雨水管渠系统设计计算课件.ppt

1、iHt（mm/minmm/min）在工程上统计的降雨多属暴雨性质，故称暴雨在工程上统计的降雨多属暴雨性质，故称暴雨强度，常用单位时间内单位面积上的降雨体积强度，常用单位时间内单位面积上的降雨体积 q q（L/shaL/sha）表示。）表示。q q与与 i i之间的换算关系为：之间的换算关系为：q167i式中式中 167-167-换算系数。换算系数。1nmFm 暴雨强度重现期暴雨强度重现期是指在多次的观测中，事件是指在多次的观测中，事件数据值大于等于某个设定值重复出现的平均数据值大于等于某个设定值重复出现的平均间隔年数，单位为年间隔年数，单位为年 (a)(a)。mFP1一般情况下，低洼地段采用的

2、设计重现期大于高地；干管采用的一般情况下，低洼地段采用的设计重现期大于高地；干管采用的设计重现期大于支管，工业区采用的设计重现期大于居住区；市区设计重现期大于支管，工业区采用的设计重现期大于居住区；市区采用的设计重现期大于郊区。采用的设计重现期大于郊区。重现期的最小值不宜低于重现期的最小值不宜低于0.330.33年；重要干道、重要立交路口或短年；重要干道、重要立交路口或短期积水即能引起较严重损失的地区，选用的重现期可达期积水即能引起较严重损失的地区，选用的重现期可达10102020年。年。在同一排水系统中可采用同一重现期或不同重现期。重现期一般在同一排水系统中可采用同一重现期或不同重现期。重现

3、期一般采用采用0.50.53 3年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般采用果的地区，一般采用3 35 5年，并应与道路设计协调。特别重要的地年，并应与道路设计协调。特别重要的地区或次要地区可根据实际情况酌情增减。区或次要地区可根据实际情况酌情增减。频率频率Pmnn100PmNn100PmNMn100MM每年选入的平均雨样数每年选入的平均雨样数PmNn1100PmNMn1100PNmPPn1qAcPtbn16711lg1降雨量径流量时间余水量余水率时间地面渗水量入渗率1径流系数径流系数值值地面种类地面种类值值各种屋面、混凝土

4、和沥青路面各种屋面、混凝土和沥青路面0.90大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面路面0.60级配碎石路面级配碎石路面0.45干砌砖石和碎石路面干砌砖石和碎石路面0.40非铺砌土路面非铺砌土路面0.30公园或绿地公园或绿地0.15aviiFF21tt iivLt6021121FqQ（L/s）21232FFqQ（L/s）321343FFFqQ（L/s）4321454FFFFqQ（L/s）QvvnRI12312明渠类别明渠类别最大设最大设计流速计流速（m/s）明渠类别明渠类别最大设最大设计流速计流速（m/s）粗砂或低塑性粘粗砂或低塑性粘土土粉质粘土粉质粘土粘土粘土

5、石灰岩或中砂岩石灰岩或中砂岩0.81.01.24.0草皮护面草皮护面干砌块石干砌块石浆砌块石或浆砌浆砌块石或浆砌砖砖混凝土混凝土1.62.03.04.0（六）求单位面积径流量（六）求单位面积径流量 q0 暴雨强度暴雨强度 q与径流系数与径流系数的乘积，称为单位面积的乘积，称为单位面积径流量径流量 q0。即：。即：nbmttpcAqq2110lg1167对于某一设计来说，式中对于某一设计来说，式中P、t1、m、A1、b、c、n均为已知数，只要求得各管段的管内雨水流行时间均为已知数，只要求得各管段的管内雨水流行时间 t2，就可求出相应于该管段的，就可求出相应于该管段的 q 0值。值。（L/shaL

