第二章排水管渠水力学计算-54页文档资料
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
①尽可能提高下游管段的高程，以减少 埋深，从而降低造价，在平坦地区这点 尤其重要；
②避免在上游管段中形成回水而造成淤 积；
③不允许下游管段的沟底高于上游沟段 的沟底。
管段的衔接方法通常采用： 沟顶平接 水面平接 沟底平接（在特殊情况下需要采
用）
乘插式
企口式
平口式
§排水管道的基础
一、排水管道基础的组成
的距离。
管道的埋设度对整个沟道系统的造价和 施工影响很大，沟道愈深，则造价愈贵， 施工期愈长。
所以，管道的埋设深度小些好，并有一
个最大限值，这个限值称做最大埋深。
沟道的最大埋深需要根据技术经济指标
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
管道的覆土厚度是指沟顶的外壁到地面的距离
水面平接是指在水力学计算中，使上游 管段和下游管段的水面高程相同。
用水面平接时,常因管道中流量出现变化 时(主要是上游的小管道)而产生回水， 但下游管道的埋深可以浅些。为了减少 下游管道的埋深，也有人建议在充满为 0.8处平接。
沟底平接是指在水力学计算中，要使上 游沟段和下游沟段的沟底内壁的高程相 同
第一节 污水管渠水力设计原则
不溢流 不淤积 不冲刷沟壁 要注意通风
第二节 水力学计算基本公式
qv Av
v
1
2
R3I
1 2
n
第 三 节
水 力 学 算 图
算图分类
不满流圆形管道 满流圆形管道 满流矩形管道 明渠流
管道的埋设深度和覆土厚度 管道的埋设深度是指沟底的内壁到地面
（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。
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。
§2-3 污水管道的水力计算
当异管径沟段采用沟顶平接而发现下游 沟段的水面高于上游沟段的水面时(这种 情况并不常见)，应改用水面平接。
在特殊情况下，下游管段的管径小于上 游管段的管径(坡度突然变陡时，可能出 现这种情况)，而不能采用管顶平接或水 面平接时，应采用管底平接以防下游沟 段的管底高于上游管段的沟底。
为了减少管道系统的埋深，虽然下游管 管管径大于上游沟管管径，有时也可采 用管底平接。
管沟道埋深小些好，但是，沟道的覆土厚度有 一个最小限值，称最小覆土厚度。最小覆土厚 度决定于下列三个因素：
①必须防止沟道中的污水冰冻和因土壤冰冻膨 胀而损坏沟道；
②必须防止沟壁被车辆造成的活荷重压坏； ③必须满足支沟在衔接上的要求。
街沟的最小土厚度可用下式计算：
d h iL h1 h2
（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；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。
d ——街沟的最小覆土厚度，m； h ——街区或厂区内的污水沟道起端的最小埋深，m； i ——街区或厂区内的污水沟道和连接支管的坡度L——街区或厂区内的污水沟道和连接支管的总长度，m h1 ——街沟窨井处地面高程，m；
h2 ——街区或厂区内的污水沟道起点窨井处地面高程，m。
管段的衔接
窨井上下游的管段在衔接时应遵循下述 原则：
***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。
（3）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。
管道 管座 基础 垫层
地基
§2-3 污水管道的水力计算
三、污水管道水力计算的设计规定
设计充满度（h/D） 设计流速（v） 最小管径（D） 最小设计坡度（i）
管顶平接是指在水力学计算中，使上游 管段和下游管段的管顶内壁的高程相同。
采用管顶平接时，上游管段产生回水的 可能性较小，但往往使下游管段的埋深 增加。
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。
第一节 污水管渠水力设计原则 第二节 水力学计算基本公式 第三节 水力学算图 第四节 主要设计参数 第五节 管段的衔接 第六节 管段水力学计算
沟道水流情况
重力流:沟道中水流动时,水上方是大气, 具有自由表面,而其它三个方向受到沟道 固体界面限制,这种水流方式叫重力流又 叫明渠流.
管流:沟道有时在水压力流动这时水流方 式叫管流又叫压力流.
