污水管道水力计算_图文(精)

某市区街坊平面图
（一）在街坊平面图上布置污水管道
（二）街坊编号并计算其面积
街坊面积
街坊编号
1 2 1.70 13 1.21 24 2.20 3 2.08 14 2.28 25 2.04 4 1.98 15 1.45 26 2.40 5 2.20 16 1.70 27 6 2.20 17 2.00 7 1.43 18 1.80 8 2.21 19 1.66 9 1.96 20 1.23 10 2.04 21 1.53 11 2.40 22 1.71
管段1～2，集中流量25 管道2～3， 集中流量25， 本段流量＝0.486×2.2＝1.07，
1.21 1.7
1.43 转输流量＝0.486 ×（1.21＋1.7＋1.43＋ 2.21＋1.21＋2.28）＝4.88，
2.21 2.28
合计流量＝1.07＋4.88＝5.95，Kz=2.2，
1.21
例 3 已知L＝190m，qV＝66L/s，I＝0.008(上端地 面高程44.50m，下端地面高程43.40m)，上游沟段D＝ 400mm，和h/D＝0.61，其下端沟底高程为43.40m，覆 土厚度0.7m。如下图所示： 求：管径与沟底高程。
解：本例的特点是地面坡度充分，偏大。上游沟 段下端覆土厚度已为最小容许值。估计设计沟段坡度 将小于地面坡度，且口径可小于上游沟段。 （1）令D＝400mm，I＝0.008，h/D＝0.65时，计 算得qV＝133L/s>66L/s。 （2）令D＝350mm，I＝0.008，h/D＝0.65时，计 算得得qV＝91L/s>66L/s。 （3）令D＝300mm， I＝0.008，h/D＝0.55时，计 算得qV＝47L/s<66L/s。

hf
k
Q2 K2
l 0.1522 2.464 2
2500 9.5m
H1 2 1 H 2 h f 45 61 25 9.5 18.5m
第六章 孔口、管嘴出流与有压管流
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
3. 管道管线布置已定，当要求输送一定的流量时，确定所需 的断面尺寸（圆形管即确定直径）。这时可能出现下列两 种情况：
这种类型的题一般在输流工程中用到的较多，按长管计算：
H
hf
Q2 l, K K2
AC
R,C
1
R
1 6
或者用查表法。
n
供水工程中当 v 1.2时m s
H
hf
k
Q2 K2
l
当 v 1.2时m s
H
hf
k
Q2 K2
l
式中k 查表可得
式中 k 1
第六章 孔口、管嘴出流与有压管流
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
2. 管道的输流能力，管长已知，要求选定所需的管径及相应的水头。 这是工程中常见的实际问题。通常是从技术和经济两方面综合考虑，
确定满足技术要求的经济流速。 ①管道的技术要求。流量一定的条件下，所选管径的大小影响着管中的 流速，所选管径应使流速控制在既不会产生过大的压力，降低管道的使 用寿命，又不能过小，使泥沙沉积，阻塞管路。一般情况下，水电站引 水管中流速不应大于（5～6）m/s ，给水管中的流速不应大于（2.5～3） m/s，不应小于0.25m/s 。
例6.2 由水塔向工厂供水，如图所示，采用铸铁管，管长2500m，
管径400mm。水塔处地形标高为 ，工厂1 需61水m 量
，工
厂地Q 形 0标.15高2 m3 s ，管路末端需要的2 自 4由5m水头 ，试设计水塔高

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污水管道水力计算公式
均匀流计算公式：
• 式中：Q——流量（m3/s）； A——过水断面面积（m2）； v——流速（m/s）； R——水力半径（m）； I——水力坡度（即水面坡度，等于管底坡度）； n——管壁粗糙系数。
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污水管道水力计算公式
对于非满流管渠水力计算公式：
• 式中：h/D为管道充满度，其余参数A、v、R、I、n意义同前。
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给排水管道技术课件 给排水管道技术
知识点
污水管道水力计算公式
程永伟 讲师
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污水管道水力计算公式
污水管道水力计算公式
• 1、污水管道的特点：
– 1）重力流 – 2）污水中有一定悬浮物，但99%以上是水，故认为污 水的流动遵循一般流体流动的规律 ，设计时仍按水力 学公式计算 。 – 3）设计时对每一设计管段都按均匀流公式进行计算 。

