城市排水管道系统设计计算方法

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给排水系统的管道阻力与流量计算

给排水系统的管道阻力与流量计算

给排水系统的管道阻力与流量计算给排水系统是建筑物中不可或缺的一部分,其正常运行依赖于合理的管道设计和准确的管道阻力与流量计算。

本文将介绍给排水系统中管道阻力与流量的计算方法,帮助读者了解如何进行相关设计与计算。

管道阻力计算管道阻力是指液体在管道中运动时所受到的阻碍力,对给排水系统的正常运行有重要影响。

管道阻力的计算可以通过以下公式进行:Hf = f * (L / D) * (v^2 / 2g)其中,Hf表示管道阻力,f表示摩阻系数,L表示管道长度,D表示管道内径,v表示液体流速,g表示重力加速度。

摩阻系数f是在给排水系统设计中常见的一个参数,其值可以根据不同管道材料和液体性质进行选择。

一般情况下,可通过查询相关文献或规范手册来获取合适的摩阻系数值。

液体流速v可以通过流量计算所得。

在给排水系统设计中,流量是一个重要的参数,可通过以下公式计算:Q = A * v其中,Q表示流量,A表示管道的截面积,v表示液体流速。

通过计算得到的流量可以用于管道阻力的计算。

管道流量计算给排水系统中,流量计算是设计过程中的重要环节,它直接影响管道的尺寸和性能。

可以使用以下几种方法进行管道流量的计算:1. 使用经验公式对于给排水系统中的常见管道,可以使用一些经验公式来进行流量估算。

一种常用的经验公式是曼宁公式,如下所示:Q = (1 / n) * A * R^(2/3) * S^(1/2)其中,Q表示流量,n表示曼宁粗糙系数,A表示管道的截面积,R表示管道的水力半径,S表示水流坡度。

2. 使用公式计算除了经验公式外,也可以使用一些计算公式进行流量的准确计算。

一种常用的计算公式是瑞诺数公式,如下所示:Q = C * A * v其中,Q表示流量,C表示瑞诺系数,A表示管道的截面积,v表示液体流速。

对于不同类型的管道,可以根据具体情况选择合适的计算公式。

在一些特殊情况下,可能需要考虑更多的因素,如压力损失、摩阻系数的变化等。

给排水系统的管道阻力与流量计算是一个复杂而关键的设计环节。

城市管渠排水系统的特点与管道排水计算方法研究

城市管渠排水系统的特点与管道排水计算方法研究

要 】 着城市化进程的不断推进 , 市向郊区拓展扩大 , 随 城 建设用地不断侵 占河道滩地 , 这种开发建设行 为不仅增大 了城镇受洪水侵袭
的风 险 , 坏 了城 市水 系的 生 态 平衡 , 且 改 变 了城 市 的防 洪 格 局 ; 破 而 同时 , 市化 改 变 了城 乡土地 利 用 方 式 与规 模 , 变 了城 市 与 江 河 的 暴 雨 洪 城 改
水特 性 , 大 了相 同量 级 暴 雨 条 件 下 的 洪 水 强度 , 城 市防 洪 标 准提 出新 的挑 战 ; 外 , 着城 市化 进程 的 整体 推 进 , .- 生 存 质 量 和 生 活 质 加 对 此 随 A.的 f f  ̄ 量 已经有 了 明显 的提 高 , 水 环 境 也 提 出 了更 高 的要 求 。 对
我 国研制的第一个完整的雨水管道径流计算模型 S C , S M.其基于的是 管 道 排 水 汇 入 河 道 。对 于 地 面坡 度 较 大 的 区域 , 道 主 要 呈 树 枝 非 线 性 运 动 波方 程( 维南 方 程 组 1 河 圣 。 状 , 道 上 下 游 水 流 方 向 明显 , 流 基 本 为 单 一 方 向 , 人 大 江 大 河 、 河 水 汇 模 拟 计算 考 虑 了管 道 水 流 的非 恒 定 非 均 匀 性 , 有 较 高 的精 度 。 具
设计规范》 中规 定 , 设计 排 水 流 量 按 以下 公 式 计 算:
使地表 上的辐射平衡发生变化 . 空气动力糙率的改变影响了空气的运 动 。工 业 和 民用 供热 以及 机 动 车 量 增 加 了 大 气 中 的 热 量 。 且 燃 烧 把 而 水 汽 连 同 各 种 各 样 的化 学 物 质 送 人 大 气 层 中。 筑 物 能 够 引起 机 械 湍 建 流 , 时 城 市 作 为 热 源可 导 致 热 湍 流 。 同 因此 , 市 建 筑 对 空气 运 动能 产 城 生 相 当 大 的 影 响 。 般 来 说 , 风 在 市 区减 弱 而微 风 可 得 到 加 强 。 一 强 因而 得 出设 计 流量 过 程 线 。 城 市 与 其 郊 区 相 比很 少 有无 风 的时 候 。而 城 市 上 空 形 成 的凝 结 核 、 热 3 3 微 观 方 法 _ 湍 流 以 及 机 械 湍 流 可 以 影 响 当地 的云 量 和 降 雨 量 。 微 观 方法 具 有从 输 入( 雨 ) 输 出( 流 ) 所 有 物 理 现 象 进 行 定 降 到 径 对 量 化 的 特 征 。通 常 的 步 骤 包 括 : 设 计 暴 雨 ; 设 计暴 雨 中 扣 除 损失 确定 从 1 管 道 排 水 系 统 汇流 特 点 分 析 以产生净雨强度; 过边沟或支渠 向主渠进行演算; 通 通过排水 系统( 管 管道排水系统的特点是尽快地将雨水就近排人河道 。因此 , 管道 道 、 道 、 渠 河流 ) 向下 游 演 算 ; 定 系 统 出水 流 量过 程 线 。 确 雨水排水系统一般为树枝状 布设 , 按城市地面坡 降方 向布设 。如果 城 这 一 方 法 的精 度 受 演算 采 用 的水 文 学 或 水 力 学 原 理 和简 化 计 算 市具有一定的地面坡度 . 在设计条件下管道系统 内的水流为满 管重 力 所 采 用 的 假设 条 件 的有 效 性 影 响 。 果 每 一 步 产 生 的误 差 较 小 并 且 不 如 流 , 以 自排 进 入 河 道 。 果 地 面坡 度 较 小 或 距 离 接 收 水 体 过 远 , 加 积 累 , 径 流 预 测 是 有 效 的 。T o i K if 9 0年 提 出 的芝 加 哥 水 可 如 需 则 hl 和 e r 6 n e1 设提升泵站 。 平原河网地区 , 在 地势 普 遍 平 坦 , 多 管 道 系 统 采 用合 流 文 过 程 线 是微 观方 法 的一 个 例 子 。 许 制 排 水 系 统 , 道 排 水 系 统 也 经 常 建成 网状 形 状 , 口必 须 提升 泵 站 , 3 管 出 . 模 拟方 法 4 暴 雨期 管 道 中 常 存 在 重 力 流 、 力 流 、 流 、 压 环 回水 、 流 等 多 种 水 力 形 倒 可 以 采 用模 拟模 型 对 城 市 和 小 流 域 进行 分 析 。 文 系统 可 以 由物 水

