给排水专业计算公式汇编

给排水专业各章节计算公司汇编
给排水专业各章节计算公司汇编
第一篇：给水工程
第1章：给水总论
一、用水量计算
注：工业企业生产用水量在不能由工艺要求确定时，也可以按下式估算：
Q
i
=Qb(1-n)
Q
i --工业企业生产用水量 m3/d
q---城市工业万元产值用水量，m 3
/万元
B —城市工业总产值；
n —工业用水重复利用率。

二、流量关系及调节构筑物容积——重点掌握
1.给水系统的设计流量 图1
水处理构筑物及以前的设施：高日平均时用水量
地表水源 地下水源
T ——一泵站每天工作时间，不一定为24h
管网设计流量：满足高日高时用水量
二泵站：满足管网高日高时用水量
不分级供水——高日高时流量
分级供水——最高一级供水量
清水输水管：满足管网高日高时用水量
无水塔时与管网设计流量同
有水塔时按二泵站最高一级供水量设计
)
10.1~05.1)(/(3==
ααh m T
Q Q d
h
2.调节构筑物容积计算
清水池有效容积W=W1+W2+W3+W4(m3)
W1——清水池调节容积
W2——消防贮水量，2h 灭火用水量
W3——水厂用水量，水厂自用水量
W4——安全贮水量，一般为0.5m 深
清水池的作用之一是（调节一、二泵站供水的流量差）。

——清水池的调节作
用
水厂 Q d Q h 管网
最高日平均时流量 高日高时流量 调节容积 W1=阴影面积A 或者B (m3)
无供水曲线时估取 W1=(10~20)%Qd
水塔的有效容积 W=W1+W2
A
B
B
一泵站供水线
二泵站供水线
0 t 1 t 2 24 时间(h)
供水(m 3
/h)
清水池
W1——水塔调节容积
水塔调节二泵站供水量与用户用水量的差额
依二泵站供水曲线和用户用水曲线计算
或按Qd的百分数估取——教材P13
W2——消防贮水量，10min室内消防水量
3、水泵扬程的确定
A、一级水泵扬程的确定
Hp=H0+∑h ——扬程计算通式
H0——从吸水池最低水位到出水池最高水位的高差（取水构筑物吸水井最低水位——混合池最高水位）∑h——从吸水管起点到出水管终点的总水头损失
∴Hp=H0+∑h= H0+ ∑h s+ ∑h d
B、二级泵站扬程计算
•无水塔管网的二泵站扬程
起点：清水池或吸水井最低水位
终点：管网控制点最小服务水头液面
•设网前水塔管网的二泵站扬程
起点：清水池或吸水井最低水位
终点：水塔最高水位
•设对置水塔管网的二泵站扬程
设计时：同无水塔管网
最大转输校核时：终点：水塔最高水位
掌握扬程计算基本公式：Hp=H0+∑h
4、水塔高度的计算
依据能量方程，根据管网控制点最小服务水头
Ht=Hc+h
-(Zt-Zc)
n
H t——水塔高度，水柜底高于地面的高度，m
Hc—控制点C要求的最小服务水头,m
hn—按最高时用水量计算的从水塔到控制点的管网水头损失，m Zt—设置水塔处的地面标高，m
Zc--控制点C处的地面标高，m
与水塔在管网中的位置无关
Zt越高， Ht越小：建在高处，水塔造价低
第2章输水和配水工程
用户的用水量包括集中用水量和分散用水量
1、(对分散用水量)比流量qs：假设所有的分散用水量均匀分布在全部干管长度上，
此时，单位管长向外配出的流量称比流量。

Q——设计流量，Qh
∑q——集中流量总和
∑l ——管网总计算长度
l——管段计算长度：
管段配水情况管段计算长度l
双侧配水为管段实际长度
单侧配水为管段实际长度的一半
不配水为0
2、沿线流量q
l
：在假设全部干管均匀配水前提
下，沿管线向外配出的流量。

q
l = q
s
l
（与计算长度有关，与水流方向无关）
3、节点流量：
集中用水量一般直接作为节点流量
分散用水量经过比流量、沿线流量计算后折算为节点流量，即节点流量等于与该点相
连所有管段沿线流量总和的一半。