470 121.386 600 0.79 0.62
47-12
470 121.670 600 0.73 0.6
12-61
500 177.3716 700 0.56 0.6
61-13
180 177.372 650 1.60 0.91
13-14
500 178.3512 700 0.57 0.6
14-56
1500 180.7339 700 0.63 0.63
28-29
540 60.06553 400 0.72 0.71
29-30
740 62.50958 400 0.76 0.72
30-31
760 66.34085 450 0.45 0.61
31-32
540 69.90127 450 0.5 0.64
32-33
440 72.71986 450 0.55 0.67
0.6 0.3 0.207 1019.55
0.6 0.3 0.225 1019.47
0.6 0.3 0.27 1019.42
0.65 0.455 0.462 1019.3
0.65 0.39 0.2926 1019.23
0.65 0.39 0.4992 1019.16
0.65 0.39 0.5928 1019.07
0.5 0.15 0.6984 1021.225
0.55 0.165 0.3906 1020.964
0.65 0.195 0.365 1020.796
0.7 0.21 0.1896 1020.61
0.7 0.21 0.3906 1020.4
0.5 0.2 0.1984 1020.24
0.5 0.2 0.2912 1020.11

钢筋混凝土管 粗糙系数 0.014
公称直径dn（mm） dn200 dn300 dn400 计算内径（mm） 200 300 400 对应流速v（m/s） 0.61 0.8 0.97 对应流量q(L/s） 9.58 28.27 60.95 备注：计算内径即为管道内径，钢筋混凝土管管道内径即为公称直径，不
硬聚氯乙烯双壁波纹管 粗糙系数 0.009
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
dn280 243 1.09 25.28 备注：计算内径即为管道内
管道水力计算
dn200 188.8 0.92 12.88 dn250 dn315 236 297.8 1.07 1.24 23.4 43.18
dn75 dn90 dn110 dn125 dn160 69.6 83 102.4 117.4 150.8 0.47 0.53 0.61 0.67 0.79 0.89 1.43 2.51 3.63 7.05 T5836.1-2006《建筑排水用硬聚氯乙烯管材》P2。
dn200 202.4 0.67 10.78
dn250 dn300 255.2 304 0.78 0.87 19.95 31.57
dn500 dn600 dn700 dn800 dn900 500 600 700 800 900 1.13 1.28 1.41 1.54 1.67 110.94 180.96 271.32 387.04 531.2 管道内径即为公称直径，不同级别壁厚要求不一样。
柔性接口铸铁管（A型TB 级） 粗糙系数 0.013
公称直径dn（mm） dn50 计算内径（mm） 50 对应流速v（m/s） 0.26 对应流量q(L/s） 0.26 备注：计算内径即为管道内径，取值参照GBT12772-1999《排水用柔性接口

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 定最小流速为0.6m/s。
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
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
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
下游沟底高程07502007502m例2已知最大流量为510ls最小流量为120只15弯头倒虹管上游管流速10ms下游管流速124考虑采用三条管径相同而平行敷设的倒虹管线每条倒虹管的最大流量为5103170ls查水力计算表得倒虹管管径d400mm水力坡度i00065流速v137ms此流速大于允许的最小流速09ms也大于上游沟管流速10时只用一条倒虹管工作此时查表得到流速为10倒虹管沿程水力损失值

• 由图11-15可以看出： • 当h/D≈0.95时，Q/Qo呈最大值，Q=1.08700； • 当h/D≈0.81时，v/v0呈最大值，v=1.160 v0。 • 由此可见，圆管输水能力最大时的充满度不是1，即不 是满流，而是充满度为0.95时。 9
（三）污水管道水力计算的控制数据
• 室外排水设计规范中对于污水管道的设计充满 度、设计流速、最小管径与最小坡度等做了规 定，作为设计的控制数据。 • 1.最大设计充满度 • 污水管道设计充满摩是指管道排泄设计污水量 时的充满度。污水管道的设计充满度应小于或 等于最大设计充满度。室外排水设计规范规定 的污水管道的最大设计充满度见表11-4。
13
污水管道的最小管径与最小设计坡度 管道位置 最小管径（毫米） 最小设计坡度 150 0.007 200 0.004
在街坊和厂区内 在街道下
在均匀流情况下，水力坡降等于水力坡度， 即管底的坡度。由均匀流流速公式可知，管 渠坡度和流速之间存在一定的关系。因此， 也可以用最小的设计流速来反映设计流速的 最小值，用最小设计坡度控制污水管渠设计。
• 1．排水管渠横断面形式 • 排水管渠的横断面形式必须满足静力学、水力 学以及经济与维护管理方面的要求。静力学方 面，要求管道具有足够的稳定性和坚固性，在 水力学方面，要求有良好的输水性能能，不但 要有较大的排水能力，而且当流量变化时，不 易在管道中产生沉淀；在经济方面，要求管道 用材省，造价低，在维护管理上要求便于清通。
7
3.圆管流的水力特性
• 城市排水管渠大多为不满流。管渠中水 深h与管径D（或渠高H）之比，即h/D或 h/H称为充满度。圆管不满流和满流时充 满度与水力因素之间的关系如图11-15中 圆管的水力特性曲线所示。图中V0、Q0 表示圆管满流时的流速、流量, u、Q表示 不满流时的流速、流量。

v 4 Q 4 0.152 1.21 m s ，所以 2 2 d 0.4
k 1
Q2 0.152 2 hf k 2 l 2500 9.5m 2 K 2.464
H 1 2 1 H 2 h f 45 61 25 9.5 18.5m
Δ
水塔
H
H1 H2
Δ Δ
1 2
例
6.2
图
第六章
孔口、管嘴出流与有压管流
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
因为管道的长度较大，考虑按照长管计算。 解： 列出水厂断面和工厂断面的能量方程
1 H 1 2 H 2 h f
当管径 d 400mm，查表铸铁管 K 2.464 10 3 l s
求得K值后反查表就可得d
A 2 gH C
② 对于短管
Q 1 d
1

