管网期末复习2

1、第6章 给水管网的设计计算n节点、管段n比流量、沿线流量、节点流量、管段流量n管段最大流速、最小流速、经济流速 n水头损失n水力计算表基本概念n节点： 泵站、水塔； 不同管径或不同材质的交接点； 管段的交汇点； 集中大用水户点； 管段：两个相邻节点之间的管道。n比流量qcb长度比流量长度比流量：假定小用水户q1 1、q2 2、的总和沿管网长度均匀流出，则每单位管段计算长度上应流出的水量。面积比流量面积比流量：假定小用水户q1 1、q2 2、的总和沿面积均匀流出，则每单位计算面积上应流出的水量。LQQqicbAQQqimb管段的计算长度：两侧均无供水的管道，计算长度为0，单侧供水的管道，计算长度

2、为实际长度的一半，两侧均供水的管道计算长度为管段实际长度。管段的供水面积：干管承担的供水面积可按分角线法或对角线法划分。注意：n当供水区域内各区卫生设备情况或人口密度差异较大时，各区的比流量应分别计算；n同一管网，比流量的大小随水量而变化，在不同的供水条件下，比流量是不同的。沿线流量qy假定小用水户q1 1、q2 2、的总和沿管网长度（面积）均匀流出，则一定管段长度（一定面积）上流出的水量。ABqz+qyqzisLqqy节点总流量：集中流量和节点流量的和。 集中流量集中流量：较大的集中流量处可直接设为节点。节点流量节点流量：等于沿线流量的一半。 0.5qy0.5qyqz+qyBAqzqj1qj

3、2yqq5 . 0i管段流量：流入节点的全部流量之和等于流出这一节点的流量之和。0iq假定：假定：流入节点的流量为负值，流出节点的流量为正值。比流量沿线流量节点流量管段流量 最高日最高时用水量集中流量 n管段流速最高流速：2.53.0m/s；最小流速：0.6m/s；经济流速：管网造价和经营费用之和最小时。 费用流速Ve运行费建设费总费用D=100400mm, Ve=0.6-0.9m/s。D400mm, Ve=0.9-1.4m/s。n水力计算表Q、D、v、i 知两项可求另两项VDQ24gVDi212 水头损失各参数下标汇总（水压）Hp：二泵房扬程，m；Ht ：水塔设置高度，m ；HC ：用户自由

4、水压，m ；H0：水塔内水深，m ；Zp：二泵房最低水位标高扬程，m ；Zt ：水塔建设位置地形标高，m ；ZC ：用户点地形标高，m ；hs：泵房吸水管路水头损失，m ；hc：输水管的水头损失，m ；hn ：配水管网的水头损失，m ；各参数下标汇总（流量）Qd：最高日流量，m3/d；Qh ：最高日最高时流量，m3/h ；Qx ：消防流量，L/s ；qy：沿线流量， L/s ；qz ：转输流量， L/s ；qb 或qs ：比流量， L/s ；qy或qi-j ：沿线流量， L/s ；qi：节点流量， L/s ；qi-j ：管段流量， L/s ；室外给水设计规范管网部分参数汇总hz：总水头损失，h

5、；hy ：沿程水头损失，h；hj ：局部水头损失，h ； l：管段长度， m； D ：管道内径， mm ； R：水利半径；：沿程阻力系数； C：谢才系数。1、设计工况水力计算： 最高日最高时2、非设计工况水力校核： 最高日最高时消防 最不利管段故障时 对置水塔最大转输时设计内容1、设计工况水力计算（最高日最高时）Q、D、v、1000i比流量hhhQKQ 沿线流量节点流量管段流量 最高日最高时用水量集中流量 管段设计流量计算LQQqicbisLqqyyqq5 . 0i 0iq比流量管径计算沿线流量节点流量管段流量 最高日最高时用水量管段直径 经济流速 集中流量 经济流速 水头损失 二泵房扬程水塔

