排水工程计算公式合集

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 ❖

❖ 生活污水设计流量的计算公式：

Q 1 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 K Z －生活污水量总变化系数，（表2－2－2

❖ 污水管道水力计算的基本公式:

Q 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：

❖转输流量(q2) ：上游、旁侧管段

❖集中流量(q3) ：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 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

F

q Q ⋅⋅=ψ1

1 2 2 3

3

4

)]

([)(]

[)(]

[322113432112321121------+⋅+=⋅++⋅=⋅+=⋅+⋅==⋅⋅=t t m t t q F F F Q t m t t q F F Q t t q F Q C B A B A A ψψψ