6、/sha）Qz=Qs+Qg+Qy=Qh+Qy式中式中Qh旱流流量旱流流量 Qh=Qs+Qg水体超过部分经排放管排入雨水量旱流流量被截流雨水量截流倍数,00hyhQnQQn截流式合流制排水管渠系统的设计计算实例 第第1010章章 排水管渠材料及附属构筑物排水管渠材料及附属构筑物10.110.1排水管渠的断面及材料排水管渠的断面及材料 10.210.2排水管渠系统上的构筑物排水管渠系统上的构筑物 10.1 10.1 排水管渠的断面及材料排水管渠的断面及材料 常用排水管渠的断面形式常用排水管渠的断面形式 排水管渠的材料排水管渠的材料一、常用排水管渠的断面形式一、常用排水管渠的断面形式 1 1、对排水

7、管渠断面形式的对排水管渠断面形式的 要求要求 2 2、常用的管渠断面形式常用的管渠断面形式对排水管渠断面形式的要求对排水管渠断面形式的要求 静力学要求：管道须具有较好的稳定性静力学要求：管道须具有较好的稳定性.能抵抗能抵抗内外压力。内外压力。水力学要求：应具有最大的排水能力水力学要求：应具有最大的排水能力,在一定流在一定流速下不产生沉淀。速下不产生沉淀。经济方面：管道每单位长度的造价应是最低的或经济方面：管道每单位长度的造价应是最低的或输送污水是较经济的。输送污水是较经济的。养护管理：不易淤积且易于冲洗。养护管理：不易淤积且易于冲洗。常用的管渠断面形式常用的管渠断面形式圆形圆形 半椭圆形半椭圆

8、形 马蹄形马蹄形 蛋形蛋形 矩形矩形 梯形梯形圆圆 形形 适用于：管径小于适用于：管径小于2 2米且地质条件好米且地质条件好时。时。优点：水力性能好，具有最大的水力优点：水力性能好，具有最大的水力半径，流速大，流量大，便于预制，半径，流速大，流量大，便于预制，对外力抵抗能力强，运输施工维护方对外力抵抗能力强，运输施工维护方便。便。半椭圆形半椭圆形优点：在土压力和活荷载较大时，可更优点：在土压力和活荷载较大时，可更好地分配管壁压力，减少管壁厚度。好地分配管壁压力，减少管壁厚度。适用：污水流量无大变化及管渠直径大适用：污水流量无大变化及管渠直径大于于2 2米。米。马马 蹄蹄 形形特点特点 ：高度小

9、于宽度。：高度小于宽度。优点：因断面下部大，宜输送流量变化不优点：因断面下部大，宜输送流量变化不大的大流量污水。大的大流量污水。适用：地质条件较差或地形平坦需尽量减适用：地质条件较差或地形平坦需尽量减少埋深时。少埋深时。蛋蛋 形形特点：因底部较小，在小流量时可特点：因底部较小，在小流量时可维持较大的流速，减少淤积。维持较大的流速，减少淤积。适用：实践证明，这种断面冲洗和适用：实践证明，这种断面冲洗和疏通困难，管道制作、运输、施工疏通困难，管道制作、运输、施工不便，目前很少用。不便，目前很少用。矩矩 形形特点：可按需要增加深度，以加大排水量，特点：可按需要增加深度，以加大排水量，并能现场浇制或砌

10、筑。并能现场浇制或砌筑。适用：工企业、路面狭窄地区的排水管道及适用：工企业、路面狭窄地区的排水管道及排洪沟。排洪沟。梯梯 形形适用：明渠。适用：明渠。特点：边坡取决于土壤和铺砌材料。特点：边坡取决于土壤和铺砌材料。10.2 10.2 排水管渠的材料排水管渠的材料对管渠材料的要求对管渠材料的要求常用的排水管渠常用的排水管渠排水管渠材料的选择排水管渠材料的选择对管渠材料的要求对管渠材料的要求足够的强度，能抵抗内外压力和杂质冲刷磨足够的强度，能抵抗内外压力和杂质冲刷磨损；损；具抗腐蚀性（污水、地下水）；具抗腐蚀性（污水、地下水）；不透水（污水不透出、地下水不透入）；不透水（污水不透出、地下水不透入）