4
l d
d 2 2 gH
4Q
C 2 gH
, c 1
1 l d
采用试算法
第六章
孔口、管嘴出流与有压管流
§6.4 简单管道水力计算的基本类型
2. 管道的输流能力，管长已知，要求选定所需的管径及相应的水头。 这是工程中常见的实际问题。通常是从技术和经济两方面综合考虑， 确定满足技术要求的经济流速。 ①管道的技术要求。流量一定的条件下，所选管径的大小影响着管中 的流速，所选管径应使流速控制在既不会产生过大的压力，降低管道 的使用寿命，又不能过小，使泥沙沉积，阻塞管路。一般情况下，水 电站引水管中流速不应大于（5～6）m/s ，给水管中的流速不应大于 （2.5～3）m/s，不应小于0.25m/s 。 ②管道的经济效益。重要的管道在选取管径时一般应选择几个方案进 行比选，选出一种方案，使得管道投资和运转的总费用最小，但是工 程中，费用最小的并非各方面最优或可行，往往是选一种经济上合理 工程上可行的方案作为最终设计方案，这样选定的流速称为经济流速， 对应的直径为经济直径。具体数值可参照有关设计手册。

（适用范围：圆形断面，非满流，n=0.014, h<D/2） 设 计 管 段 管径D 坡度i 充满度 半中心角θ h/D 0.24 0.46 0.25 0.39 0.48 0.30 0.38 0.24 0.25 0.35 0.40 0.27 0.45 0.23 0.43 0.20 0.25 0.25 0.40 0.39 0.56 0.53 0.22 0.27 0.25 度 1.0239454 1.4907107 1.0471976 1.3489819 1.5307857 1.1592795 1.3284305 1.0239454 1.0471976 1.2661037 1.3694384 1.0928011 1.4706289 1.0003592 1.4303349 0.9272952 1.0471976 1.0471976 1.3694384 1.3489819 1.4505064 1.5107603 0.9764105 1.0928011 1.0471976 流速v 流量Q 降落量△H 管内底高程（米） （米） 1.00 1.80 3.99 5.00 1.00 11.00 5.00 1.58 1.58 3.00 2.37 6.18 5.00 8.75 3.00 5.09 5.30 4.00 1.00 9.00 2.99 4.00 4.53 4.99 7.32 上端 1545.50 1544.40 1546.69 1542.60 1537.50 1547.70 1536.50 1537.55 1537.55 1535.97 1532.97 1536.88 1530.60 1534.45 1525.50 1547.37 1530.00 1536.60 1532.50 1531.50 1522.40 1519.40 1534.74 1529.69 1530.02 下端 1544.50 1542.60 1542.70 1537.60 1536.50 1536.70 1531.50 1535.97 1535.97 1532.97 1530.60 1530.70 1525.60 1525.70 1522.50 1536.70 1524.70 1532.60 1531.50 1522.50 1519.40 1515.40 1529.70 1524.70 1522.70 地面高程（米） 上端 1547.00 1546.00 1548.99 1545.00 1540.00 1550.00 1539.00 1539.58 1539.58 1538.00 1535.00 1539.18 1533.00 1536.75 1528.00 1549.67 1532.30 1539.00 1535.00 1534.00 1525.00 1522.00 1537.04 1531.99 1532.32 下端 1546.00 1545.00 1545.00 1540.00 1539.00 1539.00 1534.00 1538.00 1538.00 1535.00 1533.00 1533.00 1528.00 1528.00 1525.00 1539.00 1527.00 1535.00 1534.00 1525.00 1522.00 1518.00 1532.00 1527.00 1525.00 （米/秒） （升/秒） 0.61 0.66 0.95 1.53 0.88 1.46 1.70 0.70 0.72 1.14 1.23 1.33 1.59 1.53 1.44 0.83 1.18 1.15 0.81 2.42 1.74 1.91 1.02 1.31 1.39 8.02 37.44 13.13 69.27 81.74 26.08 116.19 16.20 17.57 44.88 57.52 20.54 87.35 18.75 116.18 8.36 16.35 28.16 59.43 171.36 283.49 290.97 11.71 20.22 19.21