第7章排水管道系统流量与水力计算.
《建筑给排水》第7章 建筑内部雨水排水系统
繁形成水塞，出现负压抽力，管内压力
增加较快。
Q
泄流量
Q QB 泄流量
掺K 气 比
雨水P
斗入 口处 压力
天h
沟 水 深
降t 雨 tB
历 时
tA QA
③ 饱和阶段: t=tB，充水率α=1 单相压力流
Q
Q-h：泄流量最大。
泄流量
Q-K: 掺气比为零，不掺气，管
内满流，天沟水深增加，泄水
Q
泄流量雨水排水系统
雨水斗
承雨斗 立管
檐沟
2、天沟外排水
天沟
山墙
50~100mm
溢流口
组成：
天沟、雨水斗、排水立管 天沟长度40~50m，不超过 50m，天沟坡度i=0.003~0.006。
防止天沟末端积水太深
泄压管
适用条件：
长度<100m的多跨工业 厂房的大型屋面
消能池
检查井
雨水斗 检 查 井
屋面集水优先考虑天沟形式，雨水都置于天沟内；建筑屋 面内排水和长天沟外排水一般宜采用重力半有压流系统 （如87型）；大型屋面的库房和公共建筑内排水，宜采用 虹吸式有压流系统，檐沟外排水宜采用重力无压流系统。
7-2 雨水内排水系统流动的物理现象
目的：了解雨水内排水系统由于水气两相流动，管内压 力变化的影响规律，为雨水管系设计提供依据。
室外雨水管道。
最小管径DN为200mm 最大管径不超过600mm 采用混凝土管、钢筋混凝土管或陶土管 管道坡度按生产废水管道最小坡度计算（表5-5）
第7章 建筑雨水排水系统
（7）附属构筑物：检查井、检查口井和排气井（P201 图6.5）
按出户管在室内部分是否存在自由液面，可分为：
污水管网设计与计算(1)
（4）公共建筑污水设计流量
q4 i N 4 i K h 4 i Q4 ( L / s) 3600T4i
q4i ——各公共建筑最高日污水量标准，L/(用水单位.d）； N4i ——用水单位数； T4i ——最高日排水小时数，h； Kh4i ——污水量时变化系数。
（5）城市污水设计总流量
Qh Q1 Q2 Q3 Q4 ( L / s )
2.3 Qd 5 2.7 1000 Kz 0.11 5 Q d Qd 1.3 Q d 1000
2hm2
6hm2
例：设比流量=1 L/s.hm2，个排水区面积见图 管段6-7本段沿线流量 1*2=2L/s 查Kz=2.3 管段6-7设计流量 2*2.3=4.6L/s 管段7-8本段沿线流量1*6=6L/s ，总沿线流量 2+6=8L/s 查Kz=2.7/80.11=2.1管段7-8设计流量 8*2.1=16.8L/s
h D
设为均匀流，采用谢才公式计算水头损失，将曼 2 1 宁公式代人并转换： 1
v
nm
R3 I 2
1 由流量和流速关系得： q AR I nm
2 3
1 2
1 1 3 v R ( D, h / D ) I 2 nm 2 1 1 q A(d , h / D) R 3 ( D, h / D) I 2 nm
三、污水量的变化
污水量变化可以用变化系数和变化曲线来描述。
值
Kd——日变化系数，最大日污水量与平均日污水量的比 Kh——时变化系数，最大日最大时污水量与最大日平均
时污水量的比值 KZ ————总变化系数，最高日最高时污水量与平均日 平均时污水量的比值
KZ=Kd Kh
1、居民生活污水量变化系数
哈工大水力学课件第7章 孔口管嘴出流和有压管流(彩色)
第7章孔口、管嘴出流和有压管流§7.1 孔口出流§7.2 管嘴出流73§7.3 短管的水力计算§7.4 长管的水力计算§7.5 有压管道中的水击§7.1 孔口出流：管道中流体在压力差作用下的流动。
有压管流管道中流体在压力差作用下的流动孔口、管嘴出流：沿流动方向边界长度很小，只需考虑局部损失，不计沿程损失。
短管和长管：沿流动方向有一定的边界长度，流体沿管道满管流动，水头损失包括沿程损失和局部损失。
两类水头损失在全部损失中所占比重不同，将管道分为短管和长管。
1p a g21、自由出流22αα孔口流量系收缩断面流速3、淹没出流H收缩断二、孔口的变水头出流11二、收缩断面的真空2、管嘴长度限制对管嘴的长度也有一定限制。
长度过短，流束收缩后来不及扩大到整个出口断面，收缩断面的真空不能形后来不及扩大到整个出口断面收缩断面的真空不能形成，管嘴仍不能发挥作用；长度过长，沿程水头损失不容忽略，管嘴出流变为短管流动。
3、总结：圆柱形外管嘴正常工作条件≤9m作用水头：H管嘴长度：l = (3~4)d管嘴长度l(34)一、有压管流二、短管概述1三、短管水力计算问题校核计算（验算输水管道的输水能力）：已知H , l, d,管材, 局部阻碍，求Q局部阻碍求选泵计算：已知Q, l, d, 管材, 局部阻碍，求H设计计算：已知Q, H, l, 管材, 局部阻碍，求d沿线绘制总水头线和测压管水头线1、虹吸管水力计算定义：管道轴线的一部分高出无压的上游供水水面，这样的管道称为虹吸管一水池高于另一水池形成条件水池高于另水池虹吸管中充满水有部分管道高于上游的供水自由液面有管道高优点：利用虹吸管输水可跨越高地，减少挖方，便于自动操作，在农田水利和市政工程中广为应用。
