8-2_污水管道的水力计算
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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。
（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。
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。
（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。
（4）最小设计坡度
（1）
（2）
（3）
——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。
设计充满度一定时，管径越大，最小设计坡度 越小。
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。
（5）污水管道的埋设深度
管道的埋设深度有两个意义：
作业：p264 8.6 8.7
第二节 污水管道的水力计算
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
二、水力计算公式
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）
h/D=0.66>0.65，不合格 i =0.0015<0.0024，比较合适
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。
满足街坊污水连接管衔接要求：
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。
（6）污水管道的衔接
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。
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：44.220+0.300-0.350＝44.170(m) 设计沟段的下端沟底高程：44.170-240 ×0.0015＝43.810(m)
44.220+0.300 44.220+0.300-0.350
检验：
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)
n
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。
方法：（一）水力计算图 （二）水力计算表
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。
44.398m高于44.385m，不符合要求，应采用水面平接。
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)
求：设计沟段的口径和沟底高程
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。
水
力 计 算 图
I=0.0058>0.0024 h/D=0.9>0.55
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。
不应 发生
下游沟底高于上游沟底 下游水位高于上游水位
衔接 wk.baidu.com法
沟顶平接 水面平接 沟底平接
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。
（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
四 污水管道水力计算方法
v
1
21
R 3I2
n
Q=
1
AR
2 3
I
1 2
决定污水管道最小覆土厚度
地面
的因素：
地面荷载
冰冻线的要求
满足街坊管连接要求
管道
覆 土 厚 度
埋 设 深 度
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。
（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
hD
《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）
200~300 350~450 500~900
≥1000
最大充满度（h/D）
0.55 0.65 0.70 0.75
（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。
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。
（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。
（4）最小设计坡度
（1）
（2）
（3）
——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。
设计充满度一定时，管径越大，最小设计坡度 越小。
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。
（5）污水管道的埋设深度
管道的埋设深度有两个意义：
作业：p264 8.6 8.7
第二节 污水管道的水力计算
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
二、水力计算公式
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）
h/D=0.66>0.65，不合格 i =0.0015<0.0024，比较合适
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。
满足街坊污水连接管衔接要求：
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。
（6）污水管道的衔接
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。
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：44.220+0.300-0.350＝44.170(m) 设计沟段的下端沟底高程：44.170-240 ×0.0015＝43.810(m)
44.220+0.300 44.220+0.300-0.350
检验：
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)
n
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。
方法：（一）水力计算图 （二）水力计算表
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。
44.398m高于44.385m，不符合要求，应采用水面平接。
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)
求：设计沟段的口径和沟底高程
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。
水
力 计 算 图
I=0.0058>0.0024 h/D=0.9>0.55
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。
不应 发生
下游沟底高于上游沟底 下游水位高于上游水位
衔接 wk.baidu.com法
沟顶平接 水面平接 沟底平接
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。
（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
四 污水管道水力计算方法
v
1
21
R 3I2
n
Q=
1
AR
2 3
I
1 2
决定污水管道最小覆土厚度
地面
的因素：
地面荷载
冰冻线的要求
满足街坊管连接要求
管道
覆 土 厚 度
埋 设 深 度
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。
（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
hD
《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）
200~300 350~450 500~900
≥1000
最大充满度（h/D）
0.55 0.65 0.70 0.75