村鎮供水中取水水源若處在高處,水源水位與水廠處理構筑物水位的高差足夠時,可利用水源水位向水廠重力輸水。

對此情況,水源輸水量Q和水頭H為已知條件,可據此選定管(渠)的大小及口徑。

以下研究重力供水時,由n條平行管線組成的輸水管系統在事故時所能供應的流量。

設水源水位為Z,水廠入口處所需水位為Z。,這時的水位差H=Z-Z。,稱為位置水頭,該水頭用以克服輸水管的水頭損失。

假定輸水量為Q,平行的輸水管線為n條,則每條管線的流量為Q/n。設平行管線的管材、直徑和長度均相同,則該系統的水頭損失為:

式中s — 每條管線的摩阻。

當一條管線損壞時,該系統使用其余管線運行時的水頭損失為:

式中Qa — 管線損壞時的流量或允許的事故流量。

由于重力輸水系統的位置水頭已定,所以下沉時和事故時位置水頭相等,即h = ha由式(4-8)、式(4-9)可得事故時的流量為:

當平行管線數n = 2時,則Qa =(2- 1) /2Q=0.5Q,這樣事故流量只有正常供水量的一半。

實踐中為了提高供水可靠性,常采用在平行管線之間增設連接管的方式。當某管線損壞時,無需整條管線全部停止運行,而只需用閥門隔離損壞的一段進行檢修。

圖4 - 6表示采用兩條輸水管線平行供水,其中設有兩個連接管,各給水管直徑和長度相等,每一段管線的摩阻均為S′。圖4-6(a)表示正常工作時的情況,圖4-6(b)表示某一段給水管損壞時的水流情況。

正常工作時水頭損失為:

某一段損壞時水頭損失為:

由于h = ha,因此事故時的流量與正常工作時的流量比例為:

GBJ 13—86《室外給水設計規范》規定,輸水干管的事故供水量應為設計水量的 70%以上,即a≥0.7。從上例可以看出,為使輸水管損壞時的事故流量滿足要求,應敷設兩條平行管線,并用兩條連接管將平行管線按總長度等分成3段。