6、高度 管段直径流量二泵房扬程与水塔设置高度的计算2、非设计工况水力校核n最高日最高时发生火灾时n最不利管段发生故障时 n设对置水塔时n最高日最高时发生火灾ncsCCphhhHZH设计流量：Qh+Qx? 最不利管段发生故障设计流量：70%QhncsCCphhhHZH?最高日最高时 设对置水塔时最大转输时设计流量：Qz3.132.552.63.13.344.54.75.15.464.954.84.6 4.64.554.34.44.34.654.44.64.93.93.41234561234567891011 1213 1415 1617 18 1920 2122 2324时间 /h占最高日用水量的

7、百分数 /%ncsCCphhhHZH?n 最不利工作情况：最高日最高时 Qh最高日最高时发生火灾Qh+Qx最不利管段发生故障 70Qh对置水塔最大转输时 Qzn 最不利点（控制点）：地形最高点要求自由水压最高点距离供水起点最远点n 关键参数：Q、D、v、iQD、vihHHt、Hpn枝状管网水力计算特点：特点：对单水源网，水流路线唯一，流量唯一， 管径变化时，起点水压变化，而各管流量 不变。原则：原则：Oqi3、两大类典型的给水管网水力计算 步骤：步骤：确定Qh、L、标高、自由水头； 确定干线和最不利管线； 计算比流量、沿线流量和节点流量； 干管水力计算 由节点流量计算各管段流量； 由流量、经济

8、流速求直径、水头损失； 由最不利点起计算二泵房扬程、流量；支管水力计算计算平均允许水力坡度；根据q，确定D、1000i，计算实际h；计算节点的水压标高，自由水压；确定水塔的容积和高度；确定二泵站的扬程；校核。n环状管网水力计算 特点：特点：供水路线不唯一，管段设计流量不 唯一，当管径变化时，压力、流量 均发生变化。 原则：原则：OQ Oh 流体连续性方程，流出为正，流入为负，流入某节点的流量等于流离该节点的流量；能量守恒方程，顺时针为正，逆时针为负，环状网任一闭合环内，水流为顺时针方向的各管段的水头损失之和等于水流逆时针方向的各段水头损失之和。OQ Oh h1-2-4=h1-3-4h1-2-4

9、=h1-2+h2-4h1-3-4=h1-3+h3-4h1-2+h2-4=h1-3+h3-4h1-2+h2-4h1-3 h3-4=0h1-2-4=H1 H4h1-3-4=H1 H41234环状网任一闭合环内，水流为顺时针方向的各管段的水头损失之和等于水流逆时针方向的各段水头损失之和。 步骤：步骤：确定管网Q总、环数、计算长度、 标高、自由水头； 计算各节点流量； 假定管段流向，分配流量； 确定管径和水头损失；管网平差根据初分流量q、D、i、L计算h；计算每一个闭合环的闭合差h；若h0，则q、D、h均为设计值； h0，则需对初分流量进行修正；重新计算每个管段的修正后的流量；重复，直至 ；iiiqh

10、hq20h手工计算时一般取h0.10.5m，计算机计算时一般取h0.010.1m。计算水塔高度及水泵扬程；校核计算。环路闭合差h 管网平差 供水分界线确定的条件供水分界线确定的条件 过节点； 水压最低； 水塔的流量等于供水范围内节点流量加 分界线上由水塔供给的节点流量之各和； 供水分界线随水塔水位移动。 最不利点（控制点）：地形最高点；要求自由水压最高点；距离供水起点最远点；供水分界线上的点。设计计算：按照最高日最高时流量求出各节点流量，进行流量分配，计算管段流量，确定管段直径及水头损失，再推算出给水管网的水压关系。校核计算：管段直径已知，按不同工况下的流量分别计算节点流量，确定管段流量和水头

11、损失，再推算出水压，以此校核按最高日最高时用水确定的二泵房扬程。？混合式给水管网中如何处理枝状管网与环状管网的关系。管道的埋设深度覆土厚度：管道外壁顶部到地面的距离。埋设深度：管道内壁底部到地面的距离。覆土厚度覆土厚度埋设深度埋设深度海平面海平面地面地面4、给水管道的敷设最小覆度厚度：防止冰冻损坏管道 防止受地面负荷破坏n防止受地面负荷破坏： 金属管0.7m，非金属管1.01.2mn防止冰冻损坏管道 冰冻区：管底在冰冻线以下的最小距离 D300mm，为D200mm D=300mm600mm，为0.75Dmm D600mm，为0.5Dmm 地面地面冻土层冻土层非冻土层非冻土层冰冻线冰冻线300m

