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给排水专业考试必看！市政工程中，污水管道设计需要注意哪些点？
来源：www.juweijianshe.com 发布时间：2019年05月29日
市政工程中污水在管渠中的流动特点
本部分内容需要掌握以下几个点：
①排水管渠系统的设计应以重力流为主，尽量不设泵站，而只有在无法采用重力流或者重力流不经济的时候才设置泵站。在这里肯定有考友有疑问：“为什么重力流还不经济？难道靠重力输送污水还会比靠泵输送花费更高？”考虑这个问题不能仅看运行费用，要综合考虑前期施工和后期运行，如果施工难度特别大或者花费特别高的时候，重力流就不如压力流合适了。
②污水管道和给水管道在形式上正好相反，给水是通过干管输送到支管在到达用水点，而污水是通过支管汇集到干管，在统一收集到污水厂处理，再有给水管网有枝状网、环状网两种形式，而污水管网仅有枝状网一种形式。
③正常运行情况下污水管道内部是非满流，也即有自由水面，其充满度h/D＜1，此处的污水管道特指分流制污水管道，不包括合流管道和分流制雨水管道，后两者设计充满度按照1计算。
④污水可以恒定流水力计算的理论依据：污水含水率99%以上，可以假定其遵循一般水流流动规律，并且可以认定在直线管段管道内水流为均匀流，因此可以认定为恒定流。注意一定是要在直线管段上，才会有如此结论，所以以下所有关于污水水利计算公式，都是建立在直线管段基础上，假如非直线管段则以下结论都不成立。
02
水力计算的基本公式
教材中的本部分一共有5个公式，但是我们只需要重点掌握两个即可：
①流量公式
给排水专业考试必看！市政工程中，污水管道设计需要注意哪些点？
这个公式是个万能公式，不论给水、排水和建水上面的流量计算，只要是恒定均匀流，此公式都适用。不过这个公式没啥难度，只需要注意1点即可，就是流速v的选择，流速v具有最小流速和最大流速的限制。
最小设计流速参见《室外排水设计规范》4.2.7条，排水管渠的最小设计流速，应符合下列规定：
污水管道在设计充满度下为0.6m/s；
雨水管道和合流管道在满流时为0.75m/s；
明渠为0.4m/s。
最大设计流速参考《室外排水设计规范》4.2.5和4.2.6条，应当注意的是4.2.6明渠的最大设计流速当水流深度在0.4~1.0m范围以外时，表4.2.6所列最大设计流速宜乘以下列系数（这里最容易出坑）：
h（水流深度）＜0.4m，0.85；
1.0＜h（水流深度）＜2.0m，1.25；
h（水流深度）≥2.0m，1.40。
②排水灌渠的流速公式（注意应用此公式同样是在恒定均匀流条件下才行）
v——流速（m/s）；
n——排水灌渠粗糙系数；
R——水力半径（过水断面面积与湿周的比值，m）；
I——水力坡度（至于是水面坡度还是管底坡度需要看题意）。
这个公式的重要性，可以说是贯穿了《排水工程》全篇，应该给与百分之一百二的重视，该公式涉及所有参数详细解释见03节。
03
污水管道水力计算参数
这里不按照课本说法来讲，课本上所列的那几项在案例题中很少考到，都是在知识题当中考核，而对于案例题来说，v（设计流速）、n（粗糙系数）、R（水力半径）、I（水力坡度）、h/D（充满度）这五个参数是非常重要的，所以考生弄明白这五个参数中分别涉及到的知识点即可。
①v（设计流速），其意义是与设计流量、设计充满度相应的水流平均速度。排水管道设计流速的取值，一般情况下随着设计流量的逐段增加，设计流速也逐段相应增加或者保持不变，如果流量不变，流速不应该减小。只有管道坡度由大骤然变小的情况下，设计流速才允许减小。
设计流速和管径相关，随着设计流量的逐段增加，设计管径应相应增加，一般会增大一级或者两级（50mm为一级），但是当管道坡度骤然增大时，下游管段的管径可以减小，但管径的减小范围不得超过两级，也就是说管径减小不能超过100mm。这一点非常重要，在案例计算题中，有时会让考生判断最合适的管径和坡度，假如有的选项中管径缩小范围超过100mm了，那就不用计算，直接排除，否则四个选项全部计算，时间绝对会浪费很多。希望考生能够灵活运用这一点。
并且流速有最大设计流速（也叫冲刷流速）和最小设计流速（也叫不淤流速），至于具体数值，本文前部分已经说明，可以回看水力计算基本公式中的流量公式部分内容。
