虹吸水力计算软件提资

水厂虹吸滤池进水流道水力特性的数值模拟彭志威1, 刘子建1, 黄丹莲2(1.湖南大学机械与运载工程学院,湖南长沙410082;2.湖南大学环境科学与工程学院,湖南长沙410082)摘 要: 在计算流体力学(CFD)的基础上,采用重正化群(RNG)湍流模型建立虹吸滤池虹吸流动过程的仿真模型,对真空负荷加载过程及真空负荷去除之后的水流流动过程进行模拟,探讨了真空负荷对虹吸过滤启动和虹吸发展过程的影响。

结果表明,所建模型能有效地仿真虹吸滤池的进水虹吸管在特定压力启动负荷下的水力特性,当真空度为进水渠液面与虹吸管顶部中心线之间的水头高度(-5000Pa)时,能够较快地促使虹吸产生。

关键词: 虹吸滤池; 进水流道; 水力特性; 数值模拟中图分类号:TU991 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2009)15-0070-03Nu m erical Si m ul ation of H ydraulic Characteristics of Infl ow Channeli n Siphon F ilterPENG Zh i w ei 1, LI U Zi jian 1, HUANG Dan lian2(1.College of M echanical and Vehicle Engineering,H unan Universit y ,Chang s ha 410082,China;2.Colle g e of Environm ental Science and Engineering,H unan Un i v ersit y ,Chang s ha 410082,China ) Abst ract : Based on the co m putati o na l fluid dyna m ics (CFD),t h e renor m alization group (RNG )turbulence m ode lw as used to estab lish the si m ulati o n mode l of siphon filter si p hon flo w process .The vacuu m l o ad process and the w ater flo w pr ocess after the re moval o f vacuum load w ere si m u lated,and the in fl u ence of vacuum load on the start up and develop m ent of si p hon filterw as i n vesti g ated .The results sho w that t h e si m ulati o n m odel can effecti v e l y pred ict the hydrau lic characteristi c s o f siphon p i p e i n siphon fil ter under the cond ition of spec ifi e d pressure load ,and the si p hon can be generated m ore qu ickly w hen the vacuum reaches w ater head (-5000Pa)bet w een the w ater channe l leve l and the center li n e i n the top bend o f si p hon pipe .K ey w ords : si p hon filter ; i n flo w channe;l hydrau lic characteristics ; num erica l si m ulati o n 基金项目:国家自然科学基金资助项目(60635020、50808073); 湖南省环境保护技术研究计划项目(2007185)虹吸滤池是快速滤池的一种,在其过滤启动过程中,真空系统能否有效、较快地启动虹吸对水厂的水力自动化来说显得尤为重要,影响着出厂水水质的优劣。

Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｂａ ｅ ｄ ｏ ｌｂ ｏ ｋ ＣＦ ａ ｄ Ｂｅ ｎ ｕｌ Ｅｑ ａｉｎ， ｈ ｄｒｕ ｉ ａ ｃ ｌ ｔ ｎ ｓ ｆ ｒ ｏ ｉ ｈ ｎｃ ｓ ｅ ｎ Ｃｏ ｅ ｒ ｏ ｎ ｒ ｏ ｌ ｕ ｔｏ ｉ ｙ ａ ｌｃ ｃ ｌｕ ａ ｉ ｏｔ ｅ ｆｒ ｓｐ ｏ ｉ ｏ ｗａ
１ 虹 吸 雨水 排 水 系统
１ １ 虹 吸 雨 水 排 水 系 统 的 组 成 及 其 工 作 原 理 ．
（ 向立 管 方 向 ） 使 得 对 吊顶 空 间 的 需求 很 大 ， 坡 ， 因
此 限制 了连 接 的雨 水 斗 个数 和悬 吊管 的长 度 ， 要 在 求美 观和 节 省 空 间 的 大 型建 筑 物 的使 用 上 受 到 限 制．由 于虹 吸雨水 排水 系统悬 吊管不 要求 坡度 使得 吊顶空 间对其 约束 较 小 ， 用 负压 使 其 排水 能 力 加 利 强 ， 吊管连 接雨 水斗个 数原则 上不 受限制 ， 悬 排水 立 管数量 少 、 径小 等诸 多 优 点 近年 来 获 得 了突 飞 猛 管 进 的发 展 ．但是 ， 由于起 步较 晚 ， 吸雨 水 排水 系 虹 统的设计 计算方 法及 工具 尚不 完善 ．本 文 应用 经典 水力学 公式 ， 用 Ｖ ｓａ Ｂ ｓ 语 言编制 雨水 排水 系 使 ｉ ｌ ａｉ ｕ ｃ
第２ ７卷 第 １ 期
２１ ０ １年 ３月
பைடு நூலகம்
北 京 建 筑 工 程 学 院 学 报
Ｊｕ ｎ ｌｏ ｅｊ ｇＵｎｖ ｒｉ ｆ ｖｌＥ ｇｎ ｅｉｇａ ｄＡｒｈｔｃｕｅ ｏ ｒａ ｆＢ ｉｎ ｉｅｓ ｙｏ ｉ ｎ ｉｅ ｒ ｎ ｃ ｉ ｔｒ ｉ ｔ Ｃｉ ｎ ｅ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ １２ ．１ Ｍａ．２ ｒ Ｏｌｌ