12、m600mm600mm例：冰冻线1.2m ，给水管径200mm ，最小覆土厚度为多少？冰冻区：管底在冰冻线以下的最小距离 D300mm，为D200mm ；地面地面冻土层冻土层非冻土层非冻土层冰冻线冰冻线1200mm1200mm200mm200mm200mm200mm最小覆土厚度1：12002001400mm防止受地面负荷破坏：最小覆土厚度为非金属管1.01.2m最小覆土厚度2：1.01.2m最小覆土厚度：1.4m管道的基础防止管底只支在几个点上，引起下沉。自然基础砂基础混凝土基础当土壤耐压力较高且地下水位较低时。在岩石或半岩石地基处。在土壤松软的地基处。第6章小结1、基本概念；2、工程设计内容

13、；3、两大类型的给水管网水力计算；4、给水管道的敷设。第7章 给水管道材料与附件1、给水排水管道材料n 良好的耐压性能；n 良好的封闭性；n 耐腐蚀；n 内壁不结垢、光滑；n 管路畅通。给水管材的要求常见给水管材管材优点缺点适用金属管钢管强度高，耐振动，质量轻，长度大，加工方便内壁光滑度不及塑料管，镀锌钢管耐腐蚀性不高，价格高高压管段球墨铸铁管强度大，韧性大，抗腐蚀，安装方便抗压力差，不适于高压管质脆、重量大、单管长度小城市输配水系统铜管很强的抗锈蚀能力，强度高，可塑性强，坚固耐用，能抵受较高的外力负荷价格高热水塑料管UPVC质量轻，防腐蚀性好，内壁光滑，便于安装，抗弯抗压缩度较高抗冲击强度相

14、对较低室外埋地给水管，工业厂房生产供水PE室内冷热水PPR室内冷热水复合管玻璃钢管质量轻，内壁光滑，耐压耐腐蚀价格高铝塑复合管建议:长距离大水量，若压力低选用预应力钢混管，压力高采用预应力钢筒混管和玻璃复合管；城市输配水系统采用球墨铸铁管或玻璃纤维管；室内或小区采用塑料管；穿越障碍物或特殊地段，采用钢管。2、给水管网附件n 阀门 n 止回阀 n 排气阀 n 泄水阀 n 消火栓给水管网附件管道的连接n 承插连接n 法兰连接n 焊接n 螺纹连接第7章小结1、给水管道材料的要求和常用管材；2、给水管道附件与附属构筑物。第8章 污水管道系统的设计计算 室外给水设计规范室外排水设计规范建筑给水排水设计规

15、划住宅设计规范建筑设计防火规范n生活污水定额生活污水定额n居民生活污水定额n综合生活污水定额污水定额1、污水设计流量的计算n 居民生活污水定额和综合生活污水定额应根据当地采用的用水定额，结合建筑物内部给排水设施水平和排水系统普及程度确定。可按当地用水量的80%90%采用。n 工业区内工业废水量和变化系数的确定，应根据工艺特点，并于国家现行的工业用水量有关规定协调。室外排水设计规范（GB50014-2006）n生产污水定额n单吨产品污水排放量n万元产值污水排放量n单位面积污水排放量n 日变化系数 dddQQK 污水量变化系数n 时变化系数 hhhQQK n 总变化系数 hdzKKK.室外排水设计

16、规范 （GB50014-2006）Qd（L/s）5154070kz2.321.81.7Qd（L/s）1002005001000kz1.61.51.41.3n 最高日污水量n 最高日最高时污水量污水量计算n居民生活污水设计流量 360024nQ1zKN 生活污水量居民生活污水量定额，L/（人d）设计人口数，人生活污水量总变化系数n综合生活污水设计流量 360024 nQ1zKN综合生活污水量定额，L/（人d）设计人口数，人生活污水量总变化系数n工业废水量TKMmQz36004总变化系数生产污水量定额产品的平均日产量每日的生产时数，h城镇污水设计总流量：QQ2Q4?污水设计流量与给水设计流量计算方