②n（粗糙系数），粗糙系数没难点，会查即可。规范和教材上一共有3处和粗糙系数有关，第一是排水灌渠粗糙系数，查规范表4.2.3；第二是人工渠道的粗糙系数，查教材表5-4；第三是钢筋混凝土满流时粗糙系数一般为0.013，非满流为0.014。
本部分内容需要掌握以下几个点：
①排水管渠系统的设计应以重力流为主，尽量不设泵站，而只有在无法采用重力流或者重力流不经济的时候才设置泵站。在这里肯定有考友有疑问：“为什么重力流还不经济？难道靠重力输送污水还会比靠泵输送花费更高？”考虑这个问题不能仅看运行费用，要综合考虑前期施工和后期运行，如果施工难度特别大或者花费特别高的时候，重力流就不如压力流合适了。
③正常运行情况下污水管道内部是非满流，也即有自由水面，其充满度h/D＜1，此处的污水管道特指分流制污水管道，不包括合流管道和分流制雨水管道，后两者设计充满度按照1计算。
④污水可以恒定流水力计算的理论依据：污水含水率99%以上，可以假定其遵循一般水流流动规律，并且可以认定在直线管段管道内水流为均匀流，因此可以认定为恒定流。注意一定是要在直线管段上，才会有如此结论，所以以下所有关于污水水利计算公式，都是建立在直线管段基础上，假如非直线管段则以下结论都不成立。
02
水力计算的基本公式
教材中的本部分一共有5个公式，但是我们只需要重点掌握两个即可：
①流量公式
给排水专业考试必看！市政工程中，污水管道设计需要注意哪些点？
这个公式是个万能公式，不论给水、排水和建水上面的流量计算，只要是恒定均匀流，此公式都适用。不过这个公式没啥难度，只需要注意1点即可，就是流速v的选择，流速v具有最小流速和最大流速的限制。
最小设计流速参见《室外排水设计规范》4.2.7条，排水管渠的最小设计流速，应符合下列规定：
污水管道在设计充满度下为0.6m/s；
雨水管道和合流管道在满流时为0.75m/s；
明渠为0.4m/s。
最大设计流速参考《室外排水设计规范》4.2.5和4.2.6条，应当注意的是4.2.6明渠的最大设计流速当水流深度在0.4~1.0m范围以外时，表4.2.6所列最大设计流速宜乘以下列系数（这里最容易出坑）：
h（水流深度）＜0.4m，0.85；
1.0＜h（水流深度）＜2.0m，1.25；
h（水流深度）≥2.0m，1.40。
②排水灌渠的流速公式（注意应用此公式同样是在恒定均匀流条件下才行）
v——流速（m/s）；
n——排水灌渠粗糙系数；
R——水力半径（过水断面面积与湿周的比值，m）；
I——水力坡度（至于是水面坡度还是管底坡度需要看题意）。
这个公式的重要性，可以说是贯穿了《排水工程》全篇，应该给与百分之一百二的重视，该公式涉及所有参数详细解释见03节。
03
污水管道水力计算参数
这里不按照课本说法来讲，课本上所列的那几项在案例题中很少考到，都是在知识题当中考核，而对于案例题来说，v（设计流速）、n（粗糙系数）、R（水力半径）、I（水力坡度）、h/D（充满度）这五个参数是非常重要的，所以考生弄明白这五个参数中分别涉及到的知识点即可。
①v（设计流速），其意义是与设计流量、设计充满度相应的水流平均速度。排水管道设计流速的取值，一般情况下随着设计流量的逐段增加，设计流速也逐段相应增加或者保持不变，如果流量不变，流速不应该减小。只有管道坡度由大骤然变小的情况下，设计流速才允许减小。
设计流速和管径相关，随着设计流量的逐段增加，设计管径应相应增加，一般会增大一级或者两级（50mm为一级），但是当管道坡度骤然增大时，下游管段的管径可以减小，但管径的减小范围不得超过两级，也就是说管径减小不能超过100mm。这一点非常重要，在案例计算题中，有时会让考生判断最合适的管径和坡度，假如有的选项中管径缩小范围超过100mm了，那就不用计算，直接排除，否则四个选项全部计算，时间绝对会浪费很多。希望考生能够灵活运用这一点。
并且流速有最大设计流速（也叫冲刷流速）和最小设计流速（也叫不淤流速），至于具体数值，本文前部分已经说明，可以回看水力计算基本公式中的流量公式部分内容。
②n（粗糙系数），粗糙系数没难点，会查即可。规范和教材上一共有3处和粗糙系数有关，第一是排水灌渠粗糙系数，查规范表4.2.3；第二是人工渠道的粗糙系数，查教材表5-4；第三是钢筋混凝土满流时粗糙系数一般为0.013，非满流为0.014。
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