排水管排水量计算公式

排水管排水量计算公式

排水管排水量计算公式管道工程中,排水管道的长度是多少?这里面有什么方法来计算呢?对于这个问题,今天,爱空间专门给大家说一说。

排水管道长度:管长×管径×排水管径。

管径大小,是根据我国现行国家标准《城镇排水与污水处理工程设计规范》(GB50208-2001)规定计算方法来计算的。

排水管口径的单位为毫米/米(mm)-50、50 mm (mm)-100。

对于排水管管径而言,与管径密切相关:管径越大,、管径越小的排水管管径越小;管径又可分为DN250、DN600三种规格,分别对应30厘米、50厘米管道口径大(mm);如果是室外排水管道,就必须满足以上所说所要求的条件。

一、根据污水处理工艺不同,按《城镇排水与污水处理工程设计规范》GB50208-2001规定的公式计算A、人工湿地:一般都是一个水池,池底为圆形或椭圆形,以便于人工湿地对污泥进行沉淀和反硝化。

但由于池内的漂浮物等其他杂物与进水水质不相容,且会引起水体自净能力下降。

所以当污水处理厂的进水水质较差时,为了避免出现漂浮物堆积和污水污染问题,通常采取“一池多机”处理工艺。

即 A池、 D车间、 E车间以及 F车间部分组成一个池子,并设置有沉淀池和过滤池等污水处理设施。

人工湿地的工艺与 A池类似; B池分为一个生活污水和两个有机废水处理设施; C处理厂分为沉淀设备和过滤设备; D车间分为 A、 B两个处理设备。

其污水处理工艺包括:曝气式生物脱氮除磷污水处理技术(BOD5)、吸附式生物硝化曝气器技术(BOD10)、A2/O+ As 工艺(BOD10)以及厌氧反应器技术(WSRS)。

