第3章给水排水管道系统1[1]
第3章 给排水计算练习题
1.如下图3-1、3-2、3-3为某公共卫生间室内给排水工程，图中标注尺寸标高以m计，其余均以mm计。
管道和卫生器具参数如下：
1）给水管采用聚丙烯PPR塑料给水管，热熔连接；排水管采用硬聚氯乙烯UPVC 排水管，粘接连接。
2）采用自闭阀式冲洗蹲式大便器，洗涤盆水龙头分别为冷水单嘴和双嘴各一个，地漏选用塑料地漏安装，地面扫除口材质为塑料。
图3-1 卫生间给排水平面图
图3-2 给水系统图
图3-3 排水系统图
根据上面的图3-1、图3-2、图3-3，回答下列问题：
（1）水平管计算：根据平面图上标注的尺寸计算，如上图3-1某卫生间的平面图中排水系统，计算水平管道的长度时，参考图3-1-图3-3中标注的管径，在平面图中读取尺寸。
排水水平管道
De110：
De75：
De50：
（2）垂直管计算：根据系统图标注的标高进行计算，如图3-2某卫生间的平面图中的给水系统，计算垂直管道的长度时，依据系统图中管标注的管径和标高进行计算。
（4分）
JL-1中：De25
JL-2中：De25
（3）查询定额和清单，完成下面的表格。
(整理)第三章给水排水管道系统水力计算基础
第三章给水排水管道系统水力计算基础本章内容：1、水头损失计算2、无压圆管的水力计算3、水力等效简化本章难点：无压圆管的水力计算第一节基本概念一、管道内水流特征进行水力计算前首先要进行流态的判别。
判别流态的标准采用临界雷诺数Re k，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。
对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。
二、有压流与无压流水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。
水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。
从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多三、恒定流与非恒定流给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。
四、均匀流与非均匀流液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。
从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。
对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。
均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。
对于非满管流或明渠流，只要长距离截面不变，也没有转弯或交汇时，也可以近似为均匀流，按沿程水头损失公式进行水力计算，对于短距离或特殊情况下的非均匀流动则运用水力学理论按缓流或急流计算。
第3章-给水排水管网水力学基础讲解
图3.1 圆形管道非满管流和满管流示意图 （a）非满管流；（b）满管流
图3.2 圆形管道充满度示 意图
3.3.1 非满流管道水力计算公式 管渠流量公式：
q
Av
A
R
2 3
I
1 2
式中
A―过水断面面积（m2）；
n
I―水力坡度，对于均匀流，为管渠底坡。
N mn
d ( din ) m i 1
当并联管道直径相同时，等效直径：
n
d (N)m di
kqNn l
d
m N
干管配水情况
3.4.2 沿线均匀出流的简化
给水管网中的配水管沿线向用户供水，如图3.6所示。假设沿线出流是 均匀的，则管道内任意断面x上的流量可以表示为：
qx
qt
沿程水头损失计算公式的指数形式为：
或
或 hf sf qn
式中，k、n、m─指数公式的参数。见表3.6； α―比阻，即单位管长的摩阻系数， α =k/Dm； sf―摩阻系数，sf= α l=kl/Dm。
沿程水头损失指数公式的参数
表3.6
3.3 非满流管渠水力计算
在排水管网中，污水管道一般采用非满管流设计，雨水管网一般采用 满管流设计，如图3.1所示。在两者的运行过程中，大多数时间内，均 处于非满管流状态。
