雨水干管水力计算表
第三章给水排水管道系统水力计算基础 本章内容： 1、水头损失计算 2、无压圆管的水力计算 3、水力等效简化 本章难点：无压圆管的水力计算 第一节基本概念 一、管道内水流特征 进行水力计算前首先要进行流态的判别。判别流态的标准采用临界雷诺数Re k，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。 对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑 紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。 二、有压流与无压流 水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流 给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。 从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多 三、恒定流与非恒定流 给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。 四、均匀流与非均匀流 液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。 对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。
雨水管渠系统设计 一、设计资料与要求 试进行某研究所西南区雨水管道（包括生产废水在内）的设计和计算。并绘制该区的雨水管道平面图。已知条件： (1) 如图2-1所示该区总平面图； (2) 当地暴雨强度公式为)10/() lg 81.01(7002 45 .0m s L t P q ??+= (3) 采用设计重现期P=1a,地面集水时间min 101=t (4) 厂区道路主干道宽6m,支干道宽3.5m,均为沥青路面； (5) 各试验室生产废水量见表2-1，排水管出口位置见图2-1； (6) 生产废水允许直接排入雨水道，各车间生产废水管出口埋深均为1.50m(指室内地 面至管内底的高度)； (7) 厂区各车间及试验室均无室内雨水道； (8) 厂区地质条件良好，冰冻深度较小，可不予考虑；
(9)出去的雨水口接入城市雨水道，接管点位置在厂南面，坐标为x=722.50,y=520.00, 城市雨水道为砖砌拱形方沟，沟宽1.2m,沟高（至拱内顶）1.8m,改点处的沟内底标高为37.70，地面标高为41.10m. 表2-1 各车间生产废水量表 (1)设计说明书一份； (2)管道平面布置图一张(A3)； (3)管道水力计算图一张(A3)； (4)管段水力计算表一份。
二、划分排水流域及管道定线 根据厂区的总平面布置图，可知该厂地形平坦，雨水和生产废水就近排入各雨水口。厂区内建筑较多，相应的交通量会比较大，故雨水管道采取暗管。雨水出口接入城市雨水道，城市雨水道为砖砌拱形方。 根据总平面图给出的标高绘制等高线，可知厂区西北高，东南低，局部有高地。再根据等高线合理布置雨水口，适当划分排水区域。根据地形、雨水口分布定管线，使绝大部分雨水以最短的距离排入街道低侧的雨水管道。拟将该厂区划分为16个流域。如图2-2所示。 图2-2 三、划分设计管段 根据管道的具体位置，在管道转弯处、管径或坡度改变出，有支管接入出或两条以上管道交汇处以及超过一定距离的直线管端上都应该设置检查井。把两个检查井之间流量没有变化且预计管径和坡度也没有变化的管段定位设计管段。并从管段从下游往下游按循序进行检查井的编号。 四、划分并计算各设计管段的汇水面积 各设计管段汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况而划定。地形较平坦时，可按就近排入附近雨水管道的原则划分汇水面积；地形坡度较大时，应按地面雨水径流的水流方向划分汇水面积。并将每块面积进行编号，计算其面积的数值。经简化，厂区的流水区域如图2-3所示，图中每一区域已包含街道及绿地在内，不仅仅是建筑面积。表2-1为地面标高表。表2-2为管道长度表。表2-3为汇水面积计算表。
