第二章排水管渠水力學(xué)計(jì)算ppt課件

1、排水管渠水力計(jì)算2021年8月.第一節(jié) 污水管渠水力設(shè)計(jì)原那么第二節(jié) 水力學(xué)計(jì)算根本公式第三節(jié) 水力學(xué)算圖第四節(jié) 主要設(shè)計(jì)參數(shù)第五節(jié) 管段的銜接第六節(jié) 管段水力學(xué)計(jì)算.溝道水流情況重力流:溝道中水流動(dòng)時(shí),水上方是大氣,具有自在外表,而其它三個(gè)方向遭到溝道固體界面限制,這種水流方式叫重力流又叫明渠流.管流:溝道有時(shí)在水壓力流動(dòng)這時(shí)水流方式叫管流又叫壓力流.第一節(jié) 污水管渠水力設(shè)計(jì)原那么不溢流不淤積不沖刷溝壁要留意通風(fēng).第二節(jié) 水力學(xué)計(jì)算根本公式.第三節(jié)水力學(xué)算圖.算圖分類不滿流圓形管道滿流圓形管道滿流矩形管道明渠流.管道的埋設(shè)深度和覆土厚度 管道的埋設(shè)深度是指溝底的內(nèi)壁到地面的間隔。管道的埋設(shè)度

2、對(duì)整個(gè)溝道系統(tǒng)的造價(jià)和施工影響很大，溝道愈深，那么造價(jià)愈貴，施工期愈長。所以，管道的埋設(shè)深度小些好，并有一個(gè)最大限值，這個(gè)限值稱做最大埋深。溝道的最大埋深需求根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)目的及施工方法決議。在枯燥土壤中，溝道最大埋深普通不超越7-8m；在多水、流沙、石灰?guī)r地層中，普通不超越5 m。.管道的覆土厚度是指溝頂?shù)耐獗诘降孛娴拈g隔管溝道埋深小些好，但是，溝道的覆土厚度有一個(gè)最小限值，稱最小覆土厚度。最小覆土厚度決議于以下三個(gè)要素：必需防止溝道中的污水冰凍和因土壤冰凍膨脹而損壞溝道；必需防止溝壁被車輛呵斥的活荷重壓壞；必需滿足支溝在銜接上的要求。 .管段的銜接 窨井上下游的管段在銜接時(shí)應(yīng)遵照下述原那么：

3、盡能夠提高下游管段的高程，以減少埋深，從而降低造價(jià)，在平坦地域這點(diǎn)尤其重要；防止在上游管段中構(gòu)成回水而呵斥淤積；不允許下游管段的溝底高于上游溝段的溝底。.管段的銜接方法通常采用：溝頂平接水面平接溝底平接在特殊情況下需求采用. 乘插式企口式平口式.一、排水管道根底的組成管道管座根底墊層地基排水管道的根底.三、污水管道水力計(jì)算的設(shè)計(jì)規(guī)定 設(shè)計(jì)充溢度h/D設(shè)計(jì)流速v最小管徑D最小設(shè)計(jì)坡度i2-3 污水管道的水力計(jì)算.管頂平接是指在水力學(xué)計(jì)算中，使上游管段和下游管段的管頂內(nèi)壁的高程一樣。采用管頂平接時(shí)，上游管段產(chǎn)生回水的能夠性較小，但往往使下游管段的埋深添加。 .水面平接是指在水力學(xué)計(jì)算中，使上游管段

4、和下游管段的水面高程一樣。用水面平接時(shí),常因管道中流量出現(xiàn)變化時(shí)(主要是上游的小管道)而產(chǎn)生回水，但下游管道的埋深可以淺些。為了減少下游管道的埋深，也有人建議在充溢為0.8處平接。 .溝底平接是指在水力學(xué)計(jì)算中，要使上游溝段和下游溝段的溝底內(nèi)壁的高程一樣 .在普通情況下，異管徑溝段采用溝頂平接。有時(shí)，當(dāng)上下游溝段管徑一樣而下游溝段的充盈深小于上游溝段的充盈深時(shí)，(由小坡度轉(zhuǎn)入較陡的坡度時(shí)，可 能出現(xiàn)這種情況)，也可采用溝頂平接。 .通常，同管徑溝段往往是下游溝段的充盈深大于上游溝段的允盈深，防止上游溝段中構(gòu)成回水而采用水面平接。在平坦地域，為了減少溝道埋深，異管徑的溝段有時(shí)也采用水面平接或充溢

