給水排水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算

1、第第3章章 給水排水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)給水排水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一、給水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容一、給水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、管道系統(tǒng)的布置和定線；、管道系統(tǒng)的布置和定線； 2、設(shè)計(jì)流量計(jì)算；、設(shè)計(jì)流量計(jì)算； 3、確定管道直徑；、確定管道直徑； 4、計(jì)算管道中的水頭損失；、計(jì)算管道中的水頭損失； 5、求出二級(jí)泵站的揚(yáng)程及水塔高度；、求出二級(jí)泵站的揚(yáng)程及水塔高度； 6、水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的容積計(jì)算；、水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的容積計(jì)算； 二、給水管道系統(tǒng)的二、給水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)流量 1、給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)用水量的組成、給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)用水量的組成 (1) (1) 城市居民生活用水量；城市居民生活用水量； (2) (2)

2、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和職工生活用水；工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和職工生活用水； (3) (3) 澆灑道路和綠地等市政用水；澆灑道路和綠地等市政用水； (4) (4) 消防用水量；消防用水量； (5) (5) 管網(wǎng)漏失水量及未預(yù)計(jì)水量；管網(wǎng)漏失水量及未預(yù)計(jì)水量； 2、給水系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計(jì)流量、給水系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計(jì)流量 明確幾個(gè)概念：明確幾個(gè)概念： (1) (1) 最高日用水量最高日用水量 在設(shè)計(jì)年限內(nèi)，用水最多一天的水量稱為最高日用水量。在設(shè)計(jì)年限內(nèi)，用水最多一天的水量稱為最高日用水量。 (2) (2) 最高時(shí)用水量最高時(shí)用水量 一天內(nèi)用水最多的一小時(shí)的水量稱為最高時(shí)用水量。一天內(nèi)用水最多的一小時(shí)的水

3、量稱為最高時(shí)用水量。 (3) (3) 平均時(shí)用水量平均時(shí)用水量 一天內(nèi)平均一小時(shí)用水量稱為平均時(shí)用水量。一天內(nèi)平均一小時(shí)用水量稱為平均時(shí)用水量。 取水構(gòu)筑物取水構(gòu)筑物 一級(jí)泵站一級(jí)泵站 給水處給水處 理廠理廠 清清 水水 池池 二二 級(jí)級(jí) 泵泵 站站 配水管配水管 網(wǎng)網(wǎng) 2、給水系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計(jì)流量、給水系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計(jì)流量 (1) (1) 采用采用最高日平均時(shí)最高日平均時(shí)用水量的構(gòu)筑物：取水構(gòu)筑物、一級(jí)用水量的構(gòu)筑物：取水構(gòu)筑物、一級(jí) 泵站、原水輸水管、給水廠泵站、原水輸水管、給水廠 取水構(gòu)筑物取水構(gòu)筑物 一級(jí)泵站一級(jí)泵站 給水處給水處 理廠理廠 清清 水水 池池 二二 級(jí)級(jí) 泵泵

4、站站 配水管配水管 網(wǎng)網(wǎng) (2) (2) 二級(jí)泵站二級(jí)泵站 l管網(wǎng)內(nèi)管網(wǎng)內(nèi)不設(shè)水塔或調(diào)節(jié)水庫(kù)時(shí)不設(shè)水塔或調(diào)節(jié)水庫(kù)時(shí)：設(shè)計(jì)流量按：設(shè)計(jì)流量按 用水量計(jì)算，否則會(huì)出現(xiàn)供水不足的現(xiàn)象；用水量計(jì)算，否則會(huì)出現(xiàn)供水不足的現(xiàn)象； l管網(wǎng)管網(wǎng)內(nèi)設(shè)水塔或調(diào)節(jié)水庫(kù)時(shí)內(nèi)設(shè)水塔或調(diào)節(jié)水庫(kù)時(shí)：二級(jí)泵站根據(jù)用水量：二級(jí)泵站根據(jù)用水量 變化情況分級(jí)供水（分級(jí)情況根據(jù)用水量變化曲線變化情況分級(jí)供水（分級(jí)情況根據(jù)用水量變化曲線 確定）。此時(shí)二泵站的供水量與用水量之差由水塔確定）。此時(shí)二泵站的供水量與用水量之差由水塔 或水庫(kù)調(diào)節(jié)。或水庫(kù)調(diào)節(jié)。 取取 水水 構(gòu)構(gòu) 筑筑 物物 一級(jí)泵站一級(jí)泵站 給水處給水處 理廠理廠 清清 水水

