一、核心结论
供水能力这个概念, 指的是在单位时间里, 系统能够稳定地输送出去的水量有多少, 它的基本单位通常是立方米每秒或者立方米每天。
针对不同的输水场景, 供水能力的计算公式被分成了三类类型, 分别是管道输水、明渠输水以及泵站也就是水厂出水情况。下面我会把具体的公式、各个参数的定义方法以及它们各自适用的范围, 逐一地给大家列出来。
二、管道输水能力公式
满管重力流（最常用）：
流量等于流速乘以面积, 具体的计算方式就是利用圆周率除以四, 结果再乘以直径的平方, 最后再乘以流速。
供水的本领, 也就是每秒能够供出来的水量, 这个数据的单位是立方米每秒。
v是指管内的平均流速, 其单位是米每秒, 在一般设计取值的时候, 通常是取值为零点六到一点二米每秒。
d是指管道的内径, 其单位采用的是米。
A: 过流断面面积, 单位是平方米。
有压管道（考虑水头损失供水能力计算公式，谢才公式）：
流量Q被算成了C乘以R的平方根再去乘以i, 然后再乘以A。
C 代表的是谢才系数, 它的单位是米的零点五次方除以秒。对于铸铁管来说, 通常情况下这个数值取值为零点零一三。而对于PVC管而言, 这个数值一般取值为零点零零九。
那个R指的是水力半径, 它的具体单位是平方米, 当管道处于完全满流的状态时, 这个R的值就是等于管径d除以四。
这里的i是水头损失, 它的单位通常写为米每米。
三、明渠输水能力公式（曼宁公式）
强: 公式Q等于一除以n, 接着乘以A, 再乘以R的三分之二次方, 最后乘以S的二分之一次。
变量n指的是曼宁粗糙系数, 其单位是秒每米的三分之二次方, 对于土质渠道来说, 这个数值的范围在零点零二〇到零点零三五之间, 而如果是混凝土渠道的话, 对应的数值范围则是从零点零一二到零点零一五。
A: 过水断面面积, 单位使用平方米。
水力半径就等于A除以P, 这里的P指的是湿周, 它的单位是米。
S代表着渠底的纵向坡度, 其单位是米每米。
矩形渠道简化: 我们把渠宽设为b, 把水深设为h。那么过水断面面积等于b乘以h。湿周等于b加上2倍的h。水力半径等于b乘以h供水能力计算公式大城群众说事，再除以b加上2倍的h。
四、泵站（水厂）供水能力公式
在只有一台泵的情况之下, 那个额定的流量是已经知道的时候。
$$Q_{泵站} = \eta_{管} \times \sum_{i=1}^{n} Q_i$$
第 i 台泵的额定流量是 Q, 单位是立方米每秒。
n: 表示并联运行的泵的台数。
关于η这一管子的综合效率, 它所涵盖的内容包括管路损失以及阀门所带来的损失这些部分, 对于它的数值通常一般取值为一点九零到零点九五这样一个范围。
水厂日供水能力：
设备耗电量等于设计热负荷乘以二十四, 然后再乘以备件效率。
W: 每日供水的整体容量, 以立方米每一天进行计算。
Q设计: 指的是在特定情况下, 所需要进行设计工作的供水量, 其单位表示为立方米每秒。
所谓的备份, 它是指一个备用的系数, 而这个系数通常都是在一乘一乘以二这个区间里面进行取值。
五、计算示例
某城市供水工程采用的是DN800钢管, 这里的内径d的值是0.8米, 设计流速v是1.0米每秒。
管道供水能力：
根据所提供的计算公式, 其具体执行过程是先将圆周率的四分之一乘以零点八的平方, 然后再乘以一点零, 经过计算之后得出的数值结果约为零点五个零三点立方分米每秒, 这个流量在单位换算后大约等于每分钟四十三点四点立方米。
将其计算所得的日供水能力, 这里的算法是假设这二十四小时内持续进行不停歇运行, 并且同时把备用系数设定为一点一这个数值。
公式里面的W要计算一下, 是用0.503乘以86400, 再乘以1.1来算的, 最后得到的结果约等于48,000立方米每一天。
六、关键注意事项
1. 流速取值有上限: 对于钢管来说, 它的流速不能超过 1.5 m/s。对于塑料管来说, 它的流速不能超过 1.2 m/s。如果流速超出了这个范围, 将加剧管壁磨损与水锤风险。
2. 曼宁n值随渠道材料差异大, 在设计阶段必须按照实际衬砌的材料去查阅表格来获取数值, 不可以把不同的材料混杂起来使用。
3. 并联泵系统的总流量, 它并不是把各个泵的流量简单地加在一起就能够得出的, 而是需要根据那些泵的具体的性能曲线, 还有管路本身的特性曲线, 通过求取这两个曲线的交点, 最后才能确定实际运行当中的流量状况, 而且这个最终的流量肯定是要低于各个独立的泵各自额定流量的总和的。
4. 在公式当中, 所有用来表示长度的单位都需要统一成是米也就是m这样一种形式, 所有用来表示时间的单位都需要统一成是秒也就是s这样一种形式, 这样得出的结果Q它的单位就是立方米每秒也就是m3/s, 要是想要把这个结果换算成立方米每天也就是m3/d的单位的话, 就需要乘以86400这个数字。
七、公式速查表
只要把这五组公式还有它们的参数取值范围全部掌握好了, 那么从水源取水开始, 一直到管网输水最后再到水厂出水为止的这一个供水能力的完整计算链条, 是完全可以被覆盖到的。