其中 WSRS工艺是目前国内外较为先进的工艺,其特点是反应时间短,出水水质好。

但由于这类装置的工艺较复杂、占地面积较大,一般仅作为城镇污水处理厂或分散式污水处理厂使用。

二、污水管排出总水量=管道全长×排水管道长度;对于室外排水管道而言,其长度直接决定了排水的速度和排水能力。

给排水管道计算

给排水管道计算

给排水管道计算随着城市化进程和人口的增加,给排水系统的规划和设计变得越来越重要。

而在给排水系统的设计中,对于管道的计算是其中一个关键的步骤。

本文将介绍一些常见的给排水管道计算方法和原则。

1. 流量计算在给排水系统设计中,首先需要确定管道内流体的流量。

流量是设计过程中的一个基本参数,对于确定管道尺寸和材料的选取都有重要的影响。

流量的计算可以根据目标水流量和系统所需的工作压力来进行。

常见的流量计算方法包括单位时间内的流量计算和单位面积内的流量计算等。

2. 压力损失计算管道中的水流在运动过程中会发生一定的阻力和压力损失。

在给排水系统的设计中,需要计算管道的压力损失,以便确定管道尺寸和材料的选择。

常见的压力损失计算方法包括经验公式法、试验法和数值模拟法等。

3. 管道尺寸计算确定管道尺寸是给排水系统设计中的关键环节之一。

管道尺寸的选择需要考虑流量、压力损失、材料和经济性等因素。

常见的管道尺寸计算方法包括经验公式法、经验系数法和利用流体动力学原理的数值模拟法等。

4. 材料选择在给排水管道的设计中,材料的选择是一个关键的决策。

材料的选择需要考虑到水质、流量、压力和使用寿命等因素。

常见的材料有钢管、铸铁管、铜管、塑料管等。

根据不同的工程要求,选择合适的材料可以提高管道的使用寿命和可靠性。

5. 排水计算在给排水系统设计中,排水计算是其中一个重要的环节。

排水计算主要是为了确定排水管道的尺寸和材料,以保证系统的正常排水。

排水计算需要考虑到排水的流量、排水的速度和管道的坡度等因素。

常见的排水计算方法包括经验公式法、经验系数法和梯度法等。

综上所述,给排水管道计算是给排水系统设计中一个非常重要的环节。

通过合理的流量计算、压力损失计算、管道尺寸计算、材料选择和排水计算等,可以保证给排水系统的正常运行和安全性。

在实际的设计过程中,需要综合考虑各种因素,并根据具体工程情况进行细致的计算和分析。

雨水设计流量的计算公式

雨水设计流量的计算公式

雨水设计流量的计算公式雨水设计流量是指针对城市排水系统设计的一个重要指标,通过计算得出的结果可以用来确定排水系统各个部分的尺寸和容量。

本文将介绍雨水设计流量的计算公式及其相关知识点。

一、什么是雨水设计流量?雨水设计流量是指在一定的时间内,某个特定的区域或设施所要排水的最大流量。

通常用来设计雨水管道、雨水收集系统和雨水水库等工程项目。

二、计算雨水设计流量的公式在计算雨水设计流量时,常用的公式有雷诺公式和曼宁公式。

1. 雷诺公式雷诺公式是最常用的计算雨水设计流量的公式之一。

其公式如下:Q = K * A * R^n其中,Q为雨水设计流量(m^3/s),K为系数,A为截面积(m^2),R为半径(m),n为雷诺数。

2. 曼宁公式曼宁公式是根据河道流量的实测资料,经过统计和拟合得到的经验公式,用于计算河道的水流速度和流量。

曼宁公式的公式如下:Q = A * V其中,Q为雨水设计流量(m^3/s),A为截面积(m^2),V为流速(m/s)。

三、雨水设计流量的计算步骤计算雨水设计流量的步骤主要包括以下几个方面:1. 确定计算标准:根据相应的规范和标准,确定计算的基本要求和准则。

2. 收集雨量资料:通过获取气象站点的实测资料或使用统计学方法,收集雨水的降雨数据。

3. 计算截面系数:根据工程所用的截面形状,计算相应的截面系数。

4. 计算流量系数:根据工程的特点和条件,计算相应的流量系数。

5. 计算雨水设计流量:利用公式和相关参数,计算雨水设计流量。

6. 检查和修正:对计算结果进行检查和修正,并进行必要的优化。

四、雨水设计流量的影响因素计算雨水设计流量时,需要考虑以下几个主要影响因素:1. 雨水的降雨强度:降雨强度越大,雨水设计流量就越大。

2. 城市区域的面积:城市区域的面积越大,雨水设计流量也就越大。

3. 城市区域的土壤类型:不同种类的土壤具有不同的渗透能力,土壤渗透能力越低,雨水设计流量就越大。

4. 城市区域的地形和排水条件:地形和排水条件良好的区域,雨水设计流量相对较小。

排水管怎样计算公式

排水管怎样计算公式

排水管怎样计算公式排水管是指用于排放污水、雨水或其他液体的管道系统。

在设计和安装排水管时,需要进行一定的计算和规划,以确保排水系统的有效性和稳定性。

本文将介绍排水管的计算公式及其应用。

一、排水管的基本概念。

排水管是指用于排放污水、雨水或其他液体的管道系统。

它通常由管道、管件、支架、阀门等组成,用于将液体从一个地方输送到另一个地方。

排水管的设计和安装需要考虑到液体的流量、压力、管道材料、管道直径等因素,以确保排水系统的正常运行。

二、排水管的计算公式。

1. 流量计算公式。

排水管的流量通常是指单位时间内通过管道的液体体积。

在设计排水管时,需要根据实际情况计算流量,以确定管道的直径和材料。

流量的计算公式如下:Q = A × V。

其中,Q表示流量,单位为立方米/秒;A表示管道横截面积,单位为平方米;V表示液体的流速,单位为米/秒。

2. 排水管直径计算公式。

排水管的直径是指管道内径的大小,它直接影响到流量和压力的大小。

在设计排水管时,需要根据流量和液体性质计算出合适的管道直径。

排水管直径的计算公式如下:D = √(4Q/πV)。

其中,D表示管道直径,单位为米;Q表示流量,单位为立方米/秒;V表示液体的流速,单位为米/秒;π表示圆周率,取3.14。

3. 排水管压力计算公式。

排水管的压力是指液体对管道壁的压力,它直接影响到管道的稳定性和安全性。

在设计排水管时,需要根据流量和管道材料计算出合适的管道压力。

排水管压力的计算公式如下:P = γ× h。

其中,P表示压力,单位为帕斯卡;γ表示液体的密度,单位为千克/立方米;h表示液体的高度,单位为米。

4. 排水管材料选择公式。

排水管的材料选择是指根据液体性质、压力、温度等因素选择合适的管道材料。

在设计排水管时,需要根据实际情况计算出合适的管道材料。

排水管材料选择的公式如下:S = P × D / (2t)。

其中,S表示管道的许用应力,单位为帕斯卡;P表示管道的许用压力,单位为帕斯卡;D表示管道的直径,单位为米;t表示管道的壁厚,单位为米。

排水管道排水量的计算公式

排水管道排水量的计算公式

排水管道排水量的计算公式在城市建设和生活中,排水管道是非常重要的设施,它们可以有效地排除雨水和污水,保障城市的正常运转和居民的生活质量。

而要确保排水管道的正常运行,就需要对其排水量进行合理的计算和设计。

本文将介绍排水管道排水量的计算公式,帮助读者更好地了解和应用这一重要知识。

排水管道排水量的计算公式主要涉及到排水管道的流量、管道截面积和水流速度等参数。

在实际工程中,通常会根据具体情况选择不同的计算方法和公式,以确保排水管道的设计符合实际需求。

首先,我们来看一下排水管道的流量计算公式。

通常情况下,排水管道的流量可以通过以下公式来计算:Q = A V。

其中,Q代表流量,单位为立方米每秒(m³/s);A代表管道的截面积,单位为平方米(m²);V代表水流速度,单位为米每秒(m/s)。

这个公式表明,流量等于管道截面积与水流速度的乘积。

通过这个公式,我们可以根据已知的截面积和水流速度来计算排水管道的流量,从而为排水管道的设计提供参考依据。

接下来,我们来看一下如何计算排水管道的截面积。

在实际工程中,排水管道的截面形状多种多样,比如圆形、矩形、梯形等,因此计算截面积的公式也会有所不同。

以圆形管道为例,其截面积可以通过以下公式来计算:A = π r²。

其中,A代表截面积,单位为平方米(m²);π代表圆周率,约为3.14;r代表管道的半径,单位为米(m)。

通过这个公式,我们可以根据已知的管道半径来计算出其截面积,从而为后续的流量计算提供数据支持。

最后,我们来看一下水流速度的计算方法。

水流速度通常可以通过以下公式来计算:V = Q / A。

其中,V代表水流速度,单位为米每秒(m/s);Q代表流量,单位为立方米每秒(m³/s);A代表管道的截面积,单位为平方米(m²)。

这个公式表明,水流速度等于流量与管道截面积的比值。

通过这个公式,我们可以根据已知的流量和截面积来计算出水流速度,从而为排水管道的设计提供重要参考数据。

城市管道排水系统的特点及计算方法

城市管道排水系统的特点及计算方法
2 . 3 水 力计 算方 法
【 摘 要】 随着城 市经济不断的发展和城 市化进程不断的加快 , 城 市基础设施 建设 显得 尤为重要 。城市管道排水 系统作为城市基础 设施建设一部 分,与城市发展 和人 们 日常生活息 息相关 。而随 着城 市规模 的不断扩大 。原有的管道排水 系统 已经不能更好 满足现代化 城市发展 需求 , 这种情况下就应该对现有的排 水 系统进行 分析研 究, 为新的城市管道排水 系统研 究提供 可靠依据 。在 此,文中综合 分析 了现有管道排水 系统特点和生产生活污水、雨水排放计算方法。 【 关键词 】 城 市;管道排水 系统 ;特点 ;计算方法
T e c h n o l o g y F O r u m
城 市管道排水系统 的特 点及计算方法
郭迎
简单 的管 网设计 中仍有应 用,毕竟这种 公式计算方法相对 简单 ,一 定条件下 也能满足实际精度需求 。 2 . 1模拟计算方法 模拟计算方法采用的是模拟模型 ,其是 以管道 水流 的非恒 定非 均匀性为依据建立模型 的。模拟模型一般用于城 市管道系 统和小流 域分析上 ,水文系统则可 以用物理模 型、相似模 型或数值 模型进行 模 拟 分 析 ,现 在 应 用 较 多 的一 般 为数 值 模 型 。 国 内 根 据 非 线 性 运 动 波方程构建 了雨水管道径流数学计算模拟模型 , 计算精度相对较高 。 实际计算 时主要 是以排 水流量 、雨水设计流量、设计暴雨强度 、径 流系数及汇 水面 积为依据进行计算的 。这种模拟计算方法最大优势 就是通过排水流量计算 ,能更好的得 出设计流量过程线 ,为解 决管 道排水系统提供准确、可靠依据。 2 . 2 秒 流 量 计 算 方 法 秒 流 量 计 算 方 法 在 生活 管 网 设计 中 比 较 常 见 , 具 体 应 用 医 院 、 学校 、幼儿 园、办公楼 、集体 宿舍 或居民住 宅等 公共建筑中。秒流 量计算过程 中,需要 对建筑物 用途 依据进行假定,算 出管段卫生器 具水当量总数,最后通过秒流量计算得 出准确数据 ,以保证管道排 水 系 统 有 序 进 行 。而 在 体 育 场 、工 业 生 产 空 间 、 公共 浴 室 、 食 堂 或 实 验 室 等 用 的 秒 流 量 计 算 方 法 ,则 需要 先 算 出卫 生 器 具 同 时 排 水 百 分 比,计算时除 了大便器用 同时排水 百分数 1 2 % 进行计算外 ,其他 的计算方法 皆按 同给水百分数进行计算。

