三个泉倒虹吸管道放空系统设计简介

1．虹吸系统简介1.1 虹吸式屋面排水系统的特点虹吸式排水系统在降雨初期，屋面雨水高度未超过雨水斗高度时，整个排水系统工作状况与重力排水系统相同。

随着降雨的持续，当屋面雨水高度超过雨水斗高度时由于采用了科学设计的防漩涡雨水斗，通过控制进入雨水斗的雨水流量和调整流态减少漩涡，从而极大地减少了雨水进入排水系统时所夹带的空气量，使得系统中排水管道呈满流状态，利用建筑物屋面的高度和雨水所具有的势能，在雨水连续流经过雨水悬吊管转入雨水立管跌落时形成虹吸作用，并在该处管道内呈最大负压。

屋面雨水在管道内负压的抽吸作用下以较高的流速被排至室外。

1.2 虹吸式与重力式与面雨水排放系统的区别虹吸式屋面雨水排放系统系统排水管道均按满流有压状态设计，因此虹吸排水系统中雨水悬吊管可做到无坡度敷设。

同时，当产生出虹吸作用时管道内水流流速很高，因此系统具有较好的自清作用。

而重力式排水设计计算不按满流计算，雨水悬吊管的敷设坡度不得小于0.0 05。

虹吸排水系统中排水管泄流量要远大于重力排水系统中同一管径排水管的泄流量，也即排除同样的雨水流量，采用虹吸排水系统的排水管管径要小于采用重力排水系统的排水管管径。

虹吸排水系统其实质是一种多斗压力流雨水排水系统。

因此埋地管相对重力式排水系统要明显减少。

目前该系统在国内应用刚刚开始，而在国际上该系统已有近二十年的应用历史，涉及建筑有航站楼(法国戴高乐机场航站楼、香港新机场航站楼、瑞士苏黎世机场航站楼)、展览馆(香港会展中心)、体育场(丹麦哥本哈根足球场、澳大利亚悉尼体育场)、工业厂房(奥地利克莱斯勒汽车厂、法国雪铁龙汽车厂)、商业中心、停车场、货运仓库、办公大楼等等。

据不完全统计，采用吉博力虹吸排水系统的工程项目有近4万个，约3000万m2屋面排水面积。

2．系统组成及工作情况2.1 综述屋面雨水排水系统一般由虹吸式雨水斗、无坡度悬吊管、立管和雨水出户管（排出管）组成。

形成虹吸式屋面雨水排放的前提条件是：必须具备拥有良好气水分离装置雨水斗。

水工建筑物——倒虹吸倒虹吸管是设置在渠道与河流、山沟、谷地、道路等相交处的压力输水建筑物。

它与渡槽相比，具有造价低、施工方便的优点，但水头损失较大，运行管理不如渡槽方便。

一般在下列情况时采用：1、渠道跨越宽深河谷，修建渡槽、填方渠道或绕线方案困难或造价高时；2、渠道与原有渠、路相交，因高差较小不能修建渡槽、涵洞时；3、修建填方渠道影响原有河道泄流等。

