污水管道的水力計(jì)算

污水管道的水力計(jì)算當(dāng)前第1頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)一、污水管道中的水流情況1.污水在管道中一般是從高處向低處流動(dòng)，屬于重力流動(dòng)。2.將污水按一般水看待，符合一般水力學(xué)的水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3.在污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中采用均勻流計(jì)算當(dāng)前第2頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)二、水力計(jì)算公式當(dāng)前第3頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)三污水管道設(shè)計(jì)參數(shù)污水管道水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)充滿度（h/D）設(shè)計(jì)流速（v）最小管徑（D）最小設(shè)計(jì)坡度（i）當(dāng)前第4頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)（1）設(shè)計(jì)充滿度（h/D）——指設(shè)計(jì)流量下，管道內(nèi)的有效水深與管徑的比值。h/D=1時(shí)，滿流h/D<1時(shí)，非滿流《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，最大充滿度為：管徑（D）或暗渠高（H）（mm）最大充滿度（h/D）200~300350~450500~900≥10000.550.650.700.75hD當(dāng)前第5頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)為什么要做最大設(shè)計(jì)充滿度的規(guī)定？1、預(yù)留一定的過(guò)水能力，防止水量變化的沖擊，為未預(yù)見水量的增長(zhǎng)留有余地；2、有利于管道內(nèi)的通風(fēng)；3、便于管道的疏通和維護(hù)管理。當(dāng)前第6頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)（2）設(shè)計(jì)流速——與設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)充滿度相應(yīng)的污水平均流速。最小設(shè)計(jì)流速：是保證管道內(nèi)不發(fā)生淤積的流速，與污水中所含雜質(zhì)有關(guān)；我國(guó)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定最小流速為0.6m/s。當(dāng)管徑小于或等于500mm時(shí)，自凈流速可取0.7m/s，當(dāng)管徑大于500mm，自凈流速可取0.8m/s。

最大設(shè)計(jì)流速：是保證管道不被沖刷破壞的流速，與管道材料有關(guān)；金屬管道的最大流速為10m/s，非金屬管道的最大流速為5m/s。當(dāng)前第7頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)（3）最小管徑為什么要規(guī)定最小管徑？街坊管最小管徑為200mm，街道管最小管徑為300mm。什么叫不計(jì)算管段？在管道起端由于流量較小，通過(guò)水力計(jì)算查得的管徑小于最小管徑，對(duì)于這樣的管段可不用再進(jìn)行其他的水力計(jì)算，而直接采用最小管徑和相應(yīng)的最小坡度，這樣的管段稱為不計(jì)算管段。當(dāng)前第8頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)（4）最小設(shè)計(jì)坡度——相應(yīng)于最小設(shè)計(jì)流速的坡度為最小設(shè)計(jì)坡度，最小設(shè)計(jì)坡度是保證不發(fā)生淤積時(shí)的坡度。（1）（2）（3）規(guī)定：管徑200mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.004；管徑300mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.003。設(shè)計(jì)充滿度一定時(shí)，管徑越大，最小設(shè)計(jì)坡度越小。當(dāng)前第9頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)（5）污水管道的埋設(shè)深度管道的埋設(shè)深度有兩個(gè)意義：決定污水管道最小覆土厚度的因素：冰凍線的要求地面荷載滿足街坊管連接要求覆土厚度埋設(shè)深度地面管道當(dāng)前第10頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)滿足地面荷載要求：車行道下最小覆土厚度0.7m滿足防冰凍要求：《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：無(wú)保溫措施的生活污水管道，管底可埋設(shè)在冰凍線以上0.15m；有保溫措施或水溫較高的管道，距離可以加大。滿足街坊污水連接管銜接要求：當(dāng)前第11頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)當(dāng)前第12頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)從以上三個(gè)因素出發(fā)，可以得到三個(gè)不同的覆土厚度，最大值就是這一溝段的允許最小覆土厚度。最大埋深根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及施工方法決定。在干燥土壤中，溝道最大埋深一般不超過(guò)7~8m；在多水、流沙、石灰?guī)r地層中，一般不超過(guò)5m。當(dāng)前第13頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)銜接原則：

（1）盡可能提高下游溝段的高程，以減少埋深，從而降低造價(jià)，在平坦地區(qū)這點(diǎn)尤其重要；

（2）避免在上游溝段中形成回水而造成淤積；（3）不允許下游溝段的溝底高于上游溝段的溝底。（6）污水管道的銜接下游溝底高于上游溝底下游水位高于上游水位不應(yīng)發(fā)生當(dāng)前第14頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)銜接方法溝頂平接水面平接溝底平接當(dāng)前第15頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)一般情況下，異管徑溝段采用溝頂平接。同管徑溝段采用水面平接。當(dāng)前第16頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)（7）污水管道斷面的形式常見的有圓形、半橢圓形、馬蹄形、矩形和梯形等當(dāng)前第17頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)四污水管道水力計(jì)算方法在進(jìn)行水力計(jì)算時(shí)，對(duì)于每一管段而言，有六個(gè)水力因素：管徑D、粗糙系數(shù)n、充滿度h/D、水力坡度I、流量Q和流速v。Q=

方法：（一）水力計(jì)算圖（二）水力計(jì)算表當(dāng)前第18頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)例已知設(shè)計(jì)溝段長(zhǎng)度L為240m；地面坡度I為0.0024；流量qV為40L/s，上游溝段管徑D＝300mm，充滿度h/D為0.55，溝底高程為44.22m，地面高程為46.06m，覆土厚度為1.54m。求：設(shè)計(jì)溝段的口徑和溝底高程當(dāng)前第19頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)I=0.0058>0.0024h/D=0.9>0.55水力計(jì)算圖解：1、確定管徑和坡度

由于上游溝段的覆土厚度較大，設(shè)計(jì)溝段坡度應(yīng)盡量小于地面坡度以減少埋深。當(dāng)前第20頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)A:令D＝300mm，查圖.當(dāng)D＝300mm，qV＝40L/s，h/D=0.55時(shí)，i＝0.0058>I＝0.0024，不符合本題應(yīng)盡量減少埋深的原則；令v＝0.6m/s時(shí)，h/D＝0.90>0.55，也不符合要求。當(dāng)前第21頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)h/D=0.66>0.65，不合格i=0.0015<0.0024，比較合適當(dāng)前第22頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)B:令D＝350mm，查圖.當(dāng)D＝350mm，qV＝40L/s，v＝0.6m/s時(shí),h/D=0.66>0.65，不合格。令h/D=0.65時(shí)，v＝0.61>0.6m/s，符合要求。i=0.0015<0.0024，比較合適。當(dāng)前第23頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)44.220+0.3002、確定銜接方式和高程采用溝頂平接？設(shè)計(jì)溝段上端溝底高程：44.220+0.300-0.350＝44.170(m)設(shè)計(jì)溝段的下端溝底高程：44.170-240×0.0015＝43.810(m)當(dāng)前第24頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)檢驗(yàn)：44.398m高于44.385m，不符合要求，應(yīng)采用水面平接。上游溝段下端水面高程：44.220+0.3000.55＝44.385(m)設(shè)計(jì)溝段上端水面高程：44.170+0.650.350＝44.398(m)當(dāng)前第25頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期五\3點(diǎn)溝底高程修正：采用水面平接。上流溝段的下端水面高程:44.22+0.3×0.55＝44.38