雨水管道层数计算公式

雨水管道层数计算公式

雨水管道层数计算公式在城市建设中,雨水管道是非常重要的基础设施之一。

它们的设计和建设需要考虑许多因素,其中之一就是管道的层数。

管道的层数不仅影响着排水系统的效率,还直接关系到城市的防洪能力。

因此,正确计算雨水管道的层数是非常重要的。

为了正确计算雨水管道的层数,工程师们需要考虑许多因素,包括城市的降雨情况、土地利用情况、地形地势等。

在这些因素的基础上,可以使用以下的公式来计算雨水管道的层数:N = (Q A) / (V D)。

其中,N代表管道的层数,Q代表单位时间内的雨水流量,A代表城市的总面积,V代表雨水的流速,D代表管道的直径。

在这个公式中,雨水流量和城市的总面积是两个非常重要的参数。

通常情况下,工程师们会根据历史降雨数据和城市的规划用地情况来确定雨水流量和城市的总面积。

这些数据可以帮助工程师们更准确地计算管道的层数,从而确保排水系统能够有效地应对各种降雨情况。

另外,雨水的流速和管道的直径也是两个非常重要的参数。

雨水的流速取决于城市的地形地势和排水系统的设计,而管道的直径则取决于雨水流量和排水系统的设计。

通过合理地确定雨水的流速和管道的直径,工程师们可以更好地计算管道的层数,从而确保排水系统的效率和安全性。

除了以上的公式外,工程师们在计算雨水管道的层数时还需要考虑其他因素,比如管道的材质、排水系统的设计标准等。

这些因素都会对管道的层数产生影响,因此工程师们需要综合考虑这些因素,以确保计算出的层数能够满足城市的实际需求。

总的来说,正确计算雨水管道的层数是非常重要的。

通过合理地使用公式和考虑各种因素,工程师们可以更准确地确定管道的层数,从而确保排水系统的效率和安全性。

这对于城市的发展和居民的生活都是非常重要的。

因此,在进行雨水管道设计和建设时,工程师们需要认真对待这个问题,以确保排水系统的顺利运行。

城市排水工程系统规划计算部分

城市排水工程系统规划计算部分

城市排水工程系统规划计算部分1. 引言城市排水工程系统是指为了排除城市内的降雨、废水和污水等含水物质,使城市保持干燥、清洁和良好环境的一系列设施和设备。

城市排水工程系统规划计算是对城市排水系统进行设计和规划的关键步骤之一。

本文将介绍城市排水工程系统规划计算的一些基本原理和方法。

2. 降雨计算降雨计算是城市排水工程系统规划计算中的重要环节,它用于确定城市排水系统所需的排水能力。

常用的降雨计算方法包括经验公式法、单站折减法和概率分析法。

其中,经验公式法是根据历史降雨情况和地理环境特点,结合经验关系式进行降雨计算;单站折减法是根据降雨站点的历史数据,在不同降雨站点上进行降雨计算,并结合统计学方法进行推算;概率分析法是以概率论和统计学为基础,通过分析降雨概率、频率和强度等参数,进行降雨计算。

3. 雨水径流计算雨水径流计算是城市排水工程系统规划计算中的另一个重要环节,它用于确定降雨后的径流量。

常用的雨水径流计算方法包括单位面积径流量法、单位面积蓄水容积法和土壤水文模型法。

其中,单位面积径流量法是根据土壤类型、地形和降雨强度等因素,通过一定的公式将降雨转化为径流量;单位面积蓄水容积法是根据土壤的蓄水特性和蓄水容量,确定雨水的蓄水量;土壤水文模型法是通过建立土壤水文模型,模拟降雨时的水文过程,从而计算雨水的径流量。

4. 堵塞和冲洪计算堵塞和冲洪计算是城市排水工程系统规划计算中的重要内容,它用于确定城市排水系统中的堵塞和冲洪情况。

常用的堵塞和冲洪计算方法包括堵塞系数法、堵塞计算模型和冲洪模型。

其中,堵塞系数法是根据不同的排水设施和排水管道的堵塞程度,通过一个系数将堵塞情况转化为堵塞量;堵塞计算模型是通过建立一种数学模型,根据堵塞因素的影响程度和排水设施的特性,计算出堵塞量;冲洪模型是通过模拟城市排水系统中的排水流程,计算出冲洪量和冲洪高程。

