（单、多）雨水系统的水力计算
雨水管道系统的计算简图如下：
YL
7 9 型 雨 水 斗
4
YL -1 2 计 算 简 图
6.1 降雨强度
根据规范要求，设计重现期采用2年，降雨历时为5min,查《建筑给排水设计手册》得, H=101mm/h ，张家口的暴雨强度： 5q =2.80L/s ·100m 2 6.2 雨水立管的布置
从主楼屋顶平面图上的汇水情况看，可分成4个汇水面积相差不大且两两对称的汇水区，共布置4个雨水斗，在第十层有屋顶设两个雨水斗汇水面积等同，雨水立管分别为
YL-1～YL-2
表6—1 雨水立管汇水面积
6.3 水力计算
由于4个汇水区相差不大，计算是以最大汇水面积的立管计算。 1）雨水斗
1、2、3、4号雨水斗的汇水面积均为204.022
m ，查表得，对于79型雨水斗，当
H=101mm/h 、管径为75mm 时，其最大汇水面积为2852
m ，大于各个立管的实际汇水面积见 表7—1，满足要求，所以选用79型雨水斗。
第十层屋顶雨水斗集水面积为107.242m ，同样查表的选用管径为75mm 的79型雨水
斗。 2）连接管
连接管选用与雨水斗的管径相同，d=75mm 。
3）悬吊管
降雨强度换算系数：
K=101/100=1.01
降各段悬吊管负担的汇水面积换算成H=100mm/h 的汇水面积：
1.01H F F =
所以， 2
1.01204.02206.06A B F m -=?=
22206.06412.12B C F m -=?=
252.95 1.0153.48G H I H F F m --==?=
2
253.48106.96H J F m -=?=
查手册表4.3-5，当i=0.009、d=150mm 时的最大泄水面积为5092
m ，大于实际汇水面
积。第十层的悬吊管G-H 、F-H 当i=0.007、d=75mm 时的最大泄水面积为3602
m ，大于实际汇水面积。悬吊管1-A 当i=0.007、d=100mm 时的最大泄水面积为1522
m ，大于实际汇水面积。 4）立管
YL-1立管和YL-2十层以上的立管总汇水面积分别为816.08 2
m 。查表4.3-6，当立管管径d=150mm 时，最大允许汇水面积为15102
m ，大于立管的各个立管的实际汇水面积，满足要求。但规范规定立管的管径不得小于悬吊管管径，故立管选用d=150mm 。
YL-2的十层以下立管总汇水面积为105.90 2
m ，仍采用d=150mm 的立管符合要求。 5）排出管
排出管管径选用应与立管管径相同，即d=150mm 。 6）埋地管
检查井O 、P 之间的埋地管承受的汇水面积为816.02，查手册表4.3-7，d 取300mm 当
i=0.0015时的最大泄水面积为10232
m ，满足要求。此时，管内充满度为0.5。检查井P 点之后的埋地管承受的汇水面积为922.08，查手册表4.3-7，d 取350mm 当i=0.0015
时的最大泄水面积为14272
m ，满足要求。此时，管内充满度为0.65。 满足要求。此时，管内充满度为0.5。
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。
住宅套内给水排水管道水力计算 专业--给排水常识2010-05-26 18:06:18 阅读21 评论0 字号：大中小订阅 1 入户管管径计算 《住宅建筑规范》[1]第5.1.4条规定：“卫生间应设置便器、洗浴器、洗面器等设施或预留位置；……。”这是现阶段住宅内卫生器具配置的最低要求，从《建筑给水排水设计规范》[2]中可知普通住宅Ⅱ、Ⅲ类符 合此项要求。 以普通住宅Ⅱ类为计算算例，表1-1为普通住宅Ⅱ类最高日生活用水定额及小时变化系数，表1-2为住宅常见卫生器具的给水额定流量、当量和连接管公称管径。表1-3为生活给水管道的水流流速要求值。 普通住宅Ⅱ类常见户型配置情况：所有户型配置均配置一间厨房，一套洗衣设施，以卫生间间数不同，分为一卫户（一间卫生间的户型）、二卫户（二间卫生间的户型）和三卫户（三间卫生间的户型）。表1-4 为常见户型卫生器具不同组合的当量数。 以PP-R管道和PAP管道作为典型管材进行水力计算。三通分水连接方式常用的建筑给水用无规共聚聚丙烯（PP-R）管道，当冷水管工作压力≤0.6MPa时，常选用S5系列，S5系列计算内径较大；分水器分水连接方式常用的铝塑复合（PAP）管道，铝塑复合（PAP）管道采用对接焊型，计算内径较小。表1-5为住宅常见户型入户管水力计算表。由表1-5可知，普通住宅Ⅱ类常见户型入户管公称管径应为DN25～DN32；如入户管管径采用小一级的，首先流速不满足规范要求，其次同样长度的入户管水头损失比满足流 速要求管径的水头损失大3倍左右。 表1-1 最高日生活用水定额及小时变化系数[2]
