水力学5
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流体力学 水力学 第五章
7 H [H0 ] 9m 0.75
§5.3 有压管道恒定流 5.3.1 短管水力计算（Q、d、H） 有压流：水沿管道满管流动的水力现象。 特点：水流充满管道过水断面，管道内不存在自 由水面，管壁上各点承受的压强一般不等于大 气压强。
短管：局部水头损失和 速度水头在总水头损失 中占有相当的比重，计 算时不能忽略的管道. （一般局部损失和速度 水头大于沿程损失 的5% ~ 10%）。一般L/d 1000
1 vc c 0
v
2 0 0
2 gH 0 2 gH 0
v hw h j 2g p c pa
2 c
1 1 流速系数： c 0 1 0
1 1 流速系数： c 0 1 0
实验得： 0.97 ~ 0.98 1 推求： 0 2 1 1 0.06 2 0.97 1
2
d2
5.126m 2g
例5 3：如图所示圆形有压涵管，管长50m, 上下游水位差3m 沿程阻力系数为0.03，局部阻力系数：进口 1＝0.5。 第一个转弯 2＝0.71，第二个转弯 3＝0.65，出口
4＝1.0，要求涵管通过流量大约3m 3 / s, 试设计管径d。
2 1 1
2g
v
v
2 2 2
2 2 2
2g
hw
2g
hw
H0 H
v
2 1 1
2g
v
2 2 2
2g
hw
hw h f h j (
l v
v d 2g 2g
2
2
l
v ) d 2g
《水力学》形考任务第5章 有压管道中的水流运动
《水力学》形考任务第5章有压管道中的水流运动一、选择题（共3题，每题10分，共30分）1.水泵的扬程是指（）。
A. 吸水管与压水管的水头损失B. 水泵提水高度+吸水管的水头损失C. 水泵提水高度+吸水管与压水管的水头损失D. 水泵提水高度正确答案是：水泵提水高度+吸水管与压水管的水头损失2.根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为（）。
A. 并联管道和串联管道B. 复杂管道和简单管道C. 长管和短管正确答案是：长管和短管3.短管淹没出流的计算时，作用水头为（）。
A. 上下游水面高差B. 短管出口中心至上游水面高差C. 短管出口中心至下游水面高差正确答案是：上下游水面高差二、多选题（共1题，每题10分，共10分）4.按短管进行水力计算的管路是（）。
A. 环状管网B. 支状管网C. 虹吸管D. 倒虹吸管正确答案是：虹吸管, 倒虹吸管三、判断题（共5题，每题6分，共30分）5.在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。
正确答案是“错”。
6.计算阻力损失时，短管既要考虑局部阻力损失，也要考虑沿程阻力损失，长管计算同样也要考虑这两项损失。
正确答案是“错”。
7.长管是指管道中的水头损失以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头之和与其相比很小，可以忽略不计。
正确答案是“对”。
8.在压力管道中，由于外界影响使管道中的流速发生急剧变化，引起管中压强发生快速交替升降的水力现象，称为水击。
正确答案是“对”。
9.由若干段直径不同的简单管道首尾相接组成的管道称为串联管路。
对于串联管路，应分别计算各段沿程水头损失及局部水头损失，然后叠加。
正确答案是“对”。
四、计算选择题（共1题，共30分）10.某渠道用直径d=0.7 m的混凝土虹吸管自河中向渠道引水。
河道水位与渠道水位的高差为5 m，虹吸管长度l1=8m，l2=12m，l3=14m，混凝土虹吸管沿程水头损失系数λ=0.022，进口局部水头损失系数ζe=0.5，中间有两个弯头，每个弯头的局部水头损失系数ζb=0.365，出口局部水头损失系数ζou=1.0。
水力学-第5章 明渠恒定均匀流1113
工程中采用最多的是梯形断面， 工程中采用最多的是梯形断面，其边坡系数 m 由 边坡稳定要求确定。 边坡稳定要求确定。在 m 已定的情况下，同样的过水 要求确定 已定的情况下， 面积 A ，湿周的大小因底宽与水深的比值 b / h 而异 。根据水力最佳断面的条件： 根据水力最佳断面的条件： 即
χ = 最小值 A = 常数
解：将已知条件代入基本公式，并用曼宁公 将已知条件代入基本公式， 式计算谢才系数， 式计算谢才系数，整理后可得
nQ( β + 2 1 + m 2 ) 2 / 3 h= 5 / 3 1/ 2 ( β + m) i
3/8
当为水力最佳断面时: 当为水力最佳断面时
β = 2( 1 + m 2 − m) = 2( 1 + 1.252 − 1.25) = 0.702
2
15
用 β m 代替上式中的 β 值，整理后得 即梯形水力最佳断面的水力半径等于水深的一半。 即梯形水力最佳断面的水力半径等于水深的一半。
hm Rm = 2 的梯形断面。 矩形断面可以看成为 m = 0 的梯形断面。以 m = 0
代入以上各式可求得矩形水力最佳断面的 β m 及 Rm .