第3章 给水排水管网水力学基础
3.1 给水排水管网水流特征
3.1.1 管网中的流态分析
在水力学中，水在圆管中的流动有层流、紊流及过渡流三种流态，可以根据雷诺数 Re进行判别，其表达式如下：
Re
VD
式中，V－管内平均流速（m/s）；D－管径(m)；ν－水的运动粘性系数，当水温为 10oC时，ν＝1.308 x 10-6m2/s，当水温为30oC时，ν＝0.804 x 10-6m2/s，当水温为 50oC时，ν＝0.556 x 10-6m2/s。 当Re小于2000时为层流，当Re大于4000时为紊流，当Re介于2000到4000之间时， 水流状态不稳定，属于过渡流态。
室内排水系统安装
3.排水管道不得穿过烟道、风道、沉降缝、伸缩缝和居室 。
4.排水管道固定支架横管不得大于2m，立管不大于3m。立管底部的 弯管处应设支墩，以防止立管下沉，造成管道接口断裂。 5.暗装或埋地的排水管道，在隐蔽前必须做灌水试验，其灌水高度 不应低于底层地面高安装
四.室内排水管道安装
室内排水管道的安装应遵守先地下后地上(俗称先零下后零上) 的原则。安装顺序依次为排出管(做至一层立管检查口)、一层埋 地排水横管、一层埋地器具支管(做至承口突出面)、埋地部分管 道灌水试验与验收。此段工程完工俗称一层平口，其施工可在土 建一层楼板盖好进行，其后的施工顺序是立管、各层的排水横管、 器具支管。
4.排水支管的安装。
第3章 室内给排水系统的安装 3.2室内排水管道安装
五.排水管道质量验收标准 1）隐蔽的排水管道灌水试验结果必须符合设计要求和施工规范定 。 2）管道及管道支座(墩 ）严禁铺设在冻土或松土上。 3）竣工后通水试验结果 ，符合要求。 4）金属管道的承插和管箍接口应符合以下规定：接口结构所用填料 符合设计要求和施工规范规定，打口密实、饱满、环缝间隙均匀，灰 口平整、光滑，养护良好。(尺量或用锤轻击检查) 六.塑料排水管道的安装 塑料排水管是一种新型的建筑材料，因其具有体轻、美观、经济、 耐腐蚀、节约金属便于运输和安装方便等特点，现已在各地大量开始 使用。
第3章 室内给排水系统的安装 3.2室内排水管道安装
一般情况下排出管应做至一层立管检查口，其中间连接的排 水横管的三通(或四通)应根据排水横管的埋深确定其位置。 当排水管的承口必须装在预留洞内时，排出管宜采用预制， 待接口强度达到后，再穿人基础孔洞安装。
第3章 室内给排水系统的安装 3.2室内排水管道安装
第3章 室内给排水系统的安装 3.2室内排水管道安装
第3章-给水排水管网水力学基础
n
d (N)m di
kqNn l
d
m N
干管配水情况
3.4.2 沿线均匀出流的简化
给水管网中的配水管沿线向用户供水，如图3.6所示。假设沿线出流是 均匀的，则管道内任意断面x上的流量可以表示为：
qx
qt
l
l
x
ql
沿程水头损失：
h f
l
k (qt
l
l
x
2y) D
或
y / D (1 cos ) / 2
2
式中，θ的单位为弧度。
过水断面面积、湿周 和水力半径依次为，
A D2 ( sin ) ，
8
D 和
2
R A D ( sin ) 4
设该管道的坡度为I，满管流时的过水断面面积、水力半径、流量和流速分别 为A0、R0、q0和v0，可得
A0 D2 / 4 ， R0 D / 4 ，
3.1.2 恒定流与非恒定流 由于用水量和排水量的经常性变化，给水排水管道中的流量和流速随时间变化，
水流经常处于非恒定流（又称非稳定流）状态。但是，非恒定流的水力计算 比较复杂，在管网工程设计和水力计算时，一般按恒定流（又称稳定流）计 算。 随着计算机技术快速发展与普及，国内外已经开始研究和采用非恒定流计算给水 排水管网，而且得到了更接近实际的结果。
hf
l v2
D 2g
式中 D──管段直径（m）；g──重力加速度（m/s2）； λ──沿程阻力系数， 8g。 C2
常用管材内壁当量粗糙度e（mm）
表3.1
3.2.3 局部水头损失计算
计算公式 ：
局部阻力系数ζ
式中，hm ──局部水头损失，m； ζ──局部阻力系数，见表3.5。
给水排水管道系统设计与计算
① 污水流量时刻在变化，很难精确计算，而且雨水或地 下水可能渗入污水管道，因此有必要保留一部分空间；
② 污水管道内沉积的污泥由于厌氧作用会产生一些有害 气体如甲烷、硫化氢等；另外，污水中含有汽油、石 油等易燃液体时，容易产生爆炸性气体，所以要留有 一定空间通风；