注：（1）流出水头[7] 是指给水时，为克服配水件内摩阻、冲击及流速变化等阻力而能放出的额定流量的 水头所需的静水压。 （2）最低工作压力[2] 是指在此压力下卫生器具基本上可以满足使用要求，它与额定流量无对应关系。 住宅入户管上水表的水头损失取0.010[2]～0.015MPa[4]。笔者以水表本层出户集中布置方式（水表距楼面1.0m），常见户型厨房、卫生间和阳台用水点为算例，根据管件采用三通分水或分水器分水的连接情况，经过管道、配件沿程和局部水头损失计算后，加上卫生器具的最低工作压力和水表的水头损失不同组合，表前最低工作压力在0.10～0.15MPa。对分水器集中配水连接方式水头损失较小，对应的表前最低工 作压力可采用较小的数值。 现代住宅给水支管设计常常只到水表后（或在室内预留一处接口），表前最低压力值的大小关系到住户将来装修后的正常用水，对于这一点应加以重视。同时必须指出，目前大部分水箱供水方式，水箱设置高度难以满足顶上1～3层表前最低工作压力(卫生器具的最低工作压力)的要求，这一点在设计时应特别注意。 3 排水横支管管径计算 排水横支管设计排水流量（通水能力）是按照重力流（不满流）进行计算，同管径的排水横支管设计排水流量远小于排水立管的设计排水流量。表3-1 为住宅常见卫生器具排水的流量、当量和排水(连接)管的 管径。 以常用的建筑排水硬聚氯乙烯（UPVC）管道（公称外径50～110mm）作为计算算例。表3-2为水力 计算参数、计算过程和计算结果。 表3-1卫生器具排水的流量、当量和排水管的管径[2]
雨水量计算说明书 一、雨水量的计算 1.1 根据该城镇的暴雨强度公式为： 497.0) 724.3()y lg 625.01(078.992++=t T q 式中 q ——设计暴雨强度公式（ha s L ?/） y T ——设计重现期(a) t ——设计降雨历时（min ） 重现期：y T =1年， 降雨历时：t=t 1+mt 2。 式中 t 1——地面集水时间（min ）, 取5～15min ； t 2 —— 管渠内雨水流行时间（min ）； m —— 折减系数，暗管取2，明渠取1.2。 在该城镇中采用暗管排水，取m=2, t 1=10min 。 1.2 径流系数计算 根据规划的地区类别，采用区域综合径流系数。城市市区区域综合径流系数值0.5—0.8，在此城镇计算中C1-10取0.6，C11取0.4。 单位面积径流量: 497.020)724.3210(078.992++?=t C q W =497.02) 724.3210(078.9926.0++?t 497.021)724.3210(078.992++? =t C q W =497.02)724.3210(078.9924.0++?t
设计流量Q 为：0q A Q ?= 灌渠内雨水流行时间为：t 2=L/v 式中 L ——管长（m ） V ——雨水在管内的流速（m/s ） 坡降：L S h ?= 设计管内底标高的最小值为地面标高减去管道的最小覆土厚度加上管径，埋深为设计地面标高减去设计管底标高。 管径、流速、流量等的确定采用满流水力计算表。 二、雨水管网定线 2.1排水体制的选择 规划区排水设施不完善，无完整排水系统，雨污合流排放，未经处理就近排入水体。规划区防洪标准为20年一遇，片区内规划用地竖向高程均在20年一遇的洪水位线之上。 暴雨强度公式根据附录：福建各地暴雨强度公式选用。 管材采用钢筋混凝土管。 2.2管线定线原则： 充分利用地形，就近排入水体。 雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布置，要以最短的距离靠重力流将雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。在每一排水流域内，结合建筑物及雨水口分布，充分利用各排水流域内的自然地形，布置
仲恺农业工程学院实践教学 给水排水管网工程综合设计——排水管网计算书 （2013—2014 学年第二学期） 班级给排1x1 姓名 xxx 学号 201210524125 设计时间 2014.6.26 ~ 2014.7.3 指导老师 xxxxxxxxxxxxxxx 成绩 城市建设学院
目录 1 设计原始资料 (1) 1.1 城镇概况 (1) 1.2 气候情况 (1) 1.3 排水情况 (1) 2 排水管段设计流量计算 (1) 2.1 污水管道的布置 (1) 2.2 居民生活污水计算 (2) 2.3 街坊面积总面积计算 (2) 2.4集中用户污水计算 (4) 2.5面积比流量计算 (4) 2.6 污水干管设计流量 (4) 2.7污水管网主干管水力计算 (6) 3 管道总平面图及纵剖面计算成果图绘制 (8) 4 污水设计总结 (8) 5 雨水管段设计流量计算 (8) 5.1 主要设计参数 (8) 5.2 各设计管段的设计流量 (9) 5.3 计算步骤 (9) 5.4 雨水管网主干管水力计算 (10) 5.5 雨水设计总结 (11)
