精選給水排水管道系統(tǒng)水力計(jì)算礎(chǔ)

1、第三章 給水排水管道系統(tǒng)水力計(jì)算基礎(chǔ)本章內(nèi)容：1、水頭損失計(jì)算2、無壓圓管的水力計(jì)算3、水力等效簡化本章難點(diǎn)：無壓圓管的水力計(jì)算第一節(jié) 基本概念 一、管道內(nèi)水流特征 進(jìn)行水力計(jì)算前首先要進(jìn)行流態(tài)的判別。判別流態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)采用臨界雷諾數(shù)Rek，臨界雷諾數(shù)大都穩(wěn)定在2000左右，當(dāng)計(jì)算出的雷諾數(shù)Re小于2000時(shí)，一般為層流，當(dāng)Re大于4000時(shí)，一般為紊流，當(dāng)Re介于2000到4000之間時(shí)，水流狀態(tài)不穩(wěn)定，屬于過渡流態(tài)。對(duì)給水排水管道進(jìn)行水力計(jì)算時(shí)，管道內(nèi)流體流態(tài)均按紊流考慮紊流流態(tài)又分為三個(gè)阻力特征區(qū)：紊流光滑區(qū)、紊流過渡區(qū)及紊流粗糙管區(qū)。二、有壓流與無壓流 水體沿流程整個(gè)周界與固體壁面接觸，而

2、無自由液面，這種流動(dòng)稱為有壓流或壓力流。 水體沿流程一部分周界與固體壁面接觸，另一部分與空氣接觸，具有自由液面，這種流動(dòng)稱為無壓流或重力流 給水管道基本上采用有壓流輸水方式，而排水管道大都采用無壓流輸水方式。 從水流斷面形式看，在給水排水管道中采用圓管最多 三、恒定流與非恒定流給水排水管道中水流的運(yùn)動(dòng)，由于用水量和排水量的經(jīng)常性變化，均處于非恒定流狀態(tài)，但是，非恒定流的水力計(jì)算特別復(fù)雜，在設(shè)計(jì)時(shí)，一般也只能按恒定流 (又稱穩(wěn)定流)計(jì)算。四、均勻流與非均勻流液體質(zhì)點(diǎn)流速的大小和方向沿流程不變的流動(dòng)，稱為均勻流；反之，液體質(zhì)點(diǎn)流速的大小和方向沿流程變化的流動(dòng)，稱為非均勻流。從總體上看，給水排水管道

3、中的水流不但多為非恒定流，且常為非均勻流，即水流參數(shù)往往隨時(shí)間和空間變化。對(duì)于滿管流動(dòng)，如果管道截面在一段距離內(nèi)不變且不發(fā)生轉(zhuǎn)彎，則管內(nèi)流動(dòng)為均勻流；而當(dāng)管道在局部有交匯、轉(zhuǎn)彎與變截面時(shí)，管內(nèi)流動(dòng)為非均勻流。均勻流的管道對(duì)水流的阻力沿程不變，水流的水頭損失可以采用沿程水頭損失公式進(jìn)行計(jì)算；滿管流的非均勻流動(dòng)距離一般較短，采用局部水頭損失公式進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于非滿管流或明渠流，只要長距離截面不變，也沒有轉(zhuǎn)彎或交匯時(shí)，也可以近似為均勻流，按沿程水頭損失公式進(jìn)行水力計(jì)算，對(duì)于短距離或特殊情況下的非均勻流動(dòng)則運(yùn)用水力學(xué)理論按緩流或急流計(jì)算。五、水流的水頭和水頭損失水頭是指單位重量的流體所具有的機(jī)械能，一般

4、用符號(hào)或表示，常用單位為米水柱 (mH2O)，簡寫為米 (m)。水頭分為位置水頭、壓力水頭和流速水頭三種形式。位置水頭是指因?yàn)榱黧w的位置高程所得的機(jī)械能，又稱位能，用流體所處的高程來度量，用符號(hào)表示；壓力水頭是指流體因?yàn)榫哂袎毫Χ哂械臋C(jī)械能，又稱壓能，根據(jù)壓力進(jìn)行計(jì)算，即 (式中的為計(jì)算斷面上的壓力，為流體的比重)；流速水頭是指因?yàn)榱黧w的流動(dòng)速度而具有的機(jī)械能，又稱動(dòng)能，根據(jù)動(dòng)能進(jìn)行計(jì)算，即（式中為計(jì)算斷面的平均流速，g為重力加速度）。位置水頭和壓力水頭屬于勢(shì)能，它們二者的和稱為測(cè)壓管水頭，流速水頭屬于動(dòng)能。流體在流動(dòng)過程中，三種形式的水頭 (機(jī)械能)總是處于不斷轉(zhuǎn)換之中。給水排水管道中的測(cè)

