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1、污水沟道水力学设计任务根据已经确定的沟道路线，计算和确定各设计沟段的设计流量、管径、坡度、流速、充满度和沟底高程。原则不冲刷、不淤积、不溢流、要通风。计算步骤确定控制点开始，从上游到下游，计算和确定各个设计沟段的有关数据。水力水力 计算计算目的目的 管径管径坡度坡度高程高程21321IRnvmhD21321IARnqmnm是常数是常数,不同管壁粗糙系数不同管壁粗糙系数(见表见表2-1),混凝土混凝土/钢筋混凝土一钢筋混凝土一 般采用般采用0.014。5个水力参数个水力参数q、D、h、I、v, 已知其中已知其中3个才能求出另个才能求出另2个个，水力计算很复杂。水力计算很复杂。非满流水力计算简化方
2、法：水力计算图表非满流水力计算简化方法：水力计算图表2132)/,(1IDhDRnvm2132)/,()/,D(1IDhDRDhAnqm流量流量坡度坡度充满度充满度流速流速在在6个水力个水力要素中要素中,管径管径D和粗糙系和粗糙系数数n是一知是一知数数,而其他而其他4个关系可以个关系可以用一张图来用一张图来表示表示h/D=0.66i =0.0015I=0.0058h/D=0.9污水管道水力计算的设计数据污水管道水力计算的设计数据 设计充满度（h/D）设计流速（v）最小管径（D）最小设计坡度（i）一、设计充满度（一、设计充满度（h/Dh/D）指设计流量下，管道内的有效水深与管径的比值指设计流量下
3、，管道内的有效水深与管径的比值。h/D =1时，满流时，满流h/D I0.0024，不符合本题应尽量减少埋深的原则不符合本题应尽量减少埋深的原则；令令v0.6m/s时，时，h/D0.900.55，也不符合要求也不符合要求。I=0.00580.0024h/D=0.90.55水力计算图水力计算图B:令令D350mm，查图，查图.当当D350mm，qV40L/s， v0.6m/s时时, h/D=0.660.65，不合格不合格。令令h/D=0.65 时，时，v0.610.6m/s，符合要求。，符合要求。i =0.00150.65，不合格，不合格i =0.00150.650.65不合格。当不合格。当h/
4、Dh/D0.650.65时，时，v v0.85m/s0.85m/s，i i0.00300.0030I I0.00140.0014，不很理想。，不很理想。 （2 2）令）令D D400mm,400mm,查图查图, ,当当D D400mm400mm，q qV V56L/s56L/s，v v0.60m/s0.60m/s时，时，i i0.00120.0012，但，但h/Dh/D0.700.700.650.65，不符合规定；当，不符合规定；当h/Dh/D0.650.65时，时，i i0.001450.00145，v v0.65m/s,0.65m/s,符合要求。沟管坡度接符合要求。沟管坡度接近地面坡度近地
5、面坡度I I0.00140.0014。采用沟顶平接采用沟顶平接: :设计沟段的上端沟底高程：设计沟段的上端沟底高程：43.67+0.350-0.40043.67+0.350-0.40043.620(m)43.620(m)设计沟段的下端沟底高程设计沟段的下端沟底高程: 43.620-130 0.00145: 43.620-130 0.0014543.43(m)43.43(m)施工高程：施工高程：43.43(m)检验：检验：上游沟段下端水面高程：上游沟段下端水面高程：43.877(m) 43.880高于高于43.877，虽不符合要求，但可接受，虽不符合要求，但可接受(下端沟底下端沟底施工高程略低于
6、计算值施工高程略低于计算值)。设计沟段上端水面高程：设计沟段上端水面高程：43.620+0.65 0.40043.880(m)第一方案，第一方案，造价低造价低，但后面的沟管都将落下，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。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？）究竟采用哪一种方案？1、D=350mm,I=0.0032、D=400mm,I=0.00145 例例 3 已知已知L190m，qV66L/s，I0.008(上端地面高程上端地面高程44.50m，下端
7、地面高程，下端地面高程43.40m)，上游沟段，上游沟段D400m，和，和h/D0.61，其下端沟底高程为，其下端沟底高程为43.40m，覆土厚度，覆土厚度0.7m。如下图。如下图所示：所示： 求：管径与沟底高程。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。估计设计沟段坡度段下端覆土厚度已为最小容许值。估计设计沟段坡度将将小于地面坡度小于地面坡度，且，且口径可小于上游沟段口径可小于上游沟段。 （1）令）令D400mm，i0.008，h/D0.65时，查时，查图得图得qV133L/s66L/s。 （2）令
8、）令D350mm，iI0.008，h/D0.65时，时，查图得查图得qV91L/s66L/s。 （3）令）令D300mm， iI0.008，h/D0.55时，时，查图得查图得qV47L/s66L/s。 （4）可以选用）可以选用D350mm， i0.008。规范规定，在地。规范规定，在地面坡度变陡处，沟道管径可以较上游小面坡度变陡处，沟道管径可以较上游小1或或2级。下面计算级。下面计算沟底高程。沟底高程。 D=350mm，qV=66L/s，I0.008 时，查图得：时，查图得：h/D 0.53, v=1.28m/s，合格。，合格。 （5）如果采用）如果采用地面坡度地面坡度作为作为设计坡度设计坡度，设计流速，设计流速超过超过最最大流速，这时沟道设计坡度必须减少，并且设计沟段上端大流速，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。窨井应采用跌水井。采用沟底平接采用沟底平接:设计沟段上端沟底高程上游沟段下端沟底高程设计沟段上端沟底高程上游沟段下端沟底高程43.40(m)设计沟段下端沟底高程设计沟段下端沟底高程: 43.40-190 0.00841.88(m)