【环境工程学】第四章(2)-排水管渠水力计算
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第2章排水管渠水力计算详解
由明渠均匀流公式可知：
流量公式： 流速公式：
Q Av 1 3 1 v R I2 n
2
（2-1） （2-2）
对于一个设计管段有六个水力要素： 管径D、粗糙系数n、充满度h/D、 水力坡度（管底坡度）i、流量Q、流速v
水污染控制工程（上册）课件
1、设计充满度（h/D） 在设计流量下，污水在管道中的水深h与管道直径D 的比值（h/D）称为设计充满度。 h/D =1时，满流 h D h/D <1时，非满流
水污染控制工程（上册）课件
2、设计流速（v） 与设计流量、设计充满度相对应的水流平均流速称为 设计流速。 为保证污水管道不淤不冲，设计流速不能太大也不能 太小。 （1）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，一般最小设计流速为0.6m/s；明渠 最小设计流速为0.4m/s。 （2）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。
水污染控制工程（上册）课件
5、污水管道的埋设深度和覆土厚度 管道埋深的表达方式： 1. 覆土厚度：是指管道外壁顶部 到地面的距离。 2. 埋设深度：是指管道内壁底部 到地面的距离。
地面 覆 土度越小，工程的造价越低，工期越短；但 管道埋设深度不能过小，其覆土厚度应有一个最小的限值， 该最小限值称为最小覆土厚度。
水污染控制工程（上册）课件
第2章 排水管渠水力计算
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 污水管渠水力设计原则 管渠水力计算基本公式 管段水力设计主要参数 管段的衔接 水力学算图 管段水力计算 倒虹管水力计算
水污染控制工程（上册）课件
2.1 污水管渠水力设计原则
流量公式： 流速公式：
Q Av 1 3 1 v R I2 n
2
（2-1） （2-2）
对于一个设计管段有六个水力要素： 管径D、粗糙系数n、充满度h/D、 水力坡度（管底坡度）i、流量Q、流速v
水污染控制工程（上册）课件
1、设计充满度（h/D） 在设计流量下，污水在管道中的水深h与管道直径D 的比值（h/D）称为设计充满度。 h/D =1时，满流 h D h/D <1时，非满流
水污染控制工程（上册）课件
2、设计流速（v） 与设计流量、设计充满度相对应的水流平均流速称为 设计流速。 为保证污水管道不淤不冲，设计流速不能太大也不能 太小。 （1）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，一般最小设计流速为0.6m/s；明渠 最小设计流速为0.4m/s。 （2）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。
水污染控制工程（上册）课件
5、污水管道的埋设深度和覆土厚度 管道埋深的表达方式： 1. 覆土厚度：是指管道外壁顶部 到地面的距离。 2. 埋设深度：是指管道内壁底部 到地面的距离。
地面 覆 土度越小，工程的造价越低，工期越短；但 管道埋设深度不能过小，其覆土厚度应有一个最小的限值， 该最小限值称为最小覆土厚度。
水污染控制工程（上册）课件
第2章 排水管渠水力计算
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 污水管渠水力设计原则 管渠水力计算基本公式 管段水力设计主要参数 管段的衔接 水力学算图 管段水力计算 倒虹管水力计算
水污染控制工程（上册）课件
2.1 污水管渠水力设计原则
给水排水管道系统水力计算.doc
给水排水管道系统水力计算本章内容：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Rek，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。
对于非满管流或明渠流，只要长距离截面不变，也没有转弯或交汇时，也可以近似为均匀流，按沿程水头损失公式进行水力计算，对于短距离或特殊情况下的非均匀流动则运用水力学理论按缓流或急流计算。
【环境工程学】第四章(2)-排水管渠水力计算
防止淤积所需的管道设计流速的最小限值同废 水中夹带的悬浮物的性质(颗粒大小、相对密度)有 关。
各设计管段的设计流速从上游到下游最好是逐 渐增加的。
三、 最小管径
污水管渠的最小管径和最小设计坡度
管渠位置
在街坊和厂区内 在街道下
最小管径 /mm 200 300
最小设计坡度i
0.004 0.003
四、最小设计坡度和不计算管段的最小设计坡度
管顶最小覆土厚度一般不宜小于0.7m。
房屋排出管的最小埋深通常采用0.55~0.65m。
街管的最小覆土厚度可用下式计算：
d h iL h1 h2
式中：d——街管的最小覆土厚度，m； h——街区或厂区内的污水管道起端的最小埋深，m； i——街区或厂区内的污水管道和连接支管的坡度； L——街区或产区内的污水管道和连接支管的总长度，m； h1——街管窨井处地面高程，m； h2——街区或厂区内的污水管道起点窨井处地面高程，m。
例 2-6 已知L＝190m，qV＝66L/s，I＝0.008(上端 地面高程44.50m，下端地面高程42.98m)，上游管段D ＝400m，和h/D＝0.61，其下端管底高程为43.40m， 覆土厚度0.7m。如下图所示：
求：管径与管底高程。
解：本例的特点是地面坡度充分，偏大。上游管 段下端覆土厚度已为最小容许值。估计设计管段坡度 将小于地面坡度，且口径可小于上游管段。
不溢流 不淤积 不冲洗管壁
通风
第二节 管渠水力学计算用的 基本公式
设计管段是相邻的两个窨井间的管段。