11、；内壁光滑，阻力小，排水通畅；内壁光滑，阻力小，排水通畅；就地取材，可预制管件，节省费用。就地取材，可预制管件，节省费用。常用的排水管渠常用的排水管渠混凝土管和钢筋混凝土管混凝土管和钢筋混凝土管陶土管陶土管金属管金属管其他管材其他管材混凝土管和钢筋混凝土管混凝土管和钢筋混凝土管 管口形式：承插式、企口式、平口式。管口形式：承插式、企口式、平口式。特点：特点：管径不超过管径不超过450mm，长度多为，长度多为1m。可就地取材，价格较低。可就地取材，价格较低。适应于排除雨水和污水。适应于排除雨水和污水。抗酸、碱侵蚀性差。抗酸、碱侵蚀性差。管节短，接口多，抗沉降、抗震性差。管节短，接口多，抗沉降、抗

12、震性差。大口径管的自重大，搬运不便。大口径管的自重大，搬运不便。陶土管陶土管 内外壁光滑、不透水、耐磨、防腐。内外壁光滑、不透水、耐磨、防腐。管径一般不超过管径一般不超过600mm600mm，管长在，管长在0.81.0m0.81.0m之之间。间。质脆易碎。质脆易碎。管节短，接头多。管节短，接头多。主要用于排除工业酸性废水。主要用于排除工业酸性废水。金金 属属 管管 常用的有铸铁管和钢管常用的有铸铁管和钢管;在外力很大或对渗漏要求特别高的场合下在外力很大或对渗漏要求特别高的场合下使用；使用；在穿越铁路时，在土蹦或地震地区；在穿越铁路时，在土蹦或地震地区；在距给水管道或房屋基础较近时；在距给水管道

13、或房屋基础较近时；在压力管线上或施工特别困难的场合在压力管线上或施工特别困难的场合 采用钢管时必须涂刷耐腐蚀的涂料并注意采用钢管时必须涂刷耐腐蚀的涂料并注意绝缘，以防锈蚀。绝缘，以防锈蚀。其他管材其他管材 浆砌砖、石渠道；浆砌砖、石渠道；大型钢筋混凝土渠道；大型钢筋混凝土渠道；新型管材新型管材-“丹麦管丹麦管”用芯模震动成型工艺生产的钢筋混凝土管；用芯模震动成型工艺生产的钢筋混凝土管；质量高、生产效率高、环境污染小；质量高、生产效率高、环境污染小；施工方便，不易漏水。施工方便，不易漏水。强化塑料管、聚氯乙烯管。强化塑料管、聚氯乙烯管。排水管渠材料的选择排水管渠材料的选择 管材供应情况管材供应情

14、况 经济上的考虑经济上的考虑 技术方面的要求（酸碱废水及地质情技术方面的要求（酸碱废水及地质情况）况）在选择管材时，应根据水质、水温，断面尺在选择管材时，应根据水质、水温，断面尺寸、管内外所受压力和施工条件等因素，尽量选寸、管内外所受压力和施工条件等因素，尽量选择能就地取材、易于制造、便于供应和运输方便择能就地取材、易于制造、便于供应和运输方便的材料，以降低工程造价。的材料，以降低工程造价。在选材时，还要考虑技术要求：在选材时，还要考虑技术要求：排除碱性（排除碱性（PH10）的工业废水用铸铁管；的工业废水用铸铁管；酸性（酸性（PH5）的工业废水可用陶土管；的工业废水可用陶土管；压力管段，一般采

15、用金属管、钢筋混凝土管或预应力压力管段，一般采用金属管、钢筋混凝土管或预应力钢筋混凝土管；钢筋混凝土管；地震地区施工条件差的地区用金属管；地震地区施工条件差的地区用金属管；一般地区的重力流管道采用混凝土和钢筋混凝土管。一般地区的重力流管道采用混凝土和钢筋混凝土管。10.2 排水管渠系统上的构筑物排水管渠系统上的构筑物 检查井检查井 跌水井跌水井 水封井水封井 换气井换气井 冲洗井冲洗井 溢流井溢流井 测流井测流井 雨水口雨水口、连接暗连接暗井井 倒虹管倒虹管、管桥管桥出水口出水口检查井 作用：便于定期检查、清通。作用：便于定期检查、清通。要求：为了便于清通检查井之间的管段要求：为了便于清通检查