5、壓管水頭較之流速水頭一般大得多，在水力計(jì)算中，流速水頭往往可以忽略不計(jì)。實(shí)際流體存在粘滯性，因此在流動(dòng)中，流體受固定界面的影響（包括摩擦與限制作用），導(dǎo)致斷面的流速不均勻，相鄰流層間產(chǎn)生切應(yīng)力，即流動(dòng)阻力。流體克服阻力所消耗的機(jī)械能，稱為水頭損失。當(dāng)流體受固定邊界限制做均勻流動(dòng)（如斷面大小，流動(dòng)方向沿流程不變的流動(dòng)）時(shí)，流動(dòng)阻力中只有沿程不變的切應(yīng)力，稱沿程阻力。由沿程阻力所引起的水頭損失稱為沿程水頭損失。當(dāng)流體的固定邊界發(fā)生突然變化，引起流速分布或方向發(fā)生變化，從而集中發(fā)生在較短范圍的阻力稱為局部阻力。由局部阻力所引起的水頭損失稱為局部水頭損失。在給水排水管道中，由于管道長度較大，沿程水頭損

6、失一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于局部水頭損失，所以在進(jìn)行管道水力計(jì)算時(shí)，一般忽略局部水頭損失，或?qū)⒕植孔枇D(zhuǎn)換成等效長度的管道沿程水頭損失進(jìn)行計(jì)算。第二節(jié) 管渠水頭損失計(jì)算一、沿程水頭損失計(jì)算管渠的沿程水頭損失常用謝才公式計(jì)算，其形式為： （m） （3-1）式中 沿程水頭損失，m； 過水?dāng)嗝嫫骄魉?，m/s；謝才系數(shù)；過水?dāng)嗝嫠Π霃?，即過水?dāng)嗝婷娣e除以濕周，m，圓管滿流時(shí)（D為圓管直徑）；管渠長度，m。對(duì)于圓管滿流，沿程水頭損失也可用達(dá)西公式計(jì)算： （m） （3-2）式中 圓管直徑，m；重力加速度，m/s2； 沿程阻力系數(shù)，。沿程阻力系數(shù)或謝才系數(shù)與水流流態(tài)有關(guān)，一般只能采用經(jīng)驗(yàn)公式或半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。目前國內(nèi)

7、外較為廣泛使用的主要有舍維列夫（）公式、海曾威廉（Hazen-Williams）公式、柯爾勃洛克懷特(Colebrook-White)公式和巴甫洛夫斯基() 等公式，其中，國內(nèi)常用的是舍維列夫公式和巴甫洛夫斯基公式。（1）舍維列夫公式舍維列夫公式根據(jù)他對(duì)舊鑄鐵管和舊鋼管的水力實(shí)驗(yàn)（水溫10），提出了計(jì)算紊流過渡區(qū)的經(jīng)驗(yàn)公式。當(dāng)m/s時(shí) (3-3) 當(dāng)m/s時(shí) (3-4)將（3-3）、(3-4)式代入（3-2）式分別得：當(dāng)m/s時(shí) （3-5）當(dāng)m/s時(shí) （3-6）（2）海曾威廉公式海曾威廉公式適用于較光滑的圓管滿管紊流計(jì)算： （3-7）式中 流量，m3/s；海曾威廉粗糙系數(shù)，其值見表3-1；其余

8、符號(hào)意義同（3-2）式。海曾威廉粗糙系數(shù)值 表3-1管道材料管道材料塑料管150新鑄鐵管、涂瀝青或水泥的鑄鐵管130石棉水泥管120140使用5年的鑄鐵管、焊接鋼管120混凝土管、焊接鋼管、木管120使用10年的鑄鐵管、焊接鋼管110水泥襯里管120使用20年的鑄鐵管90100陶土管110使用30年的鑄鐵管7590將式（3-7）代入式（3-2）得： (3-8)（3）柯爾勃洛克懷特公式柯爾勃洛克懷特公式適用于各種紊流： （3-9）式中 雷諾數(shù)，其中為水的動(dòng)力粘滯系數(shù)，和水溫有關(guān)，其單位為：m2/s；管壁當(dāng)量粗糙度，m，由實(shí)驗(yàn)確定，常用管材的值見表3-2。該式適用范圍廣，是計(jì)算精度最高的公式之一，