当相邻的设计管段能采用同样的口径和坡度时 ，可以合并为一条设计管段。
流量公式： 流速公式：
qV Av
v 1 R2 3I1 2 n
各设计管段的设计流速从上游到下游最好是逐 渐增加的。
三、 最小管径
污水管渠的最小管径和最小设计坡度
管渠位置
在街坊和厂区内 在街道下
最小管径 /mm 200 300
最小设计坡度i
0.004 0.003
四、最小设计坡度和不计算管段的最小设计坡度
管顶最小覆土厚度一般不宜小于0.7m。
房屋排出管的最小埋深通常采用0.55~0.65m。
街管的最小覆土厚度可用下式计算：
d h iL h1 h2
式中：d——街管的最小覆土厚度，m； h——街区或厂区内的污水管道起端的最小埋深，m； i——街区或厂区内的污水管道和连接支管的坡度； L——街区或产区内的污水管道和连接支管的总长度，m； h1——街管窨井处地面高程，m； h2——街区或厂区内的污水管道起点窨井处地面高程，m。
例 2-6 已知L＝190m，qV＝66L/s，I＝0.008(上端 地面高程44.50m，下端地面高程42.98m)，上游管段D ＝400m，和h/D＝0.61，其下端管底高程为43.40m， 覆土厚度0.7m。如下图所示：
求：管径与管底高程。
解：本例的特点是地面坡度充分，偏大。上游管 段下端覆土厚度已为最小容许值。估计设计管段坡度 将小于地面坡度，且口径可小于上游管段。
不溢流 不淤积 不冲洗管壁
通风
第二节 管渠水力学计算用的 基本公式
设计管段是相邻的两个窨井间的管段。
当相邻的设计管段能采用同样的口径和坡度时 ，可以合并为一条设计管段。
流量公式： 流速公式：
qV Av
v 1 R2 3I1 2 n
排水管渠水力学计算(精选优秀)PPT
第二章排水管渠水力学计算
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
管道水流情况
重力流:管道中水流动时,水上方是大气, 具有自由表面,而其它三个方向受到管道 固体界面限制,这种水流方式叫重力流又 叫明渠流.
第五节 管段的衔接
窨井上下游的管段在衔接时应遵循下述 原则：
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不允许下游管段的管底高于上游管段 的管底。
管段的衔接方法通常采用： 管顶平接 水面平接 管底平接（在特殊情况下需要采
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
四、污水管道的埋设深度
管道的埋设深度有两个意义：
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
地面 管道
覆 土 厚 度埋
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。
（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 定污水管道最小流速为0.6m/s,雨水和合流管道为 0.75m/s ,明渠流为0.4m/s。
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。
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
管道水流情况
重力流:管道中水流动时,水上方是大气, 具有自由表面,而其它三个方向受到管道 固体界面限制,这种水流方式叫重力流又 叫明渠流.
第五节 管段的衔接
窨井上下游的管段在衔接时应遵循下述 原则：
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不允许下游管段的管底高于上游管段 的管底。
管段的衔接方法通常采用： 管顶平接 水面平接 管底平接（在特殊情况下需要采
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
四、污水管道的埋设深度
管道的埋设深度有两个意义：
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
地面 管道
覆 土 厚 度埋
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。
（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 定污水管道最小流速为0.6m/s,雨水和合流管道为 0.75m/s ,明渠流为0.4m/s。
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。
排水管渠水力计算-PPT文档资料
第四节 管渠水力设计主要参数
设计充满度（h/D） 设计流速（v） 最小管径（D） 最小设计坡度（i） 污水管道的埋设深度
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
h/D <1时，非满流
《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)
式中：H——街道污水管网起点的最小埋深，m；
h——街坊污水管起点的最小埋深，0.55~0.65m； Z1——街道污水管起点检查井检查井处地面标高，m； Z2——街坊污水管起点检查井检查井处地面标高，m； i——街坊污水管和连接支管的坡度； L——街坊污水管和连接支管的总长度，m；
5、污水管道的埋设深度（续）
二、污水管道水力计算的基本公式
管道水力计算：通过计算合理的确定管径、流速、坡度、埋深
Q Av
式中：Q——流量，m3/s；
1 3 1 v R i 2 n
2
A——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）； n——管壁粗糙系数（P52）