q
i
=0.5∑q l
0.5——沿线流量折算成节点流量的折算系数
4、管段计算流量qij ——确定管径的基础
5、管段流量qij与沿线流量ql的区别：
计算目的不同，算法不同：
ql：在假定前提下，管段向外沿线配出，其值的大小沿线减小，无水流方向问题，只有数值大小，用以定节点流量及管段流量；
qij ：是依据节点流量得出的管段内大小不变的流量，含义上qij=本段沿
线流量的折算流量q+本段向下游转输的q
t
，依据水流连续性计算，有方向性，用来确定管径、计算水头损失
前提条件：必须满足节点流量平衡条件，即满足节点连续性方程
i点的连续性方程: q
i +∑q
ij
=0
（流入i点和流出i点的流量代数和为0） qi——i点的节点流量
qij ——从节点i 到节点 j 的管段流量，“流入为负，流出为正”
6、管径计算
由“断面积×流速=流量” ，得
树状管网水力计算步骤
环状管网水力计算的步骤——结合例题
)
(4m q
D πυ
=
管网校核 消防时
最高时流量+消防流量：Q h+Q x
水压要求：10m
事故时
事故供水量：最高时流量×70%： Q h ×70%
水压要求同最高用水时
最大转输时
最大转输时流量： Q t
水压要求：能够供水至水塔最高水位
Q h q s q l q i
q ij
D ij
h ij
Δq i
q ij (0)+Δq i 本- Δq i 邻
Δh i ＜E
平差结束
H t ，H P
H i
Y
N
在各校核流量、水压要求下，较核设计时所选水泵是否能提供相应的流量及扬程三、输水管渠水力计算
位置水头H=Z - Z0是固定的，正常供水时和事故时可利用的水头差相等；
平行设置的几根输水管若管径相同，则各条输水管的摩阻相等；
输水管分段若是等分的，则各段的摩阻相等；
事故供水量应为设计水量的70%以上。

平行2根输水管，通过连通管等分成3段可满足事故时供水量Qa≥70%Q设计
正常供水时：
事故时：
又H1=H2，则n=3.86≈4段
第3章取水工程
1、进水孔格栅面积的设计（P55）
F 0=Q/K
1
K
2
v
F
—进水孔或格栅面积，m2 Q--进水孔的设计流量，m3/s
v
0--进水孔的设计流速，m/s
2
1
)
2
('
Q
nS
H
K
1—
栅条引起的面积减少系数：
K
1
=b/b+s, b为栅条净距，s为栅条厚度（或直径）
K
2
--格栅阻塞系数。

采用0.75，水流通过格栅的水头损失，一般采用0.05~0.1m 2、平板式格网的面积可按下式计算：（P56）
F
1=Q/K
1
K
2
εv
1
F
1
—平板式格网的面积，m2
Q—通过网格的流量，m3/s
V
1--
通过网格的流速，m/s 一般采用0.2~0.4 m/s
K
1—
栅条引起的面积减少系数：
K
1
=b/（b+d）2, b为网眼尺寸，一般为5*5~10*10mm，d为网眼直径, 一般为1~2mm
K
2
--格栅阻塞系数。

一般采用0.5，
ε—水流收缩系数，一般采用0.64~0.80
水流通过格栅的水头损失，一般采用0.1~0.2m
3、旋转格网的有效过水面积可按下式计算：（P57）
F
2=Q/K
1
K
2
K
3
εv
1
F
2
—旋转格网的有效过水面积，m2
Q—通过网格的流量，m3/s
通过网格的流速，m/s 一般采用0.7~1.0 m/s
V
2--
栅条引起的面积减少系数：
K
1—
K
=b/（b+d）2, b为网眼尺寸，一般为5*5~10*10mm，d为网眼直径, 一般为1~2mm
1
K
--格栅阻塞系数。

一般采用0.75，
2
—由框架引起的面积减少系数。

一般采用0.75
K
3
ε—水流收缩系数，一般采用0.64~0.80
旋转格网在水下的深度:
H= F
/2B-R
2
H—格网在水下部分的深度，mm
B--格网宽度：m
F
--旋转格网的有效过水面积，m2
2
R—网格下部弯曲半径，目前使用的标准滤网的R值为0.7m
当为直流进水时，可用B代替式中的（2B）来计算H，水流通过旋转格网的水头损失，一般采用0.15~0.30m
第4章给水处理
1、速度梯度G
G= √P/μ G ——速度梯度，s －1； p ——对单位水体的搅拌功率，W/m3；
μ——水的动力粘度，Pa?s 。