9、但運(yùn)算較復(fù)雜，為便于應(yīng)用，可簡化為直接計(jì)算的形式： (3-10)常用管渠材料內(nèi)壁當(dāng)量粗糙度（mm） 表3-2管渠材料光滑平均粗糙玻璃00.0030.006鋼、PVC或AC0.0150.030.06有覆蓋的鋼0.030.060.15鍍鋅鋼管、陶土管0.060.150.3鑄鐵管或水泥襯里0.150.30.6預(yù)應(yīng)力混凝土管或木管0.30.61.5鉚接鋼管1.536臟的污水管道或結(jié)瘤的給水主管線61530毛砌石頭或土渠60150300（4）巴甫洛夫斯基公式巴甫洛夫斯基公式適用于明渠流和非滿流管道的計(jì)算，公式為： （3-11）式中： 巴甫洛夫斯基公式粗糙系數(shù)，見表3-3。將（3-11）式代入（3-2）式

10、得： （3-12）常用管渠材料粗糙系數(shù)值 表3-3管渠材料管渠材料鑄鐵管、陶土管0.013漿砌磚渠道0.015混凝土管、鋼筋混凝土管0.0130.014漿砌塊石渠道0.017水泥砂漿抹面渠道0.0130.014干砌塊石渠道0.0200.025石棉水泥管、鋼管0.012土明渠（帶或不帶草皮）0.0250.030（5）曼寧（Manning）公式曼寧公式是巴甫洛夫斯基公式中y1/6時(shí)的特例，適用于明渠或較粗糙的管道計(jì)算： （3-13）式中 粗糙系數(shù)，與（3-12）式中相同，見表3-3。將（3-13）式代入（3-1）得： （3-14）二、局部水頭損失計(jì)算局部水頭損失用下式計(jì)算： （3-15）式中 局部

11、水頭損失，m；局部阻力系數(shù)，見表3-4。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，室外給水排水管網(wǎng)中的局部水頭損失一般不超過沿程水頭損失的5，因和沿程水頭損失相比很小，所以在管網(wǎng)水力計(jì)算中，常忽略局部水頭損失的影響，不會(huì)造成大的計(jì)算誤差。局部阻力系數(shù) 表3-4配件、附件或設(shè)施配件、附件或設(shè)施全開閘閥0.1990彎頭0.950開啟閘閥2.0645彎頭0.4截止閥35.5三通轉(zhuǎn)彎1.5全開蝶閥0.24三通直流0.1第三節(jié) 無壓圓管的水力計(jì)算所謂無壓圓管，是指非滿流的圓形管道。在環(huán)境工程和給排水工程中，圓形斷面無壓均勻流的例子很多，如城市排水管道中的污水管道、雨水管道以及無壓涵管中的流動(dòng)等。這是因?yàn)樗鼈兗仁撬ψ顑?yōu)斷面，又具有制作

12、方便、受力性能好等特點(diǎn)。由于這類管道內(nèi)的流動(dòng)都具有自由液面，所以常用明渠均勻流的基本公式對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。圖3-1 無壓圓管均勻流的過水 斷面圓形斷面無壓均勻流的過水?dāng)嗝嫒鐖D3-1所示。設(shè)其管徑為d水深為h，定義，稱為充滿度，所對(duì)應(yīng)的圓心角稱為充滿角。由幾何關(guān)系可得各水力要素之間的關(guān)系為：過水?dāng)嗝婷娣e： （3-16）濕周： （3-17）水力半徑： （3-18）所以 （3-19） （3-20）為便于計(jì)算，表3-5列出不同充滿度時(shí)圓形管道過水?dāng)嗝婷娣eA和水力半徑R的值。不同充滿度時(shí)圓形管道過水?dāng)嗝娣eA和水力半徑R的值（表中d以m計(jì)） 表3-5充滿度過水?dāng)嗝娣eA（m2）水力半徑（R）充滿度過水?dāng)嗝娣eA（

13、m2）水力半徑（R）0.050.0147 d20.0326d0.550.4426 d20.2649 d0.100.0400 d20.0635 d0.600.4920 d20.2776 d0.150.0739 d20.0929 d0.650.5404 d20.2881 d0.200.1118 d20.1206 d0.700.5872 d20.2962 d0.250.1535 d20.1466 d0.750.6319 d20.3017 d0.300.1982 d20.1709 d0.800.6736 d20.3042 d0.350.2450 d20.1935 d0.850.7115 d20.303

14、3 d0.400.2934 d20.2142 d0.900.7445 d20.2980 d0.450.3428 d20.2331 d0.950.7707 d20.2865 d0.500.3927 d20.2500 d1.000.7845 d20.2500 d為了避免上述各式繁復(fù)的數(shù)學(xué)運(yùn)算，在實(shí)際工作中，常用預(yù)先制作好的圖表來進(jìn)行計(jì)算，（見給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)）。下面介紹計(jì)算圖表的制作及其使用方法。為了使圖表在應(yīng)用上更具有普遍意義，能適用于不同管徑、不同粗糙系數(shù)的情況，特引入一些無量綱數(shù)來表示圖形的坐標(biāo)。 設(shè)以分別表示滿流時(shí)的流量、流速、謝才系數(shù)、水力半徑；以分別表示不同充滿度時(shí)的流量、流速、謝才系