例7-1：=20m，d =200mm。
入口==1各弯头l CB 20m，d 200mm。
入口ζA 1，出口ζB 1,各弯头均为0.2，λ=0.025，管顶最大允许真空高度［h s 列1-1、c-c断面伯努利方程2、水泵吸水管的水力计算2，列伯努利方程取吸水池水面1-1和水泵进口断面2-2，列伯努利方程泵的安装高度例7-2直径直径d=100mm。
排水工程污水管道系统设计
可用下式求得。
np q0 86400
式中：n——污水量原则，L/(人.d)； p——人口密度，人/公顷。
污水管道旳衔接
水力计算旳基本公式
Qv v C RI
式中：Q——流量，m3/s；
ω——过水断面面积，m2；
v——流速，m/s；
R——水力半径（过水断面积与湿周旳比值），m；
I——水力坡度（即水面坡度，等于管底坡度）；
C——流速系数，或谢才系数。
C值一般按曼宁公式计算，即
C
1
1
R6
n
n——管壁粗糙系数
三、污水管道旳水力计算（续2）
二、污水设计流量旳计算（续3）
（3）工业企业生活污水及淋浴污水量计算
Q3
A1B1K1 A2B2K2 3600T
C1D1 C2D2 3600
式中：Q3——工业企业生活污水及淋浴污水设计流量，L/s； A1——一般车间最大班职工人数，人； A2——热车间最大班职工人数，人； B1——一般车间职工生活污水量原则，为25(L/(人.班))； B2——热车间职工生活污水量原则，为35(L/(人.班))； K1——一般车间生活污水量时变化系数，以3.0计； K2——热车间生活污水量时变化系数，以2.5计； C1——一般车间最大班使用淋浴旳职工人数，人； C2——热车间最大班使用淋浴旳职工人数，人； D1——一般车间旳淋浴污水量原则，为40(L/(人.班))； D2——热车间旳淋浴污水量原则，为60(L/(人.班))； T——每班工作时数，h。
二、污水设计流量旳计算（续4）
（4）工业废水设计流量计算
Q4
m M KZ 3600T
水力学计算
最大埋深干燥土7-8m，多水砂地区，5m。应该尽量减少埋 深。
最小覆土厚度, 防止污水冰冻和土壤冰冻破坏管道, 防止车辆 动荷载压坏管道, 满足支管衔接. 无保温的生活污水或工业废
水, 管底在冰冻线下. 荷载方面，在车行道下, >0.7m; 人行道
>0.6m. 返回
5. 管段的衔接
5. 管段的衔接
D h
4.管渠水力设计参数
最大设计充满度
Water Pollution Control Engineering
雨水管道和合流管道应按满流计算
4.管渠水力设计参数
(2on Control Engineering
排水管渠的最小设计流速，应符合下列规定：
1. 污水管道在设计充满度下为0.6 m/s； 2. 雨水管道和合流管道在满流时为0.75 m/s； 3. 明渠为0.4m/s。
6. 管段水力计算
Water Pollution Control Engineering
比较D=350mm和D=400mm，D=350mm更合适，如果
采用400, 则由设计坡度减小引起的管道埋深的减小为
240m×0.0001=0.024m，而管道管径与350相比却增加
0.05m；此外管道容积未充分利用，h/D由0.65降为0.53； 除非流量突然剧烈增加，否则一般不跳级增加管道管 径。
求流速和充满度。需要注意当交点不是正好在线
上需要估计数值。
例题2-3，n=0.014，D=300，Q=38L/s，v=1.0m/s，
查图得到h/D=0.55, i=0.0055。
例题2-2
例题2-3
Water Pollution Control Engineering
第七章---施工导流与排水
第七章施工导流与排水§1.施工导流：一.施工导流概述：（一）施工导流概念：水工建筑物一般都在河床上施工，为避免河水对施工的不利影响，创造干地施工条件，，需要修建围堰围护基坑，并将原河道中各个时期的水流按预定方式加以控制，并将部分或者全部水流导向下游。
这种工作就叫施工导流。
（二）施工导流的意义：施工导流是水利水电工程建设中必须妥善解决的重要问题。
主要表现是：1.直接关系到工程的施工进度和完成期限；2.直接影响工程施工方法的选择；3.直接影响施工场地的布置；4.直接影响到工程的造价；5.与水工建筑物的型式和布置密切相关。
因此，合理的导流方式，可以加快施工进度，缩短工期，降低造价，考虑不周，不仅达不到目的，有可能造成很大危害。
例如：选择导流流量过小，汛期可能导致围堰失事，轻则使建筑物、基坑、施工场地受淹，影响施工正常进行，重则主体建筑物可能遭到破坏，威胁下游居民生命和财产安全；选择流量过大，必然增加导流建筑物的费用，提高工程造价，造成浪费。
（三）影响施工导流的因素；影响因素比较多，如：水文、地质、地形特点；所在河流施工期间的灌溉、贡税、通航、过木等要求；水工建筑物的组成和布置；施工方法与施工布置；当地材料供应条件等。
