排水管管渠水水力計計算2009年年8月月第一節(jié)節(jié)污污水管管渠水水力設(shè)設(shè)計原原則第二節(jié)節(jié)水水力學(xué)學(xué)計算算基本本公式式第三節(jié)節(jié)水水力學(xué)學(xué)算圖圖第四節(jié)節(jié)主主要設(shè)設(shè)計參參數(shù)第五節(jié)節(jié)管管段的的銜接接第六節(jié)節(jié)管管段水水力學(xué)學(xué)計算算溝道水水流情情況重力流流:溝道中中水流流動時時,水上方方是大大氣,具有自自由表表面,而其它它三個個方向向受到到溝道道固體體界面面限制制,這種水水流方方式叫叫重力力流又又叫明明渠流流.管流:溝道有有時在在水壓壓力流流動這這時水水流方方式叫叫管流流又叫叫壓力力流.第一節(jié)節(jié)污污水管管渠水水力設(shè)設(shè)計原原則不溢流流不淤積積不沖刷刷溝壁壁要注意意通風(fēng)風(fēng)第二節(jié)節(jié)水水力學(xué)學(xué)計算算基本本公式式第三三節(jié)節(jié)水水力力學(xué)學(xué)算算圖圖算圖分分類不滿流流圓形形管道道滿流圓圓形管管道滿流矩矩形管管道明渠流流管道的的埋設(shè)設(shè)深度度和覆覆土厚厚度管道的的埋設(shè)設(shè)深度度是指指溝底底的內(nèi)內(nèi)壁到到地面面的距距離。。管道的的埋設(shè)設(shè)度對對整個個溝道道系統(tǒng)統(tǒng)的造造價和和施工工影響響很大大，溝溝道愈愈深，，則造造價愈愈貴，，施工工期愈愈長。。所以，，管道道的埋埋設(shè)深深度小小些好好，并有一一個最最大限限值，，這個個限值值稱做做最大大埋深深。溝道的的最大大埋深深需要要根據(jù)據(jù)技術(shù)術(shù)經(jīng)濟濟指標(biāo)標(biāo)及施施工方方法決決定。。在干燥燥土壤壤中，，溝道道最大大埋深深一般般不超超過7-8m；在多多水、、流沙沙、石石灰?guī)r巖地層層中，，一般般不超超過5m。管道的的覆土土厚度度是指指溝頂頂?shù)耐馔獗诘降降孛婷娴木嗑嚯x管溝道道埋深深小些些好，，但是是，溝溝道的的覆土土厚度度有一一個最最小限限值，，稱最最小覆覆土厚厚度。。最小小覆土土厚度度決定定于下下列三三個因因素：：①必須須防止止溝道道中的的污水水冰凍凍和因因土壤壤冰凍凍膨脹脹而損損壞溝溝道；；②必須須防止止溝壁壁被車車輛造造成的的活荷荷重壓壓壞；；③必須須滿足足支溝溝在銜銜接上上的要要求。。管段的的銜接接窨井上上下游游的管管段在在銜接接時應(yīng)應(yīng)遵循循下述述原則則：①盡可可能提提高下下游管管段的的高程程，以以減少少埋深深，從從而降降低造造價，，在平平坦地地區(qū)這這點尤尤其重重要；；②避免免在上上游管管段中中形成成回水水而造造成淤淤積；；③不允允許下下游管管段的的溝底底高于于上游游溝段段的溝溝底。。管段的的銜接接方法法通常常采用用：溝頂平平接水面平平接溝底平平接（（在特特殊情情況下下需要要采用用）乘插式式企口式式平口式式一、排水水管道基基礎(chǔ)的組組成管道管座基礎(chǔ)墊層地基排水管道道的基礎(chǔ)礎(chǔ)三、污水水管道水水力計算算的設(shè)計計規(guī)定設(shè)計充滿滿度（h/D））設(shè)計流速速（v）最小管徑徑（D）最小設(shè)計計坡度（（i）2-3污污水管管道的水水力計算算管頂平接接是指在在水力學(xué)學(xué)計算中中，使上上游管段段和下游游管段的的管頂內(nèi)內(nèi)壁的高高程相同同。采用管頂平接時時，上游游管段產(chǎn)生回回水的可可能性較較小，但但往往使使下游管段的埋深深增加。。水面平接接是指在在水力學(xué)學(xué)計算中中，使上上游管段和下游游管段的水面面高程相相同。用水面平平接時,常因管道中流量量出現(xiàn)變變化時(主要是上上游的小小管道)而產(chǎn)生回回水，但但下游管道的埋深深可以淺淺些。為為了減少少下游管道的埋深深，也有有人建議議在充滿滿為0.8處平接。。溝底平接接是指在在水力學(xué)學(xué)計算中中，要使使上游溝溝段和下下游溝段段的溝底底內(nèi)壁的的高程相相同在一般情情況下，，異管徑徑溝段采采用溝頂頂平接。。有時，當(dāng)當(dāng)上下游游溝段管管徑相同同而下游游溝段的的充盈深深小于上上游溝段段的充盈盈深時，，(由小坡度度轉(zhuǎn)入較較陡的坡坡度時，，可能出現(xiàn)這這種情況況)，也可采采用溝頂頂平接。。