bm βm = = 2 即 bm = 2hm hm
χ = b + 2 h 1 + m 2 = 34 m + 2 × ( 2 . 7 m ) 1 + 1 . 5 2 = 43 . 74 m
102 . 74 m 2 R= = = 2 . 35 m χ 43 . 74 m A
查表可知， 查表可知，对渠线弯曲并已滋生杂草的土 n =0.03
1 1/ 6 1 C= R = (2.35)1/ 6 = 38.4m1/ 2 / s n 0.03
水力学 第五章课后题答案
4.开口和进口处需要注意，P158 图5.5熟记
5.3水泵自吸水井抽水，吸水井与蓄水池用自流管相接，其水位均不变，如图所示，水泵安装高度 = 4.5，
自流管长l=20m，直径d=150mm，水泵吸水管长1 = 12，=0.025，管滤网的局部水头损失系数 = 2.0，水泵
底阀局部水头损失系数 = 9.0.90°弯角局部水头损失系数 = 0.3，真空高度6m时，求最大流量，在这种流量
1
+ 4 + 3 4
H= + ℎ1 + ℎ2 + ℎ4 = 45.43
= + 100 = 145.43
2
=3.357m
5.9图示为一串联管道自水池引水到大气中。第一段管道d1=100mm，l1=25m，第二段d2=50mm，l2=20m，通过流
量 = 5.0 ×
和0.2344,对两渠水面应用伯努利方程可得，
2
2
∆ = + 1 + 2 + 3 + 4
= 8.224
2
2
解得 v=3.452m/s
3
2
解得Q =
v = 0.678 Τ
4
水头线绘制方法：
1.找出骤变截面，用虚线表示
2.根据管道大小判断在不同管道处的流速
3.总水头线在上，测压管水头线在下，进行绘制
设有带底阀莲蓬头及45°弯头一个，压力水管为长50m，直径0.15m的钢管，逆止阀，闸阀各一个，
局部损失系数分别为2，0.2以及45°弯头一个，机组效率为80%，求0.05m3/s流量时的水泵扬程
钢管的粗糙系数取0.012利用公式 =
82
1
3
5.3水泵自吸水井抽水，吸水井与蓄水池用自流管相接，其水位均不变，如图所示，水泵安装高度 = 4.5，
自流管长l=20m，直径d=150mm，水泵吸水管长1 = 12，=0.025，管滤网的局部水头损失系数 = 2.0，水泵
底阀局部水头损失系数 = 9.0.90°弯角局部水头损失系数 = 0.3，真空高度6m时，求最大流量，在这种流量
1
+ 4 + 3 4
H= + ℎ1 + ℎ2 + ℎ4 = 45.43
= + 100 = 145.43
2
=3.357m
5.9图示为一串联管道自水池引水到大气中。第一段管道d1=100mm，l1=25m，第二段d2=50mm，l2=20m，通过流
量 = 5.0 ×
和0.2344,对两渠水面应用伯努利方程可得，
2
2
∆ = + 1 + 2 + 3 + 4
= 8.224
2
2
解得 v=3.452m/s
3
2
解得Q =
v = 0.678 Τ
4
水头线绘制方法：
1.找出骤变截面，用虚线表示
2.根据管道大小判断在不同管道处的流速
3.总水头线在上，测压管水头线在下，进行绘制
设有带底阀莲蓬头及45°弯头一个，压力水管为长50m，直径0.15m的钢管，逆止阀，闸阀各一个，
局部损失系数分别为2，0.2以及45°弯头一个，机组效率为80%，求0.05m3/s流量时的水泵扬程
钢管的粗糙系数取0.012利用公式 =
82
1
3
计算水力学--5洪水波(第4课)