1 设计原始资料 1.1 城镇概况 A 城市位于我国华南地区，该城市是广东省辖县级市，自然资源丰富，交通便利。市区地势平坦，主要建在平原上，城市中间以铁路为界，分为两个生活区：Ⅰ区和Ⅱ区。均有给水排水设备，自来水普及率100%。 1.2 气候情况 ① 市内多年来的极端高温38.7℃，每年6～8月份的气温最高。而到了冬季（12～2月）温度较低，多年来的极端低温为0℃。 ② 年平均相对湿度为65%，春季湿度大，约为65～90%； ③ 雨季集中在4～9月份，这段时间的降雨量占全年降雨量的80%以上，4～9月份为受热带气旋影响的主要时段，降雨量大，多出现暴雨，年平均降雨量为1930mm ，多集中在6-9月，占全年降雨量的70%。 1.3 排水情况 城市用水按19万人口设计，居民最高日用水量按210 (d cap L )。生活污水排水量按给水的90%计算。街坊污水排入区域排水管网，区域排水管网再将接入城市的排水管道系统，最后到污水处理厂进行处理。 2 排水管段设计流量计算 2.1 污水管道的布置 2.1.1 地形坡度 地势由西南方向东北方逐渐降低，但总体变化趋势不大。 2.1.2 河流流向 该城市沿市区南部有一条由北至南流向的河流，综合地势原因，污水厂设在地势较低处。
5 雨水管网设计说明 5．1 雨水量计算 （1）暴雨强度公式 我国常用的暴雨强度公式为：() ()n b t P c A q ++=lg 11671……………………（式5—1） 式中 q —— 设计暴雨强度（L/s ·ha ） P —— 设计重现期（a ） t —— 降雨历时（min ） A1、c 、b 、n —— 地方参数，根据统计方法计算确定。 根据所处地区分别选用不同的暴雨强度公式，经过查表的本设计地区福建福安的暴雨强度公式为：() ()688.0409.8lg 536.01072.2060++=t P q ………………………………（式5—2） 重现期：一般地区重现期为0.5～3年，重要地区3～5年，本设计地区取值为3年 降雨历时：21mt t t +=………………………………………………………（式5—3） .(min)602i i v L t ∑=…………………………………………………（式5—4） 式中 t —— 设计降雨历时（min ） t1 —— 地面集水时间（min ），取5～15min ，本设计地区取值为10 min t2 —— 管渠内雨水流行时间（min ） m —— 折减系数，暗管取2，明渠取1.2，本设计都为暗管，即取值为2 L —— 设计断面上游各管道的长度（m ） V —— 上游各管道中的设计流速（m/s ） （2）径流系数ψ计算 通常根据排水流域内各类地面的面积数或所占比例，采用加权平均法计算出该排水流域的平均径流系数。也可根据规划的地区类别，采用区域综合径流系数，本设计地区采用区域综合径流系数，并取值为0.5。
（3）实际地面径流量即雨水管渠设计流量Q 计算 按推理公式：qF Q ψ=………………………………………………（式5—5） 式中 Q ——计算汇水面积的设计最大径流量，亦即要排除的雨水设计流量（L/S ） q ——雨峰时段内的平均设计暴雨强度[(L/S) /2hm ] ψ——径流系数 F ——计算汇水面积（2hm ） 把（式5-2）、（式5-3）和ψ=0.5代入（式5-5）得 ∑∈+++=i k k i i F t Q 5.0)409.8210()3lg 536.01(072.2060688.02…………………………………（式5—6） 式中Q i ——管段的设计流量（L/s ） t2i ——管段i 的计算流经时间（min ） Fk ——管段i 上游各集水面积（2hm ） 5．2 雨水管网定线（分散排放和集中排放相结合） （1）充分利用地形，就近排入水体。 雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布置，要以最短的距离靠重力流将雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。在每一排水流域内，结合建筑物及雨水口分布，充分利用各排水流域内的自然地形，布置管道，使雨水以最短距离靠重力流就近排入水体。 （2）出水口布置： 当管道将雨水排入池塘或小河时，水位变化小，出水口构造简单，宜采用分散出水口。