2、速度梯度计算
机械搅拌：
G ——速度梯度，s －1；
p ——对单位水体的搅拌功率，W/m 3；
N —电机功率，kw
μ——水的动力粘度，Pa?s 。

η1--搅拌设备机械效率：约为0.75
η2—传动系统的效率：约为0.6~0.9
η总—总效率：约为0.5~0.7
水力搅拌：
G ——速度梯度，s －1；
ρ—水的密度（约为1000kg/ m 3,详见P98表1-4-5）；
dy
du G
h—流过水池的水头损失，m;
μ——水的动力粘度，Pa?s 。

T—水的停留时间：s
g—重力加速度，9.81m/s2
3、G、GT值范围
混合池： G＝500～1000s －1
T=10～30s，（<2min）
絮凝反应池： G＝20～70s－1
GT＝10 4～10 5 （10～30min）例题：P98
4、混凝剂的投加
（1）投加量——通过实验确定
（2）投加系统
湿法投加：
固体－溶解池－溶液池－计量设备－投加
固体储存量15～30天（规范7.3.12）
*溶解池容积W1=(0.2~0.3)W2
溶液池容积W2 ＝aQ/417cn
W1 ， W2—m3；
a—混凝剂最大投加量，mg/L；
Q—处理水量， m3 /h；
c—配制的溶液浓度，一般取5％～20％(按固体重量计)，带入公式时为5～20；n—每日调制次数，一般不超过3次。

（规范7.3.4、7.3.5）
五、混合设备
混合要求、G、T值范围
混合方式
机械混合：水泵叶轮混合（取水泵距反应池100m以内）、机械混合池
水力混合：管式静态混合器、压力水管混合（投药点及流速要求 P102）等絮凝要求；G、GT值范围；反应池出口做法
絮凝池分类：机械搅拌、水力搅拌
1、机械搅拌絮凝池：水平轴式、垂直轴式
分3～4档，串连流过
各自的适用范围及设计参数及例题 P103
例题 P103
六、影响混凝效果的因素
1、水温
原因：水温影响混凝剂的水解
提高低温水混凝效果的方法 P107
2、浊度与悬浮物
原因：浊度大小决定了混凝剂的投量和矾花的核心高浊水、低浊水所需混凝剂量都较大
提高高浊水、低浊水混凝效果的方法 P107~108 3、水的PH值
原因：每种混凝剂都有其最佳的PH值范围
铝盐、铁盐水解时产生H＋离子，消耗水的碱度，碱度不足时投加石灰，石灰投量公式：
AL2(SO4）3：
【CaO】=3【a】－【x】+【δ】
FeCL 3 ：
【CaO】=1.5【a】－【x】+【δ】
式中【CaO】－纯石灰CaO投量,mmol/L；
【a】－混凝剂投量，mmol/L;
【x】－原水碱度， mmol/L，按CaO计;
【δ】－剩余碱度，一般取0.25~0.5mmol/L,按CaO计。

例题：原水总碱度为0.1mmol/L（以CaO计），投加精制硫酸铝（含Al2O3约16％）26 mg/L 。

若剩余碱度取0.2mmol/L，试计算水厂石灰（市售品纯度为50%）投量需多少mg/L？
（已知原子量Al=27，O=16，Ca=40）
解：投药量折合Al2O3为26×16％＝4.16 mg/L
Al2O3分子量为102，故投药量相当于4.16/102＝0.041mmol/L
则【CaO】=3【a】－【x】+【δ】
＝3×0.041－0.1＋0.2=0.223 mmol/L
＝0.223×56 mg/L=12.49 mg/L
水厂需投加市售石灰12.49/0.5＝24.98 mg/L
4.3 沉淀
1、离散颗粒的沉淀速度（自由沉淀）
三个区的沉淀速度公式 P109
例题 P110
2、理想沉淀池中u0与表面负荷q0的关系
L=vt0
H=u0t0
u0=Q/A=q0
理想沉淀池的基本特性：特定颗粒沉速在数值上等于沉淀池的表面负荷（但两者在物理意义上完全不同）
u≥u0的颗粒被全部去除，其去除率为1－x0
u＜u0的颗粒能够部分去除
三、沉淀池的基本结构与基本设计参数
1、基本结构：进水区、沉淀区、出水区、污泥区
2、沉淀池基本设计参数
（1）基本设计参数
u0（ q0 ）、H、T、v， q0是最基本参数
（2）参数取值
若u0由试验得到，则u0设＝η u0试
η＝0.6～0.8
查设计手册得到的u0值可直接应用，已考虑安全系数 P117
3、平流式沉淀池
结构、优缺点
《室外给水设计规范》规定的参数及要求 P118
衡量沉淀池水流状态的参数：Fr（弗劳德数）和Re（雷诺数），希望Fr大、Re小（方法，设隔墙，减小水力半径）Fr：一般在1*10-4~1*10-5，Re：一般在4000~15000，Fr=v2/RGg:
v—水流速度
R—水力半径
g—重力加速度
设计方法
选u
0（ q
），再从H、T、v中选2个（按规范要求）
例题： V=18mm/s，B=3H，Fr＝0.6×10－5。