住宅套内给水排水管道水力计算 专业--给排水常识2010-05-26 18:06:18 阅读21 评论0 字号：大中小订阅 1 入户管管径计算 《住宅建筑规范》[1]第5.1.4条规定：“卫生间应设置便器、洗浴器、洗面器等设施或预留位置；……。”这是现阶段住宅内卫生器具配置的最低要求，从《建筑给水排水设计规范》[2]中可知普通住宅Ⅱ、Ⅲ类符 合此项要求。 以普通住宅Ⅱ类为计算算例，表1-1为普通住宅Ⅱ类最高日生活用水定额及小时变化系数，表1-2为住宅常见卫生器具的给水额定流量、当量和连接管公称管径。表1-3为生活给水管道的水流流速要求值。 普通住宅Ⅱ类常见户型配置情况：所有户型配置均配置一间厨房，一套洗衣设施，以卫生间间数不同，分为一卫户（一间卫生间的户型）、二卫户（二间卫生间的户型）和三卫户（三间卫生间的户型）。表1-4 为常见户型卫生器具不同组合的当量数。 以PP-R管道和PAP管道作为典型管材进行水力计算。三通分水连接方式常用的建筑给水用无规共聚聚丙烯（PP-R）管道，当冷水管工作压力≤0.6MPa时，常选用S5系列，S5系列计算内径较大；分水器分水连接方式常用的铝塑复合（PAP）管道，铝塑复合（PAP）管道采用对接焊型，计算内径较小。表1-5为住宅常见户型入户管水力计算表。由表1-5可知，普通住宅Ⅱ类常见户型入户管公称管径应为DN25～DN32；如入户管管径采用小一级的，首先流速不满足规范要求，其次同样长度的入户管水头损失比满足流 速要求管径的水头损失大3倍左右。 表1-1 最高日生活用水定额及小时变化系数[2]
注：（1）流出水头[7] 是指给水时，为克服配水件内摩阻、冲击及流速变化等阻力而能放出的额定流量的 水头所需的静水压。 （2）最低工作压力[2] 是指在此压力下卫生器具基本上可以满足使用要求，它与额定流量无对应关系。 住宅入户管上水表的水头损失取0.010[2]～0.015MPa[4]。笔者以水表本层出户集中布置方式（水表距楼面1.0m），常见户型厨房、卫生间和阳台用水点为算例，根据管件采用三通分水或分水器分水的连接情况，经过管道、配件沿程和局部水头损失计算后，加上卫生器具的最低工作压力和水表的水头损失不同组合，表前最低工作压力在0.10～0.15MPa。对分水器集中配水连接方式水头损失较小，对应的表前最低工 作压力可采用较小的数值。 现代住宅给水支管设计常常只到水表后（或在室内预留一处接口），表前最低压力值的大小关系到住户将来装修后的正常用水，对于这一点应加以重视。同时必须指出，目前大部分水箱供水方式，水箱设置高度难以满足顶上1～3层表前最低工作压力(卫生器具的最低工作压力)的要求，这一点在设计时应特别注意。 3 排水横支管管径计算 排水横支管设计排水流量（通水能力）是按照重力流（不满流）进行计算，同管径的排水横支管设计排水流量远小于排水立管的设计排水流量。表3-1 为住宅常见卫生器具排水的流量、当量和排水(连接)管的 管径。 以常用的建筑排水硬聚氯乙烯（UPVC）管道（公称外径50～110mm）作为计算算例。表3-2为水力 计算参数、计算过程和计算结果。 表3-1卫生器具排水的流量、当量和排水管的管径[2]
仲恺农业工程学院实践教学 给水排水管网工程综合设计——排水管网计算书 （2013—2014 学年第二学期） 班级给排1x1 姓名 xxx 学号 201210524125 设计时间 2014.6.26 ~ 2014.7.3 指导老师 xxxxxxxxxxxxxxx 成绩 城市建设学院
目录 1 设计原始资料 (1) 1.1 城镇概况 (1) 1.2 气候情况 (1) 1.3 排水情况 (1) 2 排水管段设计流量计算 (1) 2.1 污水管道的布置 (1) 2.2 居民生活污水计算 (2) 2.3 街坊面积总面积计算 (2) 2.4集中用户污水计算 (4) 2.5面积比流量计算 (4) 2.6 污水干管设计流量 (4) 2.7污水管网主干管水力计算 (6) 3 管道总平面图及纵剖面计算成果图绘制 (8) 4 污水设计总结 (8) 5 雨水管段设计流量计算 (8) 5.1 主要设计参数 (8) 5.2 各设计管段的设计流量 (9) 5.3 计算步骤 (9) 5.4 雨水管网主干管水力计算 (10) 5.5 雨水设计总结 (11)
1 设计原始资料 1.1 城镇概况 A 城市位于我国华南地区，该城市是广东省辖县级市，自然资源丰富，交通便利。市区地势平坦，主要建在平原上，城市中间以铁路为界，分为两个生活区：Ⅰ区和Ⅱ区。均有给水排水设备，自来水普及率100%。 1.2 气候情况 ① 市内多年来的极端高温38.7℃，每年6～8月份的气温最高。而到了冬季（12～2月）温度较低，多年来的极端低温为0℃。 ② 年平均相对湿度为65%，春季湿度大，约为65～90%； ③ 雨季集中在4～9月份，这段时间的降雨量占全年降雨量的80%以上，4～9月份为受热带气旋影响的主要时段，降雨量大，多出现暴雨，年平均降雨量为1930mm ，多集中在6-9月，占全年降雨量的70%。 1.3 排水情况 城市用水按19万人口设计，居民最高日用水量按210 (d cap L )。生活污水排水量按给水的90%计算。街坊污水排入区域排水管网，区域排水管网再将接入城市的排水管道系统，最后到污水处理厂进行处理。 2 排水管段设计流量计算 2.1 污水管道的布置 2.1.1 地形坡度 地势由西南方向东北方逐渐降低，但总体变化趋势不大。 2.1.2 河流流向 该城市沿市区南部有一条由北至南流向的河流，综合地势原因，污水厂设在地势较低处。