一、倒虹吸管的布置（一）管路布置倒虹吸管一般由进口、管身和出口三部分组成。

管路布置应根据地形、地质、施工、水力条件等分析确定。

总体布置的一般原则是：管身最短、岸坡稳定、管基密实，进出口连接平顺，结构合理。

根据流量大小及运用要求，可采用单管、双管或多管。

根据管路埋设情况及高差大小，倒虹吸管的布置形式可分为以下几种。

竖井式多用于压力水头较小（H＜3～5m），穿越道路的倒虹吸。

这种形式构造简单、管路短。

进出口一般用砖石或混凝土砌筑成竖井。

竖井断面为矩形或圆形，其尺寸稍大于管身，底部设0.5m深的集沙坑，以沉积泥沙，并便于清淤及检修管路时排水。

管身断面一般为矩形、圆形或其他形式。

竖井式水力条件差，但施工比较容易，一般用于工程规模较小的倒虹吸管。

斜管式多用于压力水头较小，穿越渠道、河流的情况（图8－67）。

斜管式倒虹吸管构造简单，施工方便，水力条件好，实际工程中常被采用。

竖井式倒虹吸斜管式倒虹吸曲线式当岸坡较缓（土坡m＞1.5～2.0，岩石坡m≥1.0）时，为减少施工开挖量，管道可随地面坡度铺设成曲线形。

管身常为圆形的混凝土管或钢筋混凝土管，可现浇也可预制安装。

管身一般设置管座。

当管径较小且土基很坚实时，也可直接设在土基上。

在管道转弯处应设置镇墩，并将圆管接头包在镇墩内。

为了防止温度引起的不利影响，减小温度应力，管身常埋于地下，为减小工程量，埋置不宜过深。

从已建倒虹吸管工程运行情况看，不少工程因温度影响或土基不均匀沉陷，造成管身裂缝，有的渗漏严重，危及工程安全。

1、工程概况新枯河倒虹吸位于商水县城下村，桩号为114+259.183~114+508.801。

长度249.618米，共有4个镇墩。

共分为3段：进口斜坡段、水平段、出口斜坡段，长度分别为：50.189米、150米、49.429米。

管材采用PCCP管道穿越。

断面形式分别采用《10号分水口门供水工程（施工-4标）PCCP管道标准断面图（1/2~2/2）》中DN2400PCCP管道标准断面图A、B型和《10号分水口门向周口供水工程（施工-4标）穿新枯河工程开挖横断面图PCCP 管道标准断面图2/2）》中的C、D型式。

根据设计图纸要求结合施工现场具体情况，新枯河倒虹吸施工工序为：施工测量→场地平整→施工导流→修筑围堰→土方开挖→PCCP管道安装→镇墩浇筑→土方回填→清理现场。

2、施工总体规划现场平面布置图见附图12.1临时设施布置2.1.1对外交通对外连接道路采用新枯河两岸河堤道路，长约850m，北侧与S238省道相连，倒虹吸工程施工中所需的主要材料和设备通过该道路运至施工现场。

2.1.2场内交通布置场内交通道路采用泥结碎石路面，路面宽度为5.0～8.0m，厚度为20cm。

2.1.3施工水、电布置在营地场内设置一眼机井，在营地内设蓄水池一个。

机井深70米，井内安装1台深井潜水泵。

现场施工及养护用水采用10m3铁皮水箱蓄水，以供镇墩、检修空气阀模板清洗和混凝土养护之用，配备高压水枪冲洗仓面。

本工程所有的临时用电配备3台55KW发电机发电，其中一台备用。

根据现场实际情况，将按所需用电量、位置设置相应的配电箱，供应各用电点用电。

施工现场按三级配电内容形式布置，即总配电箱→分配电箱→用电设备。

对各施工用电配电箱、分配箱、开关箱按现场线路逐一编号，“一机、一闸、一漏、一箱”。

箱内所用开关，用明显的标志注明其回路和所控用设备等，开关箱有专人负责，周围无杂物并定期有持证电工按时检查，整个施工现场供电线路严禁非电工擅自装、安用电器、拉高电线，以防发生触电伤害。

建筑物虹吸排水系统，这些基础常识你要了解虹吸排水系统是建筑物给排水系统的紧要构成部分，它的任务是适时排出降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避开形成屋顶积水对屋顶造成威逼，或造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故，以保证人们正常生活和生产活动。