在池的1/3，2/3 处各加一道隔墙，忽略隔墙厚度，求新的Fr。

解：（1）Fr=v2/Rg
（2） （3）Fr2/Fr1=(3H/5)/(H/3)=9/5=1.6 Fr2= 0.6×10－5 ×1.6= 1.08×10－5
3、斜板（管）沉淀池
(1)斜板（管）沉淀池的原理与特点
原理
根据Ei ＝ u i / u 0 ＝ u i /(Q/A)= u i A/Q
A 越大， Ei 越大；若Ei 不变，A 也不变，池中加隔板，原池A=BL ，新池A=BXn ， 则X ＝L/n 。

（n 为层数）,在去除率不变的情况下，池深越浅，池长就越短，池容越小————浅池理论
(2)斜板沉淀池产水量计算
异向流斜板沉淀池 式1-4-23
式中η斜＝0.6～0.8
同向流斜板沉淀池 式1-4-24
侧向流斜板沉淀池 式1-4-22
从公式看出：斜板沉淀池的产水量远大于同体积的平流式沉淀池
斜板沉淀池的液面负荷q 斜＝Q/A ，A 为斜板区池面面积，与平流式沉淀池中的表面533233
212H H H H H R H H H H H R =+⨯==+⨯=
负荷概念基本一致。

表面负荷 U 0= q 0=Q/ A 斜。

异向流斜板沉淀池的q 斜＝9.0~11.0m 3/(m 2.h)
斜管沉淀池利用q 斜计算，见《给水工程》P306
斜管中水流速度：v=Q/(A'sin θ)
(3)异向流斜板（管）沉淀池
适用范围：浊度小于1000NTU
设计参数：P124(或设计规范)
例题：异向流斜管沉淀池，设计能力20000m3/d,平面净尺寸10×10m ，结构系数1.03, 斜管长1m ，安装角60 度。

求斜管内轴向流速。

（斜管中的停留时间）
解：《给水工程》教材P306
（1）v=Q/(A'sin θ)
式中 Q －－沉淀池流量
A‘－－斜管净出口面积
θ－－斜管轴向与水平面夹角
（2）A‘＝(10－0.5)×10/1.03=92.23m2
（3）s mm h m v /89.2/43.1060
sin 23.922420000
0==⨯=
4.4 过滤
沉淀（澄清）池出水浊度10NTU以下，滤
后可达1NTU以下，可去除2～5μm以上的颗粒。

一、过滤原理
1、过滤技术分类
（1）表层过滤－－机械筛滤
（2）深层过滤－－机理为接触絮凝
滤池工作机理：接触絮凝和机械筛滤，前者为主2、强制滤速－－用于校核滤池设计是否合理
全部滤池中的1个或2个停产检修或反
冲洗时，其他滤池的滤速。

不要太大。

平均强制滤速：
三、滤料
1、滤料材质与规格
（2）滤料规格
表示滤料规格的参数
dmax和dmin
有效粒径d10 反映细滤料尺寸
不均匀系数K80 越大，对过滤和反冲越不利
K80=d80/d10＞1
我国采用dmax、dmin和K80 （新规范采用d10和K80）
四、滤池的基本构造
1、滤料层
2、配水系统和承托层
（1）大阻力配水系统
构成：“丰”字型穿孔管＋卵石垫层＋冲洗水泵或高位水箱
参数：开孔比为0.2~0.28%
v孔，h孔，d孔，h总＝6～8m等，P140优缺点：配水均匀；所需反冲洗水头大
（2）小阻力配水系统
构成：底部进水空间＋穿孔板（滤头或滤砖）
参数：开孔比为1.0~1.5%
h总＝1m左右
优缺点：不需设反冲洗设备；配水均匀性比大阻力系统差
（3）中阻力配水系统
开孔比为0.6~0.8%
4.5 消毒
一、消毒概论
1、消毒目的
消毒标准：细菌学指标
2、消毒方法
氯、二氧化氯、臭氧、紫外线
优点及问题
3、消毒剂的投加点
滤后加氯（清水池前投加）
出厂补充加氯（二泵站处）
预加氯（取水口或水厂入口，防止藻类繁殖），目前不提倡，改用 KMnO4、O3、H2O2等。