17、法的差异。 计算用水量时采用最高日用水量定额和相应的时变化系数，计算污水量时则采用平均日用水量定额的8090和相应的总变化系数。 计算给水管网用水量时采用综合流量法，计算污水管网污水量时则采用简单累加法。 表2-1 居民生活用水定额（L/capd）计算用水量时采用最高日用水量定额和相应的时变化系数，计算污水量时则采用平均日用水量定额的8090和相应的总变化系数。 城市规模特大城市大城市中、小城市 用水情况分区最高日平均日最高日平均日最高日平均日一180270140210160250120190140230100170二1402001101601201809014010016070120三140

18、1801101501201609013010014070110表2-2 综合生活用水定额（L/capd）计算用水量时采用最高日用水量定额和相应的时变化系数，计算污水量时则采用平均日用水量定额的8090和相应的总变化系数。 城市规模特大城市大城市中、小城市 用水情况分区最高日平均日最高日平均日最高日平均日一260-410210-340240-390190-310220-370170-280二190-280150-240170-260130-210150-240110-180三170-270140-230150-250120-200130-230100-170综合流量法时间综合生活用水量（m3）生

19、产用水量（m3）市政用水量（m3）不可预见量（m3）总计（m3）01447.7212515.52249.69837.93 1168.512515.52249.691558.71781461.24228.8915.52249.691955.34891416.96269.8915.52249.691952.069101340.7269.8915.52249.691875.8 1308.72269.8915.52249.691843.8223241399.74269.8915.52249.691934.84计算给水管网用水量时采用综合流量法，计算污水管网污水量时则采用简单累加流量法。简单累加流量法时

20、间综合生活污水量（m3）生产污水量（m3）总计（m3）1461.241731.13269.89比流量：单位面积单位时间内的生活污水量。360024snq面积比流量，L/s.hm2生活污水定额，L/cap.d人口密度，cap/hm22、污水管段设计流量的计算 基本概念本段流量q1：从本管段沿线街坊流量的污水量。zKFqqs1面积比流量，L/s.hm2面积，hm2本段流量，L/s周边式低边式低边式总变化系数转输流量q2 ：从上游和旁侧管段流来的污水量。包括从上游和旁侧管段流来的生活污水量与生产污水量。集中流量q3 ：从工业企业或其他大型公共设施流来的污水量。本段流量转输流量生活污水流量生产废水流量

21、均化小流量集中流量管段的设计流量： qij=q1+q2+q3q q2 2q q3 3q q1 1本段流量（两侧街坊流入）集中流量（工企，大型建筑流入）转输流量（上游，侧管流入）AB设计充满度：污水管中深h与直径D的比值。hDn 调节污水量变化；n 通风排气；n 管道疏通和维护管理。1满流，1不满流。3、污水管道的水力计算 基本概念最大设计充满度： 管径或渠道高度（mm）最大设计充满度2003000.553504500.655009000.7010000.75最小设计充满度：最小设计充满度建议0.25一般0.5设计流速：最小设计流速：污水0.6m/s、明渠0.4m/s 雨污合流0.75m/s。最

22、大设计流速：金属管10m/s、非金属管 5m/s、明渠查表。压力管流速：建议0.72.0m/s。最小管径：管道类别最小管径污水管街坊和厂区内 200mm污水管街道 300mm最小设计坡度：管道类别 最小管径（mm）相应最小设计坡度污水管2000.004污水管3000.003埋深：地面到管道内壁底的距离。最小覆土厚度：防冻一般埋设在冰冻线以下；防负载车行道下最小覆土0.7m； 人行道下0.6m；衔接建筑物出户管最小埋深0.50.6m； 街坊污水支管起点最小埋深0.6 0.7m。覆土厚度：地面到管道外壁顶的距离。最大埋深：干燥土壤78m，其余5m。 管段衔接n 水面平衔接 上、下游管段的水面等高，