来学习下虹吸排水系统的学问。

虹吸排水系统的特点是横管不设坡度的情况下，形成满管流，以极快的速度排清屋面的积水。

虹吸排水系统重要部件有虹吸排水管道和雨水斗构成。

虹吸排水特点：1、只要充足计算要求，单系统所带雨水斗个数不限；2、雨水斗流量大，气水分流，排水速度快效果好；3、悬吊管呈水平状态，无需做任何坡度，施工便利；4、立管管径小，数量少，便于装修；5、埋地管少，地面开挖工作量小，有效缩短工期；传统重力排水特点：1、单系统所带雨水斗个数受限；2、雨水斗流量小，气水合流，排水效果差；3、立管管径大，数量多，交叉施工易打架；4、埋地管多，土建工作量大，地沟易返水构成部分1、雨水斗用于虹吸式屋面雨水排水系统的雨水斗。

它具有气水分别、防涡流等功能。

其斗前水深可有效掌控，当斗前水位稳定达到设计水深时，系统内形成虹吸满管压力流。

一般来说，雨水斗的设计是整个虹吸系统的能否按设计要求工作的关键所在之一，它的稳流性越好，产生虹吸所需的屋面汇水高度越低，总体性能就越优越。

标准型的雨水斗，它是由雨水斗底座（PE材料），碟片（ASA），格栅顶盖（PE）构成。

另外依据需要可供给通用型的绝缘底座，固定件，法兰片，焊接片，防火保护帽，微型加热电圈等配件。

雨水斗额定流量分12L/s、25L/s、40L/s、60L/s和72L/s等，最常用的为25L/s和40L/s两种额定流量的雨水斗。

压力流（虹吸式）雨水斗材质为HDPE、铸铁或不锈钢。

其各部分有不同的结构功能。

雨水斗置于屋面层中，上部盖有进水格栅。

降雨过程中，雨水通过格栅盖侧面进入雨水斗，当屋面汇水达到肯定高度时，雨水斗内的反涡流装置将阻拦空气从外界进入同时除去涡流状态，使雨水平稳地淹没泄流进入排水管。

文章编号:1671-3354(2008)06-0044-04三个泉倒虹吸镇墩混凝土温控与防裂措施王志臣(宜昌市葛洲坝工程监理总公司,湖北宜昌　443002)摘要:根据特别严寒地区气候特点,通过原材料控制、配合比优化、温度应力仿真计算,采取“两掺一低”、加冰水、循环水冷却、X PS 表面保温等综合措施对新疆三个泉倒虹吸镇墩大体积混凝土实施温度控制,工程建成后通过2年多的运行检验,至今未见裂缝,表明温控效果明显。

关键词:倒虹吸;镇墩;大体积混凝土;温控;防裂中图分类号:TV544.91 文献标志码:ATemperatur e an d cracki ng contr o l for anchor blocksof Sangequan inver ted siphonW ANG Zhichen(Y ichang G ezh ouba Eng ineerin g Su perv ision Co.,Y ich ang 443002,China)Abstract :Sangequan inverted siphon is built in extremely c old z one ;the temperat ure and cracking c ontr ol measures for the massive c oncrete of t he anchor blocks in construction period are described ,such as optimizing the mixing ratio of concrete ,mixing ice water in concrete ,cooling the c oncrete by circulatory w ater ,temperature c ontr ol by XPS mater ial etc.I n addition ,the tem perature stresses in the anchor block are analyzed by simulative com putation.K ey w or ds :inver ted siph on ;anchor block ;massive c oncr ete ;tem perature contr ol ;crack contr ol 大体积混凝土温控防裂问题是一项涉及诸多方面和因素的系统工程,只有从工程实际出发,综合考虑地理位置、气候条件、环境特征等因素,因地制宜,从原材料、配合比设计、混凝土制备、运输、浇筑养护全过程进行严格、系统的控制,才能取得较好的效果。