5、池池 二二 級(jí)級(jí) 泵泵 站站 配水管配水管 網(wǎng)網(wǎng) (3) (3) 清水輸水管道清水輸水管道 l管網(wǎng)內(nèi)管網(wǎng)內(nèi)不設(shè)水塔或調(diào)節(jié)水庫(kù)時(shí)不設(shè)水塔或調(diào)節(jié)水庫(kù)時(shí)：設(shè)計(jì)流量按：設(shè)計(jì)流量按 用水量計(jì)算；用水量計(jì)算； l管網(wǎng)內(nèi)設(shè)水塔或調(diào)節(jié)水庫(kù)時(shí)：設(shè)計(jì)流量按管網(wǎng)內(nèi)設(shè)水塔或調(diào)節(jié)水庫(kù)時(shí)：設(shè)計(jì)流量按 計(jì)算；計(jì)算； 清水輸水管清水輸水管 取取 水水 構(gòu)構(gòu) 筑筑 物物 一級(jí)泵站一級(jí)泵站 給水處給水處 理廠理廠 清清 水水 池池 二二 級(jí)級(jí) 泵泵 站站 配水管配水管 網(wǎng)網(wǎng) (4) (4) 配水管網(wǎng)配水管網(wǎng) l配水管網(wǎng)設(shè)計(jì)總流量配水管網(wǎng)設(shè)計(jì)總流量計(jì)算。計(jì)算。 三、配水管網(wǎng)的水力計(jì)算三、配水管網(wǎng)的水力計(jì)算 1、配水管網(wǎng)水力計(jì)算的任

6、務(wù)、配水管網(wǎng)水力計(jì)算的任務(wù) (1) (1) 計(jì)算管網(wǎng)中各管段的流量；計(jì)算管網(wǎng)中各管段的流量； (2) (2) 確定各管段的管徑、水頭損失；確定各管段的管徑、水頭損失； (3) (3) 確定水泵揚(yáng)程、水塔高度；確定水泵揚(yáng)程、水塔高度； 2、管網(wǎng)中管段設(shè)計(jì)流量的計(jì)算、管網(wǎng)中管段設(shè)計(jì)流量的計(jì)算 p要確定各管段的設(shè)計(jì)流量，需首先確定各管段的沿線要確定各管段的設(shè)計(jì)流量，需首先確定各管段的沿線 流量和節(jié)點(diǎn)流量。流量和節(jié)點(diǎn)流量。 2 34 567 8 9 10 qj 1 qv III III IV l圖示為圖示為4 4個(gè)環(huán)的個(gè)環(huán)的 環(huán)狀管網(wǎng)；環(huán)狀管網(wǎng)； l兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間 的管線稱為的管線稱為管管

7、段段； 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) 編號(hào)編號(hào) 輸水管輸水管 Q-總流量總流量 (1) (1) 沿線流量沿線流量(q(qv v) ) l沿線流量是指供給沿線流量是指供給該管段兩側(cè)用戶該管段兩側(cè)用戶所需流量；所需流量； l沿線流量大小不等；沿線流量大小不等； (2) (2) 集中流量集中流量(q(qj j) ) l集中流量是指供給集中流量是指供給某大用戶某大用戶( (如工廠如工廠) )所需流量；所需流量； vj Qqq 2、管網(wǎng)中管段設(shè)計(jì)流量的計(jì)算、管網(wǎng)中管段設(shè)計(jì)流量的計(jì)算 p由于管段的沿線流量大小不等，計(jì)算比較復(fù)雜，因此由于管段的沿線流量大小不等，計(jì)算比較復(fù)雜，因此 在實(shí)際的設(shè)計(jì)中對(duì)管網(wǎng)流量進(jìn)行在實(shí)際的設(shè)計(jì)中對(duì)管

8、網(wǎng)流量進(jìn)行簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化。 假設(shè)一：將非均勻配出的沿線流量簡(jiǎn)化為假設(shè)一：將非均勻配出的沿線流量簡(jiǎn)化為均勻配出均勻配出 的沿線流量的沿線流量，即小用戶的流量均勻分布在全部，即小用戶的流量均勻分布在全部 干管上。干管上。稱作比流量法。稱作比流量法。 89 / j s Qq ql m s l 長(zhǎng)度比流長(zhǎng)度比流 量量 比流量法比流量法 長(zhǎng)度比流量法長(zhǎng)度比流量法 面積比流量法面積比流量法 假定沿線流量均勻分布在全部配水干管上，管線假定沿線流量均勻分布在全部配水干管上，管線 單位長(zhǎng)度上的配水流量稱為長(zhǎng)度比流量，單位長(zhǎng)度上的配水流量稱為長(zhǎng)度比流量，qs 每個(gè)管段的沿線流量怎樣計(jì)算？每個(gè)管段的沿線流量怎樣計(jì)算？ (

9、3) (3) 節(jié)點(diǎn)流量節(jié)點(diǎn)流量(q(qi i) ) l節(jié)點(diǎn)流量是從沿線流量折算得出的并且假設(shè)是在節(jié)點(diǎn)流量是從沿線流量折算得出的并且假設(shè)是在 的流量。的流量。 假設(shè)二：假設(shè)二：將均勻配出的沿線流量按一定比例將均勻配出的沿線流量按一定比例折算折算成成 節(jié)點(diǎn)流量節(jié)點(diǎn)流量。 234 567 8910 qj q2q3q4 q5q6q7 q8q9q10 1 管網(wǎng)中任一點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)流量管網(wǎng)中任一點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)流量(q(qi i) ) p 集中流量也并入節(jié)點(diǎn)流量中。集中流量也并入節(jié)點(diǎn)流量中。 p 無(wú)集中流量時(shí)：任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)流量等于與該節(jié)點(diǎn)無(wú)集中流量時(shí)：任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)流量等于與該節(jié)點(diǎn) 相連的各管段的沿線流量總和的一半。相連

