教学PPT污水管网设计与计算2.ppt

第九章 污水管网设计与计算（2）,污水管道水力计算举例,解：1、确定管径和坡度 由于上游沟段的覆土厚度较大，设计沟段坡度应尽量小于地面坡度以减少埋深。（1）比例换算法 为减小坡度，流量 最大管径350 坡度0.0015（附图1）（管径300，坡度0.0058，大于地面坡度，不适合）流量40L/s 管径350mm 流速0.61m/s，充满度0.65（例3.1）坡度0.0015,I=0.00580.0024,h/D=0.90.55,（2）水力计算图,A:令D300mm，查图.当D300mm，qV40L/s，h/D=0.55时，i0.0058I0.0024，不符合本题应尽量减少埋深的原则；令v0.6m/s时，h/D0.900.55，也不符合要求。,h/D=0.660.65，不合格,i=0.00150.0024，比较合适,B:令D350mm，查图.当D350mm，qV40L/s，v0.6m/s时,h/D=0.660.65，不合格。令h/D=0.65 时，v0.610.6m/s，符合要求。i=0.00150.0024，比较合适。,44.220+0.300,44.220+0.300-0.350,2、确定衔接方式和高程,采用沟顶平接？设计沟段上端沟底高程：44.220+0.300-0.35044.170(m)设计沟段的下端沟底高程：44.170-240 0.001543.810(m),3、采用D400 mm？查图。当D400mm，qV40L/s，v0.6m/s时，h/D0.53，i0.00145。与D350mm相比较，沟管设计坡度基本相同，沟管容积未充分利用，沟管埋深反而增加0.05m。另外，沟管口径一般不跳级增加。所以D350mm，i0.0015的设计为好。,例2：已知设计管段长L=100m，地面坡度0.0036，设计流量q30L/s，由于上游管段覆土厚度较大，所以设计管段的设计坡度要尽量小，减小管段埋深。拟采用较大管径D=300mm的钢筋混凝土管，粗糙系数nM=0.014，充满度采用规范规定的最大值h/D=0.55。（1）试采用比例变换法求设计管段水力坡度和流速（已知h/D=0.55，A/A0=0.564，R/R0=1.06，q/q0=0.586，V/V0=1.039）；（2）上游管段口径300mm，充满度h/D0.53，管底高程为44.65m，地面高程为46.60m。试确定衔接方式，计算设计管段的管底高程和覆土厚度（该地区土壤无冰冻）。,解：（1）已知q、D、h/D，求I和v，直接代入公式：I=0.00325 最小流速0.6m/s 满足要求,（2）上游和下游管段同管径，采用水面平上游沟段水面高程44.650.530.344.809m设计管段上端沟底高程44.809-0.550.344.644m设计管段下端沟底高程44.6440.0032510044.319m设计管段上端覆土厚度地面高程沟底高程管径46.6-44.644-0.31.656m设计管段下端覆土厚度46.6-1000.0036-44.319-0.31.621m,解：覆土厚度为45.48-43.67-0.351.46m。离最小覆土厚度允许值0.7m较大，因此设计时应尽量使设计沟段坡度小于地面坡度。,（1）令D350m，查图，当D350mm，qV56L/s，v0.60m/s时，i0.0015，但h/D0.950.65不合格。当h/D0.65时，v0.85m/s，i0.0030I0.0014，不很理想。,（2）令D400mm,查图,当D400mm，qV56L/s，v0.60m/s时，i0.0012，但h/D0.700.65，不符合规定；当h/D0.65时，i0.00145，v0.65m/s,符合要求。沟管坡度接近地面坡度I0.0014。,采用沟顶平接:,设计沟段的上端沟底高程：43.67+0.350-0.40043.620(m),设计沟段的下端沟底高程:43.620-130 0.0014543.43(m),第一方案，造价低，但后面的沟管都将落下0.172m。