通常，同同管徑溝溝段往往往是下游游溝段的的充盈深深大于上上游溝段段的允盈盈深，避避免上游游溝段中中形成回回水而采采用水面面平接。在平坦地地區(qū)，為為了減少少溝道埋埋深，異異管徑的的溝段有有時也采采用水面面平接或或充滿度度0.8處平接。。當(dāng)異管徑徑溝段采采用溝頂頂平接而而發(fā)現(xiàn)下下游溝段段的水面面高于上上游溝段段的水面面時(這種情況況并不常常見)，應(yīng)改用用水面平平接。在特殊情情況下，，下游管段的管徑徑小于上上游管段的管徑徑(坡度突然然變陡時時，可能能出現(xiàn)這這種情況況)，而不能能采用管頂平接或或水面平平接時，，應(yīng)采用用管底平接以以防下游游溝段的的管底高于上上游管段的溝底底。為了減少少管道系統(tǒng)的的埋深，，雖然下下游管管管徑大大于上游游溝管管管徑，有有時也可可采用管底平接。?？傊?，溝段的銜銜接是以以盡量減減少管道埋深為為前提，，而且在在窨井處處不應(yīng)發(fā)發(fā)生:①下游管底高于上上游管底。②下游水水位高于于上游水水位。（1）設(shè)設(shè)計充滿滿度（h/D））——指設(shè)設(shè)計流量量下，管管道內(nèi)的的有效水水深與管管徑的比比值。h/D=1時，滿流h/D<1時，非滿流《室外排排水設(shè)計計規(guī)范》》規(guī)定，，最大充充滿度為為：管徑（D）或暗渠高高（H）（（mm））最大充滿滿度（h/D））200~300350~450500~900≥10000.55(0.60)0.65(0.70)0.70(0.75)0.75(0.80)hD為什么要要做最大大設(shè)計充充滿度的的規(guī)定？？1、預(yù)留留一定的的過水能能力，防防止水量量變化的的沖擊，，為未預(yù)見見水量的的增長留留有余地地；2、有利利于管道道內(nèi)的通通風(fēng)；3、便于于管道的的疏通和和維護管管理。（2）設(shè)設(shè)計流速速——與設(shè)設(shè)計流量量和設(shè)計計充滿度度相應(yīng)的的污水平平均流速速。最小設(shè)計計流速：：是保證管管道內(nèi)不不發(fā)生淤淤積的流流速，與與污水中中所含雜雜質(zhì)有關(guān)關(guān)；國外外很多專專家認為為最小流流速為0.6-0.75m/s，我國根據(jù)據(jù)試驗結(jié)結(jié)果和運運行經(jīng)驗驗確定最最小流速速為0.6m/s。最大設(shè)計計流速：：是保證管管道不被被沖刷破破壞的流流速，與與管道材材料有關(guān)關(guān)；金屬屬管道的的最大流流速為10m/s，非金屬管管道的最最大流速速為5m/s。***國國內(nèi)一些些城市污污水管道道長期運運行的情情況說明明，超過過上述最最高限值值，并未未發(fā)生沖沖刷管道道的現(xiàn)象象。（3）最最小管徑徑1、為什什么要規(guī)規(guī)定最小小管徑？？街坊管最最小管徑徑為200mm，街道管最最小管徑徑為300mm。2、什么叫不不計算管管段？在管道起起端由于于流量較較小，通通過水力力計算查查得的管管徑小于于最小管管徑，對對于這樣樣的管段段可不用用再進行行其他的的水力計計算，而而直接采采用最小小管徑和和相應(yīng)的的最小坡坡度，這這樣的管管段稱為為不計算算管段。。（4）最最小設(shè)計計坡度——相應(yīng)應(yīng)于最小小設(shè)計流流速的坡坡度為最最小設(shè)計計坡度，，最小設(shè)設(shè)計坡度度是保證證不發(fā)生生淤積時時的坡度度。（1）（2）（3）規(guī)定：管管徑200mm的最小設(shè)設(shè)計坡度度為0.004；管徑徑300mm的最小設(shè)設(shè)計坡度度為0.003；管徑徑400mm的最小設(shè)設(shè)計坡度度為0.0015。四、污水水管道的的埋設(shè)深深度管道的埋埋設(shè)深度度有兩個個意義：：覆土厚度度埋設(shè)深度度決定污水水管道最最小覆土土厚度的的因素有有哪些？？冰凍線的的要求地面荷載載滿足街坊坊管連接接要求地面管道2-3污污水管管道的水水力計算算H=h+IL+Z1-Z2+Δh式中：H——街道污水水管網(wǎng)起起點的最最小埋深深，m；h——街坊污水水管起點點的最小小埋深，，0.6~0.7m；Z1——街道污水水管起點點檢查井井檢查井井處地面面標(biāo)高，，m；Z2——街坊污水水管起點點檢查井井檢查井井處地面面標(biāo)高，，m；I——街坊污水水管和連連接支管管的坡度度；L——街坊污水水管和連連接支管管的總長長度，m；Δh——連接支管管與街道道污水管管的管內(nèi)內(nèi)底高差差，m。Z1