2、给水系统各组成部分的设计流量
明确几个概念： (1) 最高日用水量
在设计年限内，用水最多一天的水量称为最高日用水量。
(2) 最高时用水量 一天内用水最多的一小时的水量称为最高时用水量。 (3) 平均时用水量 一天内平均一小时用水量称为平均时用水量。
2、给水系统各组成部分的设计流量
取 水 构 筑 物 一 级 泵 站 清 水 池 二 级 泵 站
2、污水管道系统的设计流量
(3) 设计管段的流量确定
每一设计管段的污水设计流量包括三种流量：
本段流量——从本段沿线街坊流来的污水量。
① 通常假定本段流量是在起点检查井集中进入设计 管段的。
② 本段流量等于本段服务面积上的全部污水量。
2、污水管道系统的设计流量
转输流量——从上游管段和旁侧管段流来的污水 量。 集中流量——从工业企业或其他大型公共设施溜 来的污水量。
绿地 居住区
4
756 居住区
5
756 居住区
6
820 756 1 工厂
820 756 2 绿地
820
3
(1)干管的比流量
L 0.5 756 3 756 820 3 4350m
qs
284.7 189.2 0.0219L / sm 4350
(2)1-2和1-4管段的沿线流量
给排水管道系统教案
给排水管道系统教案第一篇：给排水管道系统教案第三章给水排水管道系统教学目的与要求：了解给排水管道系统的运行与管理；了解一些新型的管道材料；掌握给水排水管道系统的组成、功能及设计方面的知识。
教学重点：给排水管道组成、功能及设计；给排水管道常用材料。
教学内容：3.1 给水排水管道系统的功能与组成3.1.1 给水管道系统给水系统是保障城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。
3.1.2排水管道系统废水的分类: 生活废水工业废水雨水3.1.3 给排水系统主要功能（1）水量保障（2）水质保障（3）水压保障3.1.4 给排水系统的组成取水系统给水处理系统给水管网系统排水管道系统废水处理系统废水排放系统重复利用系统3.2 给水排水管道系统的组成3.2.1给水排水管道系统的特点水量输送水量调节水压调节3.2.2给水管道系统的组成（1）输水管道（2）配水管网（3）泵站（4）水量调节构筑物（5）给水管道系统上的附属构筑物3.2.3排水管道系统的组成（1）污水支管（2）干管（3）主干管（4）雨水支管（5）雨水干管（6）排水管道系统上的附属构筑物3.3给水排水管道系统的型式 3.3.1给水管网系统的类型统一给水管网系统分系统给水管网系统3.3.2排水管道系统的体制合流制分流制3.4给水排水管道工程规划与布置 3.4.1 给水排水工程规划原则1．贯彻执行国家和地方的相关政策和法规2．给水排水工程规划要服从城镇总体规划3．城市及工业企业规划时应兼顾给水排水工程4．近远期规划与建设相结合5．要合理利用水资源和保护环境6．规划方案尽可能经济和高效3.4.2给水管网系统规划布置基本原则1．按照城市总体规划，结合当地实际情况布置给水管网，并进行多方案技术经济比较；2．管线应均匀地分布在整个给水区域内，保证用户有足够的水量和水压，并保持输送的水质不受污染；3．力求以最短距离敷设管线，并尽量减少穿越障碍物等，以节约工程投资与运行管理费用；4．必须保证供水安全可靠，当局部管线发生故障时，应保证不中断供水或尽可能缩小断水的范围；5．尽量减少拆迁，少占农田或不占农田；6．管渠的施工、运行和维护方便；7．规划布置时应远近期相结合，考虑分期建设的可能性，并留有充分的发展余地3.4.3给水管网布置的基本形式树状网环状网3.4.4排水管道系统布置形式1．城镇排水管道系统的布置形式 2．区域排水系统3.5给水排水管道材料及构筑物 3.5.1 给水管道材料及配件按照水管工作条件，水管性能应满足下列要求：（1）有足够的强度，可以承受各种内外荷载。
给水排水管道系统水力计算
e （ mm ）
平均 0.003 0.03 0.06 0.15 0.3 0.6 3 15 150
（ 4 ）巴甫洛夫斯基公式 巴甫洛夫斯基公式适用于明渠流和非满流管道的计算，公式为：
C
R
y
nb 0.10
3-3 。
（ 3-11 ）
式中： y
2.5 nb
0.13 0.75 R
nb
