第九章_污水管网设计与计算2.ppt

第九章污水管网设计与计算 2 污水管道水力计算举例 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 1 比例换算法为减小坡度 流量最大管径350坡度0 0015 附图1 管径300 坡度0 0058 大于地面坡度 不适合 流量40L s管径350mm流速0 61m s 充满度0 65 例3 1 坡度0 0015 I 0 0058 0 0024 h D 0 9 0 55 2 水力计算图 A 令D 300mm 查图 当D 300mm qV 40L s h D 0 55时 i 0 0058 I 0 0024 不符合本题应尽量减少埋深的原则 令v 0 6m s时 h D 0 90 0 55 也不符合要求 h D 0 66 0 65 不合格 i 0 0015 0 0024 比较合适 B 令D 350mm 查图 当D 350mm qV 40L s v 0 6m s时 h D 0 66 0 65 不合格 令h D 0 65时 v 0 61 0 6m s 符合要求 i 0 0015 0 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 设计沟段上端沟底高程 44 220 0 300 0 350 44 170 m 设计沟段的下端沟底高程 44 170 240 0 0015 43 810 m 3 采用D 400mm 查图 当D 400mm qV 40L s v 0 6m s时 h D 0 53 i 0 00145 与D 350mm相比较 沟管设计坡度基本相同 沟管容积未充分利用 沟管埋深反而增加0 05m 另外 沟管口径一般不跳级增加 所以D 350mm i 0 0015的设计为好 例 已知设计管段长L 100m 地面坡度0 0036 设计流量q 30L s 由于上游管段覆土厚度较大 所以设计管段的设计坡度要尽量小 减小管段埋深 拟采用较大管径D 300mm的钢筋混凝土管 粗糙系数nM 0 014 充满度采用规范规定的最大值h D 0 55 1 试采用比例变换法求设计管段水力坡度和流速 已知h D 0 55 A A0 0 564 R R0 1 06 q q0 0 586 V V0 1 039 2 上游管段口径300mm 充满度h D 0 53 管底高程为44 65m 地面高程为46 60m 试确定衔接方式 计算设计管段的管底高程和覆土厚度 该地区土壤无冰冻 解 1 已知q D h D 求I和v 直接代入公式 I 0 00325最小流速0 6m s满足要求 2 上游和下游管段同管径 采用水面平上游沟段水面高程 44 65 0 53 0 3 44 809m设计管段上端沟底高程 44 809 0 55 0 3 44 644m设计管段下端沟底高程 44 644 0 00325 100 44 319m 设计管段上端覆土厚度 地面高程 沟底高程 管径 46 6 44 644 0 3 1 656m设计管段下端覆土厚度 46 6 100 0 0036 44 319 0 3 1 621m 解 覆土厚度为45 48 43 67 0 35 1 46m 离最小覆土厚度允许值0 7m较大 因此设计时应尽量使设计沟段坡度小于地面坡度 1 令D 350m 查图 当D 350mm qV 56L s v 0 60m s时 i 0 0015 但h D 0 95 0 65不合格 当h D 0 65时 v 0 85m s i 0 0030 I 0 0014 不很理想 2 令D 400mm 查图 当D 400mm qV 56L s v 0 60m s时 i 0 0012 但h D 0 70 0 65 不符合规定 当h D 0 65时 i 0 00145 v 0 65m s 符合要求 沟管坡度接近地面坡度I 0 0014 采用沟顶平接 设计沟段的上端沟底高程 43 67 0 350 0 400 43 620 m 设计沟段的下端沟底高程 43 620 1300 00145 43 43 m 第一方案 造价低 但后面的沟管都将落下0 172m 假如下游的地区有充分的坡度 可以采用第一答案 假如在平坦的地区 宜采用第二答案 3 究竟采用哪一种方案 1 D 350mm I 0 0032 D 400mm I 0 145 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 400m 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 4 可以选用D 350mm i 0 008 规范规定 在地面坡度变陡处 沟道管径可以较上游小1或2级 下面计算沟底高程 D 350mm qV 66L s I 0 008时 查图得 h D0 53 v 1 28m s 合格 5 如果采用地面坡度作为设计坡度 设计流速超过最大流速 这时沟道设计坡度必须减少 并且设计沟段上端窨井应采用跌水井 污水沟道水力学设计 9 5污水管道的设计 参看水污染控制工程下册p74 基本概念 基本概念 设计流量组成 污水管道的设计举例 原始资料 给定某市的街坊平面图 如下页图 居住区街坊人口密度为350人 公顷 污水量标准为120L 人 d 火车站和公共浴室的设计污水量分别为3L s和4L s 工厂甲和工厂乙的工业废水设计流量分别为25L s与6L s 生活污水及经过局部处理的工业废水全部送至污水处理厂进行处理 工厂甲废水排出口的管底埋深为2 0m 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 三 划分设计管段 计算设计流量 生活污水平均流量 比流量 为 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 转输流量 0 486 1 21 1 7 1 43 2 21 1 21 2 28 4 88 合计流量 1 07 4 88 5 95 Kz 2 2 设计流量 5 95 2 2 13 09 总设计流量 13 09 25 38 09 2 2 2 21 1 7 1 43 1 21 1 21 2 28 以管段2 3为例 四 水力计算 1 管段长度 设计流量 设计管段起迄点检查井地面标高分别列入2 3 10 11项 2 地面坡度作为确定管段坡度的参考 1 2地面坡度 86 2 86 1 110 0 0009 3 起始管段1 2 流量Q25L s 管径取最小管径D300mm 设计坡度取最小设计坡度I0 0003 查表 流速v0 7m s 大于最小流速0 6m s 充满度h D 0 51 小于最大设计充满度0 55 列入表中 4 其他管段 可根据Q先确定D 然后在确定的D水力计算图上查出相应的h D和I值 存在一个试算过程 5 计算各管段上端 下端的水面 管底标高及其埋设深度 1 求管段降落量 1 2降落量I L 0 003 110 0 33m 表第9项 2 求管段水深 1 2水深D h D 0 3 0 51 0 153 表第8项 3 确定管网系统控制点 1点 受工厂排除口的控制 埋深定为2m 4 求设计管段上 下端的水面标高 管底标高及其埋设深度1点管内底标高 地面标高 埋深 为86 2 2 84 2m 表第14项 2点管内底标高 1点 降落量 为84 2 0 33 83 87m 表第15项 2点埋深深度 地面标高 管底标高 为86 1 83 87 2 23m 表第17项 水面标高 管底标高 水深 1点为84 2 0 153 84 353m 表12项 2点83 87 0 153 84 023m