10、的各管段的沿線流量總和的一半。 l包括兩部分：該包括兩部分：該節(jié)點(diǎn)的集中流量節(jié)點(diǎn)的集中流量和和沿線流量沿線流量 折算成的節(jié)點(diǎn)流量折算成的節(jié)點(diǎn)流量 234 567 8910 qj q2q3q4 q5q6q7 q8q9q10 1 q8的節(jié)點(diǎn)流量？的節(jié)點(diǎn)流量？ q9的節(jié)點(diǎn)流量？的節(jié)點(diǎn)流量？ p 流量校核：全部節(jié)點(diǎn)流量之和等于管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量校核：全部節(jié)點(diǎn)流量之和等于管網(wǎng)設(shè)計(jì) 的總流量。的總流量。 Q i q 計(jì)算例題計(jì)算例題 某城鎮(zhèn)最高時(shí)總用水量為某城鎮(zhèn)最高時(shí)總用水量為284.7L/s，其中集中工業(yè)用水量，其中集中工業(yè)用水量 為為189.2L/s（從節(jié)點(diǎn)（從節(jié)點(diǎn)1和和2流出，分別為流出，分別為94.6L

11、/s）。干管各）。干管各 管段編號(hào)及長(zhǎng)度如圖所示，管段管段編號(hào)及長(zhǎng)度如圖所示，管段4-5、1-2、2-3為為單側(cè)單側(cè)供水，供水， 其余為雙側(cè)其余為雙側(cè)供水。計(jì)算供水。計(jì)算(1)干管的比流量；干管的比流量； (2)1-2和和4-1管管 段的沿線流量；段的沿線流量；(3)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)1的流量。的流量。 4 820820820 756 756 756 756 5 6 123 居住區(qū)居住區(qū)居住區(qū)居住區(qū) 居住區(qū)居住區(qū)綠地綠地 綠地綠地工廠工廠 ( (1) )干管的比流量干管的比流量 284.7 189.2 0.0219 / 4350 s L s mq ( (2)1-2和和1-4管段的沿線流量管段的沿線流量

12、1 21 2 0.0219 (0.5 756)8.3 / s LL sqq 1 41 4 0.0219 82018.0 / s LL sqq 0.5 756 3 756 820 34350Lm 某城市最高時(shí)總用水量為某城市最高時(shí)總用水量為260L/s，其中集中供應(yīng)的工業(yè)用水量，其中集中供應(yīng)的工業(yè)用水量 120 L/s（分別在節(jié)點(diǎn)（分別在節(jié)點(diǎn)2、3、4集中出流集中出流40 L/s）。各管段長(zhǎng)度）。各管段長(zhǎng)度 （單位為（單位為m）和節(jié)點(diǎn)編號(hào)見(jiàn)圖。管段）和節(jié)點(diǎn)編號(hào)見(jiàn)圖。管段1-5、2-3、3-4為為一側(cè)一側(cè)供水，供水， 其余為其余為雙側(cè)雙側(cè)供水。試求：（供水。試求：（1）比流量；（）比流量；（2）各

13、管段的沿線流）各管段的沿線流 量；（量；（3）各節(jié)點(diǎn)流量。）各節(jié)點(diǎn)流量。 練習(xí)練習(xí) 解：1配水干管計(jì)算總長(zhǎng)度 )( 4400 500600 8003600)600(6000.5 5 . 05 . 0 5 . 0 5176645321433251 m LLLLLLLLL 2配水干管比流量 msl l qQ q ih s / 0.03182 4400 120260 3沿線流量 管段編號(hào)管段編號(hào)管段計(jì)算總長(zhǎng)度管段計(jì)算總長(zhǎng)度 （m） 比比 流流 量量 (L/s.m) 沿沿 線線 流流 量量 (L/s) 1-2 2-3 3-4 1-5 3-5 4-6 5-6 6-7 800 0.5600=300 0.5

14、600=300 0.5600=300 800 800 600 500 0.03182 25.45 9.55 9.55 9.55 25.45 25.45 19.09 15.91 合合 計(jì)計(jì) 4400 140.00 4節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算 節(jié)節(jié) 點(diǎn)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)連的管段節(jié)點(diǎn)連的管段節(jié)節(jié) 點(diǎn)點(diǎn) 流流 量量(L/s)(L/s) 集集 中中 流流 量量 (L/s) 節(jié)點(diǎn)總節(jié)點(diǎn)總 流量流量 (L/s) 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 1-2 , 1-5 1-2 , 1-5 1-2 , 2-31-2 , 2-3 2-3 , 3-4 , 3-52-3 , 3-4 , 3-5 3-4 , 4-63-4