6 0.01389 0.083 2.5684813 1.5
0.0156
3
3298.548
最不利环路包括:1-2-3-4-5管段,压力降为40057pa,与出口动压水头之和为41376Pa,小于总高
悬吊管流速大于1m/s,立管内流速大于2.2m/s且小于10m/s,出水管内流速小于1.8m/s,系统内最大
6 0.01389 0.083 2.5684813 1.7
0.0156
2.6 3298.548
7 0.01389 0.1016 1.7141356 0.97 0.0151
1.5 1469.1304
最不利环路包括:1-2-3-4-5管段,压力降为48140pa,与出口动压水头之和为49459Pa,小于总高
少年英雄虹吸雨水水力计算书
虹吸雨水HYL-1系统水力计算
管段 1 2 3 4 5 6 7
管段 1 2 3 4 5 6
管段 1 2 3 4 5 6 7
管段 1 2 3 4
流量 （m3/S)
管径(M) 流速(M/S)
管长(M)
沿程阻力 局部阻力
系数
系数
动压水头
0.01389 0.083 2.5684813 1.7
0.02778 0.1476 1.6243884
2
0.0126
0.3 1319.3188
0.01389 0.083 2.5684813 1.7
0.0156
2.6 3298.548
0.01389 0.1016 1.7141356 0.97 0.0151
1.5 1469.1304
最不利环路包括:1-2-3-4-5管段,压力降为42914pa,与出口动压水头之和为44234Pa,小于总高

虹吸雨水计算虹吸雨水计算【篇一：虹吸雨水系统管径粗算表】【篇二：虹吸雨水计算书】虹吸雨水计算书计算原理参考《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（gb50400-2006）一、基本参数：管材：hdpe 温度：10℃二、基本计算公式：1、暴雨强度公式：q=167a(1+clgp)n(t+b)2、雨水设计流量公式：f -- 汇水面积（hm2）1 hm2 = 10000平方米 3、管道沿程阻力公式： lv2d2gg -- 重力加速度（m/s2）取 9.81 4、阻力系数：式中：△ -- 管壁绝对粗糙度（mm），由管材生产厂提供 re -- 雷诺数5、局部阻力损失：2hj=∑t5vx式中：hj--局部阻力损失（mbar）1mbar=100pa=0.1kpa t -- 局部阻力系数 vx -- 管道某一x断面处流速（m/s）6、总阻力损失h总=hf+hj7、管道某一x断面处的压力：2px?98.1?hx?5vx??zx?2式中： px -- 管道某一x断面处的压力（mbar）1mbar=100pa=0.1kpa hx -- 雨水斗顶面至计算断面的高度差（m）vx -- 管道某一x断面处流速（m/s）∑zx-2 -- 断面处对应最远雨水斗至计算断面的总阻力损失之和（mbar）8、压力余量计算公式：pr?98.1h?5v12??z式中：△pr -- 压力余量（mbar）1mbar=100pa=0.1kpa h--雨水斗顶面与排水管出口的几何高差（m） v1 -- 排水管出口的管道流速（m/s）∑z -- 最远雨水斗至排水口处的总阻力损失之和（mbar）9、流速 v=4q2式中：v -- 流速(m/s)q -- 管段流量（l/s）d -- 管道的计算内径（m）三、计算结果：管道最大负压值： -81.37 kpa 压力余量：20.3 kpa四、虹吸雨水水力计算表：【篇三：虹吸排水材料量计算公式】1. 方钢（m）：（6m/根）横长/62. 方钢连接件（个）：=方钢根数-13. 骑卡（个）：每2m一个 =方钢长度/24. m10内膨胀（个）：=骑卡数量（可适当上调）5. m10螺纹杆：（3m/根）：骑卡数量*1.5m(与墙壁间长度)/36. 管卡（个）：间距为管道直径的10倍。

