污水管水力计算

污水管道水力计算污水管道的水力计算是指根据水力学原理，计算污水管道内液体的流量、速度、压力等参数的过程。

水力计算是管道系统设计和运行的重要依据，可以确保管网的稳定运行和合理排放。

首先，水力计算的基本原理是利用负压力差、摩阻损失、液面高度差等水力学原理，建立数学模型进行计算。

在污水管道水力计算中，需要注意以下几个主要参数：1.流量：流量是污水管道设计和运行的主要依据之一、根据工程需要，可以采用静压法、速度法或者容积法进行流量计算。

-静压法：通过管道两侧的压力差计算流量。

按照流体运动的性质，根据伯努利方程和连续方程，可以得出流量计算公式。

-速度法：根据管道内液体的平均流速和管道的截面积，计算流量。

通过测量液面的高度差，可以得到流速，再通过速度和截面积的乘积计算流量。

-容积法：通过对管道截面的几何参数和流动时间的测量，计算液体通过管道的容积。

根据液体的密度和时间，可以得到流量。

2.速度：污水管道内液体的流速直接影响管道的阻力和摩阻损失。

流速过大会导致液体携带固体颗粒和污物，加大管道磨损，而流速过小则容易形成堵塞。

3.压力：污水管道内部的压力变化是由管道形状、液体流速、流量等因素决定的。

掌握污水管道内部的压力分布，能够合理设计和布置管道系统。

4.摩擦阻力：污水在管道内的流动过程中会发生摩擦，导致压力损失和能量转化。

摩擦阻力是影响管道水力计算的重要因素。

在进行污水管道水力计算时，需要进行以下工作：1.确定流量：根据工程设计要求和使用环境，确定管道系统的流量。

2.确定管道截面：根据流量和流速要求，选择合适的管道截面形状和尺寸。

3.选择管道材料：根据使用环境和介质要求，选择适合的管道材料。

4.计算管道阻力：根据管道材料的表观黏度和内径，并参考摩阻系数，计算管道阻力。

5.计算摩阻损失：根据流速和管道截面的形状，利用摩擦阻力公式计算摩擦损失。

6.计算压力损失：根据液体流动的特性和能量守恒原理，计算管道内的压力损失。

污水干管水力计算（方案一）管段管段设计管段管段管内充满度降落标高(m) 埋设深度长度流量直径坡度流速h/D h 量地面水面管内底(m)编号L q D I v I·L上端下端上端下端上端下端上端下端(m) (L/s) (mm) ‰(m/s) (m) (m)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 15~18 199.25 10.98 300 3.629 0.60 0.31 0.093 0.723 367.40 367.20 366.49 365.77 366.40 365.68 1.00 1.52 18~21 168.55 20.47 300 3.000 0.66 0.45 0.135 0.506 367.20 367.10 365.77 365.26 365.63 365.13 1.57 1.97 21~24 170.65 31.37 300 3.000 0.74 0.58 0.174 0.512 367.10 367.00 365.26 364.75 365.09 364.58 2.01 2.42 24~1 247.70 46.91 350 2.258 0.73 0.63 0.221 0.559 367.00 366.00 364.75 364.19 364.53 363.97 2.47 2.03 33~30 158.70 25.74 300 3.000 0.70 0.51 0.153 0.476 367.55 366.20 364.91 364.43 364.75 364.28 2.80 1.92 30~27 160.55 36.85 350 2.158 0.68 0.55 0.193 0.346 366.20 366.10 364.04 364.07 364.23 363.88 1.97 2.22 27~1 143.70 46.72 350 2.263 0.73 0.63 0.221 0.325 366.10 366.00 364.07 364.19 364.29 363.97 1.81 2.03 1~2 457.05 86.76 500 1.785 0.78 0.55 0.275 0.816 366.00 367.00 364.09 363.28 363.82 363.00 2.18 4.00 37~41 244.65 33.31 300 3.000 0.75 0.60 0.180 0.734 372.00 370.50 364.84 364.11 364.66 363.93 7.34 6.57 41~44 247.55 50.98 350 2.319 0.75 0.67 0.235 0.574 370.50 368.50 364.11 363.54 363.88 363.31 6.62 5.19 44~47 91.30 59.66 400 2.124 0.76 0.60 0.240 0.194 368.50 368.20 363.50 363.30 363.26 363.06 5.24 5.14 47~48 47.10 68.30 400 2.047 0.76 0.66 0.264 0.096 368.20 368.00 363.30 363.21 363.04 362.94 5.16 5.06 48~2 200.65 73.43 450 2.039 0.79 0.57 0.257 0.409 368.00 367.00 363.21 362.80 363.46 363.05 4.54 3.95 2~3 173.20 150.20 600 1.538 0.85 0.60 0.360 0.266 367.00 367.00 363.26 362.90 362.90 362.64 4.10 4.36 58~55 210.60 21.91 300 3.000 0.68 0.47 0.141 0.632 368.00 368.00 364.14 363.51 364.00 363.37 4.00 4.63 55~52 170.85 37.37 350 1.686 0.62 0.60 0.210 0.288 368.20 368.20 363.53 363.24 363.32 363.03 4.88 5.17 52~3 187.35 49.97 400 1.479 0.63 0.60 0.240 0.277 368.20 367.00 363.22 362.94 362.98 362.70 5.22 4.30 3~4 158.00 192.37 