（四）施工导流的设计任务：综合分析研究上述因素，在保证满足施工要求和用水要求的前提下，正确选择导流标准，合理确定导流方案，进行临时结构物设计，正确进行建筑物的基坑排水。
（五）施工导流的基本方法：（六）基本方法有两种：1.全段围堰导流法；2.分段围堰导流法。
二.施工导流的全段围堰法：（一）基本概念：首先利用围堰拦断河床，将河水逼向在河床以外临时修建的泄水建筑物，并流往下游。
因此，该法也叫河床外导流法。
（二）基本做法：全段围堰法是在河床主体工程的上、下游一定距离的地方分别各建一道烂河围堰，使河水经河床以外的临时或者永久性泄水道下泄，主体工程就可以在排干的基坑中施工，待主体工程建成或者接近建成时，再将临时泄水道封堵。
给水排水管道系统水力计算
e （ mm ）
平均 0.003 0.03 0.06 0.15 0.3 0.6 3 15 150
（ 4 ）巴甫洛夫斯基公式 巴甫洛夫斯基公式适用于明渠流和非满流管道的计算，公式为：
C
R
y
nb 0.10
3-3 。
（ 3-11 ）
式中： y
2.5 nb
0.13 0.75 R
nb
nb — 巴甫洛夫斯基公式粗糙系数，见表
2
A 和水力半径 R 的值 （表中 d 以 m 计） 充满度 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 过水断面积 A （ m 2） 0.4426 d 0.4920 d 0.5404 d 0.5872 d 0.6319 d 0.6736 d 0.7115 d 0.7445 d 0.7707 d 0.7845 d
图 3-1 无压圆管均匀流的过水 断面
3-1 所示。设其 ， 称为充满度，
h d
sin
2
4
所对应的圆心角 素之间的关系为：
称为充满角。由几何关系可得各水力要
过水断面面积：
A
湿周：
d
2
8
sin
（ 3-16 ）
d 2
水力半径：
（ 3-17 ）
R
所以
d 4
1
sin
（ 3-18 ）
2
v
2
1 d n 4 sin
将（ 3-11 ）式代入（ 3-2 ）式得：
hf
nb v R
2
2
2y 1
l
（ 3-12 ）
常用管渠材料粗糙系数
nb 值
管渠材料
雨水排水系统的水力计算
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6.3 雨水排水系统的水力计算
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5．径流系数
后退
前进
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6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.2 系统计算原理与参数
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１．雨水斗泄流量
重力流状态下，雨水斗的排水状况是自由堰流，通过雨水斗
的泄流量与雨水斗进水口直径和斗前水深有关，可按环形溢
流堰公式计算：
6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.3 设计计算步骤
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２．天沟外排水 天沟布置 即确定天沟的分水线及每条天沟的汇水面积；按照屋面的
构造一般应在伸缩缝或沉降缝作为天沟分水线，单坡的排泄长 度不宜大于 50m。天沟较长时，坡度不能太大，但最小坡度不 得小于0.003。
确定天沟断面 天沟形状：矩形、梯形、半圆形、三角形等。 天沟尺寸：根据排水量、天沟汇水面积计算，根据每一条天沟
管径 I
0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07
75mm
3.07 3.77 4.35 4.86 5.33 5.75
100mm 150mm 200mm 250mm
6.63 8.12 9.38 10.49 11.49 12.41
19.55 23.94 27.65 30.91 33.86 36.57
211(110.85lgP) q
(t8)0.70
后退
前进
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6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.1 屋面雨水设计流量计算
屋面雨水排水管道的设计降雨历时可按5min计算， 居住小区的雨水管道设计降雨历时应按下式计算：
t t1M2t
水力学第7章 明渠
底坡i—渠底高程沿水流方向单位距离的降落值
z01 z02 dz0 i sin s ds
底坡的分类
正坡（positive slope） i>0， dz 渠底高程沿程降低
0
ds
0
dz0 =0 平坡（horizontal bed）i= 0， 渠底高程沿程不变 ds