对于每一个具体的设计管段，从上述三个不同的因素出发，可以 得到三个不同的管底埋深或管顶覆土厚度值，这三个数值中的最大一个 值就是该管段的允许最小埋设深度或最小覆土厚度。
除考虑最小埋深外，还应考虑最大埋深：
在干燥土壤中，一般不超过7~8 m； 在多水、流砂、石灰岩地层中，一般不超过5 m。
《排水管渠水力计算》课件
挑战：未来排水管渠水力计算技术发展将面临数据采集、模型建立、计算效率等方面的挑战，需 要不断探索和创新。
新材料、新工艺在排水管渠水力计算中的应用前景
新材料：高强度、 耐腐蚀、轻质等 特性，提高排水 管渠的耐久性和
安全性
新工艺：自动化、 智能化、数字化 等新技术，提高 排水管渠水力计 算的准确性和效
现状：目前排水管渠水力计算主要采用数值模拟和物理模型相结合的方法，但存在计算精度和效 率的问题。
发展趋势：未来排水管渠水力计算将更加注重计算精度和效率的提升，同时将引入人工智能和大 数据等技术，提高计算速度和准确性。
展望：未来排水管渠水力计算技术将更加智能化、高效化，为城市排水系统的设计和运行提供更 加准确的数据和决策支持。
管道压力和坡度的计算公式
管道压力计算公式：P=ρgh
流速计算公式：v=Q/A
坡度计算公式：i=h/l
水头损失计算公式：Δh=f*L/D^2
流量计算公式：Q=A*v
管道阻力计算公式：f=λ/D^5.33
管道阻力和水头的计算公式
管道阻力： R=1/2*ρ*v ^2/d
水头损失： H=R*L
管道水头： H=H1+H2 +H3
计算结果：计算 出管渠的排水能 力为1000立方米 /小时，满足城市 排水需求
某工业区排水管渠水力计算案例
工业区概况：占地面积、建筑物数量、排水量 等
计算结果：最大流量、最小流量、最大流速等
排水管渠设计：管径、坡度、材质等
设计优化：根据计算结果进行设计优化，如调 整管径、坡度等
水力计算方法：采用何种水力计算方法，如曼 宁公式、谢才公式等
率
应用前景：新材 料、新工艺在排 水管渠水力计算 中的应用，将推 动排水管渠行业 的技术进步和产
新材料、新工艺在排水管渠水力计算中的应用前景
新材料：高强度、 耐腐蚀、轻质等 特性，提高排水 管渠的耐久性和
安全性
新工艺：自动化、 智能化、数字化 等新技术，提高 排水管渠水力计 算的准确性和效
现状：目前排水管渠水力计算主要采用数值模拟和物理模型相结合的方法，但存在计算精度和效 率的问题。
发展趋势：未来排水管渠水力计算将更加注重计算精度和效率的提升，同时将引入人工智能和大 数据等技术，提高计算速度和准确性。
展望：未来排水管渠水力计算技术将更加智能化、高效化，为城市排水系统的设计和运行提供更 加准确的数据和决策支持。
管道压力和坡度的计算公式
管道压力计算公式：P=ρgh
流速计算公式：v=Q/A
坡度计算公式：i=h/l
水头损失计算公式：Δh=f*L/D^2
流量计算公式：Q=A*v
管道阻力计算公式：f=λ/D^5.33
管道阻力和水头的计算公式
管道阻力： R=1/2*ρ*v ^2/d
水头损失： H=R*L
管道水头： H=H1+H2 +H3
计算结果：计算 出管渠的排水能 力为1000立方米 /小时，满足城市 排水需求
某工业区排水管渠水力计算案例
工业区概况：占地面积、建筑物数量、排水量 等
计算结果：最大流量、最小流量、最大流速等
排水管渠设计：管径、坡度、材质等
设计优化：根据计算结果进行设计优化，如调 整管径、坡度等
水力计算方法：采用何种水力计算方法，如曼 宁公式、谢才公式等
率
应用前景：新材 料、新工艺在排 水管渠水力计算 中的应用，将推 动排水管渠行业 的技术进步和产
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
第四章(2)排水管渠水力计算
（4）这两根线的交点落在代表i＝0.0057的横线 上，求得i＝0.0057。
（5）这交点又落在h/D＝0.53的斜线上，求得 h/D＝0.53。
第四节 管渠水力学设计数据
设计充满度
管渠中的水深h和管径D（或渠
深H）的比值。
充满度示意
一、设计充满度
管渠是按不满流的情况进行设计的。在设计流 量下，管道中的水深h和管径D（或渠深H）的比 值c称为设计充满度。
坡度和流速存在一定的关系( v 1 R2 3I1 2 )，同 最小设计流速相应的坡度就是最小设计n 坡度。
因设计流量很小而采用的最小管径的设计管 段称为不计算管段。
五、管道的埋设深度和覆土厚度
管道的埋设深度是指管底的内壁到地面的距离。 在干燥土壤中，管道最大埋深一般不超过7~8m； 在多水、流沙、石灰岩地层中，一般不超过5m。
设计管段是相邻的两个窨井间的管段。
当相邻的设计管段能采用同样的口径和坡度时， 可以合并为一条设计管段。
流量公式： 流速公式：
qV Av
v 1 R2 3I1 2 n
qv——设计管段的设计流量， m3/s；
A——设计管段的过水断面面
积，m2 ；
v——设计管段过水断面的平均
流速，m/s ；
R——水力半径（过水断面面
44.398m高于44.385m，不符合要求，应采用水面平接。
（2）令D＝400 mm,查图,当D＝400mm，qV＝40L/s， v＝0.6m/s时，h/D＝0.53，i＝0.00145。与D＝350mm相比 较，管段设计坡度基本相同，管段容积未充分利用，管 段埋深反而增加0.05m。另外，管段口径一般不跳级增加， 所以还是使用D＝350mm，i＝0.0015的设计为好。
（5）这交点又落在h/D＝0.53的斜线上，求得 h/D＝0.53。
第四节 管渠水力学设计数据
设计充满度
管渠中的水深h和管径D（或渠
深H）的比值。
充满度示意
一、设计充满度
管渠是按不满流的情况进行设计的。在设计流 量下，管道中的水深h和管径D（或渠深H）的比 值c称为设计充满度。
坡度和流速存在一定的关系( v 1 R2 3I1 2 )，同 最小设计流速相应的坡度就是最小设计n 坡度。