要精确了解实际流动，必须求解动力波方程。 水文学上较常用的简化方法马斯京干法是在出流与槽蓄量单 一函数关系的假定下导出的，是运动波的差分解。这种假定 在流域上游的水流运动与实际基本符合，有足够的精度。 在流域下游，特别在平原河口地区，流动受上游来流和下游 潮位的联合作用，由于受下游水位的顶托，流动不是自由出 流，上述假定不复存在，实际流动的模拟应该由动力波方程 来描述，即必须直接求解圣维南方程组。 圣维南方程组的求解只能通过数值方法。
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§1. 洪水波—运动波 一、运动波
Q uA u A A
波速
波速系数
A u 1 u A
一般情况下流速随水深增加而增加，所以有η≥1, 即，在一般情况下，波速总是大于断面平均流速u。
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回顾：
方程的其他形式
• Z，Q为因变量
漫洪滩地的处理
• 动量校正系数 • 调蓄滩地宽度
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回顾：
S-V方程的定解条件
边界条件的组合
缓流流态时：需要给定一个上边界条件、
一个下边界条件以及两个初始条件
急流流态时：需要给定两个上边界条件以 及两个初始条件，不需要给定下边界条件
§1. 洪水波—运动波 运动波三个重要特征
(1) 它只有一族向下游的特征线，所以下游的任何扰
动不可能上溯影响到上游断面的水流情况。
(2) 不论波形传播过程中是否变形，但其波峰保特不
变，没有耗散现象。
(3) 当波形发生变化时，不可避免地会发生运动激波。
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§1. 洪水波—惯性波 一、惯性波
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§1. 洪水波—运动波 一、运动波
Q uA u A A
波速
波速系数
A u 1 u A
一般情况下流速随水深增加而增加，所以有η≥1, 即，在一般情况下，波速总是大于断面平均流速u。
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回顾：
方程的其他形式
• Z，Q为因变量
漫洪滩地的处理
• 动量校正系数 • 调蓄滩地宽度
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回顾：
S-V方程的定解条件
边界条件的组合
缓流流态时：需要给定一个上边界条件、
一个下边界条件以及两个初始条件
急流流态时：需要给定两个上边界条件以 及两个初始条件，不需要给定下边界条件
§1. 洪水波—运动波 运动波三个重要特征
(1) 它只有一族向下游的特征线，所以下游的任何扰
动不可能上溯影响到上游断面的水流情况。
(2) 不论波形传播过程中是否变形，但其波峰保特不
变，没有耗散现象。
(3) 当波形发生变化时，不可避免地会发生运动激波。
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§1. 洪水波—惯性波 一、惯性波
水力学 第5章
因为随着流体的粘度、密度以及流道线性尺寸的不同，临界流速也 不同。
要保证在粘滞力作用下的流动相似，两流动的雷诺数必须相等。 雷诺数是判别流体流动状态的准则数
Re
vd vd
vcr d vcr d
Recr
19
第5章 管流损失和水力计算 5.2 粘性流体的两种流动状态
不论流体的性质和管径如何变化，下临界雷诺数 Re 2320 ,上 cr 临界雷诺数 Re ，甚至更高。 cr 13800