dz0 0 负坡（adverse slope） i<0， 渠底高程沿程升高 ds
第七章
明渠均匀流
Steady Uniform Flow in Open Channels
明渠：是人工渠道、天然河道以及不满
流管道统称为明渠。
长江三峡
•
南水北调中线工程中的渠首工程
•
唐徕渠
•
白起渠
• 白起渠又名武镇百里长渠、 三道河长渠、 荩忱渠，是战国时期修建的军事水利工程 ，建设时间比著名的都江堰水利工程还要 早23年。这条长渠西起湖北省南漳县谢家台 ，东至宜城市郑集镇赤湖村，蜿蜒49.25公 里，号称“百里长渠”， 至今仍灌溉着宜 城平原30多万亩良田。
(2）确定渠道的底坡
Q2 Q2 i 2 2 2 C0 A0 R0 K 0
(3)设计渠道断面尺寸 a.根据需要选定正常水深，求底宽。 b.由工程要求选定渠道底宽，求正常水深 。
计算类型
试算法：
例7.1有一梯形断面棱柱形渠道，i 0.0002, b 1.5m, m 1.0, n 0.0275, h0 1.1m 求流量Q和流速v。
明渠的横断面
断 面 分 类
2. 明渠的横断面（Cross Section）：
梯形 （Trapezium）：常用的断面形状 矩形（Rectangle） ：用于小型灌溉渠道当中 圆形（Circle） ：为水力最优断面，常用于城市 的排水系统中 复式（Compound Section） ：常用于丰、枯水量 悬殊的渠道中
第七章水库群的水利水能计算
• 上游水库群共同承担下 游丙处防洪任务时，一 • 当乙库的洪水流量 在乙库处符合防洪 • 在这种情况下，甲库 •般需考虑补偿问题，但 实际上， A点以前和 标准的洪水过程线上， 较大时（图 7-8上AB 可按其本身防洪及综 B 点以后的乙库泄流 由于洪水的地区分布、 先作 之间），为保证丙处 q安，丙（丙处安 合利用要求放水，求 量值要视防洪需要而 水库特性等情况不同， 全泄量）线，然后将 流量不超过安全泄量， 得下泄流量过程线（ q 定，有时为了预先腾 防洪补偿调节方式较复 （ 乙库下泄流量应等于 q甲+Q丙）线倒臵于q ~t ），将此过程线（ 甲 空水库以迎接下一次 杂，在设计阶段一般只 q 与（ 线下面（图 q甲+Q丙）之 7-8， 计及洪水流量传播时 安，丙 安，丙 洪峰， B点以前和 点以后的泄 能概略考虑。当甲、乙 P.156 差。 A ），这条倒臵线 B点 间和河槽调蓄作用） 流量要大于这时的来 两库处洪水具有一定的 与乙库洪水过程线所 以后，乙库洪水流量 和甲快车丙区间洪水 水流量。 同步性，但两库特性不 包围的面积，即代表 较小，即使全部下泄， 过程线 Q 丙 ~t 同时间相 同时，作为防洪补偿调 乙库的防洪库容值， 丙处流量也不致超过 加，得出（ q 甲 +Q 丙 ）q 节水库（设为乙库）， 在图上以斜阴影线表 的过程线。 安，丙值。 另外的水库（设为甲库 示， ）为被补偿水库。
ห้องสมุดไป่ตู้
• 为进行比较，特研究以下两种情况： ⑴不考虑径 流补偿情况。 ⑵考虑径流补偿情况。 • 对丰水期的调节计算，仍用水量差积曲线图解法 来说明径流补偿的特点。
• 先根据乙坝 址处的天然水 量差积曲线进 行调节计算， 具体方法和单 库调节情况一 样，只是库容 应采用水库甲 的兴利库容V甲 （图7-6， P.154）。
7 建筑雨水排水系统
Q泄 Qr，满足要求。
（二）多斗系统 1．雨水斗 雨水斗设计流量按下表取值。
表 87、65型雨水斗设计流量
DN (mm) 75 100 150 200
1．按q5
q5 Qr k F ( L / s) 10000
式中：k — 屋面泄流系数； F — 汇水面积，m 2； q5 — 5 min 暴雨强度，L / s ha
2．按小时降雨厚度计算：
h5 Qr k F 3600 h5 — 5 min 时的小时降雨厚度，mm / h。
4.排出管和其他横管 按悬吊管计算。
附图1 檐沟排水
附图2 天沟布置示意图
附图3 泄流量与各参数间的关系
附图4 单斗雨水系统压力变化曲线
超设计重现 期雨量排出
三、出户管在室内部分是否存在自由液面 1．密闭系统 2．敞开系统
7－2建筑物雨水系统设计
1.雨水斗 形式：87型、65型、79型。 雨水斗布置时除按水力计算确定雨水斗 的间距和个数，还应考虑建筑结构的特 点。伸缩缝、防火墙、沉降缝。 87斗系统的立管承接的雨水斗宜在同一 层位上。 虹吸式系统的雨水斗宜在同一水平面上， 各雨水立管单独排除。 堰流斗系统可以承接不同高度的雨水。
N
h5
N
50 72
—取决于暴雨强度大小的系数,见下表
60 60 70 51.4 80 45 90 40 100 36 110 32.7 120 30 140 25.7 160 22.5 180 20 200 18
3 .连接管 与雨水斗同径。
4.管道的泄流能力(单斗) 列1-1与2-2断面方程：
第七章 施工导流与水流控制
(2) 截流时间的选定