因设计流量很小而采用的最小管径的设计管 段称为不计算管段。
五、管道的埋设深度和覆土厚度
管道的埋设深度是指管底的内壁到地面的距离。 在干燥土壤中，管道最大埋深一般不超过7~8m； 在多水、流沙、石灰岩地层中，一般不超过5m。
设计管段是相邻的两个窨井间的管段。
当相邻的设计管段能采用同样的口径和坡度时， 可以合并为一条设计管段。
流量公式： 流速公式：
qV Av
v 1 R2 3I1 2 n
qv——设计管段的设计流量， m3/s；
A——设计管段的过水断面面
积，m2 ；
v——设计管段过水断面的平均
流速，m/s ；
R——水力半径（过水断面面
44.398m高于44.385m，不符合要求，应采用水面平接。
（2）令D＝400 mm,查图,当D＝400mm，qV＝40L/s， v＝0.6m/s时，h/D＝0.53，i＝0.00145。与D＝350mm相比 较，管段设计坡度基本相同，管段容积未充分利用，管 段埋深反而增加0.05m。另外，管段口径一般不跳级增加， 所以还是使用D＝350mm，i＝0.0015的设计为好。
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
排水管渠水力计算
3/28/2012 排水管渠水力计算 16
例2-1 已知n=0.014，D=300mm， i=0.0024，Q=25.5L/s，求v和h/D。
充满度（h/D）：0.55
坡度
流速:0.65
3/28/2012
排水管渠水力计算
流量
17
3/28/2012
排水管渠水力计算
18
例2-2：已知n=0.014，D=300mm，Q=26L/s，i=0.003，求 充满度（h/D）：0.52 坡度 v和h/D。
3/28/2012 排水管渠水力计算 42
管顶平接 水面平接 衔接的方式 管底平接 跌水连接
3/28/2012
排水管渠水力计算
43
上游管段终端和下游管段起端 的管顶标高相同 上游管段不会形成回水；但下 游管段埋深增加 一般情况下，小管接大管（下 游管径上游管径）采用。 当等径管段下游充满度小于上 游充满度时（平→陡坡段）， 也可采用。 上游管段管内底高程＋上游管径
上下游管道管径 相同或 下游水位高于上 游水位时或 地形平坦及地下 水位较高地区
上游管段管内底高程＋上游水深 ＝ 下游管段管内底高程＋下游水深
3/28/2012 排水管渠水力计算 46
上游管段和下游管段的管 底内壁高程相同 适用：管道敷设地区的地 面突然变得非常陡峭时， 上游管段管内底高程 为减少埋深，管道敷设坡 ＝ 度增加，水流速度加大， 下游管段管内底高程
一矩形渠道宽为2.75m,当渠深为0.5m时，求 水力半径R。
d w
3/28/2012
排水管渠水力计算
11
等腰梯形渠道底宽为1.5 m，两旁斜度是水平 X/垂直d＝1.5（边坡为1：1.5）， 当渠深为 1.62 m时，求水力半径R。
例2-1 已知n=0.014，D=300mm， i=0.0024，Q=25.5L/s，求v和h/D。
充满度（h/D）：0.55
坡度
流速:0.65
3/28/2012
排水管渠水力计算
流量
17
3/28/2012
排水管渠水力计算
18
例2-2：已知n=0.014，D=300mm，Q=26L/s，i=0.003，求 充满度（h/D）：0.52 坡度 v和h/D。
3/28/2012 排水管渠水力计算 42
管顶平接 水面平接 衔接的方式 管底平接 跌水连接
3/28/2012
排水管渠水力计算
43
上游管段终端和下游管段起端 的管顶标高相同 上游管段不会形成回水；但下 游管段埋深增加 一般情况下，小管接大管（下 游管径上游管径）采用。 当等径管段下游充满度小于上 游充满度时（平→陡坡段）， 也可采用。 上游管段管内底高程＋上游管径
上下游管道管径 相同或 下游水位高于上 游水位时或 地形平坦及地下 水位较高地区
上游管段管内底高程＋上游水深 ＝ 下游管段管内底高程＋下游水深
3/28/2012 排水管渠水力计算 46
上游管段和下游管段的管 底内壁高程相同 适用：管道敷设地区的地 面突然变得非常陡峭时， 上游管段管内底高程 为减少埋深，管道敷设坡 ＝ 度增加，水流速度加大， 下游管段管内底高程
一矩形渠道宽为2.75m,当渠深为0.5m时，求 水力半径R。
d w
3/28/2012
排水管渠水力计算
11
等腰梯形渠道底宽为1.5 m，两旁斜度是水平 X/垂直d＝1.5（边坡为1：1.5）， 当渠深为 1.62 m时，求水力半径R。
水力计算
第二节水力计算第3．2．1条排水管渠的流速，应按下列公式计算：式中v ——流速（m／s）；R ——水力半径（m）；I ——水力坡降；n ——粗糙系数。
第3. 2．2条管渠粗糙系数宜按表3．2．2采用。
第3．2．3条排水管渠的最大设计充满度和超高，应遵守下列规定：一、污水管道应按不满流计算，其最大设计充满度应按表3．2．3采用。
二、雨水管道和合流管道应按满流计算。
注：在计算污水管道充满度时，不包括沐浴或短时间内突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm时，应按满流复核。
三、明渠超高不得小于0．2m。
第3．2．4条排水管道的最大设计流速，应遵守下列规定：－、金属管道为10 m/s；二、非金属管道为5 m/s。
第3．2．5条排水明渠的最大设计流速应遵守下列规定：一、当水流深度为0．4～1．0m时，宜按表3．2．5采用。
二、当水流深度在0．4～1．0m范围以外时，表3.2.5所列最大设计流速应乘以下列系数：h ＜0.4m时系数=0．85;1.0＜h＜2.0m时系数=1．25;h≥2.0m时系数= 1.40.注：h为水流深度。
第3．2．6条排水管渠的最小设计流速，应遵守下列规定：一、污水管道在设计充满度下为0．6m／s 。
注：含有金属、矿物固体或重油杂质的生产污水管道，其最小设计流速宜适当加大。