15、 , 4-6 1-5 , 3-5 , 5-61-5 , 3-5 , 5-6 4-6 , 5-6 , 7-64-6 , 5-6 , 7-6 6-76-7 0.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(9.55+9.55+25.45)=22.280.5(9.55+9.55+25.45)=22.28 0.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(9.55+25.45+19.09)=27.050.5(9.55+25.45+

16、19.09)=27.05 0.5(25.45+19.09+15.91)=30.220.5(25.45+19.09+15.91)=30.22 0.5(15.91)=7.950.5(15.91)=7.95 4040 40 40 40 40 17.5017.50 57.50 57.50 62.28 62.28 57.50 57.50 27.05 27.05 30.22 30.22 7.95 7.95 合合 計(jì)計(jì) 140.00140.00120.00120.00260.00260.00 (4) (4) 流量分配流量分配 l目的目的：確定各管段中的流量，進(jìn)而確定管段直徑。：確定各管段中的流量，進(jìn)而確定管

17、段直徑。 l流量分配要保持水流的連續(xù)性，每一節(jié)點(diǎn)必須滿足流量分配要保持水流的連續(xù)性，每一節(jié)點(diǎn)必須滿足 節(jié)點(diǎn)流量的平衡條件：節(jié)點(diǎn)流量的平衡條件：流入任一節(jié)點(diǎn)的流量等于流流入任一節(jié)點(diǎn)的流量等于流 出該節(jié)點(diǎn)的流量出該節(jié)點(diǎn)的流量，若以流入為，若以流入為“”，流離為，流離為 “”，則，則Q=0。 二級(jí)泵站 樹(shù)狀網(wǎng)流量分配樹(shù)狀網(wǎng)流量分配 p 水流方向唯一，流量分配唯一，任意管段的流量等于水流方向唯一，流量分配唯一，任意管段的流量等于 該管段以后所有節(jié)點(diǎn)流量的總和。該管段以后所有節(jié)點(diǎn)流量的總和。 (4) (4) 流量分配流量分配環(huán)狀網(wǎng)環(huán)狀網(wǎng) l流量分配有多種組合方案（如節(jié)點(diǎn)流量分配有多種組合方案（如節(jié)點(diǎn)3

18、3）。）。 l基本原則：滿足供水可靠性前提下，兼顧經(jīng)濟(jì)性?；驹瓌t：滿足供水可靠性前提下，兼顧經(jīng)濟(jì)性。 (5) (5) 管徑計(jì)算管徑計(jì)算 l管網(wǎng)流量分配后，可按公式計(jì)算該管段的管徑。管網(wǎng)流量分配后，可按公式計(jì)算該管段的管徑。 4 ij Q D v ij Q ij管段的管段流量，管段的管段流量，m3/s v 管道流速，管道流速，m/s D 管道直徑，管道直徑，m 3、給水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算、給水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算 管管 道道 系系 統(tǒng)統(tǒng) 定定 線線 初初 步步 流流 量量 分分 配配 確確 定定 管管 徑徑 確定各節(jié)點(diǎn)的水壓確定各節(jié)點(diǎn)的水壓 確定水泵的揚(yáng)程確定水泵的揚(yáng)程 確定水塔等調(diào)節(jié)構(gòu)筑物確定

19、水塔等調(diào)節(jié)構(gòu)筑物 的容積、高度等的容積、高度等 計(jì)計(jì) 算算 水水 頭頭 損損 失失 思考題思考題 1 1、給水系統(tǒng)中設(shè)計(jì)水量的組成？、給水系統(tǒng)中設(shè)計(jì)水量的組成？ 2 2、管網(wǎng)中不設(shè)水塔等水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，輸水管、管網(wǎng)中不設(shè)水塔等水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，輸水管、 二泵站、配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量？二泵站、配水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量？ 3 3、對(duì)給水管網(wǎng)的流量進(jìn)行簡(jiǎn)化的、對(duì)給水管網(wǎng)的流量進(jìn)行簡(jiǎn)化的2個(gè)假設(shè)？個(gè)假設(shè)？ 4 4、怎樣計(jì)算管網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的流量？、怎樣計(jì)算管網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的流量？ 三、污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容三、污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、管道系統(tǒng)的布置和定線；、管道系統(tǒng)的布置和定線； 2、設(shè)計(jì)流量計(jì)算；、設(shè)計(jì)流量計(jì)