中途补氯（用于大型管网）
二、氯消毒
1、氯消毒原理
液氯转化为气态投加
若水中无氨，则生成HOCL和OCL－，＋1价的CL具有氧化、杀菌作用。

氯消毒原理 P157, HOCL起主要作用
HOCL和OCL－的比例与水的PH值及水温有关，
低温、低PH值消毒效果好
若水中有氨氮，则生成氯胺，消毒原理仍为HOCL杀菌。

各种氯胺的比例与PH值及氯、氨比有关
有效氯包含：
自由性（游离性）氯（ HOCL和OCL－）
化合性氯（各种氯胺）
余氯－－剩余的有效氯
2、加氯量
加氯量＝需氯量＋余氯量
规范规定 P158
3、氯消毒工艺
（1）折点氯化法
水中氨氮含量少时采用。

经验：原水氨氮含量小于0.3mg/L时折点加氯；（2）氯胺消毒法
持续杀菌能力强；减少消毒副产物
先氯后氨－－－－有大型管网时
清水池前折点加氯，出厂时加氨；
CL
2:NH
3
=3~6:1 (重量比)
化合性的氯胺消毒法－－－原水氨氮含量高时
清水池前投加氯，利用清水池接触（大于2h）；
含氨量不高时，可氯、氨同时投加
4、加氯设备
加氯要求规范7.7.1~7.7.16（新规范强制条款很多）储氯量15～30天
4.6 地下水除铁除锰
一、含铁含锰地下水
存在形态：Fe＋2、Mn＋2 ，常共存，
一般浓度Fe＋2 ＞ Mn＋2
二、地下水除铁除锰原理
1、除铁原理
（1）原理
Fe＋2 +［O］→ Fe＋3 ， Fe（OH）3→过滤（2）方法
空气氧化 P165 式1-4-42
要求：PH ＞6，最好＞7；含硅水PH ＜7
特点：属自催化氧化
药剂氧化（CL2），需CL2计算 P166 2Fe2＋ Cl2
2×55.8 2 ×35.5
1 x
2、除锰原理
（1）原理
Mn＋2 +［O］→ Mn＋4 ，MnO2→过滤
（2）方法
空气氧化 P166 式1-4-47,需O2计算
药剂氧化（CL2）P166 式1-4-48,需CL2计算
（3）特点
反应慢，需自催化，滤料为锰砂
要求PH ＞7.5
铁锰共存时，先除铁后除锰。

Fe＋2、Mn＋2 浓度低时，采用一个滤池，上层除铁下层除锰；浓度高时，采用2个滤池
二、地下水除铁除锰工艺与设备
1、处理方法
（1）原水曝气→接触氧化过滤
（2）原水曝气→氧化→过滤
（3）药剂氧化→过滤
2、处理工艺流程
各种工艺流程的适用条件
3、曝气设备
4、过滤设备
滤料与过滤工艺参数 P170
1）离子交换树脂对水中离子的选择性
强酸性阳树脂与水中离子交换的选择顺序（低浓度）：
Fe3+＞Al3+＞ Ca2＋＞Mg2＋＞ K＋ =NH 4＋＞ Na＋＞ H ＋
强碱性阴树脂与水中离子交换的选择顺序（低浓度）：
SO42- ＞ NO3-＞Cl- ＞ HCO3-＞OH -＞ HSiO3-
2）离子交换平衡与可逆性
RH+ Na＋? RNa+ H ＋
软化时， RH→ RNa
再生时，由于H ＋浓度很大，RNa→ RH
RH，RNa通过的流量 (RH以Na＋泄漏为运行终点，任何时候都不会出现酸水)计算：
Q(1-H％)A原-QH％S=QA残
注：式中浓度均为当量粒子摩尔浓度
适用范围：P181
3）除盐工艺流程
基本工艺流程 P182～183
RH放在ROH前面的原因
3、离子交换软化除盐设备
1）固定床
顺流式、逆流式
计算：Fhq=QTHt
式中 F－离子交换器截面积，m2；
h－树脂层高度，m；
q－树脂工作交换容量，mmol/L；
Q－软化水量， m3/h；
T－软化工作时间，（软化开始至硬度泄漏）h; Ht－原水硬度，当量粒子mmol/L。

