排水管渠水力学计算

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1、排水管渠水力计算2009年8月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沟道水流情况重力流:沟道中水流动时,水上方是大气,具有自由表面,而其它三个方向受到沟道固体界面限制,这种水流方式叫重力流又叫明渠流.管流:沟道有时在水压力流动这时水流方式叫管流又叫压力流.第一节污水管渠水力设计原则不溢流不淤积不冲刷沟壁要注意通风第二节水力学计算基本公式第三节水力学算图算图分类不满流圆形管道满流圆形管道满流矩形管道明渠流管道的埋设深度和覆土厚度

2、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、石灰岩地层中，一般不超过5m。管道的覆土厚度是指沟顶的外壁到地面的距离管沟道埋深小些好，但是，沟道的覆土厚度有一个最小限值，称最小覆土厚度。最小覆土厚度决定于下列三个因素：①必须防止沟道中的污水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏沟道；

3、②必须防止沟壁被车辆造成的活荷重压坏；③必须满足支沟在衔接上的要求。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用）乘插式企口式平口式一、排水管道基础的组成管道管座基础垫层地基排水管道的基础三、污水管道水力计算的设计规定设计充满度（h/D）设计流速（v）最小管径（D）最小设计坡度（i）2-3污水

4、管道的水力计算管顶平接是指在水力学计算中，使上游管段和下游管段的管顶内壁的高程相同。采用管顶平接时，上游管段产生回水的可能性较小，但往往使下游管段的埋深增加。水面平接是指在水力学计算中，使上游管段和下游管段的水面高程相同。用水面平接时,常因管道中流量出现变化时(主要是上游的小管道)而产生回水，但下游管道的埋深可以浅些。为了减少下游管道的埋深，也有人建议在充满为0.8处平接。沟底平接是指在水力学计算中，要使上游沟段和下游沟段的沟底内壁的高程相同在一般情况下，异管径沟段采用沟顶平接。有时，当上下游沟段管径相同而下游沟段的充盈深

5、小于上游沟段的充盈深时，(由小坡度转入较陡的坡度时，可能出现这种情况)，也可采用沟顶平接。通常，同管径沟段往往是下游沟段的充盈深大于上游沟段的允盈深，避免上游沟段中形成回水而采用水面平接。在平坦地区，为了减少沟道埋深，异管径的沟段有时也采用水面平接或充满度0.8处平接。当异管径沟段采用沟顶平接而发现下游沟段的水面高于上游沟段的水面时(这种情况并不常见)，应改用水面平接。在特殊情况下，下游管段的管径小于上游管段的管径(坡度突然变陡时，可能出现这种情况)，而不能采用管顶平接或水面平接时，应采用管底平接以防下游沟段的管底高于上游

6、管段的沟底。为了减少管道系统的埋深，虽然下游管管管径大于上游沟管管径，有时也可采用管底平接。总之，沟段的衔接是以尽量减少管道埋深为前提，而且在窨井处不应发生:①下游管底高于上游管底。②下游水位高于上游水位。（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<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）最大充满度（h/D）200~300350~450500~900≥10000.55(0.60)0.65(0.70)0.70(0.75)0.7

7、5(0.80)hD为什么要做最大设计充满度的规定？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。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

8、。***国内一些城市污水管道长期运行的情况说明，超过上述最高限值，并未发生冲刷管道的现象。（3）最小管径1、为什么要规定最小管径？街坊管最小管径为200mm，街道管最小管径为300mm。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