20、算； 3、確定管道直徑和坡度；、確定管道直徑和坡度； 4、管道埋設(shè)深度；、管道埋設(shè)深度； 5、污水提升泵站的設(shè)計(jì)；、污水提升泵站的設(shè)計(jì)； 6、污水管道的平面圖和剖面圖；、污水管道的平面圖和剖面圖； 四、污水管道系統(tǒng)的四、污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)流量 1、城市污水量的組成、城市污水量的組成 (1) (1) 城市居民生活污水量；城市居民生活污水量； (2) (2) 工業(yè)廢水量（工業(yè)廢水量（納入城市污水管渠的部分，有部分工業(yè)企業(yè)產(chǎn)納入城市污水管渠的部分，有部分工業(yè)企業(yè)產(chǎn) 生的廢水先經(jīng)過(guò)處理后再進(jìn)入城市污水管道系統(tǒng)生的廢水先經(jīng)過(guò)處理后再進(jìn)入城市污水管道系統(tǒng)）；）； (3) (3) 少量滲入城市污水管

21、道的地下水；少量滲入城市污水管道的地下水； 2、污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量、污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量 (1) (1) 污水管道系統(tǒng)通常按設(shè)計(jì)年限內(nèi)的污水管道系統(tǒng)通常按設(shè)計(jì)年限內(nèi)的最高日最高時(shí)最高日最高時(shí)污水污水 量計(jì)算。量計(jì)算。 (2) (2) 設(shè)計(jì)管段的劃分設(shè)計(jì)管段的劃分 凡采用同一設(shè)計(jì)流量、同一管徑、同一坡度的兩個(gè)檢凡采用同一設(shè)計(jì)流量、同一管徑、同一坡度的兩個(gè)檢 查井之間的連續(xù)管段，稱為查井之間的連續(xù)管段，稱為設(shè)計(jì)管段設(shè)計(jì)管段。 不需要把每個(gè)檢查井都作為設(shè)計(jì)管段的起始點(diǎn)，將采不需要把每個(gè)檢查井都作為設(shè)計(jì)管段的起始點(diǎn)，將采 用相同管徑和坡度的連續(xù)管段可以作為一個(gè)設(shè)計(jì)管段。用相同管徑和坡度的連續(xù)管段

22、可以作為一個(gè)設(shè)計(jì)管段。 1 2 2、污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量、污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量 (3) (3) 設(shè)計(jì)管段的流量確定設(shè)計(jì)管段的流量確定 每一設(shè)計(jì)管段的污水設(shè)計(jì)流量包括每一設(shè)計(jì)管段的污水設(shè)計(jì)流量包括三種流量三種流量： l 本段流量本段流量從本段沿線街坊流來(lái)的污水量。從本段沿線街坊流來(lái)的污水量。 通常假定本段流量是通常假定本段流量是在起點(diǎn)檢查井集中進(jìn)入在起點(diǎn)檢查井集中進(jìn)入設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 管段的。管段的。 本段流量等于本段服務(wù)面積上的全部污水量。本段流量等于本段服務(wù)面積上的全部污水量。 2、污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量、污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量 l 轉(zhuǎn)輸流量轉(zhuǎn)輸流量從上游管段和旁側(cè)管段流來(lái)的污水從上游管段和旁側(cè)

23、管段流來(lái)的污水 量。量。 l 集中流量集中流量從工業(yè)企業(yè)或其他大型公共設(shè)施溜從工業(yè)企業(yè)或其他大型公共設(shè)施溜 來(lái)的污水量。來(lái)的污水量。 管段設(shè)計(jì)流量管段設(shè)計(jì)流量 本段流量本段流量 轉(zhuǎn)輸流量轉(zhuǎn)輸流量 集中流量集中流量 Q4-5 q4 q5 q6q8 q7 q9 123 4 5 6 7 8 9 qj Q5-1q5-1 q1 2 Q1-2Q2-3 污水干管污水干管 污水主干管污水主干管 污水支管污水支管 q4，q5 街坊生活污水經(jīng)支管流入檢查井的生活污水量；街坊生活污水經(jīng)支管流入檢查井的生活污水量； qj 集中流量；集中流量； Q4-5、Q5-1、Q1-2的流量？的流量？ 3、污水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算、

24、污水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算 l 目的目的確定管徑、管道坡度和埋設(shè)深度。確定管徑、管道坡度和埋設(shè)深度。 l 污水在管道中依靠管道兩端的水面高差從高處流污水在管道中依靠管道兩端的水面高差從高處流 向低處，一般為向低處，一般為重力流重力流。 l 明確污水管道水力計(jì)算的重要設(shè)計(jì)參數(shù)明確污水管道水力計(jì)算的重要設(shè)計(jì)參數(shù) (1) (1) 設(shè)計(jì)充滿度設(shè)計(jì)充滿度 p在設(shè)計(jì)流量下，污水在管道中的水深在設(shè)計(jì)流量下，污水在管道中的水深( (h) )和管道直徑和管道直徑( (D) ) 的比值稱為的比值稱為設(shè)計(jì)充滿度設(shè)計(jì)充滿度，也叫水深比，計(jì)作，也叫水深比，計(jì)作 ph/D=1時(shí)稱為滿流；時(shí)稱為滿流； h/D10000.75