虹吸式屋面雨水排水系统设计软件
张沙;王文海;杨金华
【期刊名称】《北京建筑工程学院学报》
【年(卷),期】2011(027)001
【摘要】以科列勃洛克公式和伯努利方程为基础,采用Visual Basic语言设计虹吸式屋面雨水排放系统的水力计算软件,实现了设计及校核计算的自动化,并给出该软件的一个工程算例.
【总页数】4页(P56-59)
【作者】张沙;王文海;杨金华
【作者单位】北京建筑工程学院环境与能源工程学院,北京100044;北京建筑工程学院环境与能源工程学院,北京100044;中国中元国际工程设计研究院,北京100089
【正文语种】中文
【中图分类】TU823.6
【相关文献】
1.建筑屋面雨水排水系统设计分析——基于压力流（虹吸式）雨水系统 [J], 谢程乐
2.虹吸式屋面雨水排水系统在屋面防水工程中的应用 [J], 严晓春
3.虹吸式屋面雨水排水系统单斗虹吸启动数值模拟研究 [J], 罗岚兮;归谈纯;李学良;王慧莉
4.国家速滑馆大跨度双曲屋面虹吸式雨水排水系统施工技术 [J], 张怡;唐馨庭
5.连栋温室屋面虹吸式雨水排水系统设计 [J], 肖林刚;宋兵伟;曹新伟;穆晓路;孙小丽;史慧锋
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鼎鎏屋面虹吸雨水排放系统水力分析软件第一章虹吸雨水排放系统简介鼎鎏屋面虹吸雨水排放系统水力分析软件：该系统在设计中有意造成悬吊管内负压抽吸水流作用。

第二章虹吸雨水技术第一节：屋面建筑雨水分类屋面建筑雨水主要分类屋面建筑雨水主要分为重力流雨水、压力流雨水及堰流式雨水排放。

重力流雨水，指使用65型、87型雨水斗的，设计流态为半有压流态，系统的流量负荷、管材、管道布置等考虑了水流压力的作用，目前我国普遍使用的就是该系统。

堰流式雨水。

指使用自由堰流式雨水排放，设计流态为无压流。

屋面雨水系统按其他标准分类方式标准：按管道的设置位置分为：内排水、外排水按屋面的排水条件分为：檐沟排水、天沟排水几无沟排水按出户横管（渠）在室内部分是否存在自由水面分：密闭系统和敞开。

虹吸雨水：虹吸式设计流态为水的一相满流，在提高系统的流量依靠升高屋面聚水水面高度，但升高水位与原总体相对高度比例微小，因此超重现期雨水须设计溢流设施排除。

第二节：建筑雨水的选择建筑雨水的选用原则：1，选择的雨水能尽量迅速、即使的将屋面雨水排放至室外或管道渠。

屋面雨水流量设计参考使用年限的重现期的降雨量。

2，超常量雨水从溢流口溢流属于非正常排水，应尽量减少或避免。

3，本着既安全又经济的原则选择。

安全范围包括：室内无集水、屋面溢水几率低、管道无漏水冒水。

经济范围包括：满足安全的前提下，系统造价低，寿命长。

4，在采取了足够措施能保证超重现期雨水不会流入雨水斗时，可采用堰流系统辅助。

5，不允许室内地面冒水的建筑应采用密闭系统或外排水，不得采用敞开式雨水。

6，选择虹吸式雨水时需要考虑降雨量设计引起的系统安全性和经济性平衡问题。

降雨量设计大，则溢流事故少，安全性好，但管径大，虹吸发生几率降低，经济性下降。

降雨量设计小，则经济性好，且虹吸效果明显，但溢流事故多，安全性下降。

设计中应根据实际情况以安全性第一考虑。

7，屋面集水优先考虑天沟形式，雨水都置于天沟内。

8，87系统、虹吸式系统应采用密闭系统。

工程名称
局部阻力名称及数量 沿程阻力 弯头 H=R*L 三通 过渡段 kPa 15° 0.1 30° 0.3 45° 0.4 70° 0.6 90° 0.8 0.6 1.8 ######## ######## ######## ######## ######## ######## ######## ######## ######## 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
资用压头 ΔHi m 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 19.87 21.07
节点静压 不平衡差值 Pi kPa kPa #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! -
#VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!
#VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!
883 84883 115002 180718 246433 377865 450531 295803
moca moca moca moca moca moca moca moca moca
2.30 0.80 0.60 0.60 0.60 0.60 1.60 0.60 1.80
#VALUE! #VALUE! 出口流速满足要求 10.50 10.50 12.00 12.00 12.00 24.00 1.01 1.00 2.01 2.01 1.51 2.00 80 80 80 80 70 100 79 79 79 79 67 105 2.14 2.14 2.45 2.45 3.40 2.77 112819 112819 128936 128936 152029 194017 moca moca moca moca moca moca #VALUE! ######## #VALUE! ######## #VALUE! ######## #VALUE! ######## #VALUE! ######## #VALUE! ######## 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 2.30 0.60 2.90 2.90 2.90 0.60 2.29 2.29 3.00 3.00 5.79 3.84 5.28 1.38 8.69 8.69 16.80 2.30 #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!

