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文檔簡介
污水管道的水力計(jì)算當(dāng)前第1頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)一、污水管道中的水流情況1.污水在管道中一般是從高處向低處流動,屬于重力流動。2.將污水按一般水看待,符合一般水力學(xué)的水流運(yùn)動規(guī)律。3.在污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中采用均勻流計(jì)算當(dāng)前第2頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)二、水力計(jì)算公式當(dāng)前第3頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)三污水管道設(shè)計(jì)參數(shù)污水管道水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)充滿度(h/D)設(shè)計(jì)流速(v)最小管徑(D)最小設(shè)計(jì)坡度(i)當(dāng)前第4頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)(1)設(shè)計(jì)充滿度(h/D)——指設(shè)計(jì)流量下,管道內(nèi)的有效水深與管徑的比值。h/D=1時(shí),滿流h/D<1時(shí),非滿流《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,最大充滿度為:管徑(D)或暗渠高(H)(mm)最大充滿度(h/D)200~300350~450500~900≥10000.550.650.700.75hD當(dāng)前第5頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)為什么要做最大設(shè)計(jì)充滿度的規(guī)定?1、預(yù)留一定的過水能力,防止水量變化的沖擊,為未預(yù)見水量的增長留有余地;2、有利于管道內(nèi)的通風(fēng);3、便于管道的疏通和維護(hù)管理。當(dāng)前第6頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)(2)設(shè)計(jì)流速——與設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)充滿度相應(yīng)的污水平均流速。最小設(shè)計(jì)流速:是保證管道內(nèi)不發(fā)生淤積的流速,與污水中所含雜質(zhì)有關(guān);我國根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定最小流速為0.6m/s。當(dāng)管徑小于或等于500mm時(shí),自凈流速可取0.7m/s,當(dāng)管徑大于500mm,自凈流速可取0.8m/s。
最大設(shè)計(jì)流速:是保證管道不被沖刷破壞的流速,與管道材料有關(guān);金屬管道的最大流速為10m/s,非金屬管道的最大流速為5m/s。當(dāng)前第7頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)(3)最小管徑為什么要規(guī)定最小管徑?街坊管最小管徑為200mm,街道管最小管徑為300mm。什么叫不計(jì)算管段?在管道起端由于流量較小,通過水力計(jì)算查得的管徑小于最小管徑,對于這樣的管段可不用再進(jìn)行其他的水力計(jì)算,而直接采用最小管徑和相應(yīng)的最小坡度,這樣的管段稱為不計(jì)算管段。當(dāng)前第8頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)(4)最小設(shè)計(jì)坡度——相應(yīng)于最小設(shè)計(jì)流速的坡度為最小設(shè)計(jì)坡度,最小設(shè)計(jì)坡度是保證不發(fā)生淤積時(shí)的坡度。(1)(2)(3)規(guī)定:管徑200mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.004;管徑300mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.003。設(shè)計(jì)充滿度一定時(shí),管徑越大,最小設(shè)計(jì)坡度越小。當(dāng)前第9頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)(5)污水管道的埋設(shè)深度管道的埋設(shè)深度有兩個(gè)意義:決定污水管道最小覆土厚度的因素:冰凍線的要求地面荷載滿足街坊管連接要求覆土厚度埋設(shè)深度地面管道當(dāng)前第10頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)滿足地面荷載要求:車行道下最小覆土厚度0.7m滿足防冰凍要求:《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:無保溫措施的生活污水管道,管底可埋設(shè)在冰凍線以上0.15m;有保溫措施或水溫較高的管道,距離可以加大。滿足街坊污水連接管銜接要求:當(dāng)前第11頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)當(dāng)前第12頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)從以上三個(gè)因素出發(fā),可以得到三個(gè)不同的覆土厚度,最大值就是這一溝段的允許最小覆土厚度。最大埋深根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及施工方法決定。在干燥土壤中,溝道最大埋深一般不超過7~8m;在多水、流沙、石灰?guī)r地層中,一般不超過5m。當(dāng)前第13頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)銜接原則:
(1)盡可能提高下游溝段的高程,以減少埋深,從而降低造價(jià),在平坦地區(qū)這點(diǎn)尤其重要;
(2)避免在上游溝段中形成回水而造成淤積;(3)不允許下游溝段的溝底高于上游溝段的溝底。(6)污水管道的銜接下游溝底高于上游溝底下游水位高于上游水位不應(yīng)發(fā)生當(dāng)前第14頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)銜接方法溝頂平接水面平接溝底平接當(dāng)前第15頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)一般情況下,異管徑溝段采用溝頂平接。同管徑溝段采用水面平接。當(dāng)前第16頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)(7)污水管道斷面的形式常見的有圓形、半橢圓形、馬蹄形、矩形和梯形等當(dāng)前第17頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)四污水管道水力計(jì)算方法在進(jìn)行水力計(jì)算時(shí),對于每一管段而言,有六個(gè)水力因素:管徑D、粗糙系數(shù)n、充滿度h/D、水力坡度I、流量Q和流速v。Q=
方法:(一)水力計(jì)算圖(二)水力計(jì)算表當(dāng)前第18頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)例已知設(shè)計(jì)溝段長度L為240m;地面坡度I為0.0024;流量qV為40L/s,上游溝段管徑D=300mm,充滿度h/D為0.55,溝底高程為44.22m,地面高程為46.06m,覆土厚度為1.54m。求:設(shè)計(jì)溝段的口徑和溝底高程當(dāng)前第19頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)I=0.0058>0.0024h/D=0.9>0.55水力計(jì)算圖解:1、確定管徑和坡度
由于上游溝段的覆土厚度較大,設(shè)計(jì)溝段坡度應(yīng)盡量小于地面坡度以減少埋深。當(dāng)前第20頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)A:令D=300mm,查圖.當(dāng)D=300mm,qV=40L/s,h/D=0.55時(shí),i=0.0058>I=0.0024,不符合本題應(yīng)盡量減少埋深的原則;令v=0.6m/s時(shí),h/D=0.90>0.55,也不符合要求。當(dāng)前第21頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)h/D=0.66>0.65,不合格i=0.0015<0.0024,比較合適當(dāng)前第22頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)B:令D=350mm,查圖.當(dāng)D=350mm,qV=40L/s,v=0.6m/s時(shí),h/D=0.66>0.65,不合格。令h/D=0.65時(shí),v=0.61>0.6m/s,符合要求。i=0.0015<0.0024,比較合適。當(dāng)前第23頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)44.220+0.3002、確定銜接方式和高程采用溝頂平接?設(shè)計(jì)溝段上端溝底高程:44.220+0.300-0.350=44.170(m)設(shè)計(jì)溝段的下端溝底高程:44.170-240×0.0015=43.810(m)當(dāng)前第24頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)檢驗(yàn):44.398m高于44.385m,不符合要求,應(yīng)采用水面平接。上游溝段下端水面高程:44.220+0.3000.55=44.385(m)設(shè)計(jì)溝段上端水面高程:44.170+0.650.350=44.398(m)當(dāng)前第25頁\共有27頁\編于星期五\3點(diǎn)溝底高程修正:采用水面平接。上流溝段的下端水面高程:44.22+0.3×0.55=44.38
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