25、(1) (1) 設(shè)計(jì)充滿度設(shè)計(jì)充滿度 污水管道規(guī)定非滿流的原因污水管道規(guī)定非滿流的原因： 污水流量時(shí)刻在變化，很難精確計(jì)算，而且雨水或地污水流量時(shí)刻在變化，很難精確計(jì)算，而且雨水或地 下水可能滲入污水管道，因此有必要保留一部分空間；下水可能滲入污水管道，因此有必要保留一部分空間； 污水管道內(nèi)沉積的污泥由于厭氧作用會(huì)產(chǎn)生一些有害污水管道內(nèi)沉積的污泥由于厭氧作用會(huì)產(chǎn)生一些有害 氣體如甲烷、硫化氫等；另外，污水中含有汽油、石氣體如甲烷、硫化氫等；另外，污水中含有汽油、石 油等易燃液體時(shí)，容易產(chǎn)生爆炸性氣體，所以要留有油等易燃液體時(shí)，容易產(chǎn)生爆炸性氣體，所以要留有 一定空間通風(fēng)；一定空間通風(fēng)； 便于管

26、道的清通和養(yǎng)護(hù)管理；便于管道的清通和養(yǎng)護(hù)管理； 3、污水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算、污水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算 (2) (2) 設(shè)計(jì)流度設(shè)計(jì)流度 與設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)充滿度向?qū)?yīng)的水流平均速度稱為設(shè)與設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)充滿度向?qū)?yīng)的水流平均速度稱為設(shè) 計(jì)流速。計(jì)流速。 流速過(guò)小，污水流動(dòng)緩慢，污水中的懸浮物容易沉積流速過(guò)小，污水流動(dòng)緩慢，污水中的懸浮物容易沉積 在管道中。在管道中。 流速過(guò)大，可能會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生沖刷，損壞管道，縮短流速過(guò)大，可能會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生沖刷，損壞管道，縮短 了管道的使用壽命。了管道的使用壽命。 設(shè)計(jì)流速應(yīng)該在最大和最小設(shè)計(jì)流速之間設(shè)計(jì)流速應(yīng)該在最大和最小設(shè)計(jì)流速之間。 最小設(shè)計(jì)流速最小設(shè)計(jì)流速是

27、保證管道內(nèi)不致發(fā)生沉積的流速，規(guī)是保證管道內(nèi)不致發(fā)生沉積的流速，規(guī) 定為定為0.6m/s。 最大設(shè)計(jì)流速最大設(shè)計(jì)流速是保證管道不被沖刷損壞的流速，與管是保證管道不被沖刷損壞的流速，與管 道材料有關(guān)；道材料有關(guān)；金屬管最大設(shè)計(jì)流速為金屬管最大設(shè)計(jì)流速為10m/s，非金屬，非金屬 管的最大設(shè)計(jì)流速為管的最大設(shè)計(jì)流速為5m/s。 3、污水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算、污水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算 3、污水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算、污水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算 (3) (3) 最小管徑最小管徑 管徑過(guò)小，容易阻塞，從而增加管道的清通次數(shù)。管徑過(guò)小，容易阻塞，從而增加管道的清通次數(shù)。 采用較大管徑可選用較小的設(shè)計(jì)坡度，從而減小管道

28、采用較大管徑可選用較小的設(shè)計(jì)坡度，從而減小管道 埋身，降低造價(jià)。埋身，降低造價(jià)。 室外排水規(guī)范室外排水規(guī)范規(guī)定：規(guī)定：污水在街坊和廠區(qū)的最小管污水在街坊和廠區(qū)的最小管 徑為徑為200mm，在街道下的最小管徑為，在街道下的最小管徑為300mm。 3、污水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算、污水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算 (4) (4) 最小設(shè)計(jì)坡度最小設(shè)計(jì)坡度 在進(jìn)行污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常使管道敷設(shè)坡度與在進(jìn)行污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常使管道敷設(shè)坡度與 地面坡度一致，以節(jié)省施工費(fèi)用。地面坡度一致，以節(jié)省施工費(fèi)用。 但如果地勢(shì)平坦，此時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致管道坡度過(guò)小，管但如果地勢(shì)平坦，此時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致管道坡度過(guò)小，管 道內(nèi)的流速小

29、于規(guī)定的最小流速，因此要規(guī)定最小設(shè)道內(nèi)的流速小于規(guī)定的最小流速，因此要規(guī)定最小設(shè) 計(jì)坡度。計(jì)坡度。 室外排水規(guī)范室外排水規(guī)范規(guī)定：規(guī)定：管徑為管徑為200mm時(shí)，最小設(shè)時(shí)，最小設(shè) 計(jì)坡度為計(jì)坡度為0.004；管徑為；管徑為300mm時(shí)，最小設(shè)計(jì)坡度為時(shí)，最小設(shè)計(jì)坡度為 0.003。 3、污水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算、污水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算 (5) (5) 覆土厚度及管道埋深覆土厚度及管道埋深 管道的覆土厚度：指從管道的覆土厚度：指從管道外壁頂部到地面管道外壁頂部到地面的距離。的距離。 管道的埋設(shè)深度：指從管道的埋設(shè)深度：指從管道內(nèi)壁底部到地面管道內(nèi)壁底部到地面的距離。的距離。 水管道在水管道在車(chē)行道

