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 200 300350 450500 900 1000 0 550 650 700 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 5 污水管道的埋设深度 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7 8m 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 0058 0 0024 h D 0 9 0 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