2）连续床
3）混合床
二、冷却塔热力计算的设计任务与基本方法
1、基础资料：
1）、冷却水量Q（m3/h）
(℃)
2）、冷却水进水温度t
1
(℃)
3)、冷却出进水温度t
2
4）、气象参数：
(℃)：当地空气温度θ
干球温度θ
1
(℃)或相对湿度（ψ）：代表了在当地的气温条件下，水通过湿式冷却所湿球温度τ
1
能冷却到的最低极限温度。

也即冷却塔出水的理论极限温度。

大气压力P(Pa)
风向、风速
冬季最低气温。

5）、淋水填料试验和运行资料，包括淋水填料热力特性和空气阻力特性
三、循环冷却水系统
1、循环冷却水的水质污染
沉积物－－结垢（无机盐沉淀）
－－粘垢（微生物）
－－污垢（悬浮物、腐蚀剥落物等）
2、要求水质稳定，控制指标：腐蚀率、污垢热阻
1）、腐蚀率计算：
C
L =8.76*(P
-P)/ρFF
式中：C
L
--腐蚀率， mm/a
P
—腐蚀前金属重，g
P—腐蚀后金属重，g
ρ—金属密度，g/cm3
F—金属与水接触面积，㎡
t—腐蚀作用时间，h
2)、经水质处理后腐蚀率降低的效果称：缓蚀率
η=（C
0- C
L
）*100%/ C
式中：C
—循环冷却水未处理时腐蚀率
C
L
—循环冷却水经处理后腐蚀率3）、污垢热阻
Rt=1/Kt-1/K
0=1/ψ
t
K
-1/K
式中：Rt—即时污垢热阻，㎡·h·℃/kJ
K
—开始时，传热表面清洁所测得的总传热系数，kJ/㎡·h·℃
K
t
—循环水在传热面经t时间后所测得的总传热系数，kJ/㎡·h·℃
ψ
t
—积垢后传热效率降低的百分数。