截流日期一般选在枯水期初，具体日期可根据历史水文资料确定，但往往可能有较大出入，因此实际工作中应根据当时的水文气象预报及实际水情分析进行修正，最后确定截流日期。
二、截流设计流量的确定
截流设计时所取的流量标准，是指某一确定的截流时间的截流设计流量。所以当截流时间确定以后，就可根据工程所在河道的水文、气象特征选择设计流量。通常可按重现年法或结合水文气象预报修正法确定设计流量，一般可按工程重要程度选择截流时段重现期5～10年的月或旬的平均流量，也可用其他方法分析确定。
7.3.1 基坑积水的排除
基坑积水主要是指围堰闭气后存于基坑内的水体，还要考虑排除积水过程中从围堰及地基渗入基坑的水量和降雨。初期排水的流量是选择水泵数量的主要依据，应根据地质情况、工期长短、施工条件等因素确定。
一、 初期排水流量估算
初期排水流量用以下公式估算
Q=KV/T
其中 Ｌ＝l0+l-0.5mH(m)
式中 q——渗入基坑的围堰单宽渗透流量，m3／(天·m)；
K——渗透系数，m／天。
（2） 基坑渗流量
由于基坑情况复杂，计算结果不一定符合实际情况，应用试抽法确定。近似计算时可采用〖地基渗流量表〗所列参数。
3）坝体度汛洪水标准
导流泄水建筑物封堵后，如永久泄洪建筑物尚未具备设计泄洪能力，坝体度汛洪水标准应分析坝体施工和运行要求后按〖导流泄水建筑物封堵后坝体度汛标准表〗规定执行。汛前坝体上升高度应满足拦洪要求，帷幕灌浆及接缝灌浆高程应能满足蓄水要求。
（2）导流时段
导流时段就是按照导流程序来划分的各施工阶段的延续时间。划分导流时段，需正确处理施工安全可靠和争取导流的经济效益的矛盾。因此要全面分析河道的水文特点、被围的永久建筑物的结构型式及其工程量大小、导流方案、工程最快的施工速度等，这些是确定导流时段的关键。尽可能采用低水头围堰，进行枯水期导流，是降低导流费用、加快工程进度的重要措施。
第7章 孔口、管嘴出流和有压管路
第7章孔口、管嘴出流和有压管路一、教学目的与任务1本章的目的（1）．使学生了解有压管流的特点；（2）．理解自由出流、淹没出流的概念；（3）．使学生掌握孔口和管嘴出流的水力计算。
二、重点、难点1重点孔口、管嘴的计算问题2难点缝隙流动三、教学方法本章内容是学生通过流体力学基本方程的学习，将其应用到典型的实际流动当中。
进一步增强学生分析、解决实际问题的能力，本章讲授时，要注重理论联本章内容与闸门、阀门、水龙头、喷嘴、汽化器、车辆减震器等等有关，这些构件在机械行业内十分常见，我们日常生活中也很常见。
研究孔口出流和缝隙流动特性对上述构件的性能有密切关系。
§7-１孔口出流一、薄壁孔口：L/d 2即壁面厚度与孔口直径之比小于等于2的孔口。
1.薄壁小孔口：H 10d即作用水头大于十倍的孔口直径。
2.薄壁大孔口：作用水头相对较小，孔口断面上流动不均匀的流动，称薄壁大孔口。
二、管嘴（厚壁孔口）1.圆柱管嘴圆柱管嘴十分常见，被广泛使用用途：增大流量原理：在管嘴内部形成一收缩断面（内收缩），具有一定真空，可提高流速。
管嘴长度:L=(3-4)d2.其他形式管嘴（1）收缩管嘴（2）扩张管嘴（3）流线型管嘴三、自由出流和淹没出流1.自由出流：流体直接排入大气2.淹没出流：流体出流处的压力不为大气压力四、完善收缩和不完善收缩完善收缩：薄壁孔口自由出流的流束周围均匀收缩。
不完善收缩：部分收缩或不收缩五、定常出流和非定常出流定常出流：出流系统的作用水头可以近似不变的出流，否则为非定常出流。
薄壁小孔口定常自由出流这里作用水头为H,设出流为完善收缩，根据研究知收缩断面在0.5d 处， 收缩系数为：以孔口和收缩断面中心线为基准，列1－1到 C-C 断面的方程：取 薄壁小孔口可忽略沿程损失，局部损失为： 与上式联立得令则出流流量为令 为流速系数 则流量为：若P0=0,即容器与大气相通，则：• 薄壁小孔出流参数由 所决定，由实验给出, 由上述定义决定。
设计流量水力计算
A 20mm; B <20mm; C 15mm; D <15mm.
A 为正确答案.
7、有一综合楼,共有18层.1～4层为商场,总当量数 为280;5～8层为办公室,总当量数为160,9～18层 为宾馆,总当量数为380.在计算该楼生活给水设 计秒流量时,其公式a中的值应取__. ( )
A 1.96; B 1.5; C 2.5; D 2.
A 为正确答案.
8、居住小区在无管网漏失水量及未预见水 量之和可按__. ( ) A 最高日用水量的10%～15%计; B 最高日用水量的15%～20%计; C 最高日用水量的20%～25%计; D 平时设计经验确定. A 为正确答案.
5、一学校的门房内设有1个单阀水嘴洗脸盆,其给 水管的设计流量为__ L/s. A 0.15; B 0.31; C 0.10; D 0.20. A 为正确答案.
6、有一个商场内的小型公共厕所,厕所内设 有两个延时自闭式冲洗阀蹲便器, 一个自 闭式冲洗阀小便器,一个感应水嘴洗手盆, 此厕所给水总管的设计秒流量为__ L/s. A 1.52; B 1.08; C 1.20; D 1.10. A 为正确答案.