假如下游的地区有充分的坡度，可以采用第一答案。假如在平坦的地区，宜采用第二答案。,（3）究竟采用哪一种方案？1、D=350mm,I=0.0032、D=400mm,I=0.145,例 4 已知L190m，qV66L/s，I0.008(上端地面高程44.50m，下端地面高程43.40m)，上游沟段D400m，和h/D0.61，其下端沟底高程为43.40m，覆土厚度0.7m。如下图所示：,求：管径与沟底高程。,解：本例的特点是地面坡度充分，偏大。上游沟段下端覆土厚度已为最小容许值。估计设计沟段坡度将小于地面坡度，且口径可小于上游沟段。,（4）可以选用D350mm，i0.008。规范规定，在地面坡度变陡处，沟道管径可以较上游小1或2级。下面计算沟底高程。,D=350mm，qV=66L/s，I0.008 时，查图得：h/D 0.53,v=1.28m/s，合格。,（5）如果采用地面坡度作为设计坡度，设计流速超过最大流速，这时沟道设计坡度必须减少，并且设计沟段上端窨井应采用跌水井。,污水沟道水力学设计,9.5 污水管道的设计（参看水污染控制工程下册p74),基本概念,基本概念,设计流量组成,污水管道的设计举例,原始资料：给定某市的街坊平面图，如下页图。居住区街坊人口密度为350人/公顷，污水量标准为120L/(人.d)，火车站和公共浴室的设计污水量分别为3L/s和4L/s，工厂甲和工厂乙的工业废水设计流量分别为25L/s与6L/s。生活污水及经过局部处理的工业废水全部送至污水处理厂进行处理。工厂甲废水排出口的管底埋深为2.0m。,某市区街坊平面图,（一）在街坊平面图上布置污水管道,（二）街坊编号并计算其面积,街坊面积,（三）划分设计管段，计算设计流量,生活污水平均流量（比流量）为：,管段12，集中流量25管道23，集中流量25，本段流量0.4862.21.07，转输流量0.486（1.211.71.432.211.212.28）4.88，合计流量1.074.885.95，Kz=2.2，设计流量5.95 2.213.09，总设计流量13.092538.09。,2.2,2.21,1.7,1.43,1.21,1.21,2.28,以管段23为例：,(四)水力计算,1、管段长度、设计流量、设计管段起迄点检查井地面标高分别列入2，3，10，11项。2、地面坡度作为确定管段坡度的参考。12地面坡度(86.2-86.1)/110=0.0009.3.起始管段12，流量Q 25L/s，管径取最小管径D 300mm，设计坡度取最小设计坡度I 0.0003，查表，流速v 0.7m/s（大于最小流速0.6m/s)，充满度h/D0.51（小于最大设计充满度0.55），列入表中。4、其他管段。可根据Q先确定D，然后在确定的D水力计算图上查出相应的h/D和I值。存在一个试算过程。,5、计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度,（1）求管段降落量。12降落量I.L=0.003 110=0.33m（表第9项）。（2）求管段水深。12水深D.h/D=0.3 0.51=0.153，（表第8项）。（3）确定管网系统控制点。1点，受工厂排除口的控制，埋深定为2m。,（4）求设计管段上、下端的水面标高、管底标高及其埋设深度1点管内底标高：地面标高埋深，为86.2-284.2m（表第14项）；2点管内底标高：1点降落量，为84.20.3383.87m（表第15项）;2点埋深深度：地面标高管底标高，为86.183.872.23m（表第17项）水面标高管底标高水深，1点为84.20.15384.353m（表12项），2点83.870.15384.023m（表13项）。根据衔接方法，确定下游管段管内底标高。12与23管径不同，采用管顶平接。23中2点管底标高为83.870.30.3583.82m。23和34管径相同，采用水面平接。,6、水力计算注意问题,控制点选择 管道坡度与地面坡度 设计流速与设计管径 注意水头损失 旁侧支管连接,