为适应消防、生产和生活需要，人们对供水系统的可靠性提出了越来越高的要求。在确定供水系统组件(设备或管道)的数量和规格及配置方式时，既要考虑对可靠性的总体要求，又要遵守最小费用原则;另一方面，当预算费用给定时，又要求我们设计出最可靠的配置方案。定量地分析研究这一过程将会使供水系统的设计与计算更科学、更合理。
1. 对供水子系统可靠性的要求
可靠性是指系统连续运转一定时间(t)不发生故障的可能性(概率)，通常用可靠度R(t)作为它的量化指标。有时用在单位时间内系统发生故障的平均次数(λ)表示系统的可靠性。组件有效工作期内故障率λ 是一个常数，它与可靠度的关系为： R(t)= e-λt (1)
供水系统是由水源、取水和净水构筑物、加压泵站和输水管线等许多子系统组成的，若以R( t)代表总系统的可靠度，n 代表子系统的总数，R1、R2、?、Rn分别代表各子系统的可靠度，则有： R(t)=R1R2...Rn (2)
由此可见，任一子系统可靠性的明显降低都会导致整个系统可靠性的显著下降。为避免这种情况，在设计时应尽可能使各子系统的可靠度相等(换句话说，就是要尽可能使各子系统发生故障的平均时间间隔相等)。根据工程的需要，各子系统的可靠度可以有一定的差别，但其乘积必须满足总可靠度的要求。在计算子系统的可靠度时，首先要考虑工程上的各种特殊情况，例如当水源只有一个时，水源系统的可靠度就很难改变，就不能按式(2)确定或作为计算的基础。假定R1、R2....、Rk 因特殊原因在设计时不能改变或不必改变，其他子系统的可靠度Rk+1、Rk+1、....、Rn 显然应满足系统总可靠度的要求，所以：
令 Rk+1*Rk+1.....*Rn=R(t)/R1*R2*Rk
则 Rr=R(t)/R1*R2*Rk(3)
Rk+1*Rk+1.....*Rn=Rr(4)
此时各系统的费用为： Ci=Ck+1 + Ck+2 +.....+ Ck+n(5)
显然特殊子系统因在设计时不能改变，所以其费用也是一个固定数，只要可变更的子系统取得最小费用时，总系统必定取得最小费用。
2. 单个子系统各参数的初步计算
设子系统是由 m 个组件并联构成(此处是指物理意义上的并联)，并且假定同类组件的可靠度都相等，则可按组件的可靠度(r)推算子系统的可靠度(R)。当所有组件同时工作才能满足总流量要求(即无储备组件)时，根据概率的乘法原理：
R=rm (6)
为提高系统的可靠度有时必须储备1个或多个组件，它既可以显著提高可靠度又不至于使组件的购置费用增加太多。当有(m-1)个组件同时工作能够满足总流量要求，另有1个组件备用时，根据全概率定理，供水系统的子系统可靠度的 计算公式为：
R=mrm-1-(m-1)rm (7)
式(6)、(7)是计算子系统可靠度的基本公式。
当总系统要求的流量为 Q，对于无储备的子系统，单个组件的流量q′必须满足下式：
q′≥Q/m (8)
对于储备 1 个组件的子系统，单个组件的流量必须满足下式：
q′≥Q/(m-1) (9)
组件的流量是按照组件的规格系列有级排列的，因此应在其规格系列中取满足式(8)、(9)的最小值作为组件流量的设计值 q，并且相应于该流量的组件规格S 也随之确定下来，同时还可以根据组件的价格表确定该规格组件的价格c，再由此推算出该子系统的价格C 为：
C=mc (10)
综上所述，只要给定组件数量 m 和配置方式，就可以确定该子系统组件的流量q、组件规格S 及该子系统的可靠度R 和价格C。至于m 可能的取值范围，m 显然是正整数，m 值越大，不论子系统有无储备，可靠度都会越来越小。m 值还须满足式(6)、 (7)的要求，因此必定存在一个最大值M，它就是组件数m 的最大值。在供水系统中，同一子系统的组件数超过5 的情况是极少见的。组件数m 越小，子系统的可靠度就越大，但是子系统的价格却有可能增加，例如2 个大组件可能比3 个小组件更昂贵。
3 确定组件的最终配置方案
各子系统的最小费用之和不一定是总系统费用的最小值，这是因为组件的数量和规格是按流量要求计算设计的，可靠度不一定达到要求;即使可靠度满足要求，费用昂贵的子系统其可靠度降低少许，可能会导致总系统费用的明显下降，而总系统的可靠度可以由提高价格便宜的子系统的可靠度来补偿，费用却有可能增加很少。因此可以把各子系统的最小费用和相应的可靠度作为基础，进行逐步调整。为便于逐步调整，首先从全部(n 个)子系统中排除特殊子系统(n-N 个)，对于剩余可调整配置方式的N 个子系统所有可能的组件数m 和组件配置方式及相应的组件规格S，分别计算出各子系统的可靠度R 和价格C(并筛选出最低费用Cimin、与Cimin 对应组件的规格SiCmin 和子系统的可靠度 RiCmin 作为初步方案值)列入表1 中，并简称为“SCR 表”。SCR 表十分重要，因为它把子系统所有可能的组件配置方案的全部特征一清二楚地排列出来，不仅当可靠度给定时可以方便地求出费用最小的配置方案，而且当预算给定时可以方便地求出可靠度最高的配置方案，非常清楚实用。