5 雨水管网设计说明 5．1 雨水量计算 （1）暴雨强度公式 我国常用的暴雨强度公式为：() ()n b t P c A q ++=lg 11671……………………（式5—1） 式中 q —— 设计暴雨强度（L/s ·ha ） P —— 设计重现期（a ） t —— 降雨历时（min ） A1、c 、b 、n —— 地方参数，根据统计方法计算确定。 根据所处地区分别选用不同的暴雨强度公式，经过查表的本设计地区福建福安的暴雨强度公式为：() ()688.0409.8lg 536.01072.2060++=t P q ………………………………（式5—2） 重现期：一般地区重现期为0.5～3年，重要地区3～5年，本设计地区取值为3年 降雨历时：21mt t t +=………………………………………………………（式5—3） .(min)602i i v L t ∑=…………………………………………………（式5—4） 式中 t —— 设计降雨历时（min ） t1 —— 地面集水时间（min ），取5～15min ，本设计地区取值为10 min t2 —— 管渠内雨水流行时间（min ） m —— 折减系数，暗管取2，明渠取1.2，本设计都为暗管，即取值为2 L —— 设计断面上游各管道的长度（m ） V —— 上游各管道中的设计流速（m/s ） （2）径流系数ψ计算 通常根据排水流域内各类地面的面积数或所占比例，采用加权平均法计算出该排水流域的平均径流系数。也可根据规划的地区类别，采用区域综合径流系数，本设计地区采用区域综合径流系数，并取值为0.5。
（3）实际地面径流量即雨水管渠设计流量Q 计算 按推理公式：qF Q ψ=………………………………………………（式5—5） 式中 Q ——计算汇水面积的设计最大径流量，亦即要排除的雨水设计流量（L/S ） q ——雨峰时段内的平均设计暴雨强度[(L/S) /2hm ] ψ——径流系数 F ——计算汇水面积（2hm ） 把（式5-2）、（式5-3）和ψ=0.5代入（式5-5）得 ∑∈+++=i k k i i F t Q 5.0)409.8210()3lg 536.01(072.2060688.02…………………………………（式5—6） 式中Q i ——管段的设计流量（L/s ） t2i ——管段i 的计算流经时间（min ） Fk ——管段i 上游各集水面积（2hm ） 5．2 雨水管网定线（分散排放和集中排放相结合） （1）充分利用地形，就近排入水体。 雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布置，要以最短的距离靠重力流将雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。在每一排水流域内，结合建筑物及雨水口分布，充分利用各排水流域内的自然地形，布置管道，使雨水以最短距离靠重力流就近排入水体。 （2）出水口布置： 当管道将雨水排入池塘或小河时，水位变化小，出水口构造简单，宜采用分散出水口。当河流等水体的水位变化很大，管道的出水口离常水位较远时，出水口的构造就复杂，因而造价较高，此时宜采用集中出水口式布置形式。一般按主干管、干管、支管的顺序进行布置各流域的主干管、干管和支管的具体位置见《雨水计算图》。 5．3 划分设计管段（管材采用钢筋混凝土） 设计管段：把两个检查井之间流量不变且预计管径和坡度也不变的管段定为设计管段。划分设计管段方法：只是估计可以采用同样管径和坡度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根据管道的平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧管接入的检查井均可作为设计管段的起止点。 设计管段检查井从上游往下游依次编号，具体位置见《雨水计算图》。