600 1.802 0.95 0.67 0.402 0.285 367.00 367.50 362.90 362.62 362.50 362.22 4.50 5.28 62~65 148.20 15.97 300 4.163 0.70 0.36 0.108 0.617 373.00 372.50 365.81 365.19 365.70 365.08 7.30 7.42污水干管水力计算（方案一）管段管段设计管段管段管内充满度降落标高(m)埋设深度长度流量直径坡度流速h/D h 量地面水面管内底(m)编号L q D I v I·L 上端下端上端下端上端下端上端下端(m) (L/s) (mm) ‰(m/s) (m) (m)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 65~68 142.05 27.56 350 3.430 0.75 0.41 0.144 0.487 372.50 370.50 365.18 364.69 365.03 364.55 7.47 5.95 68~4 202.85 33.93 350 3.520 0.80 0.45 0.158 0.714 370.50 367.50 364.69 363.98 364.53 363.82 5.97 3.68 4~5 345.00 216.85 700 1.853 1.00 0.55 0.385 0.639 367.50 367.50 361.73 361.86 362.12 361.48 5.38 6.02 70~5 291.65 12.50 300 3.279 0.60 0.34 0.102 0.956 370.00 367.50 362.91 361.95 362.81 361.85 7.19 5.65 73~5 426.05 35.13 300 3.391 0.79 0.60 0.180 1.445 368.00 367.50 363.47 362.02 363.29 361.84 4.71 5.66 5~6 232.00 249.68 700 1.867 1.04 0.60 0.420 0.433 367.50 367.00 361.86 361.43 361.44 361.01 6.06 5.99 76~79 155.85 15.60 300 3.000 0.62 0.39 0.117 0.468 376.00 375.00 368.82 368.35 368.70 368.23 7.30 6.77 79~82 111.45 23.04 300 3.000 0.68 0.48 0.144 0.334 375.00 373.90 368.35 368.02 368.21 367.87 6.79 6.03 82~85 92.45 30.10 300 3.000 0.73 0.57 0.171 0.277 373.90 373.50 368.02 367.74 367.84 367.57 6.06 5.93 85~87 157.65 33.48 350 2.986 0.75 0.47 0.165 0.471 373.50 372.00 367.68 367.21 367.52 367.05 5.98 4.95 87~6 830.15 40.93 350 3.101 0.80 0.52 0.182 2.574 372.00 367.00 367.21 364.64 367.03 364.45 4.97 2.55 6~7 173.30 278.86 700 1.837 1.05 0.65 0.455 0.318 367.00 366.50 361.43 361.11 360.97 360.66 6.03 5.84 89~92 166.80 45.85 350 2.448 0.75 0.61 0.214 0.408 375.00 374.50 367.91 367.51 367.70 367.29 7.30 7.21 92~95 108.55 52.79 400 2.285 0.76 0.54 0.216 0.248 374.50 373.00 367.56 367.31 367.34 367.09 7.16 5.91 95~98 108.45 63.45 400 2.266 0.79 0.61 0.244 0.246 373.00 372.00 367.31 367.07 367.07 366.82 5.93 5.18 98~100 134.10 66.50 400 2.281 0.80 0.63 0.252 0.306 372.00 370.50 367.07 366.76 366.81 366.51 5.19 3.99 100~102 220.95 77.93 450 1.920 0.78 0.60 0.270 0.424 370.50 371.70 366.19 365.76 366.46 366.03 4.04 5.67 103~106 331.75 85.82 450 1.837 0.78 0.65 0.293 0.609 371.70 369.50 365.76 365.15 365.47 364.86 6.23 4.64 106~7 195.75 92.13 450 2.117 0.84 0.65 0.293 0.414 369.50 366.50 365.15 364.74 364.86 364.45 4.64 2.05污水干管水力计算（方案一）管段管段设计管段管段管内充满度降落标高(m)埋设深度长度流量直径坡度流速h/D h 量地面水面管内底(m)编号L q D I v I·L 上端下端上端下端上端下端上端下端(m) (L/s) (mm) ‰(m/s) (m) (m)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 7~8 149.10 356.61 800 1.869 1.13 0.60 0.480 0.279 366.50 366.00 361.04 360.76 360.56 360.28 5.94 5.72 108~111 176.00 11.62 300 4.338 0.65 0.30 0.090 0.763 374.50 373.50 367.29 366.53 367.20 366.44 7.30 7.06 111~114 109.95 17.30 300 3.919 0.70 0.38 0.114 0.431 373.50 372.50 366.53 366.10 366.41 