计算机在排水管网中最优化应用

1、第四章第四章 计计算机在排水算机在排水工程中的应工程中的应用用污水管道中污水流动的特点水力计算的基本公式污水管道水力计算的设计数据污水管道的埋设深度污水管道水力计算的方法污水管道的设计 污水在管道中一般是靠管道两端的水面高差从高到低处污水在管道中一般是靠管道两端的水面高差从高到低处流动。在大多数情况，管道内部是不承受压力的，即靠流动。在大多数情况，管道内部是不承受压力的，即靠重力流动重力流动。 污水的流动按照一般液体流动的规律，并假定管道内水污水的流动按照一般液体流动的规律，并假定管道内水流流是是均匀流均匀流。污水管道中污水流动的特点 污水管道水力计算的目的，在于合理的经济的选择污水管道水力计

2、算的目的，在于合理的经济的选择管道管道断面尺寸断面尺寸、坡度坡度和和埋深埋深。由于这种计算是根据水力学规。由于这种计算是根据水力学规律，所以称做律，所以称做管道的水力计算管道的水力计算。水力计算的基本公式21322122330.014m /sm11m/smnQvRInQA RIvRInAP222公式4.1和4.2管壁粗糙系数，该值根据管渠材料而定， 可以通过查表得到,一般采用；流量（）；过水断面面积（）；流速（）；水力半径（过水断面面积与湿周的比值）（ ）；水力坡度（等于水面坡度，也等于管底坡度）； 1、设计充满度、设计充满度 在设计流量下，污水在管道中的水深在设计流量下，污水在管道中的水深h

3、和管道直径和管道直径D的比值的比值为设计充满度（或水深比），为设计充满度（或水深比），h/D=1时称为满流；时称为满流；h/D200D(N)200并并HH(N)HH(N-1)HH(N)HH(N-1)HH(N)HH(N-1)HH(N)=D(N-1)D(N)=D(N-1)HH(N)HH(N-1)HH(N)HH(N-1)并并D(N)D(N-1)D(N)D(N-1) 作业： 已知某检查井已知某检查井上游管段末端上游管段末端的管底标高、水面的管底标高、水面标高、管径和水深分别为标高、管径和水深分别为hg1hg1，hs1hs1，d1d1，hh1hh1，下游管段下游管段的管长为的管长为L2L2，坡度为，坡度

4、为i2i2，其，其下游管段下游管段始端始端管径为管径为d2d2和水深为和水深为hh2hh2； （1 1）求解求解下游管段始端的管底标高下游管段始端的管底标高hg21hg21和和水面水面标高标高hs21hs21，以及，以及下游管段末端下游管段末端的管底标高的管底标高hg22hg22和水面标高和水面标高hs22hs22（必须利用函数调用，（必须利用函数调用，1 1个主函个主函数，数，1 1个子函数），并请给出相应的程序清单个子函数），并请给出相应的程序清单； （2 2）仅需）仅需求解下游管段始端的管底标高求解下游管段始端的管底标高hg21hg21和和水面标高水面标高hs21hs21。 污水在管道中

5、一般是靠管道两端的水面高差从高到低处污水在管道中一般是靠管道两端的水面高差从高到低处流动。在大多数情况，管道内部是不承受压力的，即靠流动。在大多数情况，管道内部是不承受压力的，即靠重力流动重力流动。 污水的流动按照一般液体流动的规律，并假定管道内水污水的流动按照一般液体流动的规律，并假定管道内水流流是是均匀流均匀流。污水管道中污水流动的特点 管径管径200mm的最小设计坡度的最小设计坡度0.004；管径；管径300mm的最小的最小设计坡度设计坡度0.003。 已知已知设计流量设计流量Q和和管道粗糙系数管道粗糙系数n，需要求，需要求管径管径D、水力水力半径半径R、充满度充满度h/D、管道坡度管道

6、坡度I和和流速流速v。有五个未知数，。有五个未知数，因此须假定因此须假定3个求其他个求其他2个，为简化计算，常采用个，为简化计算，常采用水力计水力计算图算图（将流量、管径、坡度、流速、充满度、粗糙系数（将流量、管径、坡度、流速、充满度、粗糙系数各水力因素之间关系绘制起来的图形）。各水力因素之间关系绘制起来的图形）。污水管道水力计算的方法11000shashacapdca86 00h4paZZqFKqqFqKnnpqp设计管段的本段流量（L/ ）；设计管段服务的街区面积（）；生活污水量总变化系数；单位面积的本段平均流量，即比流量（L/()）；居住区生活污水定额（L/()）；人口密度（/）。 初步设计时，只计算干管和主干管的流量初步设计时，只计算干管和主干管的流量。技术设计时，应计算全部管道的流量。技术设计时，应计算全部管道的流量。 目的：降低工程造价 1、设计流速 2、设计充满度 3、检查井内管段衔接 4、全局优化思想选择设计参数最优化基本思想21321vRIn减小埋深和坡度减小埋深和坡度尽可能小V V一定，一定，R R增大，增大，I I减小减小尽可能大水面平接、管顶平接、管底平接水面平接、管顶平接、管底平接人机对话 参数说明： N设计管段与检查井标号； D(N)第N管段直径； HH(N)第N管段内