二、雨水管道和合流管道在满流时为0.75m／s 。
三、明渠为0.4 m/s 。
注：①当起点污水管段中的流速不能满足以上规定时，应符合本规范第3．2．9 条要求。
②设计流速不满足最小设计流速时，应增设清淤措施。
第3．2．7条生活污水压力输泥管的最小设计流速，一般可按表3．2．7采用。
第3．2．8条压力管道的设汁流速宜采用0.7～1.5 m/s 。
第3．2．9条管道的最小管径和最小设计坡度，宜按表3．2．9采用。
注：①管道坡度不能满足上述要求时，可酌情减小，但应有防淤、清淤措施。
②自流输泥管道的最小设计坡度宜采用0.01。
排水管渠水力计算课件
随着科技的发展，智能化和自 动化技术将在排水管渠水力计 算中发挥越来越重要的作用。 未来需要进一步研究和开发高 效、精准的自动化算法和软件， 提高计算效率和质量。
与相关领域的联系与互动
01
与城市规划的互动
排水管渠水力计算是城市规划的重要 组成部分，其结果可以用来指导城市 规划的制定和实施，提高城市的生态 环境和居住质量。
降低环境污染风险 通过水力计算，可以预测和控制排水管渠中的水流状态， 避免因水流冲击或沉淀物堆积而产生的环境污染问题。
排水管渠水力计算的基本概念
01
02
03
04
流量
指单位时间内通过管道横截面 的流体体积，通常用Q表示，
单位为m³/s。
流速
指管道中流体在单位时间内沿 管道轴线移动的距离，通常用
v表示，单位为m/s。
设计重现期
设计重现期是指在设计流量时考 虑的降雨重现期，即设计流量是 在多少年一遇的降雨条件下能够
安全排出。
管渠坡度
最小坡度
最小坡度是指排水管渠在设计条件下应保持的最小坡度，以保证水流能够顺畅 流动。
最大坡度
最大坡度是指排水管渠在设计条件下应保持的最大坡度，以避免水流速度过快 导致冲刷和侵蚀。
管渠材料及管径选择
优点
推理公式法具有简单、直观、易于掌握的优点，同时能够反映管渠 水流的实际情况，因此在工程实践中得到广泛应用。
缺点
由于推理公式法基于一定的假设条件，因此对于复杂的水流情况或非 典型条件下的管渠水力计算，其计算结果可能存在误差。
实用经验法
01 02
定义
实用经验法是一种基于大量实验数据和工程实践经验的方法，通过总结 归纳实验结果和工程实践经验，得出适用于特定情况的水力计算公式和 方法。
与相关领域的联系与互动
01
与城市规划的互动
排水管渠水力计算是城市规划的重要 组成部分，其结果可以用来指导城市 规划的制定和实施，提高城市的生态 环境和居住质量。
降低环境污染风险 通过水力计算，可以预测和控制排水管渠中的水流状态， 避免因水流冲击或沉淀物堆积而产生的环境污染问题。
排水管渠水力计算的基本概念
01
02
03
04
流量
指单位时间内通过管道横截面 的流体体积，通常用Q表示，
单位为m³/s。
流速
指管道中流体在单位时间内沿 管道轴线移动的距离，通常用
v表示，单位为m/s。
设计重现期
设计重现期是指在设计流量时考 虑的降雨重现期，即设计流量是 在多少年一遇的降雨条件下能够
安全排出。
管渠坡度
最小坡度
最小坡度是指排水管渠在设计条件下应保持的最小坡度，以保证水流能够顺畅 流动。
最大坡度
最大坡度是指排水管渠在设计条件下应保持的最大坡度，以避免水流速度过快 导致冲刷和侵蚀。
管渠材料及管径选择
优点
推理公式法具有简单、直观、易于掌握的优点，同时能够反映管渠 水流的实际情况，因此在工程实践中得到广泛应用。
缺点
由于推理公式法基于一定的假设条件，因此对于复杂的水流情况或非 典型条件下的管渠水力计算，其计算结果可能存在误差。
实用经验法
01 02
定义
实用经验法是一种基于大量实验数据和工程实践经验的方法，通过总结 归纳实验结果和工程实践经验，得出适用于特定情况的水力计算公式和 方法。
草坪灌溉与排水工程学管道水力学原理
4.89
硬塑料管
0.948 ×105 1.77
4.77
铝合金管
0.861 ×105 1.74
4.74
四 局部水头损失计算
hj
v2 2g
v—断面平均流速； g—重力加速度； ξ—局部阻力系数;可以计算得
在实际设计工作中;一般先计算出沿程水头损失Hf;然后局部水 头损失取沿程损失的1015% 即可
•五 总水头损失
即： F1x=1时的多口系数
多口系数已制成表;不必计算;可直接查取
平均压力或平均流量所处的位置在：
❖距离支管进口0 4L处;此处的水头损失为3/4Hf ❖要求此处的压力等于喷头的工作压力 ❖支管进口水头
H0＝H喷头设计压力＋H竖管高度＋3/4Hf±1/2Z下坡;上坡＋
3/4Hf
Hf
H0
Z
0.4L
1/2Z
L
Example:
H0
Hf Hf0
竖 管
干管
支管
已知：喷头流量q=3 2m3/h; 喷头个数＝8;喷头间距＝18m;竖管高度＝1m;喷头工
作压力＝350kPa;平地;支管采用PVC管
试分别计算：
1.支管允许的最大压力差
2.当支管管径采用D1＝63mm和D2=50mm时的支管水头损失和支管进口水头
4 雷诺数：液流的惯性力与粘滞力的比值
Re VD
粘滞系数与液体的密度和温度有关;D为管道内径;V为平均流速
雷诺数Re<2000;流态为层流；Re>2000;流态为紊流
三 管道水流的基本规律
1 连续性原理质量守恒原理：在一段管道水流中; 任意一个断面流入的流量一定等于下一个断面流出的 流量;否则;两断面间一定有流量的流入或流出
排水管渠水力学
h/D=0.53
此时i=0.00145。而D=350mm
时，h/D=0.65，i=0.0015；
二者管道设计坡度基本相同，
而D=400mm与D=350mm相比，管道容积未充分利
用，且由于采用管顶平接，
管道埋深反而增加0.05m。
另外，管管口径一般不跳级
增加，因此D=350mm，
i=0.0015的设计为好。
20
不满流管道水力学算图使用例题3
已知n＝0.014， D＝300mm， v=1.0m/s, qv=38L/s, 求i和h/D.
