污水管道的水力计算

污水管道的水力计算当前第1页\共有27页\编于星期二\9点一、污水管道中的水流情况1.污水在管道中一般是从高处向低处流动，属于重力流动。2.将污水按一般水看待，符合一般水力学的水流运动规律。3.在污水管网设计中采用均匀流计算当前第2页\共有27页\编于星期二\9点二、水力计算公式当前第3页\共有27页\编于星期二\9点三污水管道设计参数污水管道水力计算的设计数据设计充满度（h/D）设计流速（v）最小管径（D）最小设计坡度（i）当前第4页\共有27页\编于星期二\9点（1）设计充满度（h/D）——指设计流量下，管道内的有效水深与管径的比值。h/D=1时，满流h/D<1时，非满流《室外排水设计规范》规定，最大充满度为：管径（D）或暗渠高（H）（mm）最大充满度（h/D）200~300350~450500~900≥10000.550.650.700.75hD当前第5页\共有27页\编于星期二\9点为什么要做最大设计充满度的规定？1、预留一定的过水能力，防止水量变化的冲击，为未预见水量的增长留有余地；2、有利于管道内的通风；3、便于管道的疏通和维护管理。当前第6页\共有27页\编于星期二\9点（2）设计流速——与设计流量和设计充满度相应的污水平均流速。最小设计流速：是保证管道内不发生淤积的流速，与污水中所含杂质有关；我国根据试验结果和运行经验确定最小流速为0.6m/s。当管径小于或等于500mm时，自净流速可取0.7m/s，当管径大于500mm，自净流速可取0.8m/s。

最大设计流速：是保证管道不被冲刷破坏的流速，与管道材料有关；金属管道的最大流速为10m/s，非金属管道的最大流速为5m/s。当前第7页\共有27页\编于星期二\9点（3）最小管径为什么要规定最小管径？街坊管最小管径为200mm，街道管最小管径为300mm。什么叫不计算管段？在管道起端由于流量较小，通过水力计算查得的管径小于最小管径，对于这样的管段可不用再进行其他的水力计算，而直接采用最小管径和相应的最小坡度，这样的管段称为不计算管段。当前第8页\共有27页\编于星期二\9点（4）最小设计坡度——相应于最小设计流速的坡度为最小设计坡度，最小设计坡度是保证不发生淤积时的坡度。（1）（2）（3）规定：管径200mm的最小设计坡度为0.004；管径300mm的最小设计坡度为0.003。设计充满度一定时，管径越大，最小设计坡度越小。当前第9页\共有27页\编于星期二\9点（5）污水管道的埋设深度管道的埋设深度有两个意义：决定污水管道最小覆土厚度的因素：冰冻线的要求地面荷载满足街坊管连接要求覆土厚度埋设深度地面管道当前第10页\共有27页\编于星期二\9点满足地面荷载要求：车行道下最小覆土厚度0.7m满足防冰冻要求：《室外排水设计规范》规定：无保温措施的生活污水管道，管底可埋设在冰冻线以上0.15m；有保温措施或水温较高的管道，距离可以加大。满足街坊污水连接管衔接要求：当前第11页\共有27页\编于星期二\9点当前第12页\共有27页\编于星期二\9点从以上三个因素出发，可以得到三个不同的覆土厚度，最大值就是这一沟段的允许最小覆土厚度。最大埋深根据技术经济指标及施工方法决定。在干燥土壤中，沟道最大埋深一般不超过7~8m；在多水、流沙、石灰岩地层中，一般不超过5m。当前第13页\共有27页\编于星期二\9点衔接原则：

（1）尽可能提高下游沟段的高程，以减少埋深，从而降低造价，在平坦地区这点尤其重要；

（2）避免在上游沟段中形成回水而造成淤积；（3）不允许下游沟段的沟底高于上游沟段的沟底。（6）污水管道的衔接下游沟底高于上游沟底下游水位高于上游水位不应发生当前第14页\共有27页\编于星期二\9点衔接方法沟顶平接水面平接沟底平接当前第15页\共有27页\编于星期二\9点一般情况下，异管径沟段采用沟顶平接。同管径沟段采用水面平接。当前第16页\共有27页\编于星期二\9点（7）污水管道断面的形式常见的有圆形、半椭圆形、马蹄形、矩形和梯形等当前第17页\共有27页\编于星期二\9点四污水管道水力计算方法在进行水力计算时，对于每一管段而言，有六个水力因素：管径D、粗糙系数n、充满度h/D、水力坡度I、流量Q和流速v。Q=

方法：（一）水力计算图（二）水力计算表当前第18页\共有27页\编于星期二\9点例已知设计沟段长度L为240m；地面坡度I为0.0024；流量qV为40L/s，上游沟段管径D＝300mm，充满度h/D为0.55，沟底高程为44.22m，地面高程为46.06m，覆土厚度为1.54m。求：设计沟段的口径和沟底高程当前第19页\共有27页\编于星期二\9点I=0.0058>0.0024h/D=0.9>0.55水力计算图解：1、确定管径和坡度

由于上游沟段的覆土厚度较大，设计沟段坡度应尽量小于地面坡度以减少埋深。当前第20页\共有27页\编于星期二\9点A:令D＝300mm，查图.当D＝300mm，qV＝40L/s，h/D=0.55时，i＝0.0058>I＝0.0024，不符合本题应尽量减少埋深的原则；令v＝0.6m/s时，h/D＝0.90>0.55，也不符合要求。当前第21页\共有27页\编于星期二\9点h/D=0.66>0.65，不合格i=0.0015<0.0024，比较合适当前第22页\共有27页\编于星期二\9点B:令D＝350mm，查图.当D＝350mm，qV＝40L/s，v＝0.6m/s时,h/D=0.66>0.65，不合格。令h/D=0.65时，v＝0.61>0.6m/s，符合要求。i=0.0015<0.0024，比较合适。当前第23页\共有27页\编于星期二\9点44.220+0.3002、确定衔接方式和高程采用沟顶平接？设计沟段上端沟底高程：＝44.170(m)设计沟段的下端沟底高程：44.170-240×0.0015＝43.810(m)当前第24页\共有27页\编于星期二\9点检验：44.398m高于44.385m，不符合要求，应采用水面平接。上游沟段下端水面高程：44.220+0.3000.55＝44.385(m)设计沟段上端水面高程：44.170+0.650.350＝44.398(m)当前第25页\共有27页\编于星期二\9点沟底高程修正：采用水面平接。上流沟段的下端水面高程:44.22+0.3×0.55＝44.385