nb — 巴甫洛夫斯基公式粗糙系数，见表
2
A 和水力半径 R 的值 （表中 d 以 m 计） 充满度 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 过水断面积 A （ m 2） 0.4426 d 0.4920 d 0.5404 d 0.5872 d 0.6319 d 0.6736 d 0.7115 d 0.7445 d 0.7707 d 0.7845 d
图 3-1 无压圆管均匀流的过水 断面
3-1 所示。设其 ， 称为充满度，
h d
sin
2
4
所对应的圆心角 素之间的关系为：
称为充满角。由几何关系可得各水力要
过水断面面积：
A
湿周：
d
2
8
sin
（ 3-16 ）
d 2
水力半径：
（ 3-17 ）
R
所以
d 4
1
sin
（ 3-18 ）
2
v
2
1 d n 4 sin
将（ 3-11 ）式代入（ 3-2 ）式得：
hf
nb v R
2
2
2y 1
l
（ 3-12 ）
常用管渠材料粗糙系数
nb 值
管渠材料
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第3章给水排水管道系统1[1]
(6) 废水输水管(渠) 指长距离输送废水的压力管道或渠道。
(7) 出水口及事故排出口 排水管道的末端是废水排放口，与接纳废水的水 体连接。
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第3章给水排水管道系统1[1]
3、排水管道各个组成部分作用
(1) 废水收集设施及室内排水管道
收集住宅及建筑物内废水的各种卫生设备，它们既是人 们用水的容器，也是承受污水的容器，又是污水排水系统 的起点设备。生活污水从室内排水管道系统 (经水封管、 支管、竖管和出户管)等流入室外居住小区管道系统。在 每一出户管与室外居住小区管道相接的连接点设检查井， 供检查和清通管道之用。 (2) 排水管道 1)居住小区管道系统 2)街道排水管道系统。
般不沿线向两侧供水。 (2) 配水管网7 • 是指分布在整个供水区域内的配水管道网络
(3) 泵站2、5
泵站是输配水系统中的加压设施，一般由多台水泵并联组成， 当水不能靠重力流动时，必须使用水泵对水流增加压力，以 使水流有足够的能量克服管道内壁的摩擦阻力，在输配水系 统中还要求水被输送到用户连接地点后有符合用水压力要求 的水压，以克服用水地点的高差及用户的管道系统与设备的 水流阻力
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第3章给水排水管道系统1[1]
• 敷设在居住小区内，连接各建筑物出户管 和雨水口的管道系统。它分小区支管和小 区干管。小区支管是指布置在居住组团内 与接户管连接的排水管道，一般布置在组 团内道路下。小区干管是指居住小区内， 接纳居住组团内小区支管流来的废水或雨 水的排水管道，一般布置在小区道路或市 政道路下。
它 (3) 们既是人们用水的容器，也是承受污水的容器，
又 (4) 是污水排水系统的起点设备。 (2)排水管道
指分布于排水区域内的排水管道(渠)，其功能 是将收集到的污水、废水和雨水等输送到处理地点 或排放口，以便集中处理或排放。
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第3章给水排水管道系统1[1]
(3) 排水管道系统上的构筑物 排水管道系统中设置有雨水口、检查井、跌水
第3章给水排水管道系统 1
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2020/11/26
第3章给水排水管道系统1[1]
• 3.1 给水排水管道系统的任务和组成 • 3.2 给水排水管道系统规划和布置 • 3.3 给水排水管道系统主要设计内容、 • 方法和要求 • 3.4 给水排水管道系统运行管理 • 3.5 给水排水管道材料
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(4) 排水调节池
• 指拥有一定容积的污水、废水和雨水储 存设施。用于调节排水管道流量或处理水 量的差值。通过水量调节池可以降低其下 游高峰排水量，从而减少输水管渠或污水 处理设施的设计规模，降低工程造价。