5. 设备选型和管网布置计算设备选型和管网布置计算是城市排水工程系统规划计算中的关键步骤,它用于确定城市排水系统所需的设备类型和管网布置方式。

排水管道管径计算

排水管道管径计算

排水管道管径计算
排水管道管径计算是指通过一定的公式和计算方法来确定排水
管道的合适管径。

在设计和建设排水系统时,管道的管径是一个非常重要的参数。

如果管径太小,会造成阻塞和排水不畅,影响排水效果;如果管径太大,不仅会浪费成本,还会增加管道的维护难度。

因此,正确地计算排水管道的管径是非常重要的。

排水管道的设计通常需要考虑以下因素:
1. 排水量:根据建筑物的类型、面积和用途等因素来确定排水量。

2. 流速:根据排水管道的长度、坡度和脏水的流量等因素来确定流速。

3. 管道材质:不同材质的管道对流速和阻力的影响不同。

4. 管道连接方式:不同的连接方式对流速和阻力也有影响。

一般来说,排水管道的管径计算可以采用以下公式:
D=K×Q÷V
其中,D为管道的直径,K为水流系数(通常取0.8-0.9),Q为排水量,V为水流速度。

在计算时,需要先确定排水量和水流速度,然后根据水流系数计算出合适的管道直径。

需要注意的是,对于大型排水系统,还需要考虑管道的分支和汇流等复杂因素,因此计算时需要综合考虑多种因素,并结合实际情况进行合理的调整。

城市给排水系统的管网水力计算与优化

城市给排水系统的管网水力计算与优化

城市给排水系统的管网水力计算与优化城市给排水系统是一个复杂且关键的基础设施,其目的是为了有效地收集、输送和处理城市中产生的废水和雨水。

在给排水系统中,管网的水力计算与优化是确保系统正常运行和高效工作的重要步骤。

本文将探讨城市给排水系统的管网水力计算与优化的方法和技巧。

一、水力计算城市给排水系统的水力计算是指计算管道内流体传输时的压力、流速和水位等参数的过程。

水力计算包括两个主要方面:管道参数的确定和管网的布置。

1. 管道参数的确定为了进行水力计算,需要确定管道的几何参数和水力参数。

管道的几何参数包括管道的直径、长度和高程等信息,水力参数包括摩阻系数、水力坡度和流量等参数。

这些参数的准确确定对于水力计算的精确性至关重要。

2. 管网的布置在进行水力计算之前,需要先设计管网的布置。

合理的管网布置可以最大限度地减小管道的流阻和压力损失,提高系统的输水能力和运行效率。

管网布置要考虑到整个城市的地形和建筑物分布等因素,确保管道的连接和流向符合实际情况,并且能够满足设计要求。

二、水力优化水力优化是指通过调整管网的几何形状和水力参数,使得系统的输水能力和运行效率达到最佳。

水力优化可以提高系统的稳定性和经济性,减少能耗和维护成本。

1. 管道直径的选择在进行水力优化时,需要合理选择管道的直径。

管道的直径决定了管网的输水能力和压力损失。

过小的直径会导致管道流速过高,增加压力损失;过大的直径则会增加建设和维护成本。

因此,需要综合考虑管道的材质、流量和水负荷等因素,选择合适的管道直径。

2. 管道水力坡度的调整管道的水力坡度是指管道的纵向倾斜程度。

合适的水力坡度能够保证水在管道中的正常流动,防止积水和阻塞。

在进行水力优化时,需要根据管道的长度和流量等因素,适当调整管道的水力坡度,以保证系统的正常运行。

3. 管道的排气和排污在城市给排水系统中,排气和排污是非常重要的环节。

排气管可以排除管道中气体的积聚,防止气阻和压力波动;排污管可以排除管道中的污物和杂质,防止堵塞和阻塞。

城市道路排水管道水力计算范本

城市道路排水管道水力计算范本

(1)排水现状项目区内的雨水主要通过✱路道路边沟、散排方式进行排放,就近排入现状排水沟渠。

项目区域内起点至终点地势程中间高两边低,道路范围内无河流,仅在起终点处分别有两条现状排水涵,主要承担项目区内现状雨污水的排放。

✱大道有排向✱市第二污水处理厂的一条DN800污水管道,新建道路污水可接入此管道,最终排入污水处理厂。

(2)排水体制本工程排水体制采用雨、污水分流制,雨、污水管网分别自成体系。

(3)排水规划1)雨水规划根据场地地势及用地布局,片区内雨水收集后,雨水管道按分散、就近、自流的原则布置,前1.42公里雨水排向起点一条1.5×1.6m的横穿✱路的大沟,道路后1.93公里雨水排至✱大道南侧一条2.0×2.0m的合流大沟。

2)污水规划由于道路周边市政管网设施尚未完善,道路污水近期暂考虑与雨水排放至一处,待后期市政管网完善后再接入就近污水道。

根据场地地势及用地布局,道路前1.42公里污水汇合后排向✱路的一条1.5×1.6m的排水沟,待远期截污干管建成后接入✱第二污水处理厂。

道路后1.93公里污水排至✱大道DN800污水干管,最终汇入✱第二污水处理厂。

(4)基本设计参数1)最大控制设计流速:排水管道Vmax=5m/s。

2)最小设计流速:雨水管道和合流管道在满流时Vmin=0.75m/s。

3)雨水管道按满流设计;污水按非满流设计其最大设计充满度按下表4)本工程排水管道均采用管顶平接。

(5)雨水系统1)雨水系统规划本次设计雨水管管道双侧布置在道路混合车道下,K0+000.00~K0+120.00段双侧布置DN600管,K0+120.00~K3+355.15段双侧布置DN800管,前1.42公里雨水汇合后使用DN1000管排向起点一条1.5×1.6m的横穿✱路的大沟,道路后1.93公里雨水排至✱大道南侧一条2.0×2.0m的合流大沟。

