文档介绍：顺德地区淹没出流雨水管简易设计方法佛山市顺德区规划设计院有限公司陈杰辉主题词:雨水管、淹没出流、淹没出流系数β前言雨水管道常规设计方法是根据集雨面积计算流量,再根据排水管的物理坡度,按满流出流确定管径。排水管末端自由进入河涌、湖泊水体,或通过排水泵站提升,再自由进入水体。其计算假定为管口出流无压。但是,位于珠江三角洲的顺德,由于历史的原因,地面标高较低,排水管末端自由进入河涌的条件较差,设计过程中,经常出现按较小物理坡度选取管径,排水管末端出口仍淹没在常水位以下,排水管出流受水体水位顶托,并非自由出流,与我们常规设计方法的计算假定不符合。在《室外排水设计规范》GB14-87(1997年版)及《给排水设计手册第五册—城镇排水》中要求雨水管按满流计算,并应考虑排放水体水位顶托的影响。具体在工程上如何计算,则留给工程师各自理解和发挥。查找有关的资料,均未发现在出口有压时雨水管道的实用计算方法。本文以水力学中的公式,推导出根据管口出流的压力,利用常规的计算方法,对排水管管径加以放大修正的计算方法,简单,易在工程实际计算。雨水管道常规设计方法管口出流无压,雨水管按满流设计,雨水设计流量为Q=ΨqF………………(1)Q——流量(L/s)Ψ——径流系数,<1q——暴雨强度(L/())F——汇水面积(ha)根据2003年顺德气象局发布《顺德市暴雨公式及计算图表》,重现期为1年的顺德地区暴雨强度公式为:q=*(t+)………………(2)(注:可根据不同设计重现期选取不同暴雨强度公式)根据各管段所承担的汇水面积,计算各管段的设计流量Q1,并通过选定管材、管径、坡度,确定流速,管段流量Q1a,并控制Q1a>=Q1同时,根据管段长度L,按选定的流速,计算出管内雨水流行时间t2,t2作为下游管段的计算汇流时间t1,逐段设计各段雨水管。在该计算中,选定管材、管径、坡度,确定流速,管段流量Q1a的步骤可通过查钢筋混凝土圆管(满流)水力计算表快速计算。设计步骤框图如下雨水管管口出流水力计算实际工程中,排水管为长管出流,其管道水头沿程损失与排水系统长度、管材、管型、坡度有关。为方便比较,假定一排水系统,其它物理条件不变,仅以管末端出口的有压与无压作比较,简化采用短管出流、恒定流的水力学公式作比较:管口自由出流(出口无压)图1………………(3)Qw——通过管道流量(出口无压)A——管道断面面积μc1——管道系统流量系数,g——重力加速度管口淹没出流(出口有压)图2………………(4)QY——通过管道流量(出口有压)μc2——管道系统流量系数,在水力学上,λ(ΣL)/d为管道沿程水头损失,ζ为管道局部水头损失。淹没出流中,局部水头损失比自由出流多了一出口的局部阻力损失,即ΣζY=Σζw+ζS,ζS为淹没出流(出口有压)时,出口的局部阻力损失,当出口处的A>>1/4πd²时,ζS=1;故有μc1≈μc2,分析对比公式(3)、(4)Qw/QY=(μc1A)/(μc2A)Qw=QYβ=………………(5)Qw=βQY………………(6)H>Z,故β>1,由公式(6)知,当淹没出流时,同样的管道,其过水能力QY,为自由出流Qw的1/β,将β称为淹没出流系数。根据公式(6)结果,在雨水管道常规设计方法的设计过程中,我们以Q=ΨqF计算出流量q0,以q0按水力计