当 Re Re 时，流动为层流。 cr 当 Re Re 时，流动为紊流。 cr 当 Recr Re Re 时，可能是层流或紊流，处于极不稳定状态。 cr
最大流速
圆管中的流量
r02 r 2 d ( p gh) 2 rdr qV vl 2 rdr 4 dl 0 0
r0
r0
r04 d qV ( p gh) 8 dl
平均流速
qV r02 d v 2 ( p gh) r0 8 dl
3
第5章 管流损失和水力计算 本章内容
5.1 粘性流体管内流动的能量损失 5.2 粘性流体的两种流动状态 5.3 管道进口段中粘性流体的流动 5.4 圆管中粘性流体的层流流动 5.5 粘性流体的紊流流动
本章重点
沿程阻力（水头）损失计算 局部阻力（水头）损失计算
5.6 沿程损失的实验研究
5.7 非圆形管道沿程损失的计算 5.8 局部损失 5.9 管道流动的水力计算
28
第5章 管流损失和水力计算 5.3 管道进口段中粘性流体的流动
管道进口段长度与雷诺数有关
水力学-第5章 明渠恒定均匀流
R/m 1.625 1.866 2.090 2.310
C /( m
1/2
/ s)
Q AC
Ri /( m / s )
42.6 59.3 78.6 100.9
3
21.25 27.00 33.25 40.00
44.5 45.5 46.5 47.0
由上表绘出 h ~ Q 曲线。从曲线查得： 当 Q =70 m3/s 时，h = 3.3 m 。
5
nK
3 8 1 h 3 h m b b
根据上式就可绘出另一组曲线
h b
～
b
2 .6 7
（见附图II）
nK
现应用附图 II 解本例，
K Q i 70 m / s 1 800
3
1980 m / s
3
b
2 . 67
(6 m )
2 . 67 3
第五章
5.5
明渠恒定均匀流
明渠均匀流的水力计算
对于梯形渠道，各水力要素间存在着下列函数关系:
Q AC
Ri f ( m , b , h , i , n )
主要有下列几种类型：
一、已知渠道的断面尺寸b、m、h及底坡i、粗糙 系数n，求通过的流量（或流速）。 二、已知渠道的设计流量Q、底坡i、底宽b、边坡 系数m和粗糙系数n，求水深h。 三、已知渠道的设计流量Q、底坡i、水深h、边坡 系数m及粗糙系数n，求渠道底宽b。 四、已知渠道的设计流量Q，水深h、底宽b、粗糙 系数n及边坡系数m，求底坡i。 五、已知流量Q、流速v、底坡i、粗糙系数n和边 坡系数m，要求设计渠道断面尺寸。
i
（1）试算～图解法
可假设一系列 h 值，代入上式计算相应的 Q 值，并 绘成 h ~ Q曲线，然后根据已知流量，在曲线上即可查 出要求的 h 值。
水力学5.1(2、3)实际流体的动力学基础(N-S方程,能量方程)
能量方程的几何意义:
水力坡度J: 当总水头线为直线时,
J hw l
当总水头线为曲线时, J dhw dH dl dl
5.3.3 实际流体恒定总流能量方程的意义
能量方程的几何意义:
(2)测管水头线可沿程降 低或升高.为什么?
测管水头线坡度JP:
d(z p)
JP
dl
水力学中规定:所有沿 程下降的坡度为正,所 以式中有一负号.
5.3.3 实际流体恒定总流能量方程的意义
能量方程的几何意义:
(3)在流速不变的流段内, 测管水头线与总水头线 平行.为什么?
5.3.4 实际流体恒定总流能量方程的应用
能量方程的应用条件及注意事项: (1)必须是恒定流,且为不可压缩的均质流体.
(2)作用于流体上的质量力只有重力,所研究的流 体边界是静止的.