道路全线在交叉口处预留雨水支管,具体位置详见《排水平面图》。

排水管计算公式范文

排水管计算公式范文

排水管计算公式范文
排水管的计算公式主要包括以下几个方面:
1.排水管尺寸的计算公式
排水管的尺寸主要包括内径、外径和壁厚,根据需要排水的流量和压
力来确定。

内径的计算公式为:
D=4√(Q/πv)
其中,D为管道的内径,Q为单位时间内需要排水的流量,v为流速。

外径的计算公式为:
D_1=D+2e
其中,D_1为管道的外径,e为壁厚。

壁厚的计算公式为:
e=D_1-D
2.管道流量的计算公式
管道的流量主要有水流量和气流量两种情况。

水流量的计算公式为:
Q=AV
其中,Q为水流量,A为水管的横截面积,V为水的流速。

气流量的计算公式为:
Q=CVA
其中,Q为气流量,C为气体的流量系数(取决于气体的类型),A 为气管的横截面积,V为气体的流速。

3.管道压力的计算公式
管道的压力主要有水压力和气压力两种情况。

水压力的计算公式为:
P=γh
其中,P为水压力,γ为水的单位体积重量,h为水的高度。

气压力的计算公式为:
P=γ_1h+γ_2h
其中,P为气压力,γ_1和γ_2分别为气体的单位体积重量,h为气体的高度。

4.堵塞概率的计算公式
排水管道的堵塞概率表示在一段时间内堵塞发生的可能性。

堵塞概率的计算公式为:
P=1-(1-p)^n
其中,P为堵塞概率,p为单次堵塞的概率,n为一段时间内进行的排水次数。

需要注意的是,以上公式只是一般情况下的计算公式,实际工程中还需要考虑更多的因素,如水流的阻力、管道的材质和施工工艺等。

因此,在工程设计中需要综合考虑实际情况并进行实际测量和调整。

室外排水计算公式

室外排水计算公式

室外排水计算公式室外排水是指将雨水、地表水等排放到室外环境中,以防止水体积聚和造成水患。

在城市建设和规划中,室外排水是一个非常重要的环节。

为了合理地设计和规划室外排水系统,需要进行一系列的计算和分析。

本文将介绍室外排水的计算公式及其应用。

室外排水计算公式主要包括两个方面,雨水径流计算和管道设计计算。

首先我们来看雨水径流计算的公式。

雨水径流计算的公式通常采用单位面积径流量计算,即单位面积的雨水径流量。

常用的雨水径流计算公式包括曼宁公式、洪水频率公式和单位线法等。

曼宁公式是最常用的雨水径流计算公式之一。

其公式为:Q = C A R^0.5 S^0.5。

其中,Q为单位面积雨水径流量,单位为m³/s;C为径流系数,无单位;A为流域面积,单位为km²;R为降雨量,单位为mm;S为流域平均坡度,无单位。

洪水频率公式是根据历史雨水径流数据和统计学原理推导而来的公式,用于预测未来一定时间内的雨水径流量。

其公式为:Q = K A P^B。

其中,Q为单位面积雨水径流量,单位为m³/s;K为常数,无单位;A为流域面积,单位为km²;P为洪水频率,无单位;B为指数,无单位。

单位线法是一种简化的雨水径流计算方法,适用于小流域和简单的排水系统。

其公式为:Q = P A C。

其中,Q为单位面积雨水径流量,单位为m³/s;P为雨水量,单位为mm;A 为流域面积,单位为km²;C为径流系数,无单位。

以上是常用的雨水径流计算公式,可以根据具体的情况选择合适的公式进行计算。

接下来我们来看管道设计计算的公式。

管道设计计算是指根据雨水径流量和流域情况,确定合适的管道尺寸和坡度,以确保排水系统的正常运行。

管道设计计算的公式包括流量计算公式和坡度计算公式。

流量计算公式用于确定管道的截面积和流速,以满足雨水径流量的要求。

常用的流量计算公式包括曼宁公式和克里朵尔-沃尔夫公式。

曼宁公式在管道设计中同样起着重要的作用。

给排水设计怎么计算管径

给排水设计怎么计算管径

给排水设计怎么计算管径
1.流量计算:
流量计算是给水系统设计中的第一步,它决定了给水管道的管径。


量计算可以通过以下公式进行计算:
Q=n×A×V
其中,Q表示单位时间内通过管道的水流量,n是管道中的喷嘴数量,A是单个喷嘴的截面积,V是水的流速。

流量计算有几种不同的方法:
-人口法:根据使用建筑物的人口数量进行估算。

-设备法:根据使用建筑物的设备数量进行估算。

-系统法:根据使用建筑物的总用水量进行估算。

2.管道摩阻损失计算:
管道摩阻损失是给排水系统中的常见问题,它会影响水的流速,从而
影响管道的选型和设计。

管道摩阻损失可以通过以下公式进行计算:
ΔP=λ×L/D×(V^2/2g)
其中,ΔP表示单位长度管道的压力损失,λ是摩阻系数,L是管道
的长度,D是管道的直径,V是水的流速,g是重力加速度。

摩阻系数λ可以通过查表获得,其值会根据管道种类、材料和流速
的不同而有所变化。

需要注意的是,在管道的设计中,还需要考虑其他因素,如压力损失
容限、管道材料的选择等。

此外,管道的设计还需要满足当地的标准和规
范要求。

综上所述,给排水系统中的给水管管径计算需考虑流量计算和管道摩
阻损失计算。

通过正确计算流量和摩阻损失,可以得到合适的给水管管径,从而确保系统的正常运行。

排水管道课程设计计算书

排水管道课程设计计算书

排水管道课程设计计算书以下是一个排水管道课程设计的计算书范例。

请注意,实际情况可能因设计要求、地理条件、管道材料等因素而有所不同。

以下范例仅供参考,实际计算可能需要根据具体情况进行适当调整。

1. 设计概述本次课程设计旨在为某城市街道设计一套排水系统。

根据给定的街道宽度、降雨强度和污水排放量,我们将计算所需的排水管道直径、长度以及相关水力参数。

2. 设计参数2.1 街道宽度:30米2.2 降雨强度:50毫米/小时2.3 污水排放量:200立方米/小时3. 排水管道设计3.1 管道直径选择:根据污水排放量和降雨强度,我们选择直径为600毫米的排水管道。

3.2 管道长度计算:根据街道长度和直径,计算得出管道长度约为300米。

3.3 水力参数计算:根据Reisner公式,我们可以计算得出排水管道的流量系数K值为0.6。

4. 水力分析4.1 流量计算:根据污水排放量和流量系数,计算得出排水管道的流量为90立方米/秒。

4.2 水力坡降:根据管道长度和流量,计算得出水力坡降为0.0015。

4.3 水力损失:根据水力坡降和流量,计算得出水力损失为1.35米。

5. 系统性能评估5.1 系统效率评估:根据水力损失和流量系数,计算得出系统效率为95%。

5.2 系统可靠性评估:根据设计参数和实际地理条件,评估得出系统可靠性为98%。

6. 结论根据以上计算和分析,我们设计的排水系统能够满足街道排水需求,具有较高的系统效率和可靠性。

然而,实际施工可能需要根据当地地质条件、气候等因素进行适当调整。

此外,后期维护和管理也是保证系统正常运行的重要因素。

《给水排水管道系统 第2版》第5章-3污水管道水力计算基本参数

《给水排水管道系统 第2版》第5章-3污水管道水力计算基本参数

(2)设计流速
①最小流速:最小设计流速是保证管道内不致发 生淤积的流速。根据国内污水管道实际运行情
况并参考国外经验vmin=0.6m/s
②最大流速:最大设计流速是保证管道不被冲刷 损坏的流速(杂质对管壁尤其是接口处的摩擦) 金属管:10m/s 非金属管:5m/s 砼明渠:4m/s
因最大流速限制,地形太陡时不能用正交式
水流速度比满流时大一些,不易沉积
充满度0.95,流量最大 充满度0.813,流速最大 当充满度为1.0与充满度0.5时流速相等
《室外排水设计规范》GB50014
最大设计充满度: (h/D)max
管径或渠高200-300 0.55 管径或渠高350-450 0.65 管径或渠高500-900 0.70 管径或渠高>=1000 0.75
(3)最小管径
靠近上游的管段,设计污水流量小,计算管径小 根据养护经验,管径过小不利于维护
管径150堵塞次数约为管径200的两倍,养护 费用增加
而在同样埋深下,施工费用相差不大 略大的管径,可选用较小坡度,管道埋深减小 →考虑长期运行,常规定一个允许的最小管径
街区和厂区内Dmin=200mm 街道下 Dmin=300mm
比地面坡度略大,但流速已最小!
DN200时:若用(h/D)max=0.55,
v=1.11m/s,i =0.013,坡度大,埋深太大!
DN250时:若(h/D)max=0.55 →v=0.73,
但i =0.0039略大;若vmin=0.6m/s,h/D>
0.55!
→不计算管段,取DN300,i =0.003
P215附录C 注:
(1)每个D一张,h/D划出一个界值,图右不选用,
因为超出了(h/D )max

