給水系統(tǒng)設(shè)計時須同時滿足水量、水質(zhì)、水壓的要求，其中水壓的計算既要滿足安全可靠，又要滿足經(jīng)濟(jì)要求，因此控制點(diǎn)的選擇就顯得尤為重要。此文先從理論分析所需水壓的相關(guān)因素，再從具體數(shù)據(jù)計算控制點(diǎn)選擇的正確性。
　　【關(guān)鍵詞】給水管網(wǎng)；設(shè)計；控制點(diǎn)
　　給水系統(tǒng)中必須保證水壓滿足用戶的使用要求，因此在系統(tǒng)設(shè)計時要盡可能準(zhǔn)確的計算保證管網(wǎng)全部節(jié)點(diǎn)正常供水所需的壓力，該壓力由以下幾部分組成：
　　1、幾何高差，又稱靜揚(yáng)程，指從水泵的吸水池最低水位到用水點(diǎn)的高程差值；
　　2、水頭損失，包括從水泵吸水管路、壓水管路到用水點(diǎn)處所有管道和管件的水頭損失之和；
　　3、用水點(diǎn)處的服務(wù)水頭，又稱自由水壓，指用戶在用水接管點(diǎn)的地面上測出的測壓管水柱高度。
　　在進(jìn)行管網(wǎng)設(shè)計計算時，要從給水管網(wǎng)中的眾多用水點(diǎn)里選擇一個用水點(diǎn)，給它一個特別的名字，叫做控制點(diǎn)，只要該點(diǎn)的水壓在最高用水量時可以達(dá)到最小服務(wù)水頭的要求，整個管網(wǎng)的用水點(diǎn)就都滿足用戶水壓要求、就不存在低水壓區(qū)。簡言之，所需水壓=∑（幾何高差+水頭損失+服務(wù)水頭），該值最大的點(diǎn)對應(yīng)的就是控制點(diǎn)。
　　可見控制點(diǎn)的選擇與幾何高差、水頭損失、服務(wù)水頭密切相關(guān)，下面就逐一進(jìn)行分析：
　　1、首先是幾何高差，這是個高程差，因泵站的位置是固定的、唯一的，故用水點(diǎn)的高程越高，高程差越大。
　　2、其次是水頭損失，分為沿程水頭損失（hy）和局部水頭損失(hj)。
　　①沿程水頭損失hy=αl q2, 式中α為管道比阻，與管徑及管內(nèi)壁粗糙系數(shù)有關(guān)，l為管道長度，q為流量；
　?、诰植克^損失hj=∑ζv2/2g , 式中ζ為管道局部水頭損失系數(shù)，v為管道斷面平均水流速度。管道的局部損失與管線的水平及順直等情況有關(guān)，長距離輸水管道局部水頭損失一般占沿程水頭損失的5%~10%。
　　由此可見，用水點(diǎn)距離泵站越遠(yuǎn)，用水量越大，則水頭損失越大。
　　3、最后是服務(wù)水頭，即用戶要求的自由水壓，該數(shù)值需根據(jù)具體用戶特點(diǎn)確定。
　　因控制點(diǎn)是上述三者之和最大的點(diǎn)，若距離泵站最高的點(diǎn)、最遠(yuǎn)的點(diǎn)、流量最大的點(diǎn)是同一個點(diǎn)，那么該點(diǎn)即為控制點(diǎn)；若上述之最點(diǎn)不為同一點(diǎn)，那么就都有可能是控制點(diǎn)，只有通過進(jìn)一步的試算才能確定。
　　例1： 現(xiàn)以下圖所示給水管網(wǎng)為例，計算說明。
　　某城市采用枝狀管網(wǎng)供水，節(jié)點(diǎn)流量、地面標(biāo)高如圖所示，各管段長度、管徑、比阻見下表，節(jié)點(diǎn)4處設(shè)一高位水池，最高日總用水量120L/s，其中20L/s由高位水池供給，要求管網(wǎng)最小服務(wù)水頭為20m。

　　分析：如上圖所示，高程最高的用水點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)6（標(biāo)高為9.2m），距離水廠最遠(yuǎn)的用水點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)7（距離水廠950m），流量最大的用水點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)7（流量為30L/S）。初步判斷節(jié)點(diǎn)6或者節(jié)點(diǎn)7有可能為控制點(diǎn)，下面進(jìn)行具體計算。
　　由題目可知，在最高日最高供水時，管網(wǎng)由水廠和高地水池同時供水，最高日最高時用水量為120L/s，其中20L/s由高位水池供給，100L/s由水廠供給。

