雨水管渠水力计算方法-教案

1、给排水管道技术教案知识点雨水管渠水力计算方法学时2学时教学内容雨水管道水力计算基本参数的规定雨水管道水力计算方法教学重点雨水管道水力计算基本参数的规定教学难点雨水管道水力计算方法参考资料1.给水排水管道工程 黄敬文主编 黄河水利出版社排水工程第四版 张玉先主编 中国建设工业出版社室外排水设计规范 GB50014-2006(2014年版)给水排水设计手册 第03、05册2.网络资源1）筑龙网2）给排水在线3）土木工程在线知识点 雨水管渠水力计算方法雨水管渠水力计算设计参数内容导入 为保证雨水管渠正常地工作，避免发生淤积和冲刷等现象，室外排水设计规范中，对雨水管道水力计算的基本参数做了相应的规定。

2、 主要内容 雨水管道水力计算的基本参数：设计充满度、设计流速、最小管径、最小设计坡度、最小与最大埋深 1设计充满度 由于雨水较污水清洁，对水体及环境污染较小，而且暴雨时径流量大，相应较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长。所以雨水管渠允许溢流，以减少工程投资。因此，雨水管渠的充满度按满流来设计，即 h/D =1。雨水明渠不得小于0.2m的超高，街道边沟应有等于或大于0.03m的超高。2设计流速室外排水设计规范中规定，雨水管渠（满流时）的最小设计流速为0.75m/s。而明渠采用较低的设计流速，一般明渠内最小设计流速为0.4m/s。 为防止管壁及渠壁的冲刷损坏，雨水管道最大设计流速：金属管

3、道为10m/s，非金属管道为5m/s，明渠最大设计流速则根据其内壁材料的抗冲刷性质，按设计规范选用，见下表。 雨水管道的设计流速应在最小流速与最大流速范围内。3最小管径 室外排水设计规范规定：在街道下的雨水管道，最小管径为300mm；街坊内部的雨水管道，最小管径为200mm。4最小设计坡度 雨水管道的设计坡度，对管道的埋深影响很大，应慎重考虑，以保证管道最小流速的条件。此外，在设计中力求使管道的设计坡度和地面坡度平行或一致，以尽量减少土方量，降低工程造价。这一点在地势平坦、土质又较差的地区尤为重要。关于最小设计坡度的规定，见下表。 5最小埋深与最大埋深 具体规定与污水管道相同。6管渠的断面形式

4、 雨水管渠一般采用圆形断面，当直径超过2000mm时也可用矩形、半椭圆形或马蹄形断面，明渠一般采用梯形断面。 雨水管道水力计算方法内容导入 雨水管道水力计算仍按均匀流考虑，其水力计算公式同污水管道，但按满流计算。 主要内容雨水管道水力计算：均匀流、满流 管壁粗糙系数n、设计流量设为已知，从水力计算表中求得D、v和i值以符合水力计算基本参数的规定。 在工程设计中，通常在选定管材后，n值即为已知数；雨水管道通常选用的是混凝土和钢筋混凝土管，管壁粗糙系数n一般采用0.013。设计流量是经过计算后求得的已知数。 因此只剩下3个未知数D（管道直径）、v及i。在实际应用中，可参考地面坡度假定管底坡度，并根

5、据设计流量值，从水力计算图或水力计算表中求得D、v和i值以符合水力计算基本参数的规定。【例题】已知n=0.013，设计流量Q=200L/s，该管段地面坡度i=0.004，试确定该管段的管径D、流速v和管底坡度i。 【解】（1）设计采用n=0.013的水力计算图，如图下图所示。 （2）在横坐标轴上找到Q=200L/s值，作竖线；然后在纵坐标轴上找到i=0.004值，作横线，将两线相交于一点（A），找出该点所在的v和D值，得到v=1.17m/s，其值符合规定。而D 值介于400mm和500mm两条斜线之间，不符合管材统一规格的要求，故需要调整D。 （3）如果采用D=400mm时，则将Q=200L/s的竖线与D=400mm的斜线相交于一点（B），从图中得到交点处的v=1.60m/s，其值符合水力计算的规定。而i=0.0092与原地面坡度i=0.004相差很大，会增大管道的埋深，因此不宜采用。 （4）如果采用D=500mm时，则将Q=200L