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連接支管出戶管

街坊污水管街道污水管L溫度與地地層深度度關(guān)系圖圖《室外排排水設(shè)計計規(guī)范》》規(guī)定：：無保溫溫措施的的生活污污水管道道，管底底可埋設(shè)設(shè)在冰凍凍線以上0.15m；有保溫措措施或水水溫較高高的管道道，距離離可以加加大。國外規(guī)范范規(guī)定：：污水管管道最小小埋深，，應(yīng)根據(jù)據(jù)當(dāng)?shù)氐牡酿B(yǎng)護經(jīng)經(jīng)驗確定定。無養(yǎng)養(yǎng)護資料料時，采采用如下下數(shù)值：：管徑小小于500mm，管底在冰冰凍線上上0.3m；管徑大于于500mm，為0.5m。污水管道道的埋設(shè)設(shè)深度管道的埋埋設(shè)深度度有兩個個意義：：覆土厚度度埋設(shè)深度度決定污水水管道最最小覆土土厚度的的因素有有哪些？？冰凍線的的要求地面荷載載滿足街坊坊管連接接要求地面管道2-3污污水管管道的水水力計算算H=h+iL+h1-h2+Δh式中：H——街道污水水管網(wǎng)起起點的最最小埋深深，m；h——街坊污水水管起點點的最小小埋深，，0.6~0.7m；h1——街道污水水管起點點檢查井井檢查井井處地面面標(biāo)高，，m；h2——街坊污水水管起點點檢查井井檢查井井處地面面標(biāo)高，，m；i——街坊污水水管和連連接支管管的坡度度；L——街坊污水水管和連連接支管管的總長長度，m；Δh——連接支管管與街道道污水管管的管內(nèi)內(nèi)底高差差，m。Z1

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連接支管出戶管

街坊污水管街道污水管L污水管道道水力計計算的方方法1、需要要確定的的參數(shù)流量Q、管徑D、坡度I、流速v、充滿度h/D和埋深H。2-3污污水管管道的水水力計算算2、確定方法法首先根據(jù)據(jù)已知資資料，計計算出流流量Q，根據(jù)Q值可初步步確定管管徑D；然后，根根據(jù)Q、D值，求i、h/D、v值。在這這三個未未知數(shù)中中，還需需知道一一個參數(shù)數(shù)，才能能求得另另外兩個個，此時時可以在在三個參參數(shù)中先先假設(shè)一一個值，，比如流流速為最最小流速速，或是是坡度為為最小坡坡度，或或是充滿滿度滿足足一定要要求等，，之后進進行查表表或查圖圖，就可可得出其其余兩個個未知數(shù)數(shù)；最后要進進行校核核，若得得出的兩兩個參數(shù)數(shù)滿足其其規(guī)定的的要求，，則計算算完成，，若不滿滿足要求求，則需需調(diào)整假假設(shè)值，，甚至管管徑D，重新進行行計算。。例1已已知n=0.014,D=300mm,I=0.004,Q=30L/s,求v和h/D。。例1已已知n=0.014,D=300mm,h/D=0.55,Q=32L/s,求v和I。Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q滲Q滲指地下水水滲入量量，一般般以單位位管道延延長米或或單位服服務(wù)面積積公頃計計算，日日本規(guī)定定采用經(jīng)經(jīng)驗數(shù)據(jù)據(jù)，按每每人每日日最大污污水量的的10%-20%。2-2污污水設(shè)設(shè)計流量量的確定定城市及工工業(yè)企業(yè)業(yè)污水設(shè)設(shè)計總流流量：溝段設(shè)計計步驟：：(1)確定主要要矛盾，，定計算算方略；；(2)查表格適適合之管管徑、管管坡（A）溝管口徑徑一般不不跳級增增加；（B）在地面坡坡度變陡陡處，溝溝道管徑徑可以較較上游小小1或2級。(3)決定銜接接方式(從比較管管坡和地地坡入手手)；(4)計算溝底底高程；；(5)檢驗上下下段水面面高程；；(6)確定最佳佳計算數(shù)數(shù)據(jù)組；；第六節(jié)管管段水水力計算算第七節(jié)倒倒虹管水水力計算算有關(guān)規(guī)定定：(1)按滿流計計算(2)倒虹管內(nèi)內(nèi)流速一一般采用用1.2-1.5m/s，在條件件困難時時可適當(dāng)當(dāng)降低，，但不宜宜小于0.9m/s，且不得得小于上上游管渠渠中的流流速。當(dāng)當(dāng)管內(nèi)流流速達不不到0.9m/s，應(yīng)加定定期沖洗洗措施，，沖