输水引水及灌溉工程计算软件目录1．软件的编制过程及功能………………………………………………………………2．软件的特色与创新…………………………………………………………………3．使用说明……………………………………………………………………………4．各程序编制说明……………………………………………………………………4．1 开敞式水闸孔径计算……………………………………………………………4．2 胸墙式水闸(孔流)孔径计算……………………………………………………4．3 消能计算…………………………………………………………………………4．4 矩形断面涵洞水力计算…………………………………………………………4．5 明渠均匀流水力计算……………………………………………………………4．6 明渠非均匀流水力计算…………………………………………………………4．7 矩形渡槽水力计算………………………………………………………………4．8 U形渡槽水力计算………………………………………………………………4．9 多管矩形断面倒虹水力计算……………………………………………………4．10 多管圆形断面倒虹水力计算……………………………………………………4．11 圆形压力管道（单管）水力计算………………………………………………4．12 压力管弯道局部水头损失系数计算……………………………………………4．13 无压隧洞水力计算………………………………………………………………4．14 水闸稳定计算及底板计算(弹性基础粱法)……………………………………4．15 弹性基础粱计算………………………………………………………………4．16 重力式挡土墙及闸墙计算………………………………………………………4．17 钢筋混凝土结构构件计算（按《水工混凝土结构设计规范》SL/T191-96）…………………………………………………………………………………4．18 钢筋混凝土结构构件计算（按《水工钢筋混凝土结构设计规范》 SDJ 20-78）…………………………………………………………………………………4．19 预应力钢筋混凝土结构构件计算………………………………………………4．20 钢筋混凝土矩形断面渡槽槽身结构计算………………………………………4．21 U 型薄壳渡槽结构计算…………………………………………………………4．22 钢筋混凝土箱形管结构计算…………………………………………………4．23 钢筋混凝土钻孔灌注桩排架承载力及内力计算……………………………4．24 钢筋混凝土钻孔灌注桩桩长（承载力)计算…………………………………4．25 渡槽钢筋混凝土变截面悬链线无铰肋拱及板拱主拱圈计算………………4．26 渡槽钢筋混凝土排架内力及配筋计算………………………………………4．27 沉沙条渠计算…………………………………………………………………4．28 圆拱直墙式无压隧洞衬砌结构计算…………………………………………4．29 马蹄形无压隧洞衬砌结构计算………………………………………………4．30 蛋形无压隧洞衬砌结构计算…………………………………………………4．31 钢筋混凝土圆形有压隧洞衬砌断面结构计算…………………………………4．32 基础沉降计算…………………………………………………………………4．33 弹性地基上梁的温度应力计算………………………………………………4．34 基坑井点排水计算……………………………………………………………5．程序附图…………………………………………………………………………闸后消能计算程序消力池尺寸符号图……………………………………………水闸稳定计算及底板计算程序图…………………………………………………基础沉降计算程序图………………………………………………………………重力式挡土墙及闸墙计算程序尺寸符号图………………………………………钢筋混凝土矩形断面渡槽槽身结构计算程序尺寸符号图………………………U 型薄壳渡槽结构计算程序尺寸符号图…………………………………………渡槽钢筋混凝土变截面悬链线无铰肋拱及板拱主拱圈计算程序尺寸符号图…钢筋混凝土钻孔灌注桩排架承载力及内力计算程序尺寸符号图………………渡槽钢筋混凝土排架内力及配筋计算程序尺寸符号图…………………………钢筋混凝土箱形管结构计算程序图………………………………………………马蹄形无压隧洞衬砌结构计算程序尺寸符号图…………………………………蛋形无压隧洞衬砌结构计算程序尺寸符号图……………………………………6．程序示例………………………………………………………………………………6．1附录平底闸孔流与堰流判别标准及孔流计算公式研讨挡土墙不同土压力公式及参数计算成果分析比较钢筋混凝土结构构件电算程序介绍沉沙条渠计算方法及算例渡槽水力计算不同方法计算成果比较1．软件的编制过程及功能输水、引水及灌溉工程的水工建筑物不仅型式多种多样，而且每一个工程项目的建筑物及渠道数量也都很多，各种水力计算及结构计算工作量大而繁琐，为了提高设计效率及设计质量，有必要采用电算。