30、下車(chē)行道下的最小覆土厚度的最小覆土厚度不小于不小于0.7m，在，在 非車(chē)行道下，其最小覆土厚度可以適當(dāng)減小。非車(chē)行道下，其最小覆土厚度可以適當(dāng)減小。 管道的最大埋深：在干燥土壤中一般不超過(guò)管道的最大埋深：在干燥土壤中一般不超過(guò)7 78 8米；米； 在地下水位較高、流砂嚴(yán)重、挖掘困難的地層中通在地下水位較高、流砂嚴(yán)重、挖掘困難的地層中通 常不超過(guò)常不超過(guò)5 5米。當(dāng)管道埋深超過(guò)最大埋深時(shí)，應(yīng)考慮米。當(dāng)管道埋深超過(guò)最大埋深時(shí)，應(yīng)考慮 設(shè)置污水泵站等措施，以減少管道的埋深。設(shè)置污水泵站等措施，以減少管道的埋深。 管管 道道 編編 號(hào)號(hào) 管道長(zhǎng)管道長(zhǎng) 度度(m) 設(shè)計(jì)流設(shè)計(jì)流 量量 Q (L/s) 管

31、徑管徑 D (mm) 坡坡 度度 I 流速流速v (m/s) 充滿度充滿度 降落量降落量 IL (m) 標(biāo)高標(biāo)高(m) 埋設(shè)埋設(shè) 深度深度 h/ D 水深水深 (m) 地面地面水面水面管內(nèi)底管內(nèi)底 上游上游 下游下游 上游上游 下游下游 上游上游 下游下游 上游上游下游下游 1234567891011121314151617 污水管道水力計(jì)算表污水管道水力計(jì)算表 思考題思考題 1 1、城市污水量的組成？、城市污水量的組成？ 2 2、什么是設(shè)計(jì)管段？每一設(shè)計(jì)管段的污水量包括幾、什么是設(shè)計(jì)管段？每一設(shè)計(jì)管段的污水量包括幾 個(gè)部分？個(gè)部分？ 3 3、污水管道為什么按非滿流設(shè)計(jì)？、污水管道為什么按非滿

32、流設(shè)計(jì)？ 4 4、污水管道內(nèi)的設(shè)計(jì)流速是怎樣規(guī)定的？、污水管道內(nèi)的設(shè)計(jì)流速是怎樣規(guī)定的？ 五、雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)五、雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1、雨水管渠的布置、雨水管渠的布置 (1) (1) 雨水同污水一樣，靠雨水同污水一樣，靠重力流重力流排入水體；排入水體； (2) (2) 雨水管通常沿街道鋪設(shè)，但是干管不宜設(shè)在交通量大雨水管通常沿街道鋪設(shè)，但是干管不宜設(shè)在交通量大 的干道下，以免積水時(shí)影響交通。的干道下，以免積水時(shí)影響交通。 1、雨水管渠的設(shè)計(jì)流量、雨水管渠的設(shè)計(jì)流量 雨水管渠的設(shè)計(jì)流量與雨水管渠的設(shè)計(jì)流量與設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度、匯水面積匯水面積和和地面覆地面覆 蓋情況蓋情況有關(guān)。有關(guān)。

33、p幾個(gè)概念幾個(gè)概念 (1) (1) 設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度 指一定年限內(nèi)可能出現(xiàn)一次的暴雨，在一定的降雨指一定年限內(nèi)可能出現(xiàn)一次的暴雨，在一定的降雨 歷時(shí)內(nèi)，單位匯水面積上的雨水量，單位（歷時(shí)內(nèi)，單位匯水面積上的雨水量，單位（L/ /sha），）， 用用q表示表示。 (2) (2) 暴雨重現(xiàn)期暴雨重現(xiàn)期 一定年限內(nèi)可能出現(xiàn)一次的暴雨，單位年一定年限內(nèi)可能出現(xiàn)一次的暴雨，單位年(a)(a)，用，用P 表示。表示。 1、雨水管渠的設(shè)計(jì)流量、雨水管渠的設(shè)計(jì)流量 (3) (3) 降雨歷時(shí)降雨歷時(shí) 連續(xù)降雨的時(shí)段，可以指一場(chǎng)雨全部降雨的時(shí)間，也連續(xù)降雨的時(shí)段，可以指一場(chǎng)雨全部降雨的時(shí)間，也 可以指其中