在一般情况下，异管径沟段采用沟顶平 接。
有时，当上下游沟段管径相同而下游沟 段的充盈深小于上游沟段的充盈深时， (由小坡度转入较陡的坡度时，可
能出现这种情况)，也可采用沟顶平接。
通常，同管径沟段往往是下游沟段的充 盈深大于上游沟段的允盈深，避免上游 沟段中形成回水而采用水面平接。
在平坦地区，为了减少沟道埋深，异管 径的沟段有时也采用水面平接或充满度 0.8处平接。
总之， 沟段的衔接是以尽量减少管道埋深
为前提，而且在窨井处不应发生: ①下游管底高于上游管底。 ②下游水位高于上游水位。
（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：
Hale Waihona Puke Baidu
管径（D）或暗渠高（H） （mm）
②避免在上游管段中形成回水而造成淤 积；
③不允许下游管段的沟底高于上游沟段 的沟底。
管段的衔接方法通常采用： 沟顶平接 水面平接 沟底平接（在特殊情况下需要采
用）
乘插式
企口式
平口式
§排水管道的基础
一、排水管道基础的组成
的距离。
管道的埋设度对整个沟道系统的造价和 施工影响很大，沟道愈深，则造价愈贵， 施工期愈长。
所以，管道的埋设深度小些好，并有一
个最大限值，这个限值称做最大埋深。
沟道的最大埋深需要根据技术经济指标
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
管道的覆土厚度是指沟顶的外壁到地面的距离
水面平接是指在水力学计算中，使上游 管段和下游管段的水面高程相同。
用水面平接时,常因管道中流量出现变化 时(主要是上游的小管道)而产生回水， 但下游管道的埋深可以浅些。为了减少 下游管道的埋深，也有人建议在充满为 0.8处平接。
沟底平接是指在水力学计算中，要使上 游沟段和下游沟段的沟底内壁的高程相 同
第一节 污水管渠水力设计原则
不溢流 不淤积 不冲刷沟壁 要注意通风
第二节 水力学计算基本公式
qv Av
v
1
2
R3I
1 2
n
第 三 节
水 力 学 算 图
算图分类
不满流圆形管道 满流圆形管道 满流矩形管道 明渠流
管道的埋设深度和覆土厚度 管道的埋设深度是指沟底的内壁到地面
（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。
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。
§2-3 污水管道的水力计算
当异管径沟段采用沟顶平接而发现下游 沟段的水面高于上游沟段的水面时(这种 情况并不常见)，应改用水面平接。
在特殊情况下，下游管段的管径小于上 游管段的管径(坡度突然变陡时，可能出 现这种情况)，而不能采用管顶平接或水 面平接时，应采用管底平接以防下游沟 段的管底高于上游管段的沟底。
为了减少管道系统的埋深，虽然下游管 管管径大于上游沟管管径，有时也可采 用管底平接。
管沟道埋深小些好，但是，沟道的覆土厚度有 一个最小限值，称最小覆土厚度。最小覆土厚 度决定于下列三个因素：
①必须防止沟道中的污水冰冻和因土壤冰冻膨 胀而损坏沟道；
②必须防止沟壁被车辆造成的活荷重压坏； ③必须满足支沟在衔接上的要求。
街沟的最小土厚度可用下式计算：
d h iL h1 h2
（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；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。
d ——街沟的最小覆土厚度，m； h ——街区或厂区内的污水沟道起端的最小埋深，m； i ——街区或厂区内的污水沟道和连接支管的坡度L——街区或厂区内的污水沟道和连接支管的总长度，m h1 ——街沟窨井处地面高程，m；
h2 ——街区或厂区内的污水沟道起点窨井处地面高程，m。
管段的衔接
窨井上下游的管段在衔接时应遵循下述 原则：
***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。
（3）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。
管道 管座 基础 垫层
地基
§2-3 污水管道的水力计算
三、污水管道水力计算的设计规定
设计充满度（h/D） 设计流速（v） 最小管径（D） 最小设计坡度（i）
管顶平接是指在水力学计算中，使上游 管段和下游管段的管顶内壁的高程相同。
采用管顶平接时，上游管段产生回水的 可能性较小，但往往使下游管段的埋深 增加。
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。
第一节 污水管渠水力设计原则 第二节 水力学计算基本公式 第三节 水力学算图 第四节 主要设计参数 第五节 管段的衔接 第六节 管段水力学计算
沟道水流情况
重力流:沟道中水流动时,水上方是大气, 具有自由表面,而其它三个方向受到沟道 固体界面限制,这种水流方式叫重力流又 叫明渠流.
管流:沟道有时在水压力流动这时水流方 式叫管流又叫压力流.
在一般情况下，异管径沟段采用沟顶平 接。
有时，当上下游沟段管径相同而下游沟 段的充盈深小于上游沟段的充盈深时， (由小坡度转入较陡的坡度时，可
能出现这种情况)，也可采用沟顶平接。
通常，同管径沟段往往是下游沟段的充 盈深大于上游沟段的允盈深，避免上游 沟段中形成回水而采用水面平接。
在平坦地区，为了减少沟道埋深，异管 径的沟段有时也采用水面平接或充满度 0.8处平接。
总之， 沟段的衔接是以尽量减少管道埋深
为前提，而且在窨井处不应发生: ①下游管底高于上游管底。 ②下游水位高于上游水位。
（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：
Hale Waihona Puke Baidu
管径（D）或暗渠高（H） （mm）