（a）进口设消力池；
（b）进口设斜坡段
倒虹吸管水力计算
——倒虹吸管水力计算的任务
倒虹吸管为压力流，其流量按有压管流公式进行计算。倒虹吸管 水力计算是在渠系规划和总体布置的基础上进行，其上下游渠道的水 力要素、上游渠底高程及允许水头损失均为已知。
水力计算的主要任务是： 确定管道的横断面尺寸与管数； 水头损失计算、过流能力校核； 下游渠底高程的确定； 进出口的水面衔接计算。
式中 Hd—下游渠底高程（m）； Hu—上游渠底高程（m）； hu—上游渠道水深（m）； hd—下游渠道水深（m）； hw—总水头损失（m）。
04
进出口水面衔接计算
通过加大流量时，进口水面可能壅高，验算进口的壅水高度是否超过 挡水墙顶和上游堤顶，有无一定的超高值。若有，应通过计算，加大挡水 墙顶及上游堤顶的高度，增加超高值。
3.横断面尺寸的确定
倒虹吸管横断面尺寸主要取决于管内流速的大小，管内流速应根据
技术经济比较和管内不淤条件确定，管内的最大流速由允许水头损失控
制，最小流速按挟沙流速确定。工程实践表明，倒虹吸管通过设计流量
时，管内流速一般为1.5～3.0m/s。有压管流挟沙流速可按下式计算：
Vnp
[w0 6
4
4Qnp
在实际工程中，倒虹吸管的水力计算主要包括以下几种情况： ➢ 根据需要通过的流量和允许的水头损失，确定管道的断面形状和尺寸； ➢ 由允许的水头损失和初拟的断面尺寸，校核能否通过规定的流量；
➢ 由需要通过的流量及拟定的管内 流速，校核水头损失是否超过允 许值。
倒虹吸管水力计算
——倒虹吸管水力计算的方法
为了避免在管内产生水跃，可根据倒虹吸管总水头损失的大小，采 用不同的进口结构型式。

一、设计步骤二、计算公式1、 水力坡降（单位长度阻力损失）—R （KPa/m ）gv d l R j 22∙∙=λ R ——水力坡降（单位长度阻力损失），KPa/mλ——沿程阻力系数，取0.018l ——管道长度，mj d ——管道计算内径，mv ——管道流速，m/s2、 沿程水头损失—l h （KPa ） R l h l ∙=l h ——沿程水头损失，Kpa 3、局部阻力损失—j h （KPa ）gv h j 2102∙⨯=ξξ——局部阻力系数，估算时按下表取值：4、 管道某一断面x 处压力—x P （KPa ）∑--=x x x x h vH P 28.92x H ——雨水斗顶面至x 断面几何高差，m∑xh——雨水斗顶面至x 断面总水头损失，Kpa∑∑∑+=jlxhh h5、 系统余压—P ∆（KPa ）∑--=∆n n n h vH P 28.92n H ——雨水斗顶面至排出管出口几何高差，m∑nh ——最远端雨水斗顶面至排出管出口总水头损失，Kpan v ——排出管出口流速，m/s 6、 管道流速—v (m/s) 24jd QA Q v ⋅==π 三、计算软件控制因素 1、检查雨水斗最小高度雨水斗顶面至过渡段的高差，在立管管径不大于DN75时，宜大于3m ；在立管管径不小于DN90时，宜大于5m ；如不满足，可增加立管根数，减小管径。

2、检查管道流速（依据公式6）（1）管道设计流速不小于1.0m/s ，使管道有良好的自净能力，这一要求适用于系统所有管段；最大流速常发生在立管上，宜小于 6.0m/s ，以减小水流动时的噪音，最大不大于10m/s ；立管最小流速控制在2.2m/s 。

（2）系统过渡段下游（排出管出口）的流速，不宜大于2.5m/s ；当流速大于2.5m/s 时，应采取消能措施。

3、检查系统势能是否足够（依据公式5）系统的总水头损失∑h n （从最远斗到排出口）与出口处的速度水头之和（mH20）,不得大于雨水斗天沟底面与出口的几何高差H ，其压力余量P ∆宜稍大于10KPa 。

虹吸排水水力分析软件应用培训大纲1 软件的功能（设计师）●自动或手动完成典型系统管径的准确配置，提高设计效率；●生成两种格式的水力计算书；●对尾管长度安全性进行校核；●对天沟安全性进行校核；●按照设计规程要求，并根据本公司具体情况，自动生成系统材料清单；●对同一工程的材料清单进行汇总；2 使用前的准备工作●根据屋面面积、设计暴雨重现期、汇水分区划分虹吸系统；●根据汇水分区流量和选用的雨水斗规格，确定每个雨水斗的流量；●确定系统的管路走向图以及各管段的节点距离；●绘制每个虹吸系统的系统原理图。