15、數(shù)、水力半徑。令： （3-21） （3-22） 根據(jù)式（3-21）和式（3-22），只要有一個(gè)值，就可求得對(duì)應(yīng)的A和B值。根據(jù)它們的關(guān)系即可繪制出關(guān)系曲線，如圖3-2所示。圖3-2 水力計(jì)算圖從圖3-2中可看出：當(dāng)h/d=0.95時(shí)，Amax=Q/Q0=1.087，此時(shí)通過的流量為最大，恰好為滿管流流量的1.087倍；當(dāng)h/d=0.81時(shí)，Bmax=v/v0=1.16，此時(shí)管中的流速為最大，恰好為滿管流時(shí)流速的1.16倍。 因?yàn)椋Π霃絉在0.81時(shí)達(dá)到最大，其后，水力半徑相對(duì)減小，但過水?dāng)嗝鎱s在繼續(xù)增加，當(dāng)0.95時(shí)，A值達(dá)到最大；隨著的繼續(xù)增加，過水?dāng)嗝骐m然還在增加，但濕周增加得更多，以

16、致水力半徑R相比之下反而降低，所以過流量有所減少。 在進(jìn)行無壓管道的水力計(jì)算時(shí)，還要遵從一些有關(guān)規(guī)定。室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50101-2005中規(guī)定： （1）污水管道應(yīng)按非滿流計(jì)算，其最大設(shè)計(jì)充滿度按其附表采用； （2）雨水管道和合流管道應(yīng)按滿管流計(jì)算； （3）排水管的最小設(shè)計(jì)流速：對(duì)于污水管道(在設(shè)計(jì)充滿度時(shí))，當(dāng)管徑d500mm時(shí)，為0.7m/s；當(dāng)管徑d500mm時(shí)，為0.8m/s。 另外，對(duì)最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度等也有相應(yīng)規(guī)定。在實(shí)際工作中可參閱有關(guān)手冊(cè)與現(xiàn)行規(guī)范。例3-1 已知：圓形污水管道，直徑d600mm，管壁粗糙系數(shù)n0.014，管底坡度i0.0024。求最大設(shè)計(jì)充滿度時(shí)的流

17、速v和流量Q。解 管徑d600mm的污水管最大設(shè)計(jì)充滿度；由表3-5查得，時(shí)，過水?dāng)嗝嫔系乃σ貫椋海╩2）（m）（m1/2/s）從而得：（m/s） (m3/s)例3-2 已知：圓形管道直徑d1m，管底坡度i0.0036，粗糙系數(shù)n0.013。求在水深h0.7m時(shí)的流量Q和流速v。解 根據(jù)圖3-2計(jì)算。首先計(jì)算滿流時(shí)的流量Q0和流速v0。（m）（m1/2/s） (m3/s)由圖3-2查得，當(dāng)時(shí)，所以： (m3/s)（m/s）第四節(jié) 非滿流管渠水力計(jì)算流體具有自由表面，其重力作用下沿管渠的流動(dòng)稱為非滿流。因?yàn)樵谧杂伤嫔细鼽c(diǎn)的壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)，其相對(duì)壓強(qiáng)為零，所以又稱為無壓流。非滿流管渠水力計(jì)算

18、的目的，在于確定管渠的流量、流速、斷面尺寸、充滿度、坡度之間的水力關(guān)系。一、非滿流管渠水力計(jì)算公式非滿流管渠內(nèi)的水流狀態(tài)基本上都處于阻力平方區(qū)，接近于均勻流，所以，在非滿流管渠的水力計(jì)算中一般都采用均勻流公式，其形式為： （3-23） （3-24）式中，稱為流量模數(shù)，其值相當(dāng)于底坡等于1時(shí)的流量。式（3-23）、（3-24）中的謝才系數(shù)C如采用曼寧公式計(jì)算，則可分別寫成： （3-25） （3-26）式中 流量，m3/s； 流速，m/s；過水?dāng)嗝娣e，m2；水力半徑（過水?dāng)嗝娣eA與濕周的比值：），m；水力坡度（等于水面坡度，也等于管底坡度），m/m；C謝才系數(shù)或稱流速系數(shù)；粗糙系數(shù)。式（3-25）