365.98 7.09 6.52 114~117 256.70 29.94 300 3.223 0.75 0.55 0.165 0.827 372.50 370.30 366.10 365.27 365.93 365.10 6.57 5.20 117~120 209.50 40.15 350 2.742 0.76 0.54 0.189 0.574 370.30 370.00 365.24 364.67 365.05 364.48 5.25 5.52 120~123 150.10 47.40 350 2.657 0.78 0.60 0.210 0.399 370.00 368.90 364.67 364.27 364.46 364.06 5.54 4.84 123~8 190.70 56.13 400 2.516 0.80 0.55 0.220 0.480 368.90 366.00 364.23 363.75 364.01 363.53 4.89 2.47 8~9 356.15 396.92 800 1.826 1.15 0.65 0.520 0.650 366.00 367.00 360.76 360.24 360.24 359.59 5.76 7.41 126~129 279.85 19,80 300 3.000 0.66 0.44 0.132 0.840 372.00 370.30 364.83 363.99 364.70 363.86 7.30 6.44 129~132 302.50 31.65 300 3.000 0.74 0.58 0.174 0.908 370.30 367.70 363.99 363.08 363.82 362.91 6.48 4.79 132~9 243.35 43.06 350 3.003 0.80 0.55 0.193 0.731 367.70 367.00 363.05 362.32 362.86 362.13 4.84 4.87 9~10 132.75 426.47 900 1.718 1.15 0.57 0.513 0.228 367.00 366.50 360.24 360.01 359.72 359.50 7.28 7.00 161~164 326.05 38.26 350 1.768 0.63 0.60 0.210 0.576 375.00 372.50 367.91 367.33 367.70 367.12 7.30 5.38 164~13 274.00 58.98 400 1.626 0.68 0.65 0.260 0.446 372.50 371.00 367.33 366.89 367.07 366.63 5.43 4.37 167~13 221.80 19.05 300 3.000 0.65 0.43 0.129 0.665 370.00 371.00 363.83 363.16 363.70 363.03 6.30 7.97 13~12 385.25 74.06 450 3.301 0.95 0.49 0.221 1.272 371.00 369.00 363.22 361.95 363.00 361.73 8.00 7.27 152~155 281.95 20.59 300 3.000 0.66 0.45 0.135 0.846 371.70 370.90 364.54 363.69 364.40 363.55 7.30 7.35 155~12 255.05 34.43 350 2.436 0.70 0.51 0.179 0.621 370.90 369.00 363.68 363.06 363.50 362.88 7.40 6.12 158~12 224.85 14.65 300 3.000 0.61 0.37 0.111 0.675 368.50 369.00 362.31 362.81 362.20 362.70 6.30 6.30污水干管水力计算（方案一）管段管段设计管段管段管内充满度降落标高(m)埋设深度长度流量直径坡度流速h/D h 量地面水面管内底(m)编号L q D I v I·L 上端下端上端下端上端下端上端下端(m) (L/s) (mm) ‰(m/s) (m) (m)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 12~11 491.00 113.40 500 2.503 0.95 0.59 0.295 1.229 369.00 367.70 361.97 360.75 361.68 360.45 7.32 7.25 135~138 196.70 26.92 300 3.000 0.71 0.53 0.159 0.590 373.00 372.00 365.86 365.27 365.70 365.11 7.30 6.89 138~140 172.75 80.37 450 1.611 0.73 0.65 0.293 0.278 372.00 371.00 365.25 364.97 364.96 364.68 7.04 6.32 140~143 180.05 95.07 500 1.629 0.77 0.60 0.300 0.293 371.00 370.50 364.97 364.68 364.67 364.38 6.33 6.12 143~146 112.30 103.15 500 1.513 0.76 0.65 0.325 0.170 370.50 369.00 364.68 364.51 364.36 364.19 6.14 4.81 146~11 234.20 120.65 500 1.689 0.82 0.70 0.350 0.396 369.00 367.70 364.51 364.12 364.16 363.77 4.84 3.93 149~11 221.40 21.76 300 3.000 0.67 0.47 0.141 0.664 366.00 367.70 360.84 360.18 360.70 360.04 5.30 7.66 11~10 228.30 237.48 700 1.756 1.00 0.59 0.413 0.401 367.70 366.50 360.81 360.41 360.40 360.00 7.30 6.50 10~水厂319.25 629.11 1000 1.396 1.16 0.65 0.650 0.446 366.50 365.50 359.90 359.45 359.25 358.80 7.25 6.05。