●3 对计算机环境的要求●使用IE8.0版本以上的浏览器（或火狐浏览器），并安装Flash Player插件；●1024*768以上的分辨率；●宽带接口。

4 系统模型描述4.1 虹吸系统的构成任何一个系统都是由以下几个基本部分组成：●管组：串联的若干管件构成一个管组，管组不存在分支，也没有汇入点；●含有雨水斗的管组：由一个雨水斗和串联的若干管件构成一个管组●由若干个管件、管段串联构成的管组；●三通汇入点：通过三通的顺向入口和侧向入口将两个管组汇入一个管组；●主干管路：一个最远的雨水斗经过（或不经过）一个个三通顺向入口而不经过任何三通侧向入口到达系统出口所经过的管路；●分支管路：由一个以上的雨水斗汇合而成，经三通侧向入口汇入主管路的管路；●尾管：由雨水斗垂直向下到达第一个90度弯头所经过的管道；●小横管：尾管下端和水平管连接的管道。

在某些系统内会不设小横管；●水平管：小横管之后到达立管顶端的水平管段。

在水平管上可能设有若干个三通，以汇入单个的雨水斗管组或分支管路；●立管：由水平管末端垂直（或倾斜）向下，直到第一个系统最低点（或标高正负零以下点）所经由的管路。

立管内可能包含部分水平铺设的管段；●过渡段（埋地管）：从立管最下端的弯头之后的管组。

过渡段一般埋入地下，但在某些建筑中也可能悬挂在地下室天花板下方。

个别系统也允许没有过渡段。

力 系 数 ，一 般 由 供 应 厂 家 通 过 实 际 测 试 提 供 ，若 厂 商
提供数据不足，设 计 人 员 可 根 据 表 １ 相 应 系 数 进 行
粗略估算。
表 １ 管 （配 ）件 局 部 阻 力 系 数 ξ
项目
１５° 弯头
３０° 弯头
４５° 弯头
７０° 弯头
９０° 弯头
管道 三通 变径处
Ｗｉｌｌｉａｍｓ公式 只 适 用 于 流 速 小 于 ３ ｍ／ｓ的 情 况，这 是因 为 Ｈａｚｅｎ 和 Ｗｉｌｌｉａｍｓ当 时 的 试 验 数 据 只 覆 盖 了水力光滑区和过渡区，并 没 有 覆盖紊流粗糙区［５］， Ｈａｚｅｎ－Ｗｉｌｌｉａｍｓ公式是 有 一 定 的 适 用 范 围。 而 虹 吸 式 屋 面 雨 水 系 统 无 论 在 设 计 阶 段 还 是 实 际 运 行 时 ，悬 吊管和立管等管道中雨水流速大于 ３ ｍ／ｓ的情况比 比 皆 是，由 此 可 见，Ｈａｚｅｎ－Ｗｉｌｌｉｍａｓ公 式 并 不 完 全 适 用 于 虹 吸 雨 水 系 统 。 但 在 工 程 应 用 中 ，工 程 人 员 对 虹 吸 式 屋 面 雨 水 系 统 正 常 运 作 状 态 下 的 水 力 验 算 ，出 于 便捷性的考虑，多采用 Ｈａｚｅｎ－Ｗｉｌｌｉａｍｓ公式进行手工 试算，得出的计算结果往往误差不小。
（３）设计 人 员 在 工 程 项 目 初 期，尚 无 产 品 厂 商 配合，可 使 用 估 算 方 法，对 系 统 的 雨 水 斗 数 量、管 径 等 作 估 算 ，计 算 结 果 用 于 和 建 筑 等 其 他 工 种 配 合 。 ３ 虹 吸 式 屋 面 雨 水 排 水 系 统 估 算 方 法 ３．１ 估 算 准 备
针对近年来应用于污水再生利用中膜处理工艺中的超细格栅本标准首次提出超细格栅的概念并规022mm栅条系列间隔为01mm本标准在制定中参考吸纳并部分借鉴了德国标准化学会din标准德国质量保证和标记协会ral标准及日jwwab标准中机械部分规定等八项标准及规定并综合考虑了国内企业生产实际情况国外先进发达国家标准的要求及下一步国内产品应达到的技术水平的情况下明确规定了所采用不锈钢材料为奥氏体不锈钢平均无故障工作时间为不应小于8000h以及特别规定了使用于含氯较高的污水及工业废水处理工程中的格栅除污机防腐的漆膜厚度等条款这些要求达到了国际发达国家的水平

