城市给排水计算方法

2、水力计算的设计规定
（1）设计原则 不冲刷、不淤积、不溢流、通风
流量公式：Q = A • v
（2）基本公式 流速公式：vC RI
曼宁公式： C
1
1
R6
n
v
1
2
R3
I
1 2
Q
1
A
2
R3
1
I2
n
n
R ——水力半径（过水断面面积与湿周的比值）
排水管渠粗糙系数表
（3）设计充满度
在设计流量下，污 水在管道中的水深和管 道直径的比值。
最大流速：保证管道不被冲刷损坏的流速 ≤10m/s（金属管道） ≤ 5m/s （非金属管道）
（5）最小管径
规定 DN min 原因：管系上游部分，设计流量 很小，只根据计算， DN 很小，由于养护经验， 易堵塞。
在街坊和厂区内： D在N街≥道20下0m：mDN≥300mm
（6）最小设计坡度
相应于管道内流速为最小流速的管道坡度
➢污水管节点流量的设计流量计算:沿线流量、集中流量、 节点流量
➢污水管节点流量的设计流量计算与给水网节点设计流量 区别
•沿线流量:平均日流量乘以总变化系数 •管段分配的沿线流量全部加到上游节点作为节点流量
3源自文库管段设计流量
Q q 1 q 2 q 3 A 0 K Z q q 3
式中 q1—设计管段的本段设计流量 q2—转输流量 q3—集中流量 A—汇水面积 q0—比流量 KZ—总变化系数
当H/D=1.0时称为满流， 当H/D <1.0称为非满流。
我国《室外排水设计规范》 规定，污水管道按照非满流进行 设计。
关于最大充满度的有关规定
注：计算污水管道充满度时，不包括淋浴或短时间突然增加 的污水量，当 D ≤ 300 时，按满管流复核。
污水管道应按非满管流设计的原因： （ 1 ）污水流量时时变化，雨水、地下水进入，
➢ 其它管线与排水管道稍有相交时，管道可以修改设计或 在相交处允许穿过管道，采取适当措施修补管道
力坡降I、流速v ❖ 方法：水力计算图或水力计算表
（1）设计管段及设计流量的确定
确定设计管段的起迄点
计算步骤 计算设计管段的设计流量 确定设计管段的直径、坡度及 管底标高
（2）污水管道水力计算的步骤
在街坊平面图上布置污水管道，并对街坊编 号，计算其面积。
划分设计管段，计算设计流量
从上游管段开始对主干管进行列表计算
城市给排水计算方法
1、污水管网的节点与管段
➢管段设计流量等于该管段的上游段汇入污水流量加上该 管段的收集污水量 ➢污水管网节点处一般设有检查井，但不是所有检查井处 均有节点
➢污水管网可简化为管段和节点构成的污水管网模型系统
2、节点设计流量计算
➢污水管网的节点流量是指该点下游的一条管段所连接 的用户污水流量与该节点所接纳的集中污水流量之和。
围坊式：用各街角的角平 分线划分街坊
低侧式：整个街坊的污水排 入其低侧的管段
对边式：将街坊面积用中线 划分
六、污水管道水力计算
计算目的： 合理的、经济的选择管道的断面尺
寸、坡度和埋深。
1、污水管道中污水的流动特点
➢靠重力流动 ➢一般液体的流动规律 ➢按均匀流计
管道流速变化原因： I. 管道中的流量变化； II. 管道的坡度不同引起流速的变化。 III. 管道接缝和管道内可能产生沉淀，使管壁具有不同的粗糙度， 进而引起流速的变化； IV. 管道交汇处产生回水，造成上游部分流速减小； V. 管道跌水造成以下部分流速增加； VI. 管道转弯处及检查井内水头损失引起流速减小；
•埋深：管道内壁底到地面的距离。
•覆土厚度：管道外壁顶部到地面距离。
（8）最小覆土厚度
必须防止管道内的污水冰冻或土壤冻涨而损坏管道。 必须防止管壁因地面负荷而受到破坏。 必须满足街坊污水连接管衔接的要求。 （9）最大埋深
干燥土壤：≤7～8m 多水、流沙、石灰岩地层：≤5m
3、水力计算方法
❖ 已知量：流量Q及管道粗糙系数n ❖ 未知量：管径DN、水力半径R、充满度h/D、水
（3）污水管道的衔接
尽可能提高下游管段高程，以减小埋深
➢ 原则 避免在上游管段中出现回水造成淤积
➢ 方法 水面平接
管顶平接
接水 面 平
适用于等管径相 接或小管径接大 管径
接管 顶 适用于小管径接 平 大管径
跌水连接 适用于地面坡度很大的地区
（4）控制点的确定
❖ 定义 对管道系统的埋深起控制作用的地点
实际上是保证管道不发生淤积时的坡度。 最小设计坡度与水力半径有关。
不同的管径，水力半径不同，最小设计坡度也 不同。
关于最小设计坡度的规定
（7）埋设深度
污水管网占污水工程总投资的 50 - 75% ，埋深直接影响管道造价，埋 深大，造价高，某地 DN600mm ，埋 深 5m 时的造价为 3m 的 3 倍多。
在隧道（共同沟）里，隧道坡度应与排水沟道配合
➢ 地下管线布置顺序：电力电缆电信电缆煤气管道 热力管道给水管道污水管道雨水管道
➢ 管线交叉的原则：小管让大管，有压管让无压管，新 建管线让已建管线，临时管线让永久管线，柔性结构 的管线让刚性结构的管线
➢ 处理方法
➢ 给水管在排水管以上；
➢ 电力线、煤气管、热水管在给水管以上；
H/D ＜ 1 为未预见水量的增长留有余地，避 免污水溢出。 （ 2 ）管内沉积的污泥会分解析出一些有害气体 ，含油污水，易爆气体， H/D ＜ 1 以利管道 的通风，排除有害气体，防止爆炸。 （ 3 ）便于管道的疏通和维护管理。
（4）设计流速
与设计流量、设计充满度相应的水流平均流速。 最小流速：保证管内不致发生淤积的流速 ≥0.6m/s
❖ 位置 离出水口最远点 具有相当深度的工厂排出口 低洼地区的管道起点
（5）污水管道在街道上设置要求
❖ 管道要求远离房屋 ❖ 离树木不应过近，以免树根挤坏甚至长入管道 ❖ 污水管道应设在道路下，街区连接支管较多、地下管线较
少的一侧 ❖ 当街道宽度大于40m时，可考虑两侧都设置污水管道，
并尽可能避开车行道 ❖ 地下设施拥挤或交通极其繁忙的场合，常把地下管线集中