倒虹吸实施性施工技术方案一、工程概况本道倒虹吸是为当地灌溉渠排水而设，主线桩号K34+760，设计涵长36.8米，填土厚度1.97米水流自主线左侧排向右侧。

进水口采用设置沉沙池，以减少泥沙进入涵管内，基低采用设置20cm的砂砾石垫层+30cm厚的C15砼基座。

涵管直径采用1.5米，本涵横贯主线。

（1）现场临建设施1）、现场临时设施在施工现场选择地势较平坦处作为机械设备停放、材料存放场地，同时搭建简易板房作为现场办公室。

2）、水、电系统布置①供水：采用施工场地内灌溉及河流内无污染及不浑浊的水（均采用就近原则）。

②供电：在施工现场设置一台30KW的发电机。

3）、混凝土拌和站在现场设置一台350强制式移动拌和机，以满足现场混凝土浇筑的需要。

（2）施工道路1）、线外便道：均采用进入改线路段的施工便道。

2）、线内便道：结合施工要求，施工便道设在改线路右侧，清除耕植土后整修便道路槽，再铺筑30～40cm厚毛片石，便道顶部铺筑15cm厚的碎石面层。

（3）现场准备：1）本涵洞施工段相应人员组织安排均已到位、该涵洞施工段的协调工作己做好。

2）该涵洞施工机械均良好且已配备已到位三、施工方案1、基础施工1）在开挖基础前，准确放出中线位置，并用十字栓桩，进行精确的位置、高程控制。

2）基坑开挖一般采用人工开挖，个别开挖深度较大的采用挖掘机按放样边线，以设计坡比开挖，开挖至距基底标高20~30cm时停止用机械开挖，改用人工挖除剩余土方，并且要保证基底的施工宽度，夯实基坑底面。

2、铺设垫层先将两端墙下基础砼浇筑到与垫层顶标高相等高处，然后用人工或人工配合机械的方式在基底铺设砂砾垫层，垫层采用中、粗砂或级配碎石。

垫层的含泥量一定要控制在《规范》定值内。

垫层的厚度、宽度、标高、密实度，必须符合设计图纸的规定。

3、浇注基础砼按规定配合比配制C15的混凝土，然后用混凝土罐车将混凝土送至指定位置，摊铺振捣，最后人工整平，基础砼的厚度、宽度、标高必须符合设计图纸的规定。

水工建筑物——倒虹吸倒虹吸管是设置在渠道与河流、山沟、谷地、道路等相交处的压力输水建筑物。

它与渡槽相比，具有造价低、施工方便的优点，但水头损失较大，运行管理不如渡槽方便。

一般在下列情况时采用：1.渠道跨越宽深河谷，修建渡槽、填方渠道或绕线方案困难或造价高时；2.渠道与原有渠、路相交，因高差较小不能修建渡槽、涵洞时；3.修建填方渠道影响原有河道泄流等。