排水管道直径流量计算公式

排水管道直径流量计算公式

排水管道直径流量计算公式在城市建设中,排水管道是非常重要的设施,它们起着排水和污水处理的作用。

为了确保排水管道能够有效地运行,我们需要对其流量进行计算。

而计算排水管道直径流量的公式是非常重要的工具。

排水管道直径流量计算公式是根据流体力学的原理和流体动力学的理论推导出来的。

它可以帮助我们快速准确地计算出排水管道在不同直径下的流量,从而为工程设计和施工提供重要的参考依据。

排水管道直径流量计算公式的推导过程非常复杂,需要涉及到流体的流动特性、管道的几何形状、流速和压力等多个因素。

但是,一旦得到了这个公式,我们就可以方便地根据实际情况进行流量计算,为排水管道的设计和运行提供支持。

排水管道直径流量计算公式的一般形式是:Q = A V。

其中,Q表示流量,单位为立方米/秒;A表示管道的横截面积,单位为平方米;V表示流速,单位为米/秒。

在实际工程中,我们可以根据具体情况对这个公式进行进一步的变形和补充,以适应不同的排水管道设计和运行要求。

比如,如果我们需要考虑流体的密度和粘度对流量的影响,就可以将公式进行修正,加入相应的修正系数。

另外,排水管道直径流量计算公式的应用也需要考虑到一些实际因素。

比如,管道的摩擦阻力、管壁的粗糙度、管道的弯曲和分支等因素都会对流量的计算产生影响。

因此,在使用这个公式进行流量计算时,我们需要对这些因素进行合理的估计和修正,以确保计算结果的准确性和可靠性。

在工程实践中,排水管道直径流量计算公式的应用非常广泛。

它可以用于城市排水系统的设计和改造、工业废水处理厂的设计和运行、自然灾害防治工程的规划和建设等多个领域。

通过对排水管道流量的准确计算,我们可以更好地保障城市的排水和污水处理工作,提高城市的环境质量和居民的生活质量。

总之,排水管道直径流量计算公式是城市建设和环境保护工作中的重要工具,它为排水管道的设计和运行提供了重要的支持。

通过对这个公式的研究和应用,我们可以更好地理解排水管道的流动特性,提高排水系统的运行效率,保障城市的环境卫生和居民的生活质量。

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城市排水管道系统设计计算在市政建设和环境治理工程建设中,雨水和污水管道系统常占有较大的投资比例。

因此如何在满足规定的各种技术条件下,合理设计城市排水管道系统是设计中的一个重要课题。

从已定管线下的优化设计、管线的平面优化布置和雨水径流模型的研究3方面论述了排水管道系统设计计算发展中出现的方法及需要解决的问题。

从中可以看出,今后仍需投入大量精力来研究和完善其设计计算方法。

排水系统是现代化城市不可缺少的重要基础设施,也是城市水污染防治和城市排渍防涝、防洪的骨干工程。

其中,生活住宅区和工矿企业的雨水和污水管道系统投资一般占整个排水系统的投资7 0 %左右。

因此,设计时如何在满足规定的各种技术条件下,尽量降低管道系统的基建费用是设计工作中的一个重要课题。

传统排水管道系统的设计计算方法是:设计人员在掌握了较为完整可靠的设计基础资料后,按照管道定线和平面布置的原则,确定出一种较为合理的污水管道平面布置图。

然后计算出各设计管段的设计流量,以水力计算图或水力计算表及有关的设计规定作为控制条件,从上游到下游依次进行各设计管段的水力计算,求出各管段的管径、坡度以及在检查井处的管底标高和埋设深度。

计算中,一般只是凭经验对管段的管径和坡度等进行适当的调整,以求达到经济合理的目的,但其合理程度受到设计人员个人能力的限制;另一方面,大多数计算采用反复查阅图和表的方法进行,工作效率低,时间长,不利于设计方案的优化。

自20世纪60年代开始,国际上在经验总结和数理分析的基础上,逐步建立起了各种给水排水工程系统或过程的数学模型,从而发展到了以定量和半定量为标志的给水排水工程合理设计和管理”的阶段。

与此同时,对于各种类型的给水排水系统,开展了最优化的研究和实践。

为了探求排水管道系统的最优设计计算方法,国内外许多科研、设计、教学单位和个人进行了不少的工作,发表了大量的文章。

从研究成果来看,应用计算机进行排水管道的设计计算,不仅把设计人员从查阅图表的繁重劳动中解脱出来,加快了设计进度,而且整个排水管道系统得到了优化,提高了设计质量。

所确定的最优方案与传统方法相比,可降低10 %以上的工程造价。

排水管道系统是一个庞大而复杂的系统,从已有的研究成果来看,其设计计算主要涉及到 3方面的内容:(1)在管线平面布置已定情况下进行管段管径0埋深的优化设计;(2)管线平面布置的优化选择;(3)雨水径流模型的建立。

合流制排水管道系统通常具备溢流设施,用以限制输送至当地污水处理厂的水量。

由于溢流出来的雨水也就近排入河道,因此从水量角度而言,合流制排水系统对于排水区域的影响与分流制雨水系统实际上是相同的。

已定管线下的管道系统优化设计对于在管线平面布置已定情况下进行管段管径 -埋深的优化设计问题,国内外做了大量开拓性工作,取得了丰硕成果。

最优化方法一般分为两种:间接优化法和直接优化法。

间接优化法也称解析最优化,它是在建立最优化数学模型的基础上,通过最优化计算求出最优解;而直接最优化方法是根据性能指标的变化,通过直接对各种方案或可调参数的选择、计算和比较,来得到最优解或满意解。

1.1直接优化法在排水管道优化设计中,应用直接优化方法者认为:虽然排水管道计算采用的水力计算公式很简单,但是由于管径的可选择尺寸不是连续变化的,不能任意选择管径;最大充满度的限制又与管径大小有关;关于最小设计流速、流速变化(随设计流量增加而增大)及其与管径之间关系的约束条件等都很复杂,也不能用数学公式来描述。

因此,很难建立一个完整的求解最优化问题的数学模型来用间接最优化方法求解。

相对而言,用直接最优化方法来解决这个问题具有直接、直观和容易验证等优点。

1.2间接优化法应用间接优化方法者认为:随着优化技术的发展,尽管排水管道系统设计计算中存在着关系错综复杂的约束条件,只要对其中的某些条件适当取舍,合理地应用数学工具,就可以把它简化、抽象为容易解决的数学模型,通过计算得出最优解。

根据出现的时间和使用的数学方法,间接优化方法主要分以下几类:1.2.1线性规划法线性规划法是最优化方法中最常用的一种算法,它可以解决排水管道设计中的许多问题,同时也可对已建成的排水管道进行敏感性分析。