i=0.0057 h/D=0.53
h/D=0.53
i=0.0057 21
管道水力学计算的设计数据 及其基本规定
设计充满度 设计流速 最小管径
最小设计坡度
不满流、最大设计充满度 防止淤积和过度冲刷 为养护方便所作的规定 相对于最小流速的设计坡度
在已知流量qv和管径D，查水力计算图时，尽量选择流量qv和设计充 满度（图中为虚线）交点处的值或选择流量qv和设计流速（图中为虚 线）交点处的值。
44
例2-4
已知：设计管段长度L为240m，地面坡度I为0.0024，流量qv为40 L/s，上游管段管径D300mm，充满度h/D为0.55,管底高程为44.2
7
设计管段：相邻的两个检查井间的管段。
当相邻的设计管段能采用同样的口径和坡度时 可合并为一条设计管段。
同一设计管段上，当流量沿程不变和变化较小， 全管段可采用同样的口径和坡度。
在不长的设计管段上，当流量变化不大时，管道中水流状态 接近均匀流，管道水力计算采用均匀流公式。
8
均匀流管段示意图
均匀流特点：水力坡度=水面坡度=管底坡度
第二章 排水管渠水力计算
第二章：排水管渠水力计算污水灌渠水力设计原则：一，不溢流；二，不淤积；三，不冲刷管壁；四，要注意通风 管渠水力计算的均匀流基本公式：流量公式为： ν∙=A Q流速公式为： 2132n1I R =ν 式中：Q ——设计臂段的设计流量，m3／s ；A-设计管段的过水断面面积，2m ；v ——设计管段过水断面的平均流速，m ／s ；R ——水力半径（过水断面面积与湿周的比值）．m ；I ——水力坡度（即水面坡度，也等于管底坡度i ）；n-管壁粗糙系数，混凝土和钢筋混凝土管渠的管壁粗糙系数值一般采用0.014水力学算图设计充满度：在设计流量下，管渠中的水深h 和管径D （或梁高H ）的比值称为设计充满度。
设计流速概念：设计流速是管渠中流量到达设计流量时的水流速度。
《规范》规定：污水管渠的最小设计流速为0.6m/s ；明渠的最小设汁流速为0.4 m/s 。
最大设计流速和管道的材料有关，一般情况下，金属管道内的最大设计流速为10 m/s ；非金属管道内的最大设计流速为5 m/s ；明渠最大设计流速可根据《规范》选取。
最小管径：最小设计坡度和不计算管段的最小设计坡度坡度和流速存在着一定的关系(2132n1I R =ν)，最小设计流速相应的坡度就是最小设计坡度。
因设计流量很小而采用最小管径的设计管段称为不计算管段。
由于这种管段不进行水力计算，没有设计流速，因此就直接规定管道的最小设计坡度。
覆土厚度：概念：管道的覆土厚度是指管顶的外壁到地面的距离。
《规范》规定：管顶最小覆土厚度在车行道下宜为0.7m ；人行道下0.6m 。
在保证管道不会受外部荷重损坏时，最小覆土厚度可适当减小。
管段的衔接方法：(1)管顶平接：是指在水力计算中，使上游管段和下游管段的管顶内壁的高程相同(2)水面平接：是指在水力计算中，使上游管段和下游管段的水面高程相同。
(3)管底平接：是指在水力计算中，要使上游管段和下游管段的管底内壁的高程相同。
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坡度和流速存在一定的关系( v 1 R2 3I1 2)，同 最小设计流速相应的坡度就是最小设计n 坡度。
因设计流量很小而采用的最小管径的设计管段 称为不计算管段。
五、管道的埋设深度和覆土厚度
管道的埋设深度是指管底的内壁到地面的距离。 在干燥土壤中，管道最大埋深一般不超过7~8m； 在多水、流沙、石灰岩地层中，一般不超过5m。
例 2-1 已知n＝0.014，D＝300mm，i＝ 0.0024，qV＝25.5L/s，求v和h/D。
解：（1） D＝300mm，采用下图。
（2）这张图有四组线条：竖的线条代表流量， 横的代表坡度，从右向左下倾的斜线代表充满度 ，从左向右下倾的斜线代表流速。每条线上的数 目字代表相应要素的值。先从纵轴(表示坡度)上的 数字中找0.0024，从而找出代表i＝0.0024的横线 。
第一节 管渠中的水流情况 与管渠水力设计原则
管渠中的水流情况
水流在管渠流动时，水流上方是大气，具有自 由的表面，而其他三个方向受到管渠固体界面的 限制，称明渠流或重力流。
管渠有时在水压下流动，这时的水流方式称 管流或压力流。
污水管渠水力学设计的原则
计算 确定
水力学计算要 满足下列要求
管径 坡度 高程
v——设计管段过水断面的平均 流速，m/s ；
R——水力半径（过水断面面积 与湿周的比值），m ；
I——水力坡度（即水面坡度， 也等于管底坡度i） ；
n——管壁粗糙系数。
第三节 水力学算图
水力学算图有不满流圆形管道水力学算图、 满流圆形管道水力学算图、满流矩形水力学算 图和明渠流用的水力学算图等。
不溢流 不淤积 不冲洗管壁
通风
第二节 管渠水力学计算用的 基本公式
设计管段是相邻的两个窨井间的管段。
当相邻的设计管段能采用同样的口径和坡度时 ，可以合并为一条设计管段。
流量公式： 流速公式：