19、、（3-26）為非滿流管渠水力計(jì)算的基本公式。粗糙系數(shù)n的大小綜合反映了管渠壁面對(duì)水流阻力的大小，是管渠水力計(jì)算中的主要因素之一。 管渠的粗糙系數(shù)n不僅與管渠表面材料有關(guān)，同時(shí)還和施工質(zhì)量以及管渠修成以后的運(yùn)行管理情況等因素有關(guān)。因而，粗糙系數(shù)n的確定要慎重。在實(shí)踐中，n值如選得偏大，即設(shè)計(jì)阻力偏大，設(shè)計(jì)流速就偏小，這樣將增加不必要的管渠斷面積，從而增加管渠造價(jià)，而且，由于實(shí)際流速大于設(shè)計(jì)流速，還可能會(huì)引起管渠沖刷。反之，如n選得偏小，則過水能力就達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，而且因?qū)嶋H流速小于設(shè)計(jì)流速，還會(huì)造成管渠淤積。通常所采用的各種管渠的粗糙系數(shù)見表3-3，或參照有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè)。 二、非滿流管渠水

20、力計(jì)算方法在非滿流管渠水力計(jì)算的基本公式中，有q、d、h、i和v共五個(gè)變量，已知其中任意三個(gè)，就可以求出另外兩個(gè)。由于計(jì)算公式的形式很復(fù)雜，所以非滿流管渠水力計(jì)算比滿流管渠水力計(jì)算要繁雜得多，特別是在已知流量、流速等參數(shù)求其充滿度時(shí)，需要解非線性方程，手工計(jì)算非常困難。為此，必須找到手工計(jì)算的簡化方法。常用簡化計(jì)算方法如下： 1利用水力計(jì)算圖表進(jìn)行計(jì)算應(yīng)用非滿流管渠水力計(jì)算的基本公式（3-25）和（3-26），制成相應(yīng)的水力計(jì)算圖表，將水力計(jì)算過程簡化為查圖表的過程。這是室外排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范和給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦采用的方法，使用起來比較簡單。水力計(jì)算圖適用于混凝土及鋼筋混凝土管道，其粗糙系數(shù)

21、n0.014（也可制成不同粗糙系數(shù)的圖表）。每張圖適用于一個(gè)指定的管徑。圖上的縱座標(biāo)表示坡度i，即是設(shè)計(jì)管道的管底坡度，橫座標(biāo)表示流量Q，圖中的曲線分別表示流量、坡度、流速和充滿度間的關(guān)系。當(dāng)選定管材與管徑后，在流量 Q、坡度 i、流速 v、充滿度 h/d四個(gè)因素中，只要已知其中任意兩個(gè)，就可由圖查出另外兩個(gè)。參見附錄8-1、設(shè)計(jì)手冊(cè)或其他有關(guān)書籍，這里不詳細(xì)介紹。2借助于滿流水力計(jì)算公式并通過一定的比例變換進(jìn)行計(jì)算假設(shè)：同一條滿流管道與待計(jì)算的非滿流管道具有相同的管徑d和水力坡度i，其過水?dāng)嗝婷娣e為A0，水力半徑為R0，通過流量為Q0，流速為v0。滿流管渠的A0、R0、Q0、v0與非滿流時(shí)相

22、應(yīng)的A、R、Q、v存在一定的比例關(guān)系，且隨充滿度h/d的變化而變化。為方便計(jì)算，可根據(jù)上述關(guān)系預(yù)先制作成圖3-2和表3-5，供水力計(jì)算時(shí)采用，具體計(jì)算方法見“無壓圓管的水力計(jì)算”。第五節(jié) 管道的水力等效簡化 為了計(jì)算方便，在給水排水管網(wǎng)水力計(jì)算過程中，經(jīng)常采用水力等效原理，將局部管網(wǎng)簡化成為一種較簡單的形式。如多條管道串聯(lián)或并聯(lián)工作時(shí)，可以將其等效為單條管道；管道沿線分散的出流或者入流可以等效轉(zhuǎn)換為集中的出流或入流；泵站多臺(tái)水泵并聯(lián)工作可以等效為單臺(tái)水泵等。 水力等效簡化原則是：經(jīng)過簡化后，等效的管網(wǎng)對(duì)象與原來的實(shí)際對(duì)象具有相同的水力特性。如兩條并聯(lián)管道簡化成一條后，在相同的總輸水流量下，應(yīng)具

23、有相同的水頭損失。一、串聯(lián)或并聯(lián)管道的簡化1 串聯(lián)圖3-3 管道串聯(lián)示意當(dāng)兩條或兩條以上管道串聯(lián)使用時(shí)，設(shè)它們的長度和直徑分別為l1，l2，lN和d1，d2，dN。如圖3-3所示，則可以將它們等效為一條直徑為d，長度為ll1l2lN的管道。根據(jù)水力等效原則有： （3-27）圖3-4 管道并聯(lián)示意 （3-28）2并聯(lián)當(dāng)兩條或兩條以上管道并聯(lián)使用時(shí)，各并聯(lián)管道的長度l相等，設(shè)它們的直徑和流量分別為：d1，d2，dN 和q1，q2，qN。如圖3-4所示，可以將它們等效為一條直徑為d長度為l的管道，輸送流量為： qq1q2qN根據(jù)水力等效原則和式（3.27），有： （3-29） 當(dāng)并聯(lián)管道直徑相同，即