流速分布越均匀,α越接近于1. 流速分布越不均匀,α的值越大. 一般渐变流, α≈1.05~1.10
为简便，常常取α=1.0
5.3.2 实际流体恒定总流的能量方程
Q (z1i
p1i
)dQi
Q
u12i 2g
dQi
Q (z2i
p2i
)dQi
Q
u22i 2g
dQi
Q hw idQi
(3)第三类积分: Q hw dQ
5 实际(粘性)流体的动力学基础
实际(粘性)流体
仅有连续性方程远远不能解决实际 问题,如:作用力,能量问题等
本章主要任务:
给出实际(粘性)流体的运动微分方程 (N-S方程),在此基础上讨论元流和恒定 总流的伯努利方程(能量方程),动量方程 的推导以及它们的意义和应用
5 实际(粘性)流体的动力学基础
水力坡度J: 当总水头线为直线时,
J hw l
当总水头线为曲线时, J dhw dH dl dl
5.3.3 实际流体恒定总流能量方程的意义
能量方程的几何意义:
(2)测管水头线可沿程降 低或升高.为什么?
测管水头线坡度JP:
d(z p)
JP
dl
水力学中规定:所有沿 程下降的坡度为正,所 以式中有一负号.
5.3.3 实际流体恒定总流能量方程的意义
能量方程的几何意义:
(3)在流速不变的流段内, 测管水头线与总水头线 平行.为什么?
5.3.4 实际流体恒定总流能量方程的应用
能量方程的应用条件及注意事项: (1)必须是恒定流,且为不可压缩的均质流体.
(2)作用于流体上的质量力只有重力,所研究的流 体边界是静止的.
流速分布越均匀,α越接近于1. 流速分布越不均匀,α的值越大. 一般渐变流, α≈1.05~1.10
为简便，常常取α=1.0
5.3.2 实际流体恒定总流的能量方程
Q (z1i
p1i
)dQi
Q
u12i 2g
dQi
Q (z2i
p2i
)dQi
Q
u22i 2g
dQi
Q hw idQi
(3)第三类积分: Q hw dQ
5 实际(粘性)流体的动力学基础
实际(粘性)流体
仅有连续性方程远远不能解决实际 问题,如:作用力,能量问题等
本章主要任务:
给出实际(粘性)流体的运动微分方程 (N-S方程),在此基础上讨论元流和恒定 总流的伯努利方程(能量方程),动量方程 的推导以及它们的意义和应用
5 实际(粘性)流体的动力学基础
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对于抽送会产生易燃易爆和有毒气体的污水泵站， 必须设计为单独的建筑物，并应采取相应的防护措施。
5.2 污水泵站的工艺特点（重点）
5.2.1 水泵的选择
1、泵站设计流量的确定 排水泵站的设计流量一般均按最高 日最高时污水流量决定。 一般小型排水泵站(最高日污水量在 5000m3以下)，设l-2套机组；大型排水 泵站(最高日污水量超过15000m3)设3-4 套机组。
5.1.1 组成与分类
一、泵房组成 1、组成：由机器间，配电部分及吸水井三部分 组成 2、作用： （1）机器间：机器间设置水泵机组，管道和控 制设备等，有时还有低压配电盘。 （2）配电部分：有变压器及高压配电设备，前 者通常设于室外。当电源由附近低压接入时，就 没有这部分了。 （3）吸水井：是一个小水池，接纳来水供水泵 抽送，有时也起一定的水量调节作用。
第五章 排水泵站
主要内容
5.1 概述 5.2 污水泵站的工艺特点 5.3 雨水泵站的工艺特点 5.4 合流泵站的工艺特点 5.5 螺旋泵站的工艺特点
重点与难点：
➢排水泵站（包括污水泵站、雨水泵站、 合流泵站）设计中水泵的选择