qV Av
v 1 R2 3I1 2 n
qv——设计管段的设计流量， m3/s；
A——设计管段的过水断面面积 ，m2 ；
解：（1）D＝300mm，采用上图。
（2）找出代表qV＝26L/s的那根竖线。
（3） 找出代表i＝0.003的那根横线。
（4） 找出这两根线的交点，这交点落在代表v＝ 0.7m/s和v＝0.75m/s的两根斜线之间。假如有一根和 以上两根斜线平行的线正好穿过这交点，估计这根线 代表v=0.71m/s。求得v＝0.71m/s。
管顶最小覆土厚度一般不宜小于0.7m。
房屋排出管的最小埋深通常采用0.55~0.65m。
街管的最小覆土厚度可用下式计算：
d h iL h1 h2
式中：d——街管的最小覆土厚度，m； h——街区或厂区内的污水管道起端的最小埋深，m； i——街区或厂区内的污水管道和连接支管的坡度； L——街区或产区内的污水管道和连接支管的总长度，m； h1——街管窨井处地面高程，m； h2——街区或厂区内的污水管道起点窨井处地面高程，m。
（5）这交点又落在代表h/D＝0.50和0.55两根斜线 之间，估计h/D＝0.52。于是，求得h/D＝0.52。
例 2-3 已知n＝0.014，D＝300mm，qV＝ 38L/s，v＝1.0m/s，求i和h/D。
解：（1） D＝300mm，采用上个水力计算图。
（2）找出代表qV＝38L/s的那根竖线。
第五节 管段的衔接
衔接原则： （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）不允许下游管段的管底高于上游管段的管底 。
防止淤积所需的管道设计流速的最小限值同废 水中夹带的悬浮物的性质(颗粒大小、相对密度)有 关。
各设计管段的设计流水管渠的最小管径和最小设计坡度
管渠位置
在街坊和厂区内 在街道下
最小管径 /mm 200 300
最小设计坡度i
0.004 0.003
四、最小设计坡度和不计算管段的最小设计坡度
第四章（2）排水管渠水力计算
第一节 管道中的水流情况 第二节 污水管道水力学设计的原则 第三节 管道水力学计算用的基本公式 第四节 水力学算图 第五节 管道水力学设计数据 第六节 管段的衔接 第七节 管段水力学计算举例 第八节 倒虹管水力学计算举例 第九节 常用排水泵 第十节 排水泵站水力学计算举例
（3）找出代表v＝1.0m/s的那根斜线。
（4）这两根线的交点落在代表i＝0.0057的横线 上，求得i＝0.0057。
（5）这交点又落在h/D＝0.53的斜线上，求得 h/D＝0.53。
第四节 管渠水力学设计数据
设计充满度
管渠中的水深h和管径D（或渠
深H）的比值。
充满度示意
一、设计充满度
管渠是按不满流的情况进行设计的。在设计流 量下，管道中的水深h和管径D（或渠深H）的比值 c称为设计充满度。
最大设计充满度
管径或渠高/mm 200~300 350~450 500~900
1000
最大设计充满度(h/D或h/H) 0.55 0.65 0.70 0.75
二、设计流速
设计流速是管渠中流量到达设计流量时的水流 速度。
污水管渠的最小设计流速为0.6m/s；明管的最 小设计流速为0.4m/s。最大设计流速混凝土管为 5m/s，钢管为10m/s 。
管道的覆土厚度是指管顶的外壁到地面的距离。
决定最小覆土 厚度的因素
必须防止管道中的污水冰冻和因 土壤冰冻膨胀而损坏管道
必须防止管壁被车辆造成的活荷 载压坏
必须满足支管在衔接上的要求
污水在管道中冰冻的可能与污水的水温和土壤的 冰冻深度等因素有关。
无保温措施的生活污水管道或水温和它接近的工 业废水管道，管底在冰冻线之上的距离不得大于 0.15m。
（3）从横轴(表示流量)上找出代表qV＝25.5L/s的 那根竖线。
（4）代表坡度0.0024的横线和代表流量25.5L/s的 竖线相交，得一点，这一点正好落在代表流速 0.65m/s的那根斜线上，并靠近代表充满度0.55的 那根斜线上。因此求得v＝0.65m/s，h/D＝0.55。
例 2-2 已知n＝0.014，D＝300mm， qV ＝26L/s，i ＝0.003，求v和h/D。
因设计流量很小而采用的最小管径的设计管段 称为不计算管段。
五、管道的埋设深度和覆土厚度
管道的埋设深度是指管底的内壁到地面的距离。 在干燥土壤中，管道最大埋深一般不超过7~8m； 在多水、流沙、石灰岩地层中，一般不超过5m。
例 2-1 已知n＝0.014，D＝300mm，i＝ 0.0024，qV＝25.5L/s，求v和h/D。
解：（1） D＝300mm，采用下图。
（2）这张图有四组线条：竖的线条代表流量， 横的代表坡度，从右向左下倾的斜线代表充满度 ，从左向右下倾的斜线代表流速。每条线上的数 目字代表相应要素的值。先从纵轴(表示坡度)上的 数字中找0.0024，从而找出代表i＝0.0024的横线 。
第一节 管渠中的水流情况 与管渠水力设计原则
管渠中的水流情况