（三）雨水管渠的设计 1、相关概念 1）平均径流系数ψ 径流系数是指流到管渠中的雨水量和降落到地面上的雨水量的比值。 不同地面具有不同的径流系数，见P112表2-2-4 将该地段所有地面的径流系数加权平均，即得ψ 如：汇水区面积：Ⅰ、4hm2；Ⅱ、3 hm2；Ⅲ、4 hm2；Ⅳ、5 hm2 总F=16（ha ） 其中：绿地10 hm2 ；建筑1 hm2 ；块石道路1 hm2；裸地4 hm2，求ψ 查表P112表2-2-4 1630 .0460.0190.0115.010?+?+?+?=ψ≈0.26 2）降雨强度q 是指单位时间内的降雨量。 广州523.0)lg 662.01(1195t p q +?= ①P （重现期）的确定 重现期P 是指某一强度的降雨重复出现所需年限。 P ↑，q ↓，设计要求高。 园林中P 为1~3年（重点地段：出入口，广场可选高些）天安门是按P=10年设计的。 ②降雨历时t 的确定 公式中降雨历时t 应等于集水时间(t)→是指集水区域内最远点雨水流到管道中所需时间（此时该点汇集了全部集水区域的雨水）。 集水时间t 由两部分组成：地面集水时间t1，雨水在管段中流行时间t2。 △ t1一般采用5-15分钟，园林中一般采用10分钟。 △ )(6012分钟?∑=v l t l —上游各管段长度(m) v —上游各管段设计流速（m/s ） t=t1+mt2 t2前的系数m （延缓系数） 管道m 取2，明渠m 取1.2 2、计算步骤 1）在绘有规划总图的地形图上安排管渠系统，并划分汇水区（按原地形分水线划分，并使面积相对均匀），雨水口及各种管井按规范设置（小范围内可将管井口和雨水口综合考虑）。 标出各段管线长度及各汇水区面积。 2）求平均径流系数ψ 本题为0.22 3）求降雨强度q
液压计算图简单，清晰，易于查阅。有关水力计算是根据新标准编制的。适用于给排水工程，环境工程，房屋建设，水利水电工程，污水处理，市政管道，暖通空调等领域的规划设计，施工，管理和决策人员。也可以作为工厂，矿业企业及相关高等学校的师生参考。 执行摘要 水力计算图是给水排水工程设计中常用的水力计算图的集合。内容包括供水工程用钢管，铸铁管和塑料管的水力计算表，圆形截面钢筋混凝土输水管的水力计算表，圆形，矩形，马蹄形和蛋形截面排水管道的水力计算图，梯形明渠水力计算图，热水管，钢塑复合管，蒸汽和压缩空气管的流量和压力损失计算表等。为了充分发挥实用的设计功能并配合应用在计算机辅助设计方面，“液压计算表”配备了上述所有液压计算表的电子软件，可以通过计算机准确，方便，快速地检索，查询和计算。 目录 1，给水管道水力计算 1.钢管和铸铁管 1.1计算公式 1.2表格和说明 1.3水力计算 2.钢筋混凝土供水管 2.1计算公式 2.2水力计算
3.塑料给水管 3.1计算公式 3.2准备和说明 3.3水力计算 2，排水道水力计算 4.钢筋混凝土圆形排水管（全流量，n = 0.013）4.1计算公式 4.2水力计算 5.钢筋混凝土圆形排水管（非全流量，n = 0.014）5.1计算公式 5.2水力计算图及说明 6.矩形横截面沟槽（全流量，n = 0.013） 6.1计算公式 6.2水力计算 7.矩形横截面沟槽（非全流量，n = 0.013） 7.1计算公式 7.2水力计算 8.梯形截面明渠（n = 0.025，M = 1.5） 8.1计算公式 8.2水力计算图及说明 9.马蹄形断面沟 9.1马蹄形（I型）涵洞
Σt2=ΣL/v(mint2=L/v(minY1-Y236.00.451.0083.1037.40300Y2- Y339.50.991.001.1075.9075.14300Y3-Y445.91.582.101.2869.66110.06400Y23- Y2455.10.441.5383.1036.56300Y24-Y452.00.671.531.4472.7048.71300Y4- Y511.50.673.380.3264.0542.91300Y5-Y615.10.673.700.4262.9742.19300Y6- Y733.60.674.120.9361.5041.21300Y7-Y811.20.675.050.3158.6239.28300Y8- Y910.80.675.360.3057.7138.67300Y9-Y1049.70.675.661.3856.8438.08300Y25- Y2637.30.431.0483.1035.73300Y26-Y2739.60.991.041.1075.4674.71300Y27- Y2829.61.322.140.8269.4791.70300Y28-Y1055.91.932.961.5565.65126.70500Y29- Y1064.40.411.7983.1034.07300Y10-Y1131.33.017.040.7553.59161.31500Y11- Y1243.63.017.791.0451.49154.98500Y12-Y1341.63.018.830.9949.92150.26500Y30-Y3154.10.501.5083.1041.55300Y31-Y3234.60.891.500.9672.7464.74300Y32- Y3337.01.292.461.0368.0387.76300Y33-Y1343.32.013.491.2063.74128.12400Y13- Y1449.35.559.811.0348.27267.90500Y14-Y