高高在上
"開車經過水塔旁時，往往會覺得它像個沉默安靜的巨人。不過它卻是高壓平衡動作的重要角色。 "
撰文／菲謝蒂 (Mark Fischetti)
翻譯／甘錫安
|
|
|
水塔外型往往出人意表。水塔絕大多數是圓柱形，將重量平均分配給所有支柱。地方政府有時會加裝外觀作為美化或廣告使用。上圖的「鳳梨形」水塔位於夏威夷檀香山。 |
在美國，地方政府大多由水庫或水井取得水源，在淨水廠淨化後送到抽水機房，裝滿一或多個高架水塔。抽水機本身的力量足以將水送往城鎮水管網絡各處，但系統的壓力（也就是你家水龍頭的水壓）會隨著用量增減而起伏，需水量特別大的時候，水甚至可能送不到水龍頭。位於喬治亞州培里市，為全美提供水塔維護服務的「公用事業服務公司」總經理傑克森解釋：「水塔的功能跟電容器類似，用來維持管線的壓力，並在需求超過抽水機輸出容量時，提供備用容量。」
位於肯塔基州路易維爾的卡德維爾水塔公司業務副總裁蓋拉爾指出，水塔容量大約是一天的用量加上若干儲備量。抽水機可能日夜運轉，在夜間需求較低時儲滿水塔。一到早上用水的人數大增，水塔便將水排出，配合抽水機的供水量。
水塔在平地上比較顯眼，其實到處都有水塔。在丘陵地帶，水塔位於地勢較高的地方（通常會隱藏起來），在城市中則安置於屋頂。一般而言，水塔或丘陵上水塔的高度，會比地勢最高的用戶高出30多公尺。每提高1公尺可使每平方公分水壓增加0.1公斤，提高30公尺就可提高3公斤，在地勢更低的山谷中，管線壓力可增加更多。在密蘇里州堪薩斯市，拉金集團水工程顧問公司負責人歐麥萊指出，如果壓力超過每平方公分5.63公斤，可能損壞建築物配管的連接處以及閥門，就必須加裝減壓閥。
水在管路中流動時的摩擦也會影響平衡，使每平方公分水壓降低0.21~0.35公斤以上。摩擦與速度的平方成正比，因此用水量大之處，流速若是用水量小之處的兩倍，摩擦的影響就是四倍。歐麥萊說：「管路老舊，尤其是有沉積物或水垢的地方，摩擦往往會造成很大的問題。」
【本文轉載自《科學人雜誌》2006年10月號】