使用该公式应注意的问题：
• 如计算值小于管段上一个最大卫生器具给 水额定流量时，应采用一个最大的卫生器具 给水额定流量作为设计秒流量。 • 仅对有同时使用可能的设备进行叠加。
2、建筑物给水引入管设计流量（3.6.3） （1）室内用水全部由外网供给时： 引入管设计流量 === 设计秒流量q
（2）室内用水全部自行加压供给时： 引入管设计流量==贮水池的设计补水量Q （平均小时用水量 ≦Q ≦最大小时用水量）
2、有一建筑物,在生活给水管道水力计算选 择管径时,其DN32的生活给水支管的水流 速度,不宜大于__m/s. ( )
排水量设计秒流量和排水管网的水力计算要求
排水量设计秒流量和排水管网的水力计算要求1.1.排水量及排水定额生活排水平均时排水量和最大时排水量的计算方法与建筑内部的生活给水量计算方法相同。
因建筑内部给水量散失较少，所以生活排水定额和时变化系数与生活给水相同。
建筑内部排水定额有两个，一个是以每人每日为标准，另一个是以卫生器具为标准。
每人每日排放的污水量和时变化系数与气候、建筑物内卫生设备完善程度有关。
卫生器具排水定额是经过实测得到的。
主要用来计算建筑内部各管段的排水设计秒流量，进而确定各管段的管径。
某管段的设计流量与其接纳的卫生器具类型、数量及使用频率有关。
为了便于累计计算，与建筑内部给水一样，以污水盆排水量0.33L∕s为一个排水当量，将其他卫生器具的排水量与0.33L∕s的比值，作为该卫生器具的排水当量。
由于卫生器具排水具有突然、迅速、流速大的特点，所以，一个排水当量的排水流量是一个给水当量额定流量的1.65倍。
具体规定如下：1）居住小区生活排水系统排水定额是其相应的生活给水系统用水定额的85%—95%。
居住小区生活排水系统小时变化系数与其相应的生活给水系统小时变化系数相同，应按规定确定。
2）公共建筑生活排水定额和小时变化系数与公共建筑生活给水用水定额和小时变化系数相同，应按《集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额及小时变化系数》表确定。
3）居住小区内生活排水的设计流量应按住宅生活排水最大小时流量与公共建筑生活排水最大小时流量之和确定。
4）工业废水排水定额及时变化系数应按工艺要求确定。
5）卫生器具排水的流量、当量和排水管的管径应按表3-3确定。
6）卫生器具同时排水按表3-4、表3-5和表3-6计算。
卫生器具排水的流量、当量和排水管的管径注：家用洗衣机排水软管，直径为30mm,有上排水的家用洗衣机排水软管内径为19mm o表3・4工业企业生活间、公共浴室、剧院化妆间、体育场馆运动员休息室等卫生器具同时给水百分数注：健身中心的卫生间，可采用本表体育场馆运动员休息室的同时给水百分率。
雨水排水系统的水力计算
0.025
后退
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6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.2 系统计算原理与参数
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３．横管 横管包括悬吊管、管道层的汇合管、埋地横干管和出户管，
横管可以近似地按圆管均匀流计算：
I 的确定分为重力流和重力半有压流两种情况。 横管的管径根据各雨水斗流量之和确定，并宜保持管径不变。
取25×10－5 m；
α ——充水率，塑料管取0.3，铸铁管取0.35；
d ——管道计算内径，m。
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6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.2 系统计算原理与参数
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重力半有压流状态 雨水排水立管 按水塞流计算， 铸铁管充水率：
α＝0.57～0.35
小管径取大值， 大管径取小值。
管径 I
0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07
75mm
3.07 3.77 4.35 4.86 5.33 5.75
100mm 150mm 200mm 250mm
6.63 8.12 9.38 10.49 11.49 12.41
19.55 23.94 27.65 30.91 33.86 36.57
6.3.2 系统计算原理与参数
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５．溢流口 功能：主要是雨水系统事故时排水和超量雨水排除。
按最不利情况考虑，溢流口的排水能力应不小于50年重
现期的雨水量。溢流口的孔口尺寸可按下式近似计算：
式中
Q——溢流口服务面积内的最大降雨量，L/s； b——溢流口宽度，m； h——溢流孔口高度，m； m——流量系数，取385； g——重力加速度，m/s2，取9.81。
第七章-污水设计计算
日变化系数K d
最高日污水量 平均日污水量
时变化系数K h
最高日最高时污水量 最高日平均时污水量
总变化系数 K z K d • K h
缺乏Kh及Kd时，总变化系数采用经验公式计算即
K 2.7
z
Q 0.11 平均
其中: Q平均 : 污水平均日流量，L / s。
污水平均日 流量(L/s)
总变化系数 (Kz)
设计人口数也可根据城市人口增长率按复利法推算， 但实际工程中使用不多。
式中： N——设计人口数，即n年后的估计人口数； N0——现在人口数； γ——人口自然增长率； n——设计期限，20~30年。
（3）综合生活用水总变化系数 污水的变化通常用变化系数表示。分为日变化系数、
时变化系数和总变化系数三种。
第七章 污水管道系统的设计计算
选定排水体制 划分排水流域 布置排水系统 计算设计流量 确定各种尺寸 确定管道位置 绘制管道平面图和剖面图
第一节 污水设计流量的计算
污水设计流量：污水管渠系统及其附属构筑物在单位时 间内保证通过的最大污水流量。