一、倒虹吸管的布置（一）管路布置倒虹吸管一般由进口、管身和出口三部分组成。

管路布置应根据地形、地质、施工、水力条件等分析确定。

总体布置的一般原则是：管身最短、岸坡稳定、管基密实，进出口连接平顺，结构合理。

根据流量大小及运用要求，可采用单管、双管或多管。

根据管路埋设情况及高差大小，倒虹吸管的布置形式可分为以下几种。

竖井式多用于压力水头较小（H＜3～5m），穿越道路的倒虹吸。

这种形式构造简单、管路短。

进出口一般用砖石或混凝土砌筑成竖井。

竖井断面为矩形或圆形，其尺寸稍大于管身，底部设0.5m深的集沙坑，以沉积泥沙，并便于清淤及检修管路时排水。

管身断面一般为矩形、圆形或其他形式。

竖井式水力条件差，但施工比较容易，一般用于工程规模较小的倒虹吸管。

斜管式多用于压力水头较小，穿越渠道、河流的情况（图8－67）。

斜管式倒虹吸管构造简单，施工方便，水力条件好，实际工程中常被采用。

竖井式倒虹吸斜管式倒虹吸曲线式当岸坡较缓（土坡m＞1.5～2.0，岩石坡m≥1.0）时，为减少施工开挖量，管道可随地面坡度铺设成曲线形。

管身常为圆形的混凝土管或钢筋混凝土管，可现浇也可预制安装。

管身一般设置管座。

当管径较小且土基很坚实时，也可直接设在土基上。

在管道转弯处应设置镇墩，并将圆管接头包在镇墩内。

为了防止温度引起的不利影响，减小温度应力，管身常埋于地下，为减小工程量，埋置不宜过深。

从已建倒虹吸管工程运行情况看，不少工程因温度影响或土基不均匀沉陷，造成管身裂缝，有的渗漏严重，危及工程安全。

虹吸式雨水收集系统虹吸式雨水收集系统是屋面雨水排水的一种形式，是在设计条件下利用雨水斗至排出管之间的有效位差为动力，使系统内部产生负压的雨水排水系统，其水力计算依据为流体力学的伯努利方程。

由于系统适用于各种建筑屋面的雨水排除，因而深受用户的青睐。

虹吸式屋面雨水收集系统的选用主要控制内容包括雨水斗流量、雨水斗材质、系统管材材质。

虹吸式屋面雨水收集系统由虹吸雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、配套管件和固定件组成。

1）、为满足不同屋面排水的要求，虹吸雨水斗按使用功能分为带集水槽型雨水斗、无集水槽型雨水斗和防冻型雨水斗。

带集水槽型雨水斗适用于平屋面，屋面壅水高度可满足屋面荷载的严格要求。

2）、虹吸式雨水斗由防叶罩、防涡流装置、斗体等主要部件组成。

虹吸流屋面雨水系统适用于各种建筑屋面的雨水排除（如会展中心、体育场馆、航站楼、机库、大型货运库、物流中心、厂房、办公楼等），该系统设计必须采用虹吸雨水斗并进行严格的水力计算。

1）、雨水斗选用雨水斗常用材质：304不锈钢为斗体，格栅罩及反涡流装置采用硅铝合金材质。

产品有防渗漏、耐气候等性能。

泄流量大、斗前水位低、不进气，产品应在标准试验台测试。

产品的水力特性和试验方法与国际标准相同，可达到不同国家的技术标准。

2）、系统管材选用（1）用于虹吸式屋面雨水收集系统的管道，应采用铁管、钢管（镀锌钢管、涂塑钢管）、不锈钢管和高密度聚乙烯（HDPE）管等材料。

用于同一系统的管材和管件以及与虹吸式雨水斗的连接管，宜采用相同的材质。

（2）管材的选择应根据不同建筑的特点和要求，综合考虑系统的工作压力、防火、降噪、安装方便、经济性等因素。

（3）虹吸式屋面雨水收集系统采用的铸铁管管材、管件应符合现行国家标准《排水用柔性接口铸铁管及管件》GB/T 12772、现行行业标准《建筑排水用卡箍式铸铁管及管件》CJ/T 177、《建筑排水用柔性接口接口承插式铸铁管及管件》CJ/T 178等的规定。

