污水管道的水力计算.ppt

第二节 污水管道的水力计算,一、污水管道中的水流情况,1.污水在管道中一般是从高处向低处流动，属 于重力流动。,2.将污水按一般水看待，符合一般水力学的水 流运动规律。,3.在污水管网设计中采用均匀流计算,二、水力计算公式,三 污水管道设计参数,污水管道水力计算的设计数据,设计充满度（h/D）,设计流速（v）,最小管径（D）,最小设计坡度（i）,（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）,200300 350450 500900 1000,0.55 0.65 0.70 0.75,h,D,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；我国根据试验结果和运行经验确定最小流速为0.6m/s。当管径小于或等于500mm时，自净流速可取0.7m/s，当管径大于500mm，自净流速可取0.8m/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。,（3）最小管径,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。 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。,（4）最小设计坡度,相应于最小设计流速的坡度为最小设计坡度，最小设计坡度是保证不发生淤积时的坡度。,（1）,（2）,（3）,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。,设计充满度一定时，管径越大，最小设计坡度越小。,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：,冰冻线的要求,地面荷载,满足街坊管连接要求,满足地面荷载要求：车行道下最小覆土厚度0.7m 满足防冰冻要求： 室外排水设计规范规定：无保温措施的生活污水管道，管底可埋设在冰冻线以上0.15m；有保温措施或水温较高的管道，距离可以加大。 满足街坊污水连接管衔接要求：,从以上三个因素出发，可以得到三个不同的覆土厚度，最大值就是这一沟段的允许最小覆土厚度。,最大埋深 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78m；在多水、流沙、石灰岩地层中，一般不超过5m。,衔接原则： （1）尽可能提高下游沟段的高程，以减少埋深，从而降低造价，在平坦地区这点尤其重要； （2）避免在上游沟段中形成回水而造成淤积； （3）不允许下游沟段的沟底高于上游沟段的沟底。,（6）污水管道的衔接,一般情况下， 异管径沟段采用沟顶平接。 同管径沟段采用水面平接。,（7）污水管道断面的形式,常见的有圆形、半椭圆形、马蹄形、矩形和梯形等,四 污水管道水力计算方法,在进行水力计算时，对于每一管段而言，有六个 水力因素：管径D、粗糙系数n、充满度h/D、水力坡 度I、流量Q和流速v。,Q=,方法：（一）水力计算图 （二）水力计算表,I=0.00580.0024,h/D=0.90.55,水力计算图,解： 1、确定管径和坡度 由于上游沟段的覆土厚度较大，设计沟段坡度应尽量小于地面坡度以减少埋深。,A:令D300mm，查图. 当D300mm，qV40L/s，h/D=0.55时， i0.0058I0.0024， 不符合本题应尽量减少埋深的原则； 令v0.6m/s时，h/D0.900.55，也不符合要求。,h/D=0.660.65，不合格,i =0.00150.0024，比较合适,B:令D350mm，查图. 当D350mm，qV40L/s， v0.6m/s时, h/D=0.660.65，不合格。 令h/D=0.65 时，v0.610.6m/s，符合要求。 i =0.00150.0024，比较合适。,44.220+0.300,44.220+0.300-0.350,2、确定衔接方式和高程,采用沟顶平接