1虹吸管水力计算
（1） 计算基本参数：
管道直径（内径） D 出＝ 187 mm
管道全部长度 L 出＝ 76.00 m
入口至最高点长度 L 控＝ 25.20 m
上游水位 H 上＝ 1610.60 m
下游水位 H 下＝ 1607.20 m
水位高差 H 差＝ 3.40 m
局部损失系数见下表：
（2） 过流能力计算
a) 计算沿程水头损失系数
根据曼宁公式11
R n C =可计算得C ，在此取钢管（旧管）的糙率n=0.014：
则有：312288R gn C g
==λ
根据计算可得λ=0.043
b) 计算流量系数
ζλμ+=
d l c 1
其中：ζ——整个管道中的局部损失系数
根据计算可得c μ=0.224
c) 输水能力计算
差2gh A Q c μ=
经计算可得Q=0.05m ³/s
（3） 安装高程计算
虹吸管中最大真空一般发生在管子的最高位置。

所以本计算则将管子的最高点作为计算断面。

上游断面和最高点断面根据贝努力方程有：
g
d l g P z g a g P s 2)(202算算算201a ϑζλρϑρ⨯+++=++ 则有：
g
d l h z v s 2)1(2控控ϑζλ++-≤
其中：算P ——计算断面管内压力，单位：Pa ；
算l ——从上游起至计算断面的管长，单位：m ；
算ζ——从上游入口到计算断面的局部水头损失系数；
s z ——上游水面到计算断面的高差即安装高程，单位：m ；
v h ——允许真空值，单位：m ，再此选m h v 7=; 根据计算虹吸管最高点与上游水位高差应满足m z s 63.6≤。

视为 隔水 底板 。 基坑 周边 主要为河 漫滩 ， 地势 平坦 ， 层岩性 地
条 件 ， 开 挖 一 个 下 口 宽 ３．２ 上 口 宽 需 ６６ ｍ，
８ ． ２ 周边 坡度 为 １： ． ８ ６ ｍ， １５～１： ． ５的大 型 土 １７
石 方基 坑 ， 基坑底 部 高程 为 ８ ．ｍ， ２ １ 基坑 开挖 深 度 约为 １． ｍ， 下 水 位 以下 开 挖 深 度 近 ７ ５ 需 ４９ 地 ．ｍ，
２ １． ｏ Байду номын сангаас ０ ２ Ｎ ．
四 川 水 利
・ ３・ ２
ＭＯ Ｆ Ｏ 软 件 在 黄 水 河 倒 虹 吸 ＤＬＷ 基 坑 降水 方 案模 拟计 算 中的应 用
闫晟盎 ， 刘 杰
（ 中国水利 水 电第五 工程局 有限公 司第一分局 ， 四川 双流 ，１２５ ６０２ ）
【 摘 要】 在黄 水河渠道倒虹 吸基 坑降水方案设 计 中， 对地 下水渗流模拟 软件 Ｍ Ｄ Ｌ Ｗ 的应 用， 降水施 工 通过 Ｏ ＦＯ 在 数值模 型 基 坑降水 方案设计
降水模拟计算采用 国内外广泛使用的地下水 渗流 模 拟 软 件 ＭＯ Ｆ Ｏ 进 行 。ＭＯ Ｆ Ｏ 是 Ｄ ＬＷ ＤＬＷ
由美 国地 质调 查局 开发 的一套基 于三 维有 限差分 方 法 的专 门用 于孔 隙介质 中地下 水渗 流模拟 的计 算 软件 。 本工 程需 要降水 后开 挖 的总 长度 ２０ 分 为 ９ｍ， 二期 进行 施工 。一期 基坑 开挖形状 为 长 １０ 宽 ４ ｍ、 ４ｍ（ 排距 ） ６ 并 的矩 形 ， 下 水 位埋 深 约 ８ 左右 ， 地 ｍ 含水 层为 砂卵石 层 ， 含水层 厚度 ６ ｍ， ０ 底部 以下 可
过 １４ ０ ｍ／ ８８０ ｄ时 ， 坑 中 心处 的降 深超 过 ７５ 基 ．ｍ

（1）沿程水头损失
C=R1/6/n
72.949
λ=8g/c2
0.015
hf＝λL*v2/(4R*2g)
0.971
(2)局部水头损失
ζj进口
0.250
ζ门槽
0.100
拦污栅栅条厚度s
0.030
拦污栅间距b
0.100
拦污栅与水平面夹角a
80.000
栅条形状系数β
0.760
ζ拦污栅＝β（s/b）4/3sina
59.393
λ=8g/c2
0.022
hf＝λL*v2/(4R*2g)
0.865
(2)局部水头损失
ζj进口
0.250
ζ门槽
0.100
拦污栅栅条厚度s
0.030
拦污栅间距b
0.100
拦污栅与水平面夹角a
80.000
栅条形状系数β
0.760
ζ拦污栅＝β（s/b）4/3sina
0.150
弯道损失：ζ弯道=0.073+0.073+0.073+0.071+0.034
w渠
9.560
w管/w渠
0.296
ζ出口
0.540
ζ进人孔
0.100
总局部水头损失系数∑ζj
1.564
总局部水头损失hj＝∑ζjv2/2g
0.447
总水头损失z＝hj+hf
1.584
允许水头损失
1.990
3、校核流量
Q＝w(2gz)0.5/(λL/D+∑ζj)
6.707
所选管径能满足要求
倒虹吸水力计算（预应力砼管D=2.0m)
1、初拟管道直径
设计流量Q

