污水管道的水力计算

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一般情况下，
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异管径沟段采用沟顶平接。
02
同管径沟段采用水面平接。
03
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（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
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四 污水管道水力计算方法
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求：设计沟段的口径和沟底高程
——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）
200~300 350~450 500~900 ≥1000
0.55 0.65 0.70 0.75
h
D
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为什么要做最大设计充满度的规定？
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（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。
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（4）最小设计坡度
02
《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。
满足防冰冻要求：
03
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满足街坊污水连接管衔接要求：
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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。 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。
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
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沟底平接
沟顶平接
衔接方法
水面平接
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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。
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2、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)
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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。
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h/D=0.66>0.65，不合格
=0.0015<0.0024，比较合适
44.220+0.300
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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+0.300 0.55＝44.385(m)
设计沟段上端水面高程： 44.170+0.65 0.350＝44.398(m)
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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(m) 设计沟段的上端沟底高程: 44.385-0.35 ×0.65＝44.158(m) 设计沟段的下端沟底高程: 44.158-240 ×0.0015＝43.798(m)
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。
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I=0.0058>0.0024
水力计算图
h/D=0.9>0.55
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。
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作业：p264 8.6 8.7
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1、预留一定的过水能力，防止水量变化的冲击，
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01
2、有利于管道内的通风；
02
3、便于管道的疏通和维护管理。
03
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（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。
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。
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第二节 污水管道的水力计算
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一、污水管道中的水流情况
污水在管道中一般是从高处向低处流动，属 于重力流动。
01
将污水按一般水看待，符合一般水力学的水 流运动规律。
02
在污水管网设计中采用均匀流计算
03
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二、水力计算公式
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三 污水管道设计参数
01
03
05
02
04
（1）设计充满度（h/D）
（1）
（2）
（3）
（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
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满足地面荷载要求：车行道下最小覆土厚度0.7m