当河流等水体的水位变化很大，管道的出水口离常水位较远时，出水口的构造就复杂，因而造价较高，此时宜采用集中出水口式布置形式。一般按主干管、干管、支管的顺序进行布置各流域的主干管、干管和支管的具体位置见《雨水计算图》。 5．3 划分设计管段（管材采用钢筋混凝土） 设计管段：把两个检查井之间流量不变且预计管径和坡度也不变的管段定为设计管段。划分设计管段方法：只是估计可以采用同样管径和坡度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根据管道的平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧管接入的检查井均可作为设计管段的起止点。 设计管段检查井从上游往下游依次编号，具体位置见《雨水计算图》。
Σt2=ΣL/v(mint2=L/v(minY1-Y236.00.451.0083.1037.40300Y2- Y339.50.991.001.1075.9075.14300Y3-Y445.91.582.101.2869.66110.06400Y23- Y2455.10.441.5383.1036.56300Y24-Y452.00.671.531.4472.7048.71300Y4- Y511.50.673.380.3264.0542.91300Y5-Y615.10.673.700.4262.9742.19300Y6- Y733.60.674.120.9361.5041.21300Y7-Y811.20.675.050.3158.6239.28300Y8- Y910.80.675.360.3057.7138.67300Y9-Y1049.70.675.661.3856.8438.08300Y25- Y2637.30.431.0483.1035.73300Y26-Y2739.60.991.041.1075.4674.71300Y27- Y2829.61.322.140.8269.4791.70300Y28-Y1055.91.932.961.5565.65126.70500Y29- Y1064.40.411.7983.1034.07300Y10-Y1131.33.017.040.7553.59161.31500Y11- Y1243.63.017.791.0451.49154.98500Y12-Y1341.63.018.830.9949.92150.26500Y30-Y3154.10.501.5083.1041.55300Y31-Y3234.60.891.500.9672.7464.74300Y32- Y3337.01.292.461.0368.0387.76300Y33-Y1343.32.013.491.2063.74128.12400Y13- Y1449.35.559.811.0348.27267.90500Y14-Y1551.56.2310.841.0146.73291.13500Y15-Y1629.76.6911.850.5845.20302.39500Y16-Y1750.67.3012.430.9944.51324.92500Y17-Y1828.37.3013.420.5543.05314.27500Y18-Y1936.97.3013.970.7242.63311.20500Y19-Y2035.97.3014.690.7041.82305.29500Y34-Y3530.60.440.8583.1036.56300Y35- Y3632.80.720.850.9176.7855.28300Y36-Y3750.11.201.761.3971.3685.63300Y37- Y3843.51.713.151.2165.00111.15400Y38-Y3958.52.424.361.6360.65146.77400Y39-Y4035.82.825.990.9955.99157.89400Y40-Y4130.03.206.980.7153.59171.49400Y41-Y4229.73.467.690.7152.10180.27400Y42-Y2033.83.798.400.8050.69192.12400Y20-Y2140.311.0915.400.7941.10455.80600Y21- Y2242.911.3516.190.8440.40458.54600Y43-Y4439.70.331.1083.1027.42300Y44- Y4535.60.611.100.9975.2445.90300Y45-Y46 48.6 1.02 2.091.3569.6671.05300 管内雨水流行时间设计管段编号管长L（m汇水面积F (ha单位面积径流量 q0(L/s.ha设计流量