9．4污水管网水力计算一、不计算管段的设计在设计计算中，应首先考虑“不计算管段”。

按规范规定，在街区和厂区内最小管径为200mm，在街道下的最小管径为300mm，通过水力分析表明，当设计污水流量小于一定值时，已经没有管径选择的余地，可以不通过计算直接采用最小管径，在平坦地区还可以直接采用相应的最小设计坡度。

=O.014时，对于街区和厂区内最小管通过计算可知，当管道粗糙系数为nM径200mm，最小设计坡度为4‰，当设计流量小于9.19L／s时，可以直接采用最小管径；对于街道下的最小管径300mm，最小设计坡度为3‰，当设计流量小于14.63L／s时，可以直接采用最小管径。

二、坡度较大地区管段的设计当管段敷设地点有一定的地形坡度可以利用时，管道可以沿着地面坡度敷设。

其特点是，管段一般会具有比较大的流速，满足规范要求的最小流速一般不成问题，在选择管段直径时主要考虑满足最大充满度要求的问题，也就是说要选用满足最大充满度要求的最小直径，在同样满足最大充满度要求的情况下，选择较大的管径是没有经济意义的。

已知L = 190 m，Q = 66 L／s，I = 0.008(上端地面高程44.50 m，下端地面高程42.98 m)，上游管段D=400 mm，h／D = 0.61，其下端管底高程为43.40 m，覆土厚度0.7 m。

求：管径与管底高程。

解（法一、二）：本例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径可以较上游小l或2级。

下面计算管底高程。

D = 350 mm，Q = 66 L/s，I = 0.008时查图得h／D = 0.53，v ≈ 1.28 m ／s，合格。

采用管底平接(为什么?)设计管段上端管底高程 = 上游管段下端管底高程 = 43.40(m)设计管段下端管底高程 = 设计管段上端管底高程43.40 - 设计管段降落量190×0.008 = 41.88(m)(5)如果采用地面坡度作为管道设计坡度时，设计流速超过最大流速，这时管道设计坡度必需减少，并且设计管段上端窨井应采用跌水井。

第2.2.1条 雨水设计流量按下式计算式中,Q=qψFQ--雨水设计流量(L/s)；q--设计暴雨强度(L/s.ha)；ψ--径流系数；F--汇水面积(ha)注：当有生产废水排入雨水管道时，应将其水量计算在内。

第2.2.2条 径流系数按下表采用。

平均径流系数可按加权平均计算。

径流系数ψ综合径流系数ψ第2.2.3条 设计暴雨强度(见专用表)第2.2.4条 雨水设计重现期：一般选用0.4~3a，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般选用2~5a.第2.2.5条 设计降雨历时，按下式计算：t=t1+mt2式中，t--降雨历时（min)；t1--地面集水时间(min)，视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般采用5~15min；m--折减系数，暗管折减系数m=2，明渠折减系数m=1.2 ;t2--管渠内雨水流行时间(min)注：在陡坡地区，采用暗管时折减系数m=1.2~2.第2.3.1条 合流管道的总设计流量应按下式计算：第2.3.1条 合流管道的雨水重现期可适当高于同一情况下的雨水管道设计重现期。

第3.2.1条 排水管渠的流速，应按下式计算：V=(1/n) R2/3I1/2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 管渠粗糙系数按下表选用:管渠粗糙系数 n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下表采用。

最大设计充满度注：在计算污水管道充满度时，不包括淋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.二、雨水管道和合流管道应按满流计算。