3、循环水水质稳定判断
1）、饱和指数法：
I
L =PH
- PH
S
式中：I
L
—饱和指数(朗格里尔指数)
PH
—水的实际PH值
PH
S
—水的碳酸钙饱和平衡时的PH值
根据饱和指数I
L
，可对水质进行判断：
·当I
L =PH
- PH
S
＞0时，水中CaCO
3
处于饱和状态，有结垢倾向；
·当I
L =PH
- PH
S
=0时，水中CaCO
3
刚好处于平衡状态，不腐蚀，不结垢；
·当I
L =PH
- PH
S
＜0时，水中CO
2
处于过饱和，有腐蚀倾向；
2）稳定指数法（P223）PH在6.0~7.0时，基本稳定，低于就结垢，高于就腐蚀
3) 临界PH值法 PH＞PH
c 时，水结垢；PH＜PH
c
时，水腐蚀；PH
c
为实测值
1、水量损失
水量损失：蒸发、风吹、渗漏、排污
补充水量Q
m ＝ Qe＋ Qw＋ Q
f
＋ Q
b
Q
m
–补充水量
Qe—蒸发损失水量Qw—风吹损失水量
Q
f
—渗漏损失水量
Q
b
—排污水量
补充水率P＝∑水量损失率=Q
m / Q
R
各种损失率计算
按损失率计算：P
m ＝ Pe＋ Pw＋ P
f
＋ P
b
1)、蒸发损失水量：
Pe=K
ZF
·Δt·100%
Pe--蒸发损失率
Δt—进水与出水水温差：℃
K
ZF
—与环境温度有关的系数，1/℃其余损失见书本P230
2、浓缩倍数
N=C R/C M
补充水含盐量＝损失水量带出系统的含盐量
C
M P Q
R
= C
R
(P- P e) Q
R
得N＝C
R /C
M
＝P/(P- P e)= Q
m
/(Q
m
- Qe)
规范中水量损失不考虑Q
f
（5.0.3.1条）
N一般控制在2～3（规范要求不宜小于3，3.1.9条）排污量计算：
选定N，并计算Pe→P，并根据P
W 、P
f
→P
b
第二篇：排水工程
第1章排水系统概论
1、排水系统的体制及其选择
排水系统的体制：【雨水，污水（生活、生产）】
分流制排水系统（新建城区，工业企业）
完全分流制排水系统
不完全分流制排水系统
合流制排水系统（截流式合流制排水系统）
排水体制的选择：(规范1.0.4）
环境保护要求
技术安全可靠
经济造价分析
维护管理费用
2、城市排水系统的组成
城市污水排水系统
室内污水管道系统及设备
室外排水管道系统
污水泵站及压力管道
城市污水处理厂
出水口及事故排出口
城市雨水排水系统：
建筑物的雨水管道系统和设备
居住小区或工厂雨水管渠系统
街道雨水管渠系统
排洪沟
出水口
3、城市排水系统的总平面布置
城市排水系统总平面布置的任务：
确定干管、主干管的走向
确定污水处理厂和出水口的位置
城市排水系统总平面布置的原则：
管网密度合适，管道工程量小，水流畅通
充分利用地形地势，顺坡排水，避免提升
地形起伏较大的地区，采用高、低区系统分离
尽量减少中途加压泵站的个数
截流干管的布置要使全区污水管道能便捷、直接地接入4、城市排水系统的总平面布置
城市排水系统总平面布置的常见形式：（教材图）
直流正交式（适用于雨水）
正交截留式（合流制）
平行式（排水坡度过大、减小流速、避免冲刷）
高低分区式（地形起伏过大，减少提升能耗）
辐射分散式（城区大、中心地势高、出路分散）
环绕式（中小城市、排水出路集中）
第2章 污水管道系统的设计
1、污水设计流量的计算
污水设计流量：
生活污水量＋工业废水量＋（地下水渗入量）
最大日最大时（高日高时）污水流量
流量单位－L/S （升/秒）
污水量变化系数：均日均时高日高时高日均时高日高时均日高日时日=⨯=⨯=K K K Z 污水设计流量的基本计算公式：
设计流量
＝ 排水个体数×排水定额×变化系数 排水时间×单位换算
生活污水设计流量的计算公式：
Q 1－居住区生活污水设计流量（L/s)；
n－居民生活污水定额（L/人.d）；80－90％用水定额（表2－2－1）N－设计人口（人）；设计人口＝人口密度×服务面积
－生活污水量总变化系数，（表2－2－2
K
Z
污水管道水力计算的基本公式:
Q－流量，m3/s；
A－过水断面面积，m2，
v－流速，m/s；
R－水力半径（过水断面面积与湿周的比值），m；
I－水力坡度（水面坡度，管底坡度）；
C－流速系数（谢才系数）；
n－管壁粗糙系数（表2－2－7）
污水管道水力计算的设计规定：(新规范有变化)
管壁粗糙系数（n）－表2－2－7
设计充满度（h/D）（0.55－0.75）——表2－2－8
最小设计流速（vm）（管道:0.6m/s，明渠:0.4m/s）
最大设计流速（vx）（金属管道:10m/s，非金属:5m/s）
最小设计坡度（I）（街区内：0.004，街道下：0.003）
最小管径（街区内：200mm，街道下：300mm）
最大允许埋深（干燥土壤：7－8m）
最小覆土厚度（冰冻，动荷载，支管衔接）——P252
污水管道水力计算的方法（图表法）：
根据所选管材，使用相应粗糙系数(n)的水力计算图表；
根据设计流量（Q），初步确定管径（D）；
使用相应管径（D）的水力计算图表进行水力计算；
设定1个未知参数（I，v，h/D），求定另外2个：
坡度（I）控制法——尽量采用最小设计坡度，减小埋深；
流速（v）控制法——流速逐段增大，参照上段流速；
充满度（h/D）控制法——尽量采用最大允许充满度，以降低工程造价。

污水管道水力计算的步骤（教材P261－263例题）
编制污水主干管水力计算表，列入所有已知数据；
根据设计流量Q和最小管径D，确定起始管段未知参数（I，v，h/D），可根据情况设定1个，求定另外2个；
根据设计流量Q的变化，设定下游管段管径D，遵循流速随流量增大而增大
或不变的原则设定设计流速，然后确定该管段其它未知参数（I ，h/D ），通过试算定夺；
计算管段上、下端的水面标高、管内底标高及埋设深度：根据管段长度和坡度求坡降，根据管径和充满度求水深；
根据管段衔接方式，确定下游管段上端的管内底标高。