24、時(shí)，則有： （3-30）例3-3 兩條相同直徑管道并聯(lián)使用，管徑分別為DN200、300、400、500、600、700、800、900、1000和1200mm，試計(jì)算等效管道直徑。解 采用曼寧公式計(jì)算水頭損失，n=2，m=5.333，計(jì)算結(jié)果見表3-6，如兩條DN500mm管道并聯(lián)，其等效管道直徑為：（mm）雙管并聯(lián)等效管道直徑 表3-6雙管并聯(lián)管道直徑（mm）20030040050060070080090010001200等效管道的直徑（mm）2593895196487789081037116712971556二、沿線均勻出流的簡化在給水管網(wǎng)中，配水管道沿線向用戶供水，設(shè)沿線用戶的用水流量

25、為ql，向下游管道轉(zhuǎn)輸?shù)牧髁繛閝t，如圖3-5所示。假設(shè)沿線出流量是均勻的，則管道內(nèi)任意斷面x處的流量可表示為：圖3-5 管道沿線出流示意沿程水頭損失計(jì)算如下：為了簡化計(jì)算，現(xiàn)將沿線流量ql分為兩個(gè)集中流量，分別轉(zhuǎn)移到管道的起端和末端，假設(shè)轉(zhuǎn)移到末端的沿線流量為，（稱為流量折算系數(shù)），其余沿線流量轉(zhuǎn)移到起端，則通過管道的流量為，根據(jù)水力等效原則，應(yīng)有：令，代入上式可求得： （3-31）從上式可見，流量折算系數(shù)只和值有關(guān)，在管網(wǎng)末端的管道，因轉(zhuǎn)輸流量為零，即，代入上式得，而在管網(wǎng)起端的管道，轉(zhuǎn)輸流量遠(yuǎn)大于沿線流量，流量折算系數(shù)。由此表明，管道沿線出流的流量可以近似地一分為二，轉(zhuǎn)移到兩個(gè)端點(diǎn)上，由

26、此造成的計(jì)算誤差在工程上是允許的。三、局部水頭損失計(jì)算的簡化在給水排水管網(wǎng)中，局部水頭損失一般占總水頭損失的比例較小，通常可以忽略不計(jì)。但在一些特殊情況下，局部水頭損失必須進(jìn)行計(jì)算。為了簡化計(jì)算，可以將局部水頭損失等效于一定長度的管道（稱為當(dāng)量管道長度）的沿程水頭損失，從而可以與沿程水頭損失合并計(jì)算。 設(shè)某管道直徑為d，管道上的局部阻力設(shè)施的阻力系數(shù)為，令其局部水頭損失與當(dāng)量管道長度的沿程水頭損失相等，則有：經(jīng)簡化得： （3.-32）式中 當(dāng)量管道長度，m。例3-4 已知某管道直徑d800mm，管壁粗糙系數(shù)n0.0013，管道上有2個(gè)45和一個(gè)90彎頭，2個(gè)閘閥，2個(gè)直流三通，試計(jì)算當(dāng)量管道長

27、度。解 查表3-4，該管道上總的局部阻力系數(shù)：采用曼寧公式計(jì)算謝才系數(shù)：求得當(dāng)量管道長度為： （m）測(cè)量學(xué)模擬試卷一、 單項(xiàng)選擇題（每小題1 分，共20 分）在下列每小題的四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確的答案，并將其字母標(biāo)號(hào)填入題干的括號(hào)內(nèi)。得分評(píng)卷人復(fù)查人1經(jīng)緯儀測(cè)量水平角時(shí)，正倒鏡瞄準(zhǔn)同一方向所讀的水平方向值理論上應(yīng)相差（A ）。A 180 B 0 C 90 D 2702. 1：5000地形圖的比例尺精度是（ D ）。A 5 m B 0.1 mm C 5 cm D 50 cm 3. 以下不屬于基本測(cè)量工作范疇的一項(xiàng)是（ C）。A 高差測(cè)量 B 距離測(cè)量 C 導(dǎo)線測(cè)量 D 角度測(cè)量4. 已知某直

