Hp=△Z+H+∑h,未分区时,8.2 分区给水的能量分析,,,,,8.2 分区给水的能量分析,,,,,,,,,,,,,,,,,,,I,Ⅱ,,,,,,泵站,ΔZ,ΔZ/2,H,Σh,Σh/2,ΔZ/2,,HⅡ,HⅠ,Hp,等分为两区时,,第一区水泵扬程 HI=△Z/2+H+∑h/2 省略H得： HI=△Z/2+∑h/2 第二区水泵扬程 第二区泵站能利用第一区水压H时， HII+H= △Z/2+H+∑h/2 则 HII=△Z/2+∑h/2,8.2 分区给水的能量分析,,,,,,,,,,,,,,,,E1,E3,E2,Q,Hp,Σh,ΔZ+H,管网分区供水能量分析图,剩余部分即为未利用能量,,等分成两区所节约的能量,E=QHp,E1=(△Z+H)Q/2,保证最小服务水头所需能量,克服水管摩阻所需的能量,E2= (Q/2)∑h,E3=(△ Z+H+∑h)Q/2,分成相等的两区时，可使浪费的能量减到最少△ E3,8.2 分区给水的能量分析,串联分为n区,各区的流量从供水水源到最远控制点起，由Q逐步减小到Q/n。
各区的水泵扬程为Hp/n供水能量,8.2 分区给水的能量分析,并联分为n区,各区的流量为Q/n 各区的水泵扬程从最远控制点到供水水源，由Hp逐步减小到Hp /n,供水能量,由上述两式可知，无论串联分区或并联分区，分区后可以节省的供水能量相同 一般按节约能量的多少来划定分区界线 因为管网、泵站和水池的造价不大受到分界线位置变动的影响，所以考虑是否分区以及选择分区形式时，应根据地形、水源位置、用水量分布等具体条件，拟定若干方案，进行比较 串联或并联分区所节约的能量相近 并联分区增加了输水管长度，串联分区增加了泵站，因此两种布置方式的造价和管理费用并不相同8.2 分区给水的能量分析,8.3 分区给水系统的设计,为使管网水压不超出水管所能承受的压力，以及减少无形的能量浪费，可采用分区给水 管网分区后，将增加管网系统的造价，因此须进行技术上和经济上的比较 如：所节约的能量费用多于所增加的造价，则可考虑分区给水 在分区给水系统中，可以采用高地水池或水塔作为水量调节设备容量相同时，高地水池的造价比水塔便宜城市狭长发展时：采用并联分区较宜，因增加的输水管长度不多，可是高、低两区的泵站可以集中管理；如图a所示。
8.3 分区给水系统的设计,分区的形式,城市地形的影响,城市垂直于等高线方向延伸时：采用串联分区更为适宜，如图b所示水厂靠近高区时：采用并联分区较宜，如图a所示 水厂远离高区时：采用串联分区更为适宜，以免到高区的输水管过长，增加造价，如图b所示8.3 分区给水系统的设计,水厂位置的影响,。