设计管段及设计流量的确定：
设计管段的划分:流量、管径、坡度不变的直线管段 设计管段的设计流量：
本段流量(q 1)：沿线街坊，起点进入
转输流量(q 2) ：上游、旁侧管段
集中流量(q 3) ：工厂，大型建筑 第3章 雨水管渠系统的设计
1、暴雨强度公式
暴雨强度公式是描述降雨量、降雨历时和重现期三者之间数学关系的经验公式
式中：
q ——设计暴雨强度，L/s.ha
t ——降雨历时，min
ha
p d L n ha
s L q K ha
F p
n K F K q F q z z z /././3600
24001人口密度，人—人生活污水定额，—比流量，—生活污水量总变化系数—，设计管段街坊服务面积—本段流量计算公式：⨯⋅⋅
⋅=⋅⋅=
P ——设计重现期，a
A1,b,c,n ——地方参数，根据统计方法计算确定
2、雨水设计流量计算公式：
式中：
Q ——雨水设计流量，L/s
Ψ——径流系数，<1的经验数值
q ——设计暴雨强度，L/s.ha
F ——汇水面积，ha
径流系数Ψ的确定：
加权平均法（按地面种类，表2－3－2）
区域综合径流系数（市区：0.5－0.8，郊区：0.4－0.6）设计暴雨强度q的确定：
设计重现期P：一般：1a，重要地段：2－5a
集水时间（设计降雨历时）t：t = t1 + mt2
t1——地面集水时间，5－15 min
t2——管渠内流行时间，t2 = ∑L/60v (min)
m ——折减系数（暗管：m=2，明渠：m=1.2）
一般情况雨水设计流量的计算：
例题1
雨水管线如图所示，已知径流系数为0.5，重现期为1a ，暴雨强度公式为q=2001(1+0.81lgP)/(t+8)0.71 (L/s.ha)，FA=30 ha ，tA=10min ，雨水自汇水面积最远点流至第一检查井再流至该设计断面的时间为12min ，求Q 2-3( )L/s?
A 3855.6
B 3577.7
C 3343.6
D 3527.8
例题2 某雨水管线如图所示，已知FA=2.3ha ，FB=2.1ha ，径流系数为0.6， tA=10min ，暴雨强度公式为q=500/t0.65 (L/s.ha)，求Q 1-2
A 140L/s,
B 150L/s ,
C 170L/s,
D 180L/s
F A =30ha t A =10min
A
C
B
1 2 3 4
s L q F Q s L q F Q s
L q F Q A A A /6.3855182001
15)810()1lg 81.01(2001305.0/7.357720200115)812()1lg 81.01(2001305.0/6.3343222001
15)82210()1lg 81.01(2001305.071.071.03271.071.03271
.071.032=⨯=++⨯⨯=⋅⋅==⨯=++⨯⨯=⋅⋅==⨯=+⨯++⨯
⨯=⋅⋅=---ψψψF A =2.3ha
例题3
一雨水干管接受两个独立排水流域的雨水径流，q=c/(t+b)n ，若t A +t A-B >t B ， 求Q B-C ？
例题3
一雨水干管接受两个独立排水流域的雨水径流，q=c/(t+b)n ，若t A +t A-B ＜t B ， 求Q B-C ？
F B
t B
F A t A
F A =2.3ha F B =2.1ha
s
L q F Q A /5.15410
500
3.26.065.021=⨯⨯=⋅⋅=-ψ
雨水管渠水力计算的设计规定（新规范有变化） 重力，满管流 最小设计流速:（暗管:0.75m/s ，明渠:0.4m/s ） 最大设计流速:（金属管:10m/s ，非金属管:5m/s ）
最小设计坡度:（雨水管道：0.003，雨水口连接管：0.01） 最小管径:（雨水管道：300mm ，连接管：200mm ） 管道衔接方式：管顶平接
最小覆土厚度： （车行道下：0.7m ）
第4章 合流制管渠系统的设计
溢流井上游（合流）管渠设计流量的确定： 溢流井后截流干管管段设计流量的确定： 例题1
F B
t B
F A t A
))
(]
[)()
()(部分参与全部径流，（最大径流已过）全部径流，（B A n
B A A B
B
B A A n A A
C B A B n
B A B A
n B B C B F F b t t F t t t c b t F c Q F F b t t F c b t F c Q ++⋅+⋅++⋅=++⋅++⋅=
-----。