1551.56.2310.841.0146.73291.13500Y15-Y1629.76.6911.850.5845.20302.39500Y16-Y1750.67.3012.430.9944.51324.92500Y17-Y1828.37.3013.420.5543.05314.27500Y18-Y1936.97.3013.970.7242.63311.20500Y19-Y2035.97.3014.690.7041.82305.29500Y34-Y3530.60.440.8583.1036.56300Y35- Y3632.80.720.850.9176.7855.28300Y36-Y3750.11.201.761.3971.3685.63300Y37- Y3843.51.713.151.2165.00111.15400Y38-Y3958.52.424.361.6360.65146.77400Y39-Y4035.82.825.990.9955.99157.89400Y40-Y4130.03.206.980.7153.59171.49400Y41-Y4229.73.467.690.7152.10180.27400Y42-Y2033.83.798.400.8050.69192.12400Y20-Y2140.311.0915.400.7941.10455.80600Y21- Y2242.911.3516.190.8440.40458.54600Y43-Y4439.70.331.1083.1027.42300Y44- Y4535.60.611.100.9975.2445.90300Y45-Y46 48.6 1.02 2.091.3569.6671.05300 管内雨水流行时间设计管段编号管长L（m汇水面积F (ha单位面积径流量 q0(L/s.ha设计流量
3雨水管道设计计算 3．1雨水排水区域划分及管网布置 3.1.1排水区域划分 该区域最北端有京杭大运河，中部有明显分水线。因此以明远路为分界线，明远路以北雨水排入大运河，以南地区雨水排入中部水体。这样划分有利于减小雨水管线长度和管道，并且可以缩小管径，提高经济效益。 3.1.2管线布置 根据该地区水体及地势特点，雨水管道为正交式布置，沿水体不设主干管，雨水通过干管直接排入水体。一些距水体较近的街区的雨水直接以地表径流的方式直接流入水体。明远路以北区域雨水干管的走向为自南向北；以南地区部分干管走向为自南向北，部分为自北向南，个别自南北汇入中间，具体流向根据水体所在位置确定。具体如图3所示。 3．2雨水流量计算
图3雨水管道平面布置（初步设计）
3.2.1 雨量分析要素 a)降雨量指一定时段降落在某一点或某一面积上的水层深度，其计量单位以mm计。也可用单位面积上的具体及（L/ha）表示[9]。 b)降雨历时指一次连续降雨所经历的时间，可以指全部降雨时间，也可以指其中某个个别的连续时段，其计量以min或h计，可从自记雨量记录纸上读取。 c)暴雨强度指某一连续降雨时段内的平均降雨量，用i表示 H i t =(3-1) 式中，i——暴雨强度(mm/min)； H——某一段时间内的降雨总量（mm）； t——降雨时间(min)。 在工程上常用单位时间内单位面积上的降雨体积q表示。 d)降雨面积指降雨所笼罩的面积。单位为公顷(ha) 雨水管渠的收集并不是整个降雨面积上的雨水，雨水管渠汇集雨水的地面面积称为汇水面积。每根管段的汇水面积如下表所示： 表7 汇水面积计算表： 管道编号管道长度 （m） 本段汇水面积编号 本段汇水面积 (ha) 传输汇水面积 (ha) 总汇水面积 (ha) 5～4230.7656 6.670 6.67 4～3153.84578 6.6714.67 3～2230.7658、5918.6814.6733.35 2～1153.8466、691233.3545.35 6～7192.36511.86011.86 9～8230.76538.1508.15 8～7153.84549.788.1517.93 16～10230.7660（3）、61（3）8.1508.15 10～11115.3861（4） 5.938.1514.08 11～12153.8460（4）、6222.9714.0837.05 12～13192.350(2)、52(2)10.6237.0547.67 13～14230.7650(1)、50（2）10.6247.6758.29 14～15230.7646(2)21.3458.2979.63 17～18115.3861（1）、（2）11.86011.86 18～19269.2260（1）、（2） 4.4411.8616.3 19～20230.7647 5.1916.321.49 20～21230.7648、4914.2321.4935.72