計算機在排水管網(wǎng)中最優(yōu)化應用

1、第四章第四章 計計算機在排水算機在排水工程中的應工程中的應用用污水管道中污水流動的特點水力計算的基本公式污水管道水力計算的設計數(shù)據(jù)污水管道的埋設深度污水管道水力計算的方法污水管道的設計 污水在管道中一般是靠管道兩端的水面高差從高到低處污水在管道中一般是靠管道兩端的水面高差從高到低處流動。在大多數(shù)情況，管道內部是不承受壓力的，即靠流動。在大多數(shù)情況，管道內部是不承受壓力的，即靠重力流動重力流動。 污水的流動按照一般液體流動的規(guī)律，并假定管道內水污水的流動按照一般液體流動的規(guī)律，并假定管道內水流流是是均勻流均勻流。污水管道中污水流動的特點 污水管道水力計算的目的，在于合理的經濟的選擇污水管道水力計

2、算的目的，在于合理的經濟的選擇管道管道斷面尺寸斷面尺寸、坡度坡度和和埋深埋深。由于這種計算是根據(jù)水力學規(guī)。由于這種計算是根據(jù)水力學規(guī)律，所以稱做律，所以稱做管道的水力計算管道的水力計算。水力計算的基本公式21322122330.014m /sm11m/smnQvRInQA RIvRInAP222公式4.1和4.2管壁粗糙系數(shù)，該值根據(jù)管渠材料而定， 可以通過查表得到,一般采用；流量（）；過水斷面面積（）；流速（）；水力半徑（過水斷面面積與濕周的比值）（ ）；水力坡度（等于水面坡度，也等于管底坡度）； 1、設計充滿度、設計充滿度 在設計流量下，污水在管道中的水深在設計流量下，污水在管道中的水深h

3、和管道直徑和管道直徑D的比值的比值為設計充滿度（或水深比），為設計充滿度（或水深比），h/D=1時稱為滿流；時稱為滿流；h/D200D(N)200并并HH(N)HH(N-1)HH(N)HH(N-1)HH(N)HH(N-1)HH(N)=D(N-1)D(N)=D(N-1)HH(N)HH(N-1)HH(N)HH(N-1)并并D(N)D(N-1)D(N)D(N-1) 作業(yè)： 已知某檢查井已知某檢查井上游管段末端上游管段末端的管底標高、水面的管底標高、水面標高、管徑和水深分別為標高、管徑和水深分別為hg1hg1，hs1hs1，d1d1，hh1hh1，下游管段下游管段的管長為的管長為L2L2，坡度為，坡度

4、為i2i2，其，其下游管段下游管段始端始端管徑為管徑為d2d2和水深為和水深為hh2hh2； （1 1）求解求解下游管段始端的管底標高下游管段始端的管底標高hg21hg21和和水面水面標高標高hs21hs21，以及，以及下游管段末端下游管段末端的管底標高的管底標高hg22hg22和水面標高和水面標高hs22hs22（必須利用函數(shù)調用，（必須利用函數(shù)調用，1 1個主函個主函數(shù)，數(shù)，1 1個子函數(shù)），并請給出相應的程序清單個子函數(shù)），并請給出相應的程序清單； （2 2）僅需）僅需求解下游管段始端的管底標高求解下游管段始端的管底標高hg21hg21和和水面標高水面標高hs21hs21。 污水在管道中

5、一般是靠管道兩端的水面高差從高到低處污水在管道中一般是靠管道兩端的水面高差從高到低處流動。在大多數(shù)情況，管道內部是不承受壓力的，即靠流動。在大多數(shù)情況，管道內部是不承受壓力的，即靠重力流動重力流動。 污水的流動按照一般液體流動的規(guī)律，并假定管道內水污水的流動按照一般液體流動的規(guī)律，并假定管道內水流流是是均勻流均勻流。污水管道中污水流動的特點 管徑管徑200mm的最小設計坡度的最小設計坡度0.004；管徑；管徑300mm的最小的最小設計坡度設計坡度0.003。 已知已知設計流量設計流量Q和和管道粗糙系數(shù)管道粗糙系數(shù)n，需要求，需要求管徑管徑D、水力水力半徑半徑R、充滿度充滿度h/D、管道坡度管道

6、坡度I和和流速流速v。有五個未知數(shù)，。有五個未知數(shù)，因此須假定因此須假定3個求其他個求其他2個，為簡化計算，常采用個，為簡化計算，常采用水力計水力計算圖算圖（將流量、管徑、坡度、流速、充滿度、粗糙系數(shù)（將流量、管徑、坡度、流速、充滿度、粗糙系數(shù)各水力因素之間關系繪制起來的圖形）。各水力因素之間關系繪制起來的圖形）。污水管道水力計算的方法11000shashacapdca86 00h4paZZqFKqqFqKnnpqp設計管段的本段流量（L/ ）；設計管段服務的街區(qū)面積（）；生活污水量總變化系數(shù)；單位面積的本段平均流量，即比流量（L/()）；居住區(qū)生活污水定額（L/()）；人口密度（/）。 初步設計時，只計算干管和主干管的流量初步設計時，只計算干管和主干管的流量。技術設計時，應計算全部管道的流量。技術設計時，應計算全部管道的流量。 目的：降低工程造價 1、設計流速 2、設計充滿度 3、檢查井內管段銜接 4、全局優(yōu)化思想選擇設計參數(shù)最優(yōu)化基本思想21321vRIn減小埋深和坡度減小埋深和坡度盡可能小V V一定，一定，R R增大，增大，I I減小減小盡可能大水面平接、管頂平接、管底平接水面平接、管頂平接、管底平接人機對話 參數(shù)說明： N設計管段與檢查井標號； D(N)第N管段直徑； HH(N)第N管段內