28、線的坐標(biāo)方位角為220，則其象限角為（D ）。A 220 B 40 C 南西50 D 南西405. 由一條線段的邊長、方位角和一點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算另一點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算稱為（A ）。A 坐標(biāo)正算 B 坐標(biāo)反算 C 導(dǎo)線計(jì)算 D 水準(zhǔn)計(jì)算6. 閉合導(dǎo)線在X軸上的坐標(biāo)增量閉合差（ A ）。A為一不等于0的常數(shù) B 與導(dǎo)線形狀有關(guān) C總為0 D 由路線中兩點(diǎn)確定7. 在地形圖中，表示測(cè)量控制點(diǎn)的符號(hào)屬于（D ）。A 比例符號(hào) B 半依比例符號(hào) C 地貌符號(hào) D 非比例符號(hào)8. 在未知點(diǎn)上設(shè)站對(duì)三個(gè)已知點(diǎn)進(jìn)行測(cè)角交會(huì)的方法稱為（A ）。A 后方交會(huì) B 前方交會(huì) C 側(cè)方交會(huì) D 無法確定9. 兩井定向中不需要進(jìn)行

29、的一項(xiàng)工作是（C ）。A 投點(diǎn) B 地面連接 C 測(cè)量井筒中鋼絲長度 D 井下連接10. 絕對(duì)高程是地面點(diǎn)到（ C ）的鉛垂距離。A 坐標(biāo)原點(diǎn) B任意水準(zhǔn)面 C 大地水準(zhǔn)面 D 赤道面11下列關(guān)于等高線的敘述是錯(cuò)誤的是：（A ）A 高程相等的點(diǎn)在同一等高線上B 等高線必定是閉合曲線，即使本幅圖沒閉合，則在相鄰的圖幅閉合C 等高線不能分叉、相交或合并D 等高線經(jīng)過山脊與山脊線正交12下面關(guān)于非比例符號(hào)中定位點(diǎn)位置的敘述錯(cuò)誤的是（B ）A幾何圖形符號(hào)，定位點(diǎn)在符號(hào)圖形中心B符號(hào)圖形中有一個(gè)點(diǎn)，則該點(diǎn)即為定位點(diǎn)C寬底符號(hào)，符號(hào)定位點(diǎn)在符號(hào)底部中心D底部為直角形符號(hào)，其符號(hào)定位點(diǎn)位于最右邊頂點(diǎn)處13下

30、面關(guān)于控制網(wǎng)的敘述錯(cuò)誤的是（D ）A 國家控制網(wǎng)從高級(jí)到低級(jí)布設(shè)B 國家控制網(wǎng)按精度可分為A、B、C、D、E五等C 國家控制網(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)D 直接為測(cè)圖目的建立的控制網(wǎng)，稱為圖根控制網(wǎng)14下圖為某地形圖的一部分，各等高線高程如圖所視，A點(diǎn)位于線段MN上，點(diǎn)A到點(diǎn)M和點(diǎn)N的圖上水平距離為MA=3mm，NA=2mm，則A點(diǎn)高程為（A ）ANM373635A 36.4m B 36.6m C 37.4m D 37.6m100301303010030DCBA15如圖所示支導(dǎo)線，AB邊的坐標(biāo)方位角為，轉(zhuǎn)折角如圖，則CD邊的坐標(biāo)方位角為（ B ）A B C D16三角高程測(cè)量要求對(duì)向觀測(cè)垂直角

31、，計(jì)算往返高差，主要目的是（D ）A 有效地抵償或消除球差和氣差的影響B(tài) 有效地抵償或消除儀器高和覘標(biāo)高測(cè)量誤差的影響C 有效地抵償或消除垂直角讀數(shù)誤差的影響D有效地抵償或消除讀盤分劃誤差的影響17下面測(cè)量讀數(shù)的做法正確的是（ C ）A 用經(jīng)緯儀測(cè)水平角，用橫絲照準(zhǔn)目標(biāo)讀數(shù)B 用水準(zhǔn)儀測(cè)高差，用豎絲切準(zhǔn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)C 水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，每次讀數(shù)前都要使水準(zhǔn)管氣泡居中D 經(jīng)緯儀測(cè)豎直角時(shí)，盡量照準(zhǔn)目標(biāo)的底部18水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)對(duì)一端水準(zhǔn)尺進(jìn)行測(cè)量的正確操作步驟是（ D ）。A 對(duì)中-整平-瞄準(zhǔn)-讀數(shù) A 整平-瞄準(zhǔn)-讀數(shù)-精平C 粗平-精平-瞄準(zhǔn)-讀數(shù) D粗平-瞄準(zhǔn)-精平-讀數(shù)19礦井平面聯(lián)系測(cè)量的主要任務(wù)是