34、個(gè)別的連續(xù)時(shí)段。單位可以指其中個(gè)別的連續(xù)時(shí)段。單位min或或h，用，用t表示表示。 (4) (4) 匯水面積匯水面積 指雨水管渠匯集雨水的面積，用指雨水管渠匯集雨水的面積，用F表示，單位公頃表示，單位公頃( (ha) ) 或平方公里或平方公里( (km2) )。 1、雨水管渠的設(shè)計(jì)流量、雨水管渠的設(shè)計(jì)流量 p 暴雨強(qiáng)度公式暴雨強(qiáng)度公式 設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度 ( (L/sha) ) 設(shè)計(jì)重現(xiàn)期設(shè)計(jì)重現(xiàn)期 (a) 降雨歷時(shí)降雨歷時(shí)(min) A1,c,b,n 地方參數(shù)地方參數(shù) q p t 1 1671lg n AcP q tb (5) (5) 徑流系數(shù)徑流系數(shù) 徑流量與降雨量的比值，徑流量與降

35、雨量的比值， 1 1、雨水管渠的設(shè)計(jì)流量、雨水管渠的設(shè)計(jì)流量 地面種類地面種類值值 各種屋面、混凝土和瀝青路面各種屋面、混凝土和瀝青路面 大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面 級(jí)配碎石路面級(jí)配碎石路面 干砌磚石和碎石路面干砌磚石和碎石路面 非鋪砌土路面非鋪砌土路面 公園和綠地公園和綠地 0.85-0.95 0.55-0.65 0.40-0.50 0.35-0.45 0.25-0.35 0.10-0.20 1、雨水管渠的設(shè)計(jì)流量、雨水管渠的設(shè)計(jì)流量 p 雨水管渠的設(shè)計(jì)流量公式雨水管渠的設(shè)計(jì)流量公式 QqF 2、雨水管渠水力計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù)、雨水管渠水力計(jì)算的

36、設(shè)計(jì)參數(shù) (1) (1) 設(shè)計(jì)充滿度設(shè)計(jì)充滿度 雨水管渠按滿流設(shè)計(jì)，充滿度雨水管渠按滿流設(shè)計(jì)，充滿度h/D=1 (2) (2) 設(shè)計(jì)流速設(shè)計(jì)流速 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定，雨水管渠的最小設(shè)中規(guī)定，雨水管渠的最小設(shè) 計(jì)流速為計(jì)流速為0.75m/s。 為防止管壁因沖刷而損壞，雨水管渠的最大設(shè)計(jì)流為防止管壁因沖刷而損壞，雨水管渠的最大設(shè)計(jì)流 速為：金屬管速為：金屬管10m/s；非金屬管；非金屬管4m/s。 雨水管渠的設(shè)計(jì)流速應(yīng)該保證在最大流速和最小流雨水管渠的設(shè)計(jì)流速應(yīng)該保證在最大流速和最小流 速之間。速之間。 2、雨水管渠水力計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù)、雨水管渠水力計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù) (3) (3)

37、 最小管徑最小管徑 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定：在街道下的雨水管道，中規(guī)定：在街道下的雨水管道， 最小管徑為最小管徑為300mm；雨水口連接管最小管徑為；雨水口連接管最小管徑為200mm。 一般在道一般在道 路交叉口路交叉口 的匯水點(diǎn)的匯水點(diǎn) 和低洼地和低洼地 段設(shè)置雨段設(shè)置雨 水口。水口。 注意圖中的注意圖中的 箭頭箭頭方向！方向！ 2、雨水管渠水力計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù)、雨水管渠水力計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù) (4) (4) 最小坡度最小坡度 在設(shè)計(jì)中，力求使管道的設(shè)計(jì)坡度和地面坡度平行或在設(shè)計(jì)中，力求使管道的設(shè)計(jì)坡度和地面坡度平行或 一致，以降低造價(jià)。但需滿足最小坡度的規(guī)定。一致，以降低造價(jià)。但

38、需滿足最小坡度的規(guī)定。 當(dāng)雨水管道的最小管徑為當(dāng)雨水管道的最小管徑為300mm時(shí)，最小設(shè)計(jì)坡度時(shí)，最小設(shè)計(jì)坡度 為為0.003。 當(dāng)雨水口連接管道的最小管徑為當(dāng)雨水口連接管道的最小管徑為200mm時(shí)，最小設(shè)時(shí)，最小設(shè) 計(jì)坡度為計(jì)坡度為0.01。 (5) (5) 最小埋深和最大埋深最小埋深和最大埋深 要求同污水管道。要求同污水管道。 六、合流制管渠系統(tǒng)的水力計(jì)算六、合流制管渠系統(tǒng)的水力計(jì)算 主要講的是主要講的是截流式合流制截流式合流制排水系統(tǒng)。它的設(shè)計(jì)內(nèi)容和排水系統(tǒng)。它的設(shè)計(jì)內(nèi)容和 要求與雨水管渠基本相同，最大的不同點(diǎn)是設(shè)計(jì)流量要求與雨水管渠基本相同，最大的不同點(diǎn)是設(shè)計(jì)流量 的計(jì)算上存在差別。的計(jì)算上存在差別。