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：一、金属管道为10m/s；二、非金属管道为5m/s；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；二、雨水管道和合流管道在满流时为0.75m/s；三、明渠为0.4m/s。

污水管网的水力计算包括以下几个方面：⑴污水设计流量的确定城市污水总的设计流量是居住区生活污水、工业企业生活污水和工业废水设计流量三部分之和，在地下水位较高的地区，还应加入地下水涌入量。

当设计污水管道系统时，应分别列表计算各居住区生活污水、工业废水和工厂生活污水设计流量，然后得出污水设计流量综合表。

⑵污水管道的水力计算①水力计算的基本公式污水管道水力计算的目的，在于合理的经济的选择管道断面尺寸、坡度和埋深。

②污水管道水力计算的设计数据设计充满度：指的是在设计流量下，污水在管道中的水深和管道直径的比值。

设计流速：和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫做设计流速。

为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，应在最大和最小设计流速范围之内。

最小管径：一般在污水管道系统的上游部分，设计污水流量很小，若根据流量计算，则管径会很小，且易堵塞，因此，为了养护的方便，常规定一个允许的最小管径最小设计坡度：在污水管道系统设计时，通常使管道埋设坡度与设计地区的地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速，以防止管道内产生沉淀，因此，将相应于管内流速为最小设计流速时的管道坡度称为最小设计坡度。

③污水管道的埋设深度通常，污水管网占污水工程总投资的50％～75％，在实际工程中，同一直径的管道，采用的管材、接口和基础型式均相同，因其埋设深度不同，管道单位长度的工程费用相差比较大。

因此，合理地确定管道埋深对于降低工程造价是十分重要的。

④污水管道水力计算的方法在进行污水管道水力计算时，通常污水设计流量为已知值，需要确定管道的断面尺寸和敷设坡度。

为了使水力计算获得较为满意的结果，必须认真分析设计地区的地形等条件，并充分考虑水力计算设计数据的有关规定。

所选择的管道断面尺寸，必须要在规定的设计充满度和设计流速的情况下，能够排泄设计流量。

管道坡度应参照地面坡度和最小坡度的规定确定。

一方面要使管道尽可能与地面坡度平行敷设，这样可以不增大埋深，另一方面又要保证管道坡度不能小于最小设计坡度的规定，以免管道内的流速达不到最小设计流速而产生淤积。

污水管XX水力计算表格注：1、n＝0.0142、在计算污水管道充满度时，不包括淋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。

3、含有金属、矿物固体或重油杂质的污水生产污水管道，其最小设计流速宜适当加大。

（1）厂区内的工业废水管、生活污水管、街坊内的生活污水管200mm （2）城市街道下的生活污水管300mm 。

（3）按计算所得的管径，如果小于最小管径，则采纳最小管径。

当污水管道系统上游管段的收水面积很小时，设计可先估算管径，如估算管径小于最小管径，就可采纳最小管径，不必计算进行详细的水力计算。

这些上游管段称为不计算管段。

5.覆土（1）荷载要求：最小覆土在车行道下一般不小于0.7m 。

（2）冰冻要求：1）无保温措施时，管内底可埋设在冰冻线以上0.15m 。

2）有保温措施或水温较高的管道，可根据当地经验埋得浅些，以上两种情况均不宜小于0.7m 。

（3）最大覆土：不宜大于6m 。

（4）理想覆土：在满足各方面要求得前提下，争取维持在1～2m 。

6.连接（1）管道在检查井内连接，一般采纳管顶平接。

（2)不同管径的管道也可采纳设计水面平接。

（3）在任何情况下进水管底不得低于出水管底。

（1）管道坡度骤变变陡，可由大管径变为小管径。

当管径为200～300mm 时，只能按生产规格减少一级；当管径大于等于400mm 时，应根据水力计算确定，但减少不得超过二级。

（2）管道坡度突然变缓，应逐渐过渡。

（1）当有公建物位于管线始端时，应加入该集中流量进行面流复核。

（2）流量很小而地形又较平坦的上游支线，可采纳不计算管段，管径采纳最小管径，按最小坡度操纵。

（1）管道转弯和交接处，其水流转角不应小于90°.（2）当管径小于等于300mm ，跌水水头大于0.3m 时，可不受此限制。

见上表9.水流转角1.充满度2.最小坡度3.流速4.最小管径7.坡度骤变的处理8.小管核算污水管道一般规定项目一般规定数据来源：《城市规划设计手册》.郑毅.ZG建筑工业出版社计算充满度下不淤流速操纵的最小坡度淋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。