➢集水池容积的确定 ➢水泵机组与管道的布置与敷设 ➢泵站中的辅助设施 ➢排水泵站的工艺设计步骤和方法
小结设计要点
水泵台数不多于四台的污水泵站和三台或以下的
雨水泵，必须与周围建筑物相适应。
当水泵台数超过4台时，地下及地上部分都可以 采用矩形或由矩形组合成的多边形；地下部分有时为 了发挥圆形结构比较经济和便于沉并施工的优点，也 可以来取将集水池和机器间分开为两个构筑物的布置 方式，或者将水泵分设在两个地下的圆形构筑物内， 地上部分可以处理为矩形或腰圆形。这种布置适用于 流量较大的雨水泵站或合流泵站。
6、选泵要点 (1)所选水泵在集水池水位变化范围内都应在 高效段内 (2)水泵并联时，联合运行与单泵运行时都应 在高效段内
集水池中水位变化时水泵工况 水泵并联及单独运行时工况
(3) 选用工作泵的要求是在满足最大排水量的条 件下，减少投资，节约电耗，运行安全可靠，维 护管理方便。
(A)流量选择：大小兼顾、型号整齐 (B)泵的形式：污水泵站中一般选立式离心污 水泵；当流量大时，可选择轴流泵；当泵房不太 深时，也可选用卧式离心泵。对于排除含有酸性 或其他腐蚀性工业废水的泵站，应选择耐腐蚀的 水泵。排除污泥，应尽可能选用污泥泵。 (4) 备用泵选择：如果泵站经常工作的水泵不多 于四台，且为同一型号，则可只设一套备用机组； 超过4台时，除安设一套备用机组外，在仓库中 还应存放一套。 (5)考虑扩建
5、按集水池与机器间的组合情况，可分为合建 式泵站和分建式泵站。
6、按照控制的方式，可分为人工控制、自动控 制和遥控3类。
5.1.2 排水泵站的基本类型
合建式圆形排水泵站
适于中、小型排水量，水泵不超 过4台。 优点：圆形结构受力条件好，便 于沉井法施工，降低工程造价， 水泵启动方便，易于根据吸水井 中水位实现自动操作。 缺点：机器内机组与附属设备布 置较困难，当泵房很深时，工人 上下不便，且电动机容易受潮。
二、分类
1、按其排水的性质，可分为污水(生活污水、生 产污水)泵站、雨水泵站、合流泵站和污泥泵站。
2、按其在排水系统中的作用，可分为中途泵站 (或叫区域泵站)和终点泵站(又叫总泵站)。
3、按水泵启动前能否自流充水，可分为自灌式 泵站和非自灌式泵站。
4、按泵房的平面形状，可分为圆形泵站和矩形 泵站。
3、水泵型号：来水性质不同，污水泵型号不 同，确定选不到水泵时可以选清水泵。污水泵
站一般扬程不高，可选择立式离心泵，轴流泵， 混流泵，条件合适时，应选潜污泵。
4．水泵台数： 小型泵站，可按2～3台（2用一备）配置，单 泵流量为1/2设计流量。 大中型泵站可按2～3台或3～4台配置，单泵流 量可按分级抽水方式分配p200 5、水泵规格 根据流量和扬程，水泵台数及水泵特性曲线
5.2.2 确定集水池容积
在满足安装格栅和吸水管的要求，保证水泵
工作时的水力条件以及能够及时将流入的污水 抽走的前提下，应尽量小些。
(1)全昼夜运行的大型污水泵站：不小于泵站 中最大一台水泵5min出水量的体积。
(2) 小型污水泵站：能够满足储存夜间流入量 的要求。
(3) 工厂的污水泵站：根据短时间内淋浴排水 量来复核
1、排水管渠；2、集水池；3、机器间； 4、压水管； 5、卧式污水泵；6、格栅
合建式矩形排水泵站
适于大型泵站 优点：在机组、管道和附属 设备的布置方面较为方便， 启动操作简单，易于实现自 动化。电气设备置于上层。 不易受潮，工人操作管理条 件良好。 缺点：建造费用高。当土质 差，地下水位高时，因不利 施工，不宜采用。