5、度0.8處平接。當(dāng)異管徑溝段采用溝頂平接而發(fā)現(xiàn)下游溝段的水面高于上游溝段的水面時(shí)(這種情況并不常見)，應(yīng)改用水面平接。 .在特殊情況下，下游管段的管徑小于上游管段的管徑(坡度忽然變陡時(shí)，能夠出現(xiàn)這種情況)，而不能采用管頂平接或水面平接時(shí)，應(yīng)采用管底平接以防下游溝段的管底高于上游管段的溝底。為了減少管道系統(tǒng)的埋深，雖然下游管管管徑大于上游溝管管徑，有時(shí)也可采用管底平接。 .總之，溝段的銜接是以盡量減少管道埋深為前提，而且在窨井處不應(yīng)發(fā)生: 下游管底高于上游管底。下游水位高于上游水位。 .1設(shè)計(jì)充溢度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)，非滿流規(guī)定，最

6、大充溢度為：管徑D或暗渠高H mm 最大充溢度h/D 2003003504505009001000 0.55 (0.60)0.65 (0.70)0.70 (0.75)0.75 (0.80) hD.為什么要做最大設(shè)計(jì)充溢度的規(guī)定？1、預(yù)留一定的過水才干，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。.2設(shè)計(jì)流速與設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)充溢度相應(yīng)的污程度均流速。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)；國外很多專家以為最小流速為0.6-0.75m/s，我國根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和運(yùn)轉(zhuǎn)閱歷確定最小流速為0.6m/s。最大設(shè)計(jì)流速：是保證

7、管道不被沖刷破壞的流速，與管道資料有關(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。*國內(nèi)一些城市污水管道長期運(yùn)轉(zhuǎn)的情況闡明，超越上述最高限值，并未發(fā)生沖刷管道的景象。.3最小管徑1、為什么要規(guī)定最小管徑？ 鄰居管最小管徑為200mm，街道管最小管徑為300mm。2、什么叫不計(jì)算管段？ 在管道起端由于流量較小，經(jīng)過水力計(jì)算查得的管徑小于最小管徑，對(duì)于這樣的管段可不用再進(jìn)展其他的水力計(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。.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。123規(guī)定：管徑200mm的最小設(shè)

8、計(jì)坡度為0.004；管徑 300mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.003；管徑400mm 的最小設(shè)計(jì)坡度為0.0015。.四、污水管道的埋設(shè)深度管道的埋設(shè)深度有兩個(gè)意義：覆土厚度埋設(shè)深度決議污水管道最小覆土厚度的要素有哪些？冰凍線的要求地面荷載滿足鄰居管銜接要求地面管道2-3 污水管道的水力計(jì)算.H=h+IL+Z1-Z2+h式中：H街道污水管網(wǎng)起點(diǎn)的最小埋深，m； h鄰居污水管起點(diǎn)的最小埋深，0.60.7m； Z1街道污水管起點(diǎn)檢查井檢查井處地面標(biāo)高，m； Z2鄰居污水管起點(diǎn)檢查井檢查井處地面標(biāo)高，m； I鄰居污水管和銜接支管的坡度； L鄰居污水管和銜接支管的總長度，m； h銜接支管與街道污水管的管內(nèi)底

9、高差，m。 Z1 Z2 H h 銜接支管出戶管 鄰居污水管街道污水管L .溫度與地層深度關(guān)系圖 . 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，間隔可以加大。 國外規(guī)范規(guī)定：污水管道最小埋深，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐酿B(yǎng)護(hù)閱歷確定。無養(yǎng)護(hù)資料時(shí)，采用如下數(shù)值：管徑小于500mm，管底在冰凍線上0.3m；管徑大于500mm，為0.5m。.污水管道的埋設(shè)深度管道的埋設(shè)深度有兩個(gè)意義：覆土厚度埋設(shè)深度決議污水管道最小覆土厚度的要素有哪些？冰凍線的要求地面荷載滿足鄰居管銜接要求地面管道2-3 污水管道的水力計(jì)算.H=h+iL+h1-h2+h式中：H街道污水管網(wǎng)起點(diǎn)的