23、即上、下游管段在指定的设计充满度下水面相平。n 管顶平衔接 上、下游管管顶相平，一般用于不同口径。n 设跌水井 对标高差大（1m）的傍侧管接入时。水面平接管顶平接跌水井n污水管网总设计流量;n各管段设计流量计算；n计算管段直径、流速、充满度、坡度；n确定埋深，进行衔接设计与设计坡度；n确定管道在道路横断面上的具体位置。设计内容面积比流量本段流量管段流量 最高日最高时污水量管段直径 地面坡度 集中流量转输流量 管段直径的计算水力计算参数非满流管网（污水管网）非满流管网（污水管网） Q D v h 水力计算公式vWQlRCvh22水力计算步骤n管网定线，确定长度、标高；n计算各设计管段的流量；n确

24、定管材；n确定控制点；n计算各管段的地面坡度；n根据设计流量、地面坡度、估算D，然后查水力计算图，求v、，看是否符合规定；n按管长和坡度计算管道两端的降落量；n根据D、，计算管中的水深；n由设定起始点埋深的情况下，计算设计管段上下游管底标高和埋设深度；由水深和管底标高计算管段的水面标高。第8章 小结1、基本概念；比流量 本段流量 管段流量 转输流量设计充满度 最大充满度设计流速 最大流速 自净流速最小管径 最小设计坡度埋设深度第8章 小结2、工程设计内容； 污水管网总设计流量及各管段设计流量计算；确定管段直径、埋深、衔接设计与水力计算。第9章（1） 雨水管渠的设计计算雨水流行的特点： 历时短；

25、 流量大； 含泥沙。n降雨量 降雨历时 降雨强度 降雨面积n暴雨强度 降雨频率 重现期n径流系数 汇水面积n管段流量 最大流速 最小流速n最小管径 最小坡度 最大埋深 最小覆土厚度n水力计算图基本概念n降雨量：降雨的多少。 m3， m3/h， m3/m2， mm/h，mm。 年平均降雨量，mm/年 月平均降雨量，mm/月 日降雨量， mm/日 最大日降雨量，mm/日中国气象局规定：24小时的降雨量10mm 小雨1024.9mm 中雨2549.9mm 大雨5099.9mm 暴雨100250mm 大暴雨超过250mm 特大暴雨暴雨，一般指每小时降雨量16毫米以上，或连续12小时降雨量30毫米以上，

26、或连续24小时降雨量50毫米以上的降水。n降雨历时：连续降雨的时段。 h，min。n降雨面积：降雨的范围。 ha，km2。n汇水面积：雨水管渠汇集雨水的面积。 ha，km2 。n降雨强度：某一连续降雨时段内的平均 降雨量。 mm/min，mm/h。n暴雨强度：单位时间单位面积上的降雨 体积。 L/minha, L/minha。 室外排水设计规范(GB50014-2006) 雨水管渠设计重现期，应根据汇水地区性质（广场、干道、厂区、居住区）、地形特点和气象特点等因素确定。在同一排水系统中可采用同一重现期或不同重现期。重现期一般选用0.53a，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，

27、一般选用35a，并与道路设计协调。n降雨频率 ：等于或大于某降雨强度发生的 可能性，%。n重现期：等于或大于某暴雨强度发生一次的 时间间隔的平均值，a。n 径流系数：1降雨量径流量室外排水设计规范(GB50014-2006）n径流系数可按照表3.2.2-1采用，汇水面积的 平均径流系数按地面种类加权平均计算；n区域的综合径流系数可按表3.2.2-2采用。地面种类径流系数各种屋面、混凝土和沥青路面0.850.95 大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面0.550.65 级配碎石路面0.400.50 干砌砖石和碎石路面0.350.40 非铺砌土地面0.250.35 公园或绿地0.100.20 区域

28、情况径流系数城市建筑密集区0.600.85 城市建筑较密集区0.450.60城市建筑稀疏区0.200.45表1 径流系数值表2 城市综合径流系数n雨水管段设计流量：Fqqi雨水设计流量，L/s径流系数汇水面积，ha设计暴雨强度， L/shan暴雨强度公式： nbtPcAq)()lg1 (1671/L s haq设计暴雨强度， A1参数，c参数，P重现期，t降雨历时，b、n参数。86. 0)17()lg68. 01 (3920tPq室外排水设计规范(GB50014-2006）n一般地区的重现期为0.5年3年一遇；重要地区3年5年一遇，并应与道路设计协调。城市重现期（a）城市重现期（a）北京12；