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(5) 提升泵站及压力管道
•图1-17 排水提升泵站 1—进水管 2—格栅 3—水泵 4—电动机 5—起重设备
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第3章给水排水管道系统1[1]
(6) 废水输水管(渠)
• 指长距离输送废水的压力管道或渠道。 为了保护环境，污水处理设施往往建在离 城市较远的地区，排放口也选在远离城市 的水体下游，都需要长距离输送。
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3.1 给水排水管道系统的任务和组成
• 给水排水管道系统组成： • 管道（或渠道）和相应附属构筑物 • 管道：承担水的输送任务 • 附属构筑物：水压提升机水量调控以及污
（废）水和雨水的收集等作用
•3.1.1 给水管道系统任务和组成
•1、给水管道系统示意图
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•生活污水收集系统 1—系统1[1]
•街道路面雨水排水口 a)边沟雨水口
•b)侧石雨水口 PPT文档演模板
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(3) 排水管道系统上的构筑物
排水管道系统中设置有雨水口、检查井、 跌水井、溢流井、水封井、换气井、倒虹 管等附属构筑物及流量等检测设施，便于 系统的运行与维护管理。
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第3章给水排水管道系统1[1]
(7) 出水口及事故排出口
排水管道的末端是废水排放口，与接纳 废水的水体连接。为了保证排放口部的稳 定，或者使废水能够比较均匀地与接纳水 体混合，需要合理设置排放口。事故排出 口是指在排水系统发生故障时，把废水临 时排放到天然水体或其他地点的设施，通 常设置在某些易于发生故障的构筑物面前 (如在总泵站的前面)。
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第3章给水排水管道系统1[1]
1-取水构筑物；2-一级泵站；3-处理构筑物；4-清水池； 5-二级泵站；6-输水管道；7-配水管网；8-水塔
•2、给水管道系统组成
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第3章给水排水管道系统1[1]
•2、给水管道系统组成
• (1) 输水管(渠)道6 • 是指在较长距离内输送水量的管道或渠道, 输水管(渠)道一
井、溢流井、水封井、换气井、倒虹管等附属构筑 物及流量等检测设施，便于系统的运行与维护管 (4) 排水调节池
指拥有一定容积的污水、废水和雨水储存设施 (5) 提升泵站及压力管道
排水一般按重力流输送，因此管道需按一定坡 度敷设，但往往由于受到地形等条件的限制而需要 把低处的水向高处提升，这时就需要设置泵站。
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第3章给水排水管道系统1[1]
3.1.2 排水管道系统的任务和组成 • 1、排水管网示意图
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•1—排水管道 2—水量调节池 3—提升泵站 4—输水管道(渠) 5—污水处理第3厂章给水排水管道系统1[1]
2、排水管道组成
(1) 废水收集设施及室内排水管道 (2) 收集住宅及建筑物内废水的各种卫生设备，
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第3章给水排水管道系统1[1]
(4) 水量调节设施
有清水池，又称清水库和高位水池(或水塔)等形 式。
(5) 给水管道上的附属构筑物
减压设施 用减压阀和节流孔板等降低和稳定输配 水系统局部的水压，以避免水压过高造成管道或 其他设施的漏水、爆裂、水锤破坏，或避免用水 的不舒适感
检查井、消火栓、阀门井、水表井等等