32、（ D ）A 實(shí)現(xiàn)井上下平面坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一 B 實(shí)現(xiàn)井上下高程的統(tǒng)一C 作為井下基本平面控制 D 提高井下導(dǎo)線測(cè)量的精度20 井口水準(zhǔn)基點(diǎn)一般位于（ A ）。A 地面工業(yè)廣場(chǎng)井筒附近 B 井下井筒附近C 地面任意位置的水準(zhǔn)點(diǎn) D 井下任意位置的水準(zhǔn)點(diǎn)二、 填空題（每空2分，共20分）得分評(píng)卷人復(fù)查人21水準(zhǔn)測(cè)量中，為了進(jìn)行測(cè)站檢核，在一個(gè)測(cè)站要測(cè)量兩個(gè)高差值進(jìn)行比較，通常采用的測(cè)量檢核方法是雙面尺法和 。22直線定向常用的標(biāo)準(zhǔn)方向有真子午線方向、_磁北方向_和坐標(biāo)縱線方向。23地形圖符號(hào)一般分為比例符號(hào)、_半依比例符號(hào)_和不依比例符號(hào)。24 井下巷道掘進(jìn)過程中，為了保證巷道的方向和坡度，通常要

33、進(jìn)行中線和_的標(biāo)定工作。25 測(cè)量誤差按其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響性質(zhì)，可分為系統(tǒng)誤差和_偶然誤差_。26 地物注記的形式有文字注記、 _ 和符號(hào)注記三種。27 象限角的取值范圍是： 0-90 。28 經(jīng)緯儀安置通常包括整平和 對(duì)中 。29 為了便于計(jì)算和分析，對(duì)大地水準(zhǔn)面采用一個(gè)規(guī)則的數(shù)學(xué)曲面進(jìn)行表示，這個(gè)數(shù)學(xué)曲面稱為 參考托球面 。30 光電測(cè)距儀按照測(cè)量時(shí)間的方式可以分為相位式測(cè)距儀和 差分 。三、 名詞解釋（每小題5分，共20分）得分評(píng)卷人復(fù)查人31豎盤指標(biāo)差豎盤分劃誤差32水準(zhǔn)測(cè)量利用水準(zhǔn)儀測(cè)定兩點(diǎn)間的高差33系統(tǒng)誤差由客觀原因造成的具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性的誤差34視準(zhǔn)軸儀器望遠(yuǎn)鏡物鏡和目鏡中心的連

34、線四、 簡答題（每小題5分，共20分）得分評(píng)卷人復(fù)查人35簡述測(cè)回法測(cè)量水平角時(shí)一個(gè)測(cè)站上的工作步驟和角度計(jì)算方法。對(duì)中，整平，定向，測(cè)角。觀測(cè)角度值減去定向角度值36什么叫比例尺精度？它在實(shí)際測(cè)量工作中有何意義？圖上0.1毫米在實(shí)地的距離。可以影響地物取舍37簡述用極坐標(biāo)法在實(shí)地測(cè)設(shè)圖紙上某點(diǎn)平面位置的要素計(jì)算和測(cè)設(shè)過程。38高斯投影具有哪些基本規(guī)律。五、 計(jì)算題（每小題10分，共20分）得分評(píng)卷人復(fù)查人39在1：2000圖幅坐標(biāo)方格網(wǎng)上，量測(cè)出ab = 2.0cm, ac = 1.6cm, ad = 3.9cm, ae = 5.2cm。試計(jì)算AB長度DAB及其坐標(biāo)方位角AB。abdceBA

35、120014001600180040從圖上量得點(diǎn)M的坐標(biāo)XM=14.22m, YM=86.71m；點(diǎn)A的坐標(biāo)為XA=42.34m, YA=85.00m。試計(jì)算M、A兩點(diǎn)的水平距離和坐標(biāo)方位角。測(cè)量學(xué) 標(biāo)準(zhǔn)答案與評(píng)分說明一、 一、 單項(xiàng)選擇題（每題1分）1 A； 2 D； 3 C； 4 D； 5 A； 6 C； 7 D； 8 A； 9 C； 10 C；11 A；12 D；13 B；14 A； 15 B；16 A；17 C；18 D； 19 A；20 A二、 二、 填空題 （每空2分，共20分）21 變更儀器高法22 磁北方向23 半依比例符號(hào)（或線狀符號(hào)）24腰線25偶然誤差26數(shù)字注記27 大于等于0度且小于等于90度（或0, 90）28 對(duì)中29 旋轉(zhuǎn)橢球體面30 脈沖式測(cè)距儀三、 三、 名詞解釋（每題5分，共20分）31豎盤指標(biāo)差：在垂直角測(cè)量中，當(dāng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，指標(biāo)并不恰好指向其正確位置90度或270度，而是與正確位置相差一個(gè)小角度x, x即為豎盤指標(biāo)差。32 水準(zhǔn)測(cè)量：利用一條水平視線并借助于