水流在管渠流动时，水流上方是大气，具有自 由的表面，而其他三个方向受到管渠固体界面的 限制，称明渠流或重力流。
管渠有时在水压下流动，这时的水流方式称 管流或压力流。
污水管渠水力学设计的原则
计算 确定
水力学计算要 满足下列要求
管径 坡度 高程
v——设计管段过水断面的平均 流速，m/s ；
R——水力半径（过水断面面积 与湿周的比值），m ；
I——水力坡度（即水面坡度， 也等于管底坡度i） ；
n——管壁粗糙系数。
第三节 水力学算图
水力学算图有不满流圆形管道水力学算图、 满流圆形管道水力学算图、满流矩形水力学算 图和明渠流用的水力学算图等。
不溢流 不淤积 不冲洗管壁
通风
第二节 管渠水力学计算用的 基本公式
设计管段是相邻的两个窨井间的管段。
当相邻的设计管段能采用同样的口径和坡度时 ，可以合并为一条设计管段。
流量公式： 流速公式：
qV Av
v 1 R2 3I1 2 n
qv——设计管段的设计流量， m3/s；
A——设计管段的过水断面面积 ，m2 ；
解：（1）D＝300mm，采用上图。
（2）找出代表qV＝26L/s的那根竖线。
（3） 找出代表i＝0.003的那根横线。
（4） 找出这两根线的交点，这交点落在代表v＝ 0.7m/s和v＝0.75m/s的两根斜线之间。假如有一根和 以上两根斜线平行的线正好穿过这交点，估计这根线 代表v=0.71m/s。求得v＝0.71m/s。
管顶最小覆土厚度一般不宜小于0.7m。
房屋排出管的最小埋深通常采用0.55~0.65m。
街管的最小覆土厚度可用下式计算：
d h iL h1 h2
式中：d——街管的最小覆土厚度，m； h——街区或厂区内的污水管道起端的最小埋深，m； i——街区或厂区内的污水管道和连接支管的坡度； L——街区或产区内的污水管道和连接支管的总长度，m； h1——街管窨井处地面高程，m； h2——街区或厂区内的污水管道起点窨井处地面高程，m。
（5）这交点又落在代表h/D＝0.50和0.55两根斜线 之间，估计h/D＝0.52。于是，求得h/D＝0.52。
例 2-3 已知n＝0.014，D＝300mm，qV＝ 38L/s，v＝1.0m/s，求i和h/D。
解：（1） D＝300mm，采用上个水力计算图。
（2）找出代表qV＝38L/s的那根竖线。
第五节 管段的衔接
衔接原则： （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）不允许下游管段的管底高于上游管段的管底 。
防止淤积所需的管道设计流速的最小限值同废 水中夹带的悬浮物的性质(颗粒大小、相对密度)有 关。
各设计管段的设计流水管渠的最小管径和最小设计坡度
管渠位置
在街坊和厂区内 在街道下
最小管径 /mm 200 300
最小设计坡度i
0.004 0.003
四、最小设计坡度和不计算管段的最小设计坡度
第四章（2）排水管渠水力计算
第一节 管道中的水流情况 第二节 污水管道水力学设计的原则 第三节 管道水力学计算用的基本公式 第四节 水力学算图 第五节 管道水力学设计数据 第六节 管段的衔接 第七节 管段水力学计算举例 第八节 倒虹管水力学计算举例 第九节 常用排水泵 第十节 排水泵站水力学计算举例
（3）找出代表v＝1.0m/s的那根斜线。
（4）这两根线的交点落在代表i＝0.0057的横线 上，求得i＝0.0057。
（5）这交点又落在h/D＝0.53的斜线上，求得 h/D＝0.53。
第四节 管渠水力学设计数据
设计充满度
管渠中的水深h和管径D（或渠
深H）的比值。
充满度示意
一、设计充满度
管渠是按不满流的情况进行设计的。在设计流 量下，管道中的水深h和管径D（或渠深H）的比值 c称为设计充满度。
最大设计充满度
管径或渠高/mm 200~300 350~450 500~900
1000
最大设计充满度(h/D或h/H) 0.55 0.65 0.70 0.75
二、设计流速
设计流速是管渠中流量到达设计流量时的水流 速度。
污水管渠的最小设计流速为0.6m/s；明管的最 小设计流速为0.4m/s。最大设计流速混凝土管为 5m/s，钢管为10m/s 。
管道的覆土厚度是指管顶的外壁到地面的距离。
决定最小覆土 厚度的因素
必须防止管道中的污水冰冻和因 土壤冰冻膨胀而损坏管道
必须防止管壁被车辆造成的活荷 载压坏
必须满足支管在衔接上的要求
污水在管道中冰冻的可能与污水的水温和土壤的 冰冻深度等因素有关。
无保温措施的生活污水管道或水温和它接近的工 业废水管道，管底在冰冻线之上的距离不得大于 0.15m。
（3）从横轴(表示流量)上找出代表qV＝25.5L/s的 那根竖线。
（4）代表坡度0.0024的横线和代表流量25.5L/s的 竖线相交，得一点，这一点正好落在代表流速 0.65m/s的那根斜线上，并靠近代表充满度0.55的 那根斜线上。因此求得v＝0.65m/s，h/D＝0.55。
例 2-2 已知n＝0.014，D＝300mm， qV ＝26L/s，i ＝0.003，求v和h/D。