一、综合生活污水量的计算
Q1
n 5 40 70 100 200 500 2.3 2.0 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4
≥1000 1.3
二、工业企业职工生活用水量及沐浴污水量
Q2
A1B1K1 A2 B2 K2 3600T
C1D1 C2 D2 3600
Q2— 工业企业生活污水及淋浴污水设计流量，L/s； A1— 一般车间最大班职工人数，人； A2— 热车间最大班职工人数，人；
第二节 设计管段的划分及管段流量的计算
污水管网设计任务： 划分设计管段，确定设计管段的起迄点，计算各设计管段的污
水污染控制工程(上册)复习题
水污染控制工程（上册）复习题第一章排水管渠系统一、填空1、污水按照来源不同，可分为生活污水、工业废水、降水3类。
2、根据不同的要求，经处理后的污水其最后出路有：排放水体、灌溉农田、重复使用。
3、排水系统的体制一般分为：合流制和分流制两种类型。
二、简答题1、污水分为几类，其性质特征是什么？答：按照来源的不同，污水可分为生活污水、工业废水和降水3类。
生活污水是属于污染的废水，含有较多的有机物，如蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物、尿素和氨氮等，还含有肥皂和合成洗涤剂等，以及常在粪便中出现的病原微生物，如寄生虫卵和肠西传染病菌等。
工业废水是指工业生产中所排出的废水，来自车间或矿场。
由于各种工厂的生产类别、工艺过程、使用的原材料以及用水成分的不同，使工业废水的水质变化很大。
降水即大气降水，包括液态降水和固态降水，一般比较清洁，但其形成的径流量较大，则危害较大。
2、何为排水系统及排水体制？排水体制分几类，各类的优缺点，选择排水体制的原则是什么？答：1.排水系统：为了系统地排除和处置各种废水而建设的一整套工程设施称为排水系统。
2.排水体制：采用不同的污水排除方式所形成的排水系统，也称排水制度。
3．排水体制分类：A．合流制：优点：工程造价投资少，缺点：对水体污染严重。
B．分流制：缺点：工程造价投资巨大，优点：对环境污染很小。
3、排水系统主要由哪几部分组成，各部分的用途是什么？答：1.管渠系统：收集和输送废水的工程设施。
2.污水厂：改善水质和回收利用污水的工程设施。
3.出水口：净化后废水排入水体的工程措施。
4、排水系统布置形式有哪几种？答：排水系统的布置形式有：正交式、截流式、平行式、分区式、分散式、环绕式。
5、排水管道材料主要有哪些？答：1.混凝土管2.钢筋混凝土管3.塑料管和玻璃钢管4.陶土管5.金属管第二、三章污水管道系统的设计计算一、填空题1.污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为（充满度），当h/D=1时称为（满流）；h/D<1时称为（非满流）。
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KZ=Kd Kh
Kd——日变化系数，是最大日污水量与平均日污水量的比值
Kh——时变化系数，是最大日最大时污水量与最大日平均时 污水量的比值
生活污水量总变化系数
污水平均日流 量（L/s） 总变化系数 （KZ） 5 15 40 70 100 200 500 〉1000
2.3
2.0
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
污水设计流量的计算（续2）
（2）公共建筑生活污水量计算
S N Kh Q2 24 3600
式中：Q2——公共建筑生活污水设计流量，L/s； S——公共建筑生活污水量标准（L/(d.人)），一般按 《室内给水排水和热水供应设计规范》推荐的参 数选用，排水量大的建筑也可以通过调查或参 考相近建筑选用。 Kh——时变化系数，是最大日最大时污水量与最大日 平均时污水量的比值
《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(0.60) 0.65(0.70) 0.70(0.75) 0.75(0.80)
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。
Q渗指地下水渗入量，一般以单位管道延长米 或单位服务面积公顷计算，日本规定采用经验数 据，按每人每日最大污水量的10%-20%。
7.2 污水管道的水力计算
•污水管道内水质特 •污水管道内水流特点 •水力计算的基本公式
Q v vC RI
Q——流量，m3/s； ω——过水断面面积，m2 v——流速，m/s； R——水力半径（过水断面积与湿周的比值），m I——水力坡度（即水面坡度，等于管底坡度）； C——流速系数，或谢才系数。 1 1 C值一般按曼宁公式计算，即 C R 6
第7章 排水管道系统 的设计
7.1排水系统流量确定
7.2排水系统水力计算
作 业
7.3排水管道的设计
污水管道系统设计
污水管道系统的设计步骤
设计方案 的确定
设计资料
设 计 流 量 确 定
管 道 水 力 计 算
管 道 系 统 设 计
设计资料的调查及方案确定
设计资料调查
设计任务资料：有关的法令、法规、制度；城市的总
体规划及其他基础设施情况
地形资料，包括地形图、等高线
自然资料：
气象资料，包括气温、风向、降雨量等 水文资料，受纳水体流量、流速、洪水位 地质资料，包括地下水位、地耐力、地震等级
工程资料： 道路、通讯、供水、供电、煤气等
设计方案确定
——包括排水体制的选择、排水系统的布置形式，应通 过技术、经济比较，确定最优的方案
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；国外很多专家认为最小流 速为0.6-0.75m/s，我国根据试验结果和运行经验确 定最小流速为0.6m/s。 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。
例2
例3
如下图，求管径与沟底高程
污水管道的设计举例