虹吸系统工程改造方案设计一、引言虹吸系统是一种通过自然气压差使液体从低处被抽吸到高处的管道系统。

它在很多领域都有应用，比如给水、污水处理、油田开采等。

然而，虹吸系统在运行中存在着一些问题，比如易堵塞、能耗高、环境污染等。

因此，对虹吸系统进行改造，提高其效率和可靠性，是非常重要的。

本文将针对虹吸系统工程进行改造方案设计，以期提供一种先进、可靠、高效的虹吸系统。

二、虹吸系统工程现状分析1. 虹吸系统的工作原理在虹吸系统中，液体被抽吸上升到更高的位置是由于管道内的气压差。

通常，管道的一端与上游液体接触，另一端则通向下游，通过气压差形成液体上升。

2. 虹吸系统的存在问题尽管虹吸系统有很多应用，但它也存在一些问题。

比如，易堵塞是虹吸系统运行中的一个常见问题。

由于管道内部存在空气和液体混合，容易产生气泡，导致管道堵塞。

另外，虹吸系统的能耗也较高，需要不断地消耗能源。

而且，在运行中会产生一定的噪音和环境污染。

3. 虹吸系统改造的必要性鉴于虹吸系统存在的这些问题，我们认为对其进行改造是非常必要的。

改造后的虹吸系统将能够提高其效率和可靠性，减少能耗，降低环境污染，从而更好地适应现代工程应用的需要。

三、虹吸系统工程改造方案设计1. 虹吸系统管道材质的优化管道是虹吸系统中最重要的部分，选用合适的管道材质能够有效减少管道堵塞的情况。

我们建议采用耐腐蚀、防粘性能较好的材料来制作虹吸系统的管道，比如不锈钢、玻璃钢等。

2. 虹吸系统阀门的改进在虹吸系统中，阀门是非常关键的部分，它能够控制流体的流动方向和流速。

我们建议采用智能化、高精度的阀门，以充分调节和控制虹吸系统中的压力和流速。

这将有助于减少管道的堵塞和提高系统的稳定性。

3. 虹吸系统动力源的优化虹吸系统的运行需要消耗一定的能源，我们建议采用新型的动力源，比如太阳能、风能等来为虹吸系统提供能量。

这将有助于降低虹吸系统的能耗，减少对传统能源的依赖，实现能源的可持续利用。

4. 虹吸系统结构的优化虹吸系统的结构也是需要优化的部分。

解读虹吸式排水系统在一个水缸里装有水,用一根管子一端放在水中,另一端在缸沿自然垂下,用嘴在这端端口吸气一会,然后松嘴,那么缸中的水就会从管子中流下来.因为管子呈一段弧形,像彩虹,又能起到吸水的作用,故称为虹吸现象。

而将虹吸现象运用到排水系统中，就是虹吸式排水。

虹吸现象是液态分子间引力与位差能造成的。

即利用水柱压力差，使水上升再流到低处。

通过对管道的管径、高差的控制，可以实现对管道内雨水的流态的控制，使系统大部分时间工作在虹吸压力满管流的流态。

使管道内满管流形成一定的负压，斗前水面受到管道内外压差的作用，增大了管道的流量，大大增强了雨水系统的排水能力。

这便是虹吸式雨水排放系统的工作原理。

与传统雨水体系比较，虹吸雨水体系管径小，排水量大，立管少，对修建立面和空间影响小。

虹吸排水一般运用于屋面雨水排水系统，适用于工业厂房、仓库、公共修建的大型屋面雨水的排放。

组成：虹吸系统由虹吸式雨水斗、尾管、连接管、悬吊管、立管、埋地管、检查口和固定及悬吊系统组成。

材质：虹吸试雨水斗材质可采用铸铁、铝合金、不锈钢、高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯（PP）等。

