配水系统

配水系统包括管网（总管和支管）、水塔、加压站、消防栓和控制阀等。水的净化设备是按最高日用水量的要求设计建造的，而实际用水量时刻波动很大，在较大的城市仅依靠水厂的清水池调节水量是不够的，必须在适中地点另建水塔或地下储水库。高压泵、水塔和加压站则是调节水压的，在管网中水流动的动力主要靠水压，亦称水头。管道越长，管道内径越细小，管道内壁表面越粗糙，水头损失则越大，然而管道的耐压程度则视管道材料的坚固性而不同。因此，在较大的城市中，一般应根据城市各个不同地段的用水量，增设水塔或在水压不足之处增设加压站。在大城市中不仅应建造一定数量的加压站，有时还应同时在附近建造地上或地下储水库，以调剂水量。管网必须根据城镇各个地段的用水量和水压的不同要求分段设计，综合平衡，以求得最经济有效的供水系统。由于各地段的供水要求不同，为使各地段的管网相互沟通，互补给水量，更由于管网系统的建筑费用，在整个给水系统中，占相当大的比例，故必须精心设计，核算，以获得最大的经济效益。
配水管网的布置形式，可分为枝状和环状两种，枝状管网是根据城市的主要街道，各安装总管，连通主要街道的支路，按枝状再各安装支管，环状管网则将各条主要街道上总管的某些支管相连接，就能使管网中的供水量互相补给。当然枝状管网系统的建筑投资较低，但在支管末梢处，由于水的停滞，管内有沉淀物积聚的可能，另外枝状管网系统在水质消毒余氯不足时，管网末梢处细菌可能繁殖，使水质恶化。特别是总管发生故障需加修理时，该处以下供水地区，都必须停水。而环状管网系统，在这些方面则优越得多。至于大都市增加了多种影响因素，情况复杂得多，管网设计也就较复杂。近年来计算机的广泛应用，为配水管网系统的设计和对旧配水系统的评价提供了数学模式。可将供水量、水泵能量、水池、水塔容量、管网输水能量、管道压力梯度等因素全部进入电算机模式，从而能迅速得出期望的各种答案，如配水管网系统在不同条件下的供水能力和经济效益；旧配水管网系统某一部分如水泵或水库失灵，应如何调剂； 对旧配水系统提出新的供水要求的可能性； 以及对旧配水系统面临扩大供水问题时的首要扩建部分等。
消防栓应能在任何时候供应足够的并具有一定压力的水以保证救火需要。水量多少一般根据着火房屋的大小、排列和房屋建筑材料易燃程度等因素而定。一般单幢房屋两屋相距30m 以上，消防栓的供水量为2000L/min，如房屋建造密度大，房屋间距只有10m时，供水量应增到4000L/min，房屋建筑为一长排时，则每一消防栓的供水量应增加至9500L/min。以上房屋建筑材料均为一般砖木结构，如果房屋建筑材料主要为易燃材料，如全部是木结构，则上述供水量均应增加50%，如为防火材料，则上述供水量可减少20～40%。另外还应考虑房屋的使用情况，如果房屋内储藏易燃物品，甚或易爆物品，则消防栓的供水量应在上述的数量上再增加25%。
清水池、水塔和储水库等的作用主要是调剂水量，一个水厂的水量供应主要是由高压泵按每小时抽水量定时供应的，然而一个城镇的实际用水量一天24h都在变化，一年四季各季节的每日用水量也不相同，根据大量调查结果，一年中实际用水量最高的日子多在当地最炎热的时期，其用水量比年平均日用水量可高出数倍，而一天最高一小时的实际用水量又往往出现更大的高峰，然而这些用水量的波动幅度，又随全市总供水量的大小而有变化，用水量波动幅度见下表：

最高和最低用水量与平均日用水量之比

每日供水	最高日 用水量	最高日高 峰用水量	最低日 用水量	最低日最 低用水量
量吨/日	年平均 日用水量	年平均 日用水量	年平均 日用水量	年平均 日用水量
500 1000 5000 10000 50000 100000	2.85 2.70 2.35 1.96 1.68 1.54	5.25 4.80 3.65 3.25 2.50 2.25	0.33 0.37 0.42 0.50 0.59 0.64	0.14 0.17 0.24 0.27 0.37 0.41

由上表可以看出在较大的给水系统中，高峰用水量达5.5倍于最低用水量，而在较小的给水系统中，高峰用水量则达37.5倍于最低用水量，因此，如果根据最高日高峰用水量来设计水泵能量，则必然造成水泵投资量大，使其中一部分的使用率很低，如对水泵投资过少则又往往在高峰时产生缺水的现象。故在管网中适当地点建设一定数量的水塔或加压站，就能克服上述矛盾，特别是水塔和高位水池是最经济而易于控制的调剂水压和供水量的设备。在水塔、高位水池或水库和加压站配备完善的管网系统中，一般水泵能量如每日工作24h则可按最高日平均用水量的所需能量设计； 而水塔、水池等的容量，按日平均用水量的20%～30%设计。在火灾特别多的地区，则应按日平均用水量的40%设计。为了求得按不同的水泵出水量和工作时间所需要的水塔，水池容量的精确值则应按如下列例图所示的方法绘出全日不同时间用水累计量波动曲线图和水泵工作时间图，从而得出较精确的水泵工作时间及其供水率和水塔、水池容量等。根据这个例子可以看出如采用8小时工作制，则水泵供水能力必需达到21123L/min，而水塔、水池容量则需高达7987吨，如果改用24小时工作制，则水泵供水能力可降至7041L/min，水塔、水池容量只要1893吨。

全日不同时间供水量累计量波动及水泵工作时间图