　?。ㄒ唬┘僭O(shè)節(jié)點(diǎn)6為控制點(diǎn)，服務(wù)水頭為20m，滿足節(jié)點(diǎn)6的所需壓力為H6：
　　H6=幾何高差+水頭損失+服務(wù)水頭=9.2+7.86+20=37.06m;
　　按上述計算壓力值，校核整個管網(wǎng)的全部用水點(diǎn)是否均達(dá)到最小服務(wù)水頭要求。
　　節(jié)點(diǎn)5的服務(wù)水頭h5=37.06-7.6-5.56= 23.9m； 節(jié)點(diǎn)2的服務(wù)水頭h2=37.06-5.8-3.00 =28.26m；
　　節(jié)點(diǎn)3的服務(wù)水頭h3=37.06-6.2-6.67= 24.19m；　節(jié)點(diǎn)7的服務(wù)水頭h7=37.06-8.3- 9.62=19.14m<20m；
　　通過上述計算可知，選擇節(jié)點(diǎn)6做為控制點(diǎn)的時候，節(jié)點(diǎn)7的服務(wù)水頭不能滿足最小服務(wù)水頭的要求，其他節(jié)點(diǎn)均滿足最小服務(wù)水頭的要求，故知控制點(diǎn)應(yīng)為節(jié)點(diǎn)7。
　　（二）現(xiàn)以節(jié)點(diǎn)7為控制點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算，服務(wù)水頭為20m，滿足節(jié)點(diǎn)7的所需壓力為H7：
　　H7=幾何高差+水頭損失+服務(wù)水頭=8.3+9.62+20=37.92m;
　　同樣按上述計算壓力值，校核整個管網(wǎng)的全部用水點(diǎn)是否均達(dá)到最小服務(wù)水頭要求。
　　節(jié)點(diǎn)6的服務(wù)水頭h6=37.92-9.2-7.86= 20.86m；節(jié)點(diǎn)5的服務(wù)水頭h5=37.92-7.6-5.56 =24.76m；
　　節(jié)點(diǎn)2的服務(wù)水頭h2=37.92-5.8-3.00= 29.12m；節(jié)點(diǎn)3的服務(wù)水頭h3=37.92-6.2-6.67 =25.05m；
　　即節(jié)點(diǎn)7滿足服務(wù)水頭要求時，所有的用水點(diǎn)均滿足服務(wù)水頭的要求，不存在低水壓區(qū)，所以節(jié)點(diǎn)7為管網(wǎng)控制點(diǎn)。
　　結(jié)論：綜上所述，控制點(diǎn)的選擇主要由初步判斷、假定試算、重新調(diào)整這幾步組成。
　　第一步：初步判斷。就是要觀察管網(wǎng)的基本情況，比如管網(wǎng)布局走勢、地勢起伏大小、用水量大的節(jié)點(diǎn)位置、距離水源地最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)位置等等，據(jù)此來初步判斷哪些節(jié)點(diǎn)的水壓較難滿足，它們就是可能成為控制點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)。
　　第二步：假定試算。分析管網(wǎng)在最高日最高時的供水情況，依此計算出管段流量、沿程水頭損失、總水頭損失，然后在初步判斷時可能成為控制點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)中選擇一點(diǎn)，先假定其為控制點(diǎn)，進(jìn)行所需水壓計算，依據(jù)計算結(jié)果進(jìn)一步計算其余節(jié)點(diǎn)的服務(wù)水頭，看是否均滿足了最小服務(wù)水頭要求。
　　第三步：重新調(diào)整。通過上面第二步的計算后，若滿足了所有節(jié)點(diǎn)的最小服務(wù)水頭要求，則控制點(diǎn)選擇正確，無需調(diào)整；若有沒滿足的節(jié)點(diǎn)，說明這個沒滿足節(jié)點(diǎn)為控制點(diǎn)，若多個節(jié)點(diǎn)未滿足，則與要求的服務(wù)水頭相差最大的節(jié)點(diǎn)為控制點(diǎn)。重新調(diào)整控制點(diǎn)。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]《給水工程》嚴(yán)煦世，范瑾初
　　[2]《城鎮(zhèn)給水工程技術(shù)與設(shè)計》胡開林，胡昱姝，王云珊