一、水力计算1、基本参数选择本次计划建设那里屯反虹吸1座,管长158米,上下游水头差1.39米,设计流量0.137m3/s,设计采用Ⅰ阶段预应力承插管，管径为DN500mm，承压标准为0.6MPa。

2、水力计算（1）不淤流速计算（采用挟砂流速）V挟砂=｛ω06ρ0.5(4Q/πd752)1/4｝1/1.25ω0——泥砂沉降速度，mm/s，本项目取1.07mm/s；ρ——水流中的挟砂含量，取1%；Q——设计流量，0.137m3/s；π——圆周率，3.142；d75——挟砂粒径，本次设有沉砂池，项目区为粉砂质粘土地区，不会有大的粒径通过，参考广西一些地方经验，取0.04mm；经计算，V挟砂=0.56m/s。

（2）管内流速计算V管=Q/πr2=0.137/(3.142×（0.5/2）2)=0.70m/s＞V挟砂=0.56m/s。

管内在设计流速情况下不会出现淤积。

（3）水头损失计算1）沿程水头损失H f=λV2L/（8Rg）λ=8g/C2C=R1/6/nH f——沿程水头损失，m;R——水力半径，R=D0/4=0.5/4=0.125；D0——管道内径，D0=0.5米；n——本项目采用钢筋砼管道，n=0.014。

V——管内流速，V=0.70m/s；L——管道长度，158米；经计算，H f = 1.23米。

2）局部水头损失H j=［ξ进口+ξ拦栅+ξ弯道+ξ出口］V2/2g=［0.5+1.79+0.3×1.2×5+0.64］×0.72/(2×9.81)=0.12m。

3）总水头损∑h= H f + H j =1.35米＜1.39米，满足过流要求。

二、结构设计管道单节管长2米，为承插管。

为防止地基不均匀沉降破坏，管道底部设30cm厚C20现浇砼管垫，管垫与管道接触处铺设油毡垫层防温变，管与管之间连接采用橡胶环止水，并设C20钢筋砼管接外包防渗，沿管长在地形剧变地段设C20砼镇墩固管；管道入口第一节管采用Dg500mm无缝钢管，在入口稍下部位设置竖向Dg200mm无缝钢管作为导气管，无缝钢管内外均采用防腐漆涂抹防锈。

水泵吸水管的水力计算
例：离心泵，抽水流量Q=8.11L/s，吸水管的长度 L=9.0m，直径d为100mm，沿程摩阻系数为0.035， 局部水头损失系数为：有滤网的底阀为7.0，90度 弯为0.3，泵的允许吸水真空高度为5.7m，确定水 泵的最大安装高度。 l v H = h − α + λ + ∑ ζ 解： d 2g
pa p2 v2 = Hs + +α + hw ρg ρg 2g
2 pa − p 2 v2 l v Hs = −α − hw = hv − α + λ + ∑ ζ ρg 2g d 2g
H s ------水泵安装高度 hv ------水泵进口断面真空高度 λ ------吸水管沿程摩阻系数 ∑ ζ ------吸水管各项局部水头损失系数之和
2 s v
流速V可由 Q = v 算出为1.03m/s，带入数据得最 4 大安装高度为5.08m
πd 2
水泵吸水管的水力计算
水泵的安装高度与进口的真空高度有关，进口断面 的真空高度是有限的，当该断面绝对压强降至蒸气 压时，水气化生成大量气泡，气泡随水流进入泵内， 受压而突然溃灭，引起周围的水以极大的速度向溃 灭点冲击，在该店造成高达数百大气压以上的压强， 这个过程发生在水泵部件的表面，就会使部件很快 损坏，这种现象称为空蚀。为防止空蚀，通常水泵 厂由实验给出允许吸水真空高度 ，作为水泵的 [hv ] 性能指标之一。
λ
hs
1 A 1 H 2 B 2
式中的 表示1-1，2-2断面间各项局部水头损失系 数：管道入口 ，转弯 ， ， ，管道出口 =1的和，即 ζ ∑ = ζ e +ζ b1 +ζ b 2 +ζ b3 + 1 1 2 ζ 流量Q= c