管材和管件：用于虹吸式屋面雨水排水系统的管道，应采用铸铁管、钢管（镀锌钢管、涂塑钢管）、不锈钢管和高密度聚乙烯（HDPE）管等材料。

用于同一系统的管材和管件以及与虹吸式雨水斗的连接管，宜采用相同的材质。

这些管材除承受正压外，还应能承受负压。

固定件：管道安装时应设置固定件。

固定件必须能承受满流管道的重量和高速水流所产生的作用力。

虹吸式雨水斗的设计是整个虹吸系统的能否按设计要求工作的关键所在之一，它的稳流性越好，产生虹吸所需的屋面汇水高度越低，总体性能就越优越。

用于虹吸式屋面雨水排水系统的雨水斗，它具有气水分离、防涡流等功能。

其斗前水深可有效控制，当斗前水位稳定达到设计水深时，系统内形成虹吸满管压力流。

标准型的雨水斗，是由雨水斗底盘、夹圈、空气隔板、格栅外罩盖组成。

另外根据需要可提供通用型的绝缘底座，固定件，法兰片，焊接片，防火保护帽，微型加热电圈等配件。

1. 引言 (4)2. 设计依据文件和规范 (4)3. 设计基本资料及主要参数 (4)4 设计一般原则 (9)5.布置要求与优化设计 (9)6.水力计算 (11)7.结构设计 (12)8.有关构造、细部结构 (16)9.观测设计 (16)10.技术专题研究 (17)11.工程量计算 (17)12.应提供的设计成果 (17)12１ 引言格节河 倒虹吸管是 引汤 灌区（电站或其他工程）的 引汤 引水渠上（桩号33＋800～36＋466）的输水（引水）建筑物，位于 黑龙江 省 汤原 县（市） 胜利 乡的 格节河 ，对外交通为 公路 ，距 哈尔滨—罗北 公路里程约 2 km 。

按初步设计报告，本倒虹吸管经审定为：设计流量 17.31 m 3／s ，采用 方 形过水断面，管径（宽×高） 2.8×3 m ，根数 3 条，进出口设计水位差 0.54 m 。

管体采用 结构，设计最大水头 0.57m ，由进口段、管道、出口段及管道支承结构等建筑物组成，全长 242 m 。

22.1(1)初步设计文件（包括补充文件）；一、概况引汤灌区位于汤旺河下游松花江的北岸，黑龙江省汤原县境内，引汤灌区近期灌区范围，西起引汤渠首，东至乌龙河合阿凌达河，南起汤旺河、松花江交界，北至阶地的夹长条状，区内地形西北、东南低，地面坡度在1/5000左右。

近期灌区面积26.87万亩。

二、工程地质引汤灌区的总干渠和干渠均布设在阶地的边缘。

粘性土较厚，一般在2-4m 左右,其下层为中砂和砂砾石，除沟谷外地下水位较深，一般在4-6m ，大部分建筑物基础坐落在砂层上。

根据地质剖面图显示从上而下4-8米均为含壤土的细砾层，垂直渗透系数0.0865厘米/秒，渗透损失较大，休止角为水上35.5°、水下34°。

据《中国地震动参数区划图》（GB18306--2001），该区地震动峰值加速度0.05g ，相当于地震基本烈度为VI 度，地震动反应谱特征周期为0.35s 。

虹吸排水系统基本原理及设计基础（Principle and design foundation）1屋面虹吸排水系统的工作原理（Principle of siphonic roof rainwater drainadge systems）1.1什么是虹吸排水下面是一红虹吸过程示意图。

C这是一个典型的2雨水斗虹吸排水系统。

当然，这也可以是一个重力排水系统（gravity drainage systems）。

如果是重力排水系统，在管道中肯定是处于气水混合流(mixed stram of air-water)状态，而且可以认为整个系统从下到上气流贯贯通的，也就是说，管道内各点的压力都等于大气压。

水流在这种状态下，只能靠重力的作用，从高向低流。

在连接管管和立管内，由于进出口高差的作用，水流自上而下流动不成问题。

但是在水平管和过渡段，要使水流保持足够的流速，就必须使管道有一定坡度（gradient）。

坡度的大小，自然和流量以及管道通流有效面积有关，一般可以用谢才公式（the Chezy formulas）计算流量：Q=AR2/3J0.5/n （1）式中，Q—管道流量（rate of flow），m3/sA—有效过流面积（effective area），m2R—管道水力半径（hydraulic radius）,mJ—管道坡度，无量纲n—管道表面粗糙度（roughness），对塑料管道，n=0.009，对钢管，n=0.011管道水力半径R=A/湿周长度，m在实践中要使管道用小的坡度通过较大的流量，需要很大的管道直径，而且有坡度的管道在现代厂房中铺设也存在困难，因为其他管线都是水平铺设的。

我们可以做一个简单的计算来说明重力排水在大屋面排水中有多大困难。

设排水管线长度为100米，如果保持J=1%=0.01的坡度，就意味着上下游有1m的高差，这已经给管线铺设带来的许多不便。

假定屋面面积3000m2，大约有150L/s=0.15m3/s的雨水量。