2、泵站的扬程
H HSS HSd hs hd (1～2)
Hss——吸水地形高度(m)，为集水池内最低水位与 水泵轴线之高差； Hsd——压水地形高度(m)，为水泵轴线与输水最高 点(即压水管出口处)之高差； Σhs和Σhd——污水通过吸水管路和压水管路中的水 头损失(包括沿程损失和局部损失)。
1、排水管渠；2、集水池；3、机器间； 4、压水管； 5、立式污水泵；6、立式电动机；7、格栅
分建式矩形排水泵站
优点：结构上处理比 合建式简单，施工较 方便，机器间没有污 水渗透和被污水淹没 的危险。 缺点：要抽真空启动， 为了满足排水泵站来 水的不均匀，启动水 泵较频繁。
1、排水管渠；2、集水池；3、机器间； 4、 压水管； 5、水泵机组；6、格栅
(4)集泥池：根据从沉淀池、消化池一次排出 的污泥量或回流和剩余的活性污泥量计算确定
(5)自动控制的污水泵站 集水池容积计算 (A)泵站为一级工作时：
W Q0 4n
(B)泵站分二级工作时：
W Q2 Q1 4n
W——集水池容积(m3)； Q0——泵站一级工作时水泵的出水量(m3/h) ； Q1、Q2——泵站分二级工作时，一级与二级工作水 泵的出水量(m3/h) n——水泵每小时启动次数，一般取n＝6。
5.2 污水泵站的工艺特点（重点）
5.2.1 水泵的选择
1、泵站设计流量的确定 排水泵站的设计流量一般均按最高 日最高时污水流量决定。 一般小型排水泵站(最高日污水量在 5000m3以下)，设l-2套机组；大型排水 泵站(最高日污水量超过15000m3)设3-4 套机组。
5.1.1 组成与分类
一、泵房组成 1、组成：由机器间，配电部分及吸水井三部分 组成 2、作用： （1）机器间：机器间设置水泵机组，管道和控 制设备等，有时还有低压配电盘。 （2）配电部分：有变压器及高压配电设备，前 者通常设于室外。当电源由附近低压接入时，就 没有这部分了。 （3）吸水井：是一个小水池，接纳来水供水泵 抽送，有时也起一定的水量调节作用。
第五章 排水泵站
主要内容
5.1 概述 5.2 污水泵站的工艺特点 5.3 雨水泵站的工艺特点 5.4 合流泵站的工艺特点 5.5 螺旋泵站的工艺特点
重点与难点：
➢排水泵站（包括污水泵站、雨水泵站、 合流泵站）设计中水泵的选择
➢集水池容积的确定 ➢水泵机组与管道的布置与敷设 ➢泵站中的辅助设施 ➢排水泵站的工艺设计步骤和方法
小结设计要点
水泵台数不多于四台的污水泵站和三台或以下的
雨水泵，必须与周围建筑物相适应。
当水泵台数超过4台时，地下及地上部分都可以 采用矩形或由矩形组合成的多边形；地下部分有时为 了发挥圆形结构比较经济和便于沉并施工的优点，也 可以来取将集水池和机器间分开为两个构筑物的布置 方式，或者将水泵分设在两个地下的圆形构筑物内， 地上部分可以处理为矩形或腰圆形。这种布置适用于 流量较大的雨水泵站或合流泵站。
6、选泵要点 (1)所选水泵在集水池水位变化范围内都应在 高效段内 (2)水泵并联时，联合运行与单泵运行时都应 在高效段内
集水池中水位变化时水泵工况 水泵并联及单独运行时工况
(3) 选用工作泵的要求是在满足最大排水量的条 件下，减少投资，节约电耗，运行安全可靠，维 护管理方便。
(A)流量选择：大小兼顾、型号整齐 (B)泵的形式：污水泵站中一般选立式离心污 水泵；当流量大时，可选择轴流泵；当泵房不太 深时，也可选用卧式离心泵。对于排除含有酸性 或其他腐蚀性工业废水的泵站，应选择耐腐蚀的 水泵。排除污泥，应尽可能选用污泥泵。 (4) 备用泵选择：如果泵站经常工作的水泵不多 于四台，且为同一型号，则可只设一套备用机组； 超过4台时，除安设一套备用机组外，在仓库中 还应存放一套。 (5)考虑扩建