10、最小埋深，m； h鄰居污水管起點(diǎn)的最小埋深，0.60.7m； h1街道污水管起點(diǎn)檢查井檢查井處地面標(biāo)高，m； h2鄰居污水管起點(diǎn)檢查井檢查井處地面標(biāo)高，m； i鄰居污水管和銜接支管的坡度； L鄰居污水管和銜接支管的總長度，m； h銜接支管與街道污水管的管內(nèi)底高差，m。 Z1 Z2 H h 銜接支管出戶管 鄰居污水管街道污水管L .污水管道水力計(jì)算的方法1、需求確定的參數(shù) 流量Q、管徑D、坡度I、流速v、充溢度h/D和埋深H。2-3 污水管道的水力計(jì)算.2、確定方法 首先根據(jù)知資料，計(jì)算出流量Q，根據(jù)Q值可初步確定管徑D；然后，根據(jù)Q、D值，求i、h/D、v值。在這三個(gè)未知數(shù)中，還需知道一個(gè)參數(shù)

11、，才干求得另外兩個(gè)，此時(shí)可以在三個(gè)參數(shù)中先假設(shè)一個(gè)值，比如流速為最小流速，或是坡度為最小坡度，或是充溢度滿足一定要求等，之后進(jìn)展查表或查圖，就可得出其他兩個(gè)未知數(shù)；最后要進(jìn)展校核，假設(shè)得出的兩個(gè)參數(shù)滿足其規(guī)定的要求，那么計(jì)算完成，假設(shè)不滿足要求，那么需調(diào)整假設(shè)值，甚至管徑D，重新進(jìn)展計(jì)算。.例1 知n=0.014,D=300mm,I=0.004,Q=30L/s,求v和h/D。.例1 知n=0.014,D=300mm, h/D =0.55,Q=32L/s,求v和I 。.Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q滲 Q滲指地下水滲入量，普通以單位管道延伸米或單位效力面積公頃計(jì)算，日本規(guī)定采用閱歷數(shù)據(jù)，按每人每

12、日最大污水量的10%-20%。2-2 污水設(shè)計(jì)流量確實(shí)定城市及工業(yè)企業(yè)污水設(shè)計(jì)總流量： .溝段設(shè)計(jì)步驟：(1) 確定主要矛盾，定計(jì)算方略；(2) 查表格適宜之管徑、管坡A 溝管口徑普通不跳級(jí)添加；B 在地面坡度變陡處，溝道管徑可以較上游小1或2級(jí)。(3) 決議銜接方式(從比較管坡和地坡入手)；(4) 計(jì)算溝底高程；(5) 檢驗(yàn)上下段水面高程；(6) 確定最正確計(jì)算數(shù)據(jù)組；.第六節(jié) 管段水力計(jì)算.第七節(jié)倒虹管水力計(jì)算有關(guān)規(guī)定：(1) 按滿流計(jì)算(2) 倒虹管內(nèi)流速普通采用1.2-1.5 m/s，在條件困難時(shí)可適當(dāng)降低，但不宜小于0.9 m/s，且不得小于上游管渠中的流速。當(dāng)管內(nèi)流速達(dá)不到0.9 m/s，應(yīng)加定期沖洗措施，沖洗流速不得小于1.2 m/s。.(3) 倒虹管數(shù)量 越河道的倒虹管，普通敷設(shè)2條任務(wù)管道； 過小河、旱溝和洼地時(shí)，可敷設(shè)1條任務(wù)管道； 過特殊重要構(gòu)筑物(如地下鐵道)時(shí)，應(yīng)敷設(shè)3任務(wù)管道，2條任務(wù)1條備用。(4) 程度管的管頂距規(guī)劃河底普通不小于1m .常用排水泵1、離心泵通常運(yùn)用的排水泵是離心式的。城市排水系統(tǒng)中常采用立式污水泵。2、混流泵構(gòu)造根本上與離心泵一樣。3、軸流泵主流方向與泵軸平行。.4、螺旋泵最適于揚(yáng)程較低，進(jìn)水水位變化較小的場(chǎng)所。用于