水塔工作原理 博闻网

您是否曾遇到过“供水故障”？也就是说，当您拧开水龙头却发现没有水流出来。如果您的日常用水是市政供水系统提供的，那么回答很可能是“从来没有”。

我们也经常会遇到供电故障，有线电视会相当频繁地失去信号。电话系统故障虽然不如前两者发生的频率高，但也经常出现，比如，现在拨打长途电话的时候常常会收到“所有线路忙”的消息。但是，不管是任何城市还是郊区，供水总能保持不断，而且水压十分稳定。

水压之所以能维持在稳定水平，主要是因为水塔的存在。水塔随处可见，如果您住在布满小城镇的平坦地区，就更是如此。每个供水系统都有一个或多个水塔。在本文中，我们将带您了解水塔的工作原理。这样，当您下一次驱车经过水塔时，就能够确切地知道它是如何工作的。

塔架、储水池和抽水机

位于美国北卡罗莱纳州

杀鬼山的水塔

水塔是一种极其简单的设备。尽管水塔形状各异、大小不一，但它们的作用都是一样的：水塔只是一个架在高处的巨大储水池。以本文右图中的水塔为例，这个水塔位于美国北卡罗莱纳州基蒂霍克附近的杀鬼山上，它高约50米。

水塔修建得如此之高是为了提供压力。高度每上升一米便可以使水压增加9.9千帕。普通市政供水系统的水压介于344到689千帕（大多数设备需要至少138到206千帕）之间。水塔必须足够高，才能提供足够的压力，以满足其覆盖地区的所有生活和商业用水需要。因此，人们通常将水塔建在高地上，并将其修建得足够高，以便提供需要的压力。在丘陵地区，有时甚至可以在该区域最高的山丘上建一个简单的储水池，以此来替代水塔。

一般来说，水塔的储水池非常大。一个私家后院中的普通地下游泳池大约能容纳7万或11万升的水（这已经是很多水了！），而一个普通水塔的容积是它的50倍。通常，一个水塔储水池的容积大约是该水塔供水的社区一天的用水量。如果抽水机不能工作（例如，在停电期间），水塔中储存的水还能保证一天的正常供应。

水塔的一个主要优点是，市政当局采用的抽水机只需满足平均用水需求即可，它不必具备满足高峰用水需求的功率。这可以为社区节省一大笔钱。

假定泵站的用水量是平均每分钟1,900升（相当于一天的用水量为272万升）。在一天中，有些时候用水量将远远超过每分钟1,900升。例如，早晨许多人几乎同时起床（假定是上午7:00）准备去工作。他们走进盥洗室进行冲澡、刷牙等活动。因此，用水量可能在上午7:00 点达到高峰值（每分钟7,500升）。然而，购买功率为每分钟1,900升的抽水机和每分钟7,500升的抽水机在费用上将存在很大差异。由于使用了水塔，市政当局就可以购买功率每分钟1,900升的抽水机，而利用水塔来满足高峰用水需求。在晚上，用水需求一般会降到零，这时抽水机就能重新蓄满水塔，从而补足高峰用水的差额。

在大部分城镇，饮用水来源于地下水井、河流或水库（通常是当地的湖泊）。水处理厂会对这种水进行处理，以去除沉淀物（通过过滤和/或沉淀方法）并杀菌消毒（通常使用臭氧、紫外线和氯气）。从水处理厂出来的水就是干净、无菌的水了。一个高扬程抽水机会将水压送到供水系统的主送水管。水塔与主送水管的连接方式非常简单，如下图所示：

如果抽水机抽出的水超过了供水系统的需要，剩余的水会自动流入储水池。如果社区需要的水量大于抽水机提供的水量，水就会从储水池流出以满足需要。

形状和功能

水塔形状各异、大小不一。例如下图中位于美国南卡罗莱纳州加夫尼85号州际公路旁边的这个“巨型桃子”。

这个水塔具有完整的桃型结构，包括叶子、茎以及桃子上那条非常有趣的折痕。

John C. Wren供图

在市区，高大的建筑经常需要解决它们自身的水压问题。因为这些建筑太高了，它们经常超过城市水压所能满足的高度。因此，高大的建筑将必须拥有自己的抽水机和水塔。下图从纽约市的帝国大厦拍摄，在这些建筑的顶部至少可以看到30个小水塔。

水塔工作原理

关于水塔的另一个有趣的事实是，它们可能会影响您的保险费率！发生火灾时，需要的水量会剧增，并且可能会远远超过供水厂中抽水机的能力。然而水塔可以保证有足够的压力为消防栓持续供水。因此，供水系统中使用水塔的社区，火灾保险费率通常会比较低。

下次开车旅行时，尤其是当您驶过小城镇星罗棋布的地区时，可以留意观察一下那里的水塔。由于您现在知道了它们的工作原理，当您看到有那么多形状各异的水塔时，将会感到非常吃惊！

有趣的水塔故事

对于那些驾驶小型私人飞机的飞行员来说，水塔有很大的帮助，因为： 水塔非常大。

水塔很高，飞行员可以容易地从飞机上看到它们。

所有小城镇都有水塔。

小城镇极其友善，它们将自己的名字画在了几乎每一个水塔上！

如果您曾经乘坐小型飞机穿越全国，会知道从飞机上向下看时，所有小城镇都十分相似，很容易迷失方向。如果您没有GPS接收器，水塔将使导航变得容易的多！

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