5、按集水池与机器间的组合情况，可分为合建 式泵站和分建式泵站。
6、按照控制的方式，可分为人工控制、自动控 制和遥控3类。
5.1.2 排水泵站的基本类型
合建式圆形排水泵站
适于中、小型排水量，水泵不超 过4台。 优点：圆形结构受力条件好，便 于沉井法施工，降低工程造价， 水泵启动方便，易于根据吸水井 中水位实现自动操作。 缺点：机器内机组与附属设备布 置较困难，当泵房很深时，工人 上下不便，且电动机容易受潮。
二、分类
1、按其排水的性质，可分为污水(生活污水、生 产污水)泵站、雨水泵站、合流泵站和污泥泵站。
2、按其在排水系统中的作用，可分为中途泵站 (或叫区域泵站)和终点泵站(又叫总泵站)。
3、按水泵启动前能否自流充水，可分为自灌式 泵站和非自灌式泵站。
4、按泵房的平面形状，可分为圆形泵站和矩形 泵站。
3、水泵型号：来水性质不同，污水泵型号不 同，确定选不到水泵时可以选清水泵。污水泵
站一般扬程不高，可选择立式离心泵，轴流泵， 混流泵，条件合适时，应选潜污泵。
4．水泵台数： 小型泵站，可按2～3台（2用一备）配置，单 泵流量为1/2设计流量。 大中型泵站可按2～3台或3～4台配置，单泵流 量可按分级抽水方式分配p200 5、水泵规格 根据流量和扬程，水泵台数及水泵特性曲线
5.2.2 确定集水池容积
在满足安装格栅和吸水管的要求，保证水泵
工作时的水力条件以及能够及时将流入的污水 抽走的前提下，应尽量小些。
(1)全昼夜运行的大型污水泵站：不小于泵站 中最大一台水泵5min出水量的体积。
(2) 小型污水泵站：能够满足储存夜间流入量 的要求。
(3) 工厂的污水泵站：根据短时间内淋浴排水 量来复核
1、排水管渠；2、集水池；3、机器间； 4、压水管； 5、卧式污水泵；6、格栅
合建式矩形排水泵站
适于大型泵站 优点：在机组、管道和附属 设备的布置方面较为方便， 启动操作简单，易于实现自 动化。电气设备置于上层。 不易受潮，工人操作管理条 件良好。 缺点：建造费用高。当土质 差，地下水位高时，因不利 施工，不宜采用。
2、泵站的扬程
H HSS HSd hs hd (1～2)
Hss——吸水地形高度(m)，为集水池内最低水位与 水泵轴线之高差； Hsd——压水地形高度(m)，为水泵轴线与输水最高 点(即压水管出口处)之高差； Σhs和Σhd——污水通过吸水管路和压水管路中的水 头损失(包括沿程损失和局部损失)。
1、排水管渠；2、集水池；3、机器间； 4、压水管； 5、立式污水泵；6、立式电动机；7、格栅
分建式矩形排水泵站
优点：结构上处理比 合建式简单，施工较 方便，机器间没有污 水渗透和被污水淹没 的危险。 缺点：要抽真空启动， 为了满足排水泵站来 水的不均匀，启动水 泵较频繁。
1、排水管渠；2、集水池；3、机器间； 4、 压水管； 5、水泵机组；6、格栅
(4)集泥池：根据从沉淀池、消化池一次排出 的污泥量或回流和剩余的活性污泥量计算确定
(5)自动控制的污水泵站 集水池容积计算 (A)泵站为一级工作时：
W Q0 4n
(B)泵站分二级工作时：
W Q2 Q1 4n
W——集水池容积(m3)； Q0——泵站一级工作时水泵的出水量(m3/h) ； Q1、Q2——泵站分二级工作时，一级与二级工作水 泵的出水量(m3/h) n——水泵每小时启动次数，一般取n＝6。