原始资料： 给定某市的街坊平面图，如下页图。居住 区街坊人口密度为350人/公顷，污水量标准 为120L/(人.d)，火车站和公共浴室的设计污 水量分别为3L/s和4L/s，工厂甲和工厂乙的 工业废水设计流量分别为25L/s与6L/s。生活 污水及经过局部处理的工业废水全部送至污 水处理厂进行处理。工厂甲废水排出口的管 底埋深为2.0m
地面
覆 土 厚 度 埋 设 深 度
管道
温度与 地层深 度关系 图
哈尔滨建 筑大学与 东北院部 分研究结 论：
《室外排 水设计规 范》规定：
1、东北寒冷地区城镇冬季生活污水水温在4-15度之间， 以地表水为给水水源所排出的生活污水水温在4-10度之间， 以地下水为水源排出的生活污水水温在8-15之间。 2、出户管及起始端污水支管容易发生冰冻，主要是因为 流量小，坡度小，容易产生沉积堵塞而发生冰冻。加大污 水管坡度，可使容易冰冻的污水支管不发生冰冻。 3、污水管埋深必须避开有严重破坏能力的冻胀层或对冻 胀层加以处理。粗砂和砂砾层冰冻时，水向下流，不具有 冻胀性。
7.2 污水管道的水力计算（续2）
1、需要确定的参数 流量Q、管径D、坡度I、流速v、充满度h/D和埋深H 2、确定方法 首先根据已知资料，计算出流量Q，根据Q值可初步确 定管径D；然后，根据Q、D值，求I、h/D、v值。在这 三个未知数中，还需知道一个参数，才能求得另外两个 ，此时可以在三个参数中先假设一个值，比如流速为最 小流速，或是坡度为最小坡度，或是充满度满足一定要 求等，之后进行查表或查图，就可得出其余两个未知数 ；最后要进行校核，若得出的两个参数满足其规定的要 求，则计算完成，若不满足要求，则需调整假设值，甚 至管径D，重新进行计算。
***国内一些城市污水管道长期运行的情况说明，超 过上述最高限值，并未发生冲刷管道的现象。
最小管径
1、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。
2、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。
某 地 区 排 水 总 平 面 图
7.1 污水设计流量的计算
污水设计流量
——指污水管道及其附属构筑物能保证通过的最大流量， 设计流量包括生活污水量和工业废水量。 居住区生活污水 生活污水设计流量 公共建筑生活污水 工业企业生活污水及淋浴污水
工业废水设计流量
污水设计流量的计算（续1）
（1）居住区生活污水量计算
n N KZ Q1 24 3600
式中：Q1——居住区生活污水设计流量，L/s； n——居住区生活污水量标准（L/(d.人)），按《室 外排水设计规范》选用，欧洲的典型值为 200（L/(d.人)），美国的典型值为250~450 （L/(d.人)）； N——设计人口数，按规划部门根据统计资料提供 的参数选用； KZ——总变化系数，是最大日最大时污水量与平 均日平均时污水量的比值
• 与其他管线、构
筑物有一定的距 离
• 与给水管相交时， 设于给水管下方 • 尽量避免敷设在 机动车道下，设 在人行道下
污水管道的设计举例
例1：已知设计沟段长度L=240m,地面坡度为 0.0024；流量q为40l/s;上游沟段管径 D300,h/D0.55,沟底高程为44.22m,地面高程为 46.06m，覆土厚度为1.54m。求管径与沟底高 程
q0 n p 86400
式中：n——污水量标准，L/(人.d)； p——人口密度，人/公顷。
C 2 3 q D 4
举例
污水管道的衔接
衔接的原则 尽可能地提高下游管 段的高程，减小埋深， 降低造价；避免上游 管段回水淤积。
衔 接 的 方 式
水面平接 管顶平接 跌水连接
管底连接
污水管道在街 道上的位置
污水管道的衔接 污水管道在街道 上的位置
两个检查井之间，设计流量不变，且采用同 样的管径和坡度的管段，称为一个设计管段。 一般检查井的设置位置有：流量汇入的地方、 管径变化的地方、转弯的地方、或在直管段 管径长度较长时（30~70m）。
本段流量
转输流量 集中流量
A 1 B
q1 F q0 K Z
污水设计流量的计算（续3）
（3）工业企业生活污水及淋浴污水量计算
A1 B1 K 1 A2 B2 K 2 C1 D1 C 2 D2 Q3 3600 T 3600
式中：Q3——工业企业生活污水及淋浴污水设计流量，L/s； A1——一般车间最大班职工人数，人； A2——热车间最大班职工人数，人； B1——一般车间职工生活污水量标准，为25(L/(人.班))； B2——热车间职工生活污水量标准，为35(L/(人.班))； K1——一般车间生活污水量时变化系数，以3.0计； K2——热车间生活污水量时变化系数，以2.5计； C1——一般车间最大班使用淋浴的职工人数，人； C2——热车间最大班使用淋浴的职工人数，人； D1——一般车间的淋浴污水量标准，为40(L/(人.班))； D2——热车间的淋浴污水量标准，为60(L/(人.班))； T——每班工作时数，h。
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。
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；管径400mm 的最小设计坡度为0.0015。
污水管道的埋设深度
决定污水管 道最小覆土 厚度的因素 有哪些？ 地面荷载 冰冻线的要求 满足街坊管连接要求
污水设计流量的计算（续4）
（4）工业废水设计流量计算
m M KZ Q4 3600 T
式中：Q4——工业废水设计流量，L/s； m——生产过程中每单位产品的废水量标准， L/单位产品； M——产品的平均日产量； T——每日生产时数； KZ——总变化系数，与工业企业性质有关。
（5）总水量Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q渗
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。 污水管道最小埋深，应根据当地的养护经验确定。 无养护资料时，采用如下数值：管径小于500mm， 管底在冰冻线上0.3m；管径大于500mm，为0.5m。