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1、第九章污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算(2)污水管道水力計(jì)算舉例例1已知設(shè)計(jì)溝段長度L為240m;地面坡度I為0.0024;流量qV為40L/s,上游溝段管徑D=300mm,充滿度h/D為0.55,溝底高程為44.22m,地面高程為46.06m,覆土厚度為1.54m。求:設(shè)計(jì)溝段的口徑和溝底高程。解:1、確定管徑和坡度由于上游溝段的覆土厚度較大,設(shè)計(jì)溝段坡度應(yīng)盡量小于地面坡度以減少埋深。(1)比例換算法為減小坡度,流量最大管徑350坡度0.0015(附圖1)(管徑300,坡度0.0058,大于地面坡度,不適合)流量40L/s
2、管徑350mm流速0.61m/s,充滿度0.65(例3.1)坡度0.0015I=0.0058>0.0024h/D=0.9>0.55(2)水力計(jì)算圖A:令D=300mm,查圖.當(dāng)D=300mm,qV=40L/s,h/D=0.55時(shí),i=0.0058>I=0.0024,不符合本題應(yīng)盡量減少埋深的原則;令v=0.6m/s時(shí),h/D=0.90>0.55,也不符合要求。h/D=0.66>0.65,不合格i=0.0015<0.0024,比較合適B:令D=350mm,查圖.當(dāng)D=350mm,qV=40L/s,v=0.6m/s
3、時(shí),h/D=0.66>0.65,不合格。令h/D=0.65時(shí),v=0.61>0.6m/s,符合要求。i=0.0015<0.0024,比較合適。44.220+0.30044.220+0.300-0.3502、確定銜接方式和高程采用溝頂平接?設(shè)計(jì)溝段上端溝底高程:44.220+0.300-0.350=44.170(m)設(shè)計(jì)溝段的下端溝底高程:44.170-240×0.0015=43.810(m)檢驗(yàn):44.398m高于44.385m,不符合要求,應(yīng)采用水面平接。上游溝段下端水面高程:44.220+0.3000.55
4、=44.385(m)設(shè)計(jì)溝段上端水面高程:44.170+0.650.350=44.398(m)溝底高程修正:采用水面平接。上流溝段的下端水面高程:44.22+0.3×0.55=44.385(m)設(shè)計(jì)溝段的上端溝底高程:44.385-0.35×0.65=44.158(m)設(shè)計(jì)溝段的下端溝底高程:44.158-240×0.0015=43.798(m)3、采用D=400mm?查圖。當(dāng)D=400mm,qV=40L/s,v=0.6m/s時(shí),h/D=0.53,i=0.00145。與D=350mm相比較,溝管設(shè)計(jì)坡度基本相同
5、,溝管容積未充分利用,溝管埋深反而增加0.05m。另外,溝管口徑一般不跳級增加。所以D=350mm,i=0.0015的設(shè)計(jì)為好。例:已知設(shè)計(jì)管段長L=100m,地面坡度0.0036,設(shè)計(jì)流量q=30L/s,由于上游管段覆土厚度較大,所以設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)坡度要盡量小,減小管段埋深。擬采用較大管徑D=300mm的鋼筋混凝土管,粗糙系數(shù)nM=0.014,充滿度采用規(guī)范規(guī)定的最大值h/D=0.55。(1)試采用比例變換法求設(shè)計(jì)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
6、.586,V/V0=1.039);(2)上游管段口徑300mm,充滿度h/D=0.53,管底高程為44.65m,地面高程為46.60m。試確定銜接方式,計(jì)算設(shè)計(jì)管段的管底高程和覆土厚度(該地區(qū)土壤無冰凍)。解:(1)已知q、D、h/D,求I和v,直接代入公式:I=0.00325<地面坡度Iv=0.77m/s>最小流速0.6m/s滿足要求(2)①上游和下游管段同管徑,采用水面平上游溝段水面高程=44.65+0.53×0.3=44.809m設(shè)計(jì)管段上端溝底高程=44.809-0.55×0.3=44.644m設(shè)計(jì)管段
7、下端溝底高程=44.644-0.00325×100=44.319m②設(shè)計(jì)管段上端覆土厚度=地面高程-溝底高程-管徑=46.6-44.644-0.3=1.656m設(shè)計(jì)管段下端覆土厚度=46.6-100×0.0036-44.319-0.3=1.621m例2已知設(shè)計(jì)溝段長度L=130m,地面坡度I=0.0014,流量qV=56L/s,上游溝段口徑D=350mm,充滿度h/D=0.59,溝底高程為43.67m,地面高程為45.48m。求:設(shè)計(jì)溝段的口徑與溝底高程。解:覆土厚度為45.48-43.67-0.35=1.46
8、m。離最小覆土厚度允許值0.7m較大,因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使設(shè)計(jì)溝段坡度小于地面坡度。采用水面平接?設(shè)計(jì)溝段的下端溝底高程:43.67+0.3500.59=43.877(m)設(shè)計(jì)溝段的上端溝底高程:43.877-0.650.350=43.650(m)設(shè)計(jì)溝段下端溝底高程:43.650-1300.0030=43.260(m)(1)令D=350m,查圖,當(dāng)D=350mm,qV=56L/s,v=