29、特别重要地区310扬州0.51上海13；特别重要地区5宜昌15天津1南宁12乌兰浩特0.51柳州0.51南京0.51深圳一般地区1；低洼地区23；重要地区35杭州1; 重要地区23; 特别重要地区35长沙 0.51表3 国内部分城市采用重现期的值表4 不同重现期P与相关参数关系序号P(a)q(L/Shm)Q(L/s)D(mm)造价T（%）10.381.81171814007520.599.272085150010031.0122.962582160013841.5136.822873170017552146.653080170017563160.513371180018374170.34357

30、7180018385177.963737190019098194.0340751900190101001.65423520002051115215.51452620002051220225.34473220002051330239.2050232100215注：工程造价系按P=0.5a时造价为100%基准。n设计充满度：hD=1。n最小设计流速：管道0.75m/s、明渠0.4m/s。n最大设计流速：金属管10m/s、非金属5m/s， 明渠见表。n最小管径：雨水管道300mm、 雨水口连接管200mm。n最小设计坡度：雨水管道0.003、 雨水口连接管0.01。n最小覆土厚度： 防冻：一般在冰冻

31、线以上； 防负载：车行道下最小覆土0.7m 衔接：建筑物出户管0.50.6m。n最大埋深： 考虑经济条件，施工作业。 干燥78m，其余5m。n各管段雨水设计流量计算；n确定管段直径；n埋深、衔接设计。设计内容nbtPcAqq)()lg1 (167101、雨水设计流量n单位面积的径流量：单位面积径流量径流系数设计暴雨强度FbtPcAFqQn)()lg1 (1671n雨水管段设计流量：雨水设计流量径流系数汇水面积设计暴雨强度n暴雨强度公式： 室外排水设计规范(GB50014-2006）n一般地区的重现期为0.5年3年一遇；重要地区3年5年一遇，并应与道路设计协调。nbtPcAq)()lg1 (16

32、71/L s haq设计暴雨强度， A1参数，c参数，P重现期，t降雨历时，b、n参数。86. 0)17()lg68. 01 (3920tPqn降雨历时公式： 等于或大于汇水面积上最远点的雨水流达设计断面的集水时间t， t=t1+mt2 。t=t1+mt2t1=地面集水时间，515min；t2=管渠内雨水流行时间；m=折减系数（暗管2，明渠1.2）；单位面积径流量2、管段直径计算管段设计雨水流量暴雨强度公式管段直径 地面坡度 径流系数管内流行时间 汇水面积 管段直径的计算管段衔接n管顶平衔接 上、下游管管顶相平，一般用于不同口径。管顶平接3、管段埋深、衔接设计水力计算参数满流管网（雨水管网）满

33、流管网（雨水管网） Q D v h水力计算公式vDvWQ42gvDlh22n定线，划分排水流域，确定计算管段长度、标高、汇水面积；n计算各设计管段的流量；FqQ0)()()lg1 (167202110tfqbmttPcAqqn水力计算步骤n确定管材；n确定控制点；n计算各管段的地面坡度；n根据设计流量、地面坡度，查水力计算图，求V、Q 、i 、D ，看是否符合规定；n按管长和坡度计算管道两端的降落量；n由设定起始点埋深的情况下，计算设计管段上下游管底标高和埋设深度。（管顶平衔接）第9章（1） 小结1、基本概念；2、工程设计内容； 各管段雨水设计流量计算； 确定管段直径；埋深、衔接设计。第9章（2） 合流管网的设计计算1、合流制排水系统直流合流制 截流式合流制 完全合流制 2、分流制排水系统完全分流制 不完全分流制 半分流制 排水体制分为合流制、分流制两大类。直流合流制 截流式合流制 完全合流制 半分流制 不完全分流制 完全分流制 截流式合流制流量变化情况n晴天时：截流管以非满流污水、工业废水送污水厂；n雨天或降雨：截流管满流将生活污水、工业废水、初期雨水送污水厂；n暴雨时：雨水径流量加大，混合水量超过截污管设计能力，发生溢流。截流式合流制使用条件n排水区域内有水量充沛的纳污水体；n街区街道建设完善，街道狭窄；n地面向水体倾斜。基本