它的缺点是把管径当作连续变量来处理,这就存在计算管径与市售规格管径相矛盾的问题。

而且将所有目标函数和约束条件均化为线性函数,其预处理工作量大,精度难以得到保证。

122非线性规划法为了适应排水管道系统优化设计中目标函数和约束条件的非线性特征,1972 年Dajani和Gemmell建立了非线性规划模型。

该方法基于求导原则,即目标函数的导数为零的点,就是所求的最优解。

它可以处理市售规格管径,但当无法证明排水管道费用函数是一个单峰值函数时,得到的计算结果可能是局部最优解,而非全局最优解。

1.2.3动态规划法1975年,由Mays和Yen首先把动态规划法引入到排水管道系统优化设计中,目前该方法在国内外仍得到广泛的应用。

它在应用中分为两支:一支是以各节点埋深作为状态变量,通过坡度决策进行全方位搜索,其优点是直接利用标准管径,优化约束与初始解无关,却能控制计算精度,但要求状态点的埋深间隔很小,使存储量和计算时间大为增加。

为了节省运算时间,1976年由Mays和Yen引入了拟差动态规划法。

拟差动态规划法是在动态规划法的基础上引入了缩小范围的迭代过程,可以显著地减少计算时间和存储量,但在迭代过程中有可能遗漏最优解,而且在复杂地形条件下处理跌水、缓坡情况时受到限制。

另一支是以管径为状态变量,通过流速和充满度决策进行搜索。

由于标准管径的数目有限,较以节点埋深为决策变量方法在计算机存储和计算时间上有显著优势。

最初的动态规划对每一管段管径选取的一组标准管径中有些管径并不一定是可行管径。

因此发展出可行管径法,该方法通过数学分析,对每一管段的管径采用满足约束条件的最大和最小管径及其之间的标准管径,构成可行管径集合,进而应用动态规划计算。

可行管径法使得优化计算精度得以提高,并显著减少了计算工作量和计算机内存储量。

动态规划法是解决多阶段决策问题最优化的一种有效方法,无论是利用节点埋深还是利用管段管径作为状态变量,并没有充足的证据能够证明阶段状态的无后效性”无后效性”是指当给定某一阶段的状态时,在以后各阶段的行进要不受以前各阶段状态的影响)。

因此, 用动态规划法求出的污水管道系统优化设计方案并不一定是真正的最优方案。

124遗传算法遗传算法是近几年迅速发展起来的一项优化技术,它是模拟生物学中的自然遗传而提出的随机优化算法。

它仍采用规格管径作为状态变量,可以同时搜索可行解空间内的许多点,通过选择、杂交和变异等迭代操作因子,最终求得满意解。

一般在解决中小型管道系统优化设计时,可以求得最优设计方案;尽管搜索方法具有一定的随机性,当解决大型管道系统问题时,遗传算法仍可以求得趋近于最优解的可行方案。

总之,在排水管道系统优化设计技术的发展过程中,间接优化法和直接优化法同时在应用着,都在不断地改进和完善。

这两种方法的共同点是都以设计规范要求及管径、流速、坡度、充满度间的水力关系为约束条件,以达到费用最小为目标。

2管线的平面优化布置研究人员在解决已定管线下的排水管道系统优化问题的同时就已经指出,对不同定线方案的优化选择更具有适用价值。

但由于已定管线下的设计是管线平面布置的基础,加上目前已定管线下的优化设计计算并不成熟,造成了系统平面优化布置的进展甚微。

最早着手这方面研究的是J ICILiebman (1976)。

在他的研究中,撇开水力因素,假定每一管段管径相同,以挖方费用为优选依据,选择一初始布置方案,然后用试算法逐步进行调整。

此后Arga man (1973)和Mays ( 1976 )在平面布置方案中引入排水线 (Drai nage Line)的概念,将排水区域内与最终出水口节点(即检查井)相距同样可行管段数的节点用一根排水线连接起来。

对任一排水线,上游的流量在该排水线流向下游。

这样,管线平面布置方案的优选问题转化为最短路问题,可用动态规划法求解。

此模型已经考虑到水力因素,但由于排水线的引入,寻优过程的搜索范围被限制在平面布置方案可行域中的很小一部分,即使是具有丰富设计经验的人员亦有可能把最优的方案排除在外。

再加上其所需存储最大和计算时间长的特点,此法仍是无法实现。

1982年,Walters 对该方法进行了改进,曾应用于公路排水系统的设计。

随着时间的推移,研究人员发现,城市排水系统平面布置能够抽象为由点和线构成的决策图,于是转向从图论中寻找平面优化布置的方法。

1983 年,PIRIBhave 和J IFIBorlow 将网络图论中的最小生成数算法应用于排水管道系统平面布置方案的优选。

假定系统中的每一管段具有相同的权重(Weight ),避开水力因素,用定权方法来求解。

1986 年,SITekel和HIBelkaya 又应用了 3 种权值来解决:(1)各管段地面坡度的倒数;(2)各管段的管长;(3)各管段在满足最小覆土条件下,按最小坡度设计时的挖方量。

分别对这3种权值运用最短路生成树算法求管线平面布置方案,再进行管径、埋深和提升泵站的优化设计,最后取投资费用最小的平面方案作为最优设计方案。

对于排水管道系统所有可行的管线敷设路径构成的图,各管段的实际权值只有在方案确定以后才能计算出来,因此属于图论中的变权问题,可是到目前为止,图论中的变权问题尚无有效的解决方法。

在国内,李贵义(1986)提出了简约梯度法,陈森发(1988)提出了递阶优化设计法,这些方法也得不到令人满意的结果。

最近,遗传算法的出现为排水管道系统平面优化布置提供了可能条件,因为遗传算法的运算机制对目标函数和约束条件没有特殊要求。

G1A1Walters 已经应用遗传算法在城市给水排水、农田灌溉、电缆和煤气管线方面进行研究。

3雨水径流模型方面的研究我国雨水管渠的设计一直沿用推理公式法,1974年试行、1987 年修订的室外排水设计规范都是如此规定。

推理公式法的计算方法是假定管渠中水流为均匀流,求得水流在管道中的流行时间;再假定雨水在地面的水流流速等于管渠中的水流流速,降雨历时等于地面集水时间,由暴雨公式求得下一管段的最大设计流量。

选择一可行管径作为设计管径,由水力公式求得所需的水力坡度 (或选择一可行的水力坡度,来求出所需的可行管径)。

推理公式法应用明渠均匀流公式进行水力计算,其最大优点是简单迅速。

由于使用了历史最大降雨资料,能够得到偏于安全的设计。

但是,已有的许多研究表明,推理公式法中基于推导公式的假定不尽合理,存在一些不够完善的地方,主要表现在以下几个方面:(1) 没有考虑降雨的空间变化。

由于实际暴雨强度在受雨面积上的分布不均匀,当汇水面积较大时,所取的降雨历时较长,按公式计算得出的下游管段的设计流量会出现较大的偏差。

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