16、井之间的管段应是直通的，既不弯曲断面又没有变化。应是直通的，既不弯曲断面又没有变化。设置：管道交汇处、转弯、管道尺寸或设置：管道交汇处、转弯、管道尺寸或坡度改变、跌水处及相隔一定距离的直坡度改变、跌水处及相隔一定距离的直线管段上。线管段上。组成：基础、井底、井身、井盖和盖座。组成：基础、井底、井身、井盖和盖座。材料：砖、石、混凝土或钢筋混凝土。材料：砖、石、混凝土或钢筋混凝土。跌水井跌水井 设置：当检查井中上下游管渠的管底设置：当检查井中上下游管渠的管底落差大于落差大于2 2米。米。跌水井内应有减速、防冲及消能设施。跌水井内应有减速、防冲及消能设施。形式：竖管式（适应于管径等于或小形式：竖管式

17、（适应于管径等于或小于于400mm400mm管道）、溢流堰式（适应于管道）、溢流堰式（适应于大于大于400mm400mm管道）。管道）。当上下游管渠的管底跌落差小于当上下游管渠的管底跌落差小于1m1m时，时，只把检查井低部作成斜坡，不做跌水。只把检查井低部作成斜坡，不做跌水。管道转弯处不宜设跌水井。管道转弯处不宜设跌水井。水封井水封井当工业废水中能产生引起爆炸或火当工业废水中能产生引起爆炸或火灾的气体时，管道中必须设置水封灾的气体时，管道中必须设置水封井。井。作用：阻隔易燃气体流通，阻隔水作用：阻隔易燃气体流通，阻隔水面游火。面游火。位置：设在产生上述废水的生产装位置：设在产生上述废水的生产装

18、置、储罐区等的废水排出口处。置、储罐区等的废水排出口处。换气井换气井作用：避免有机物发作用：避免有机物发酵产生的气体遇火爆酵产生的气体遇火爆炸，排除有害气体，炸，排除有害气体，保证工人检修安全。保证工人检修安全。溢流井溢流井设置：截流式合流制排水系统。设置：截流式合流制排水系统。作用：晴天截流混合污水进污水作用：晴天截流混合污水进污水厂，雨天部分混合污水溢流入水厂，雨天部分混合污水溢流入水体。体。形式：截流槽式、溢流堰式形式：截流槽式、溢流堰式冲洗井冲洗井作用：污水管道内的流速不作用：污水管道内的流速不能保证自请时，为防止淤塞。能保证自请时，为防止淤塞。分类：人工冲洗、自动冲洗。分类：人工冲洗

19、、自动冲洗。设置：管径小于设置：管径小于400mm400mm的的管道上。管道上。测流井测流井作用：测定过水流量。作用：测定过水流量。测流设备：堰、文丘里测流设备：堰、文丘里管、量水槽。管、量水槽。雨水口雨水口设置：设在雨水管道或合流管道上。设置：设在雨水管道或合流管道上。作用：收集地面雨水。作用：收集地面雨水。位置：交叉路口、路侧边沟等低洼位置：交叉路口、路侧边沟等低洼处。处。构造：进水箅、连接管、井身。构造：进水箅、连接管、井身。形式：边沟式、侧石式、联合式形式：边沟式、侧石式、联合式。连接暗井连接暗井设置：当管径大于设置：当管径大于800mm800mm时，雨水口的时，雨水口的连接管可通过连

20、接暗连接管可通过连接暗井与雨水管道连接。井与雨水管道连接。倒虹管倒虹管设置：排水管道遇到河流、山涧、洼地或设置：排水管道遇到河流、山涧、洼地或地下构筑物时。地下构筑物时。组成：进水井、管道、出水井。组成：进水井、管道、出水井。形式：直管式、折管式。形式：直管式、折管式。注意的问题：注意的问题：应尽可能与障碍物正交，穿越河道的倒虹应尽可能与障碍物正交，穿越河道的倒虹管应选择不易被冲刷的地段及埋深较小的管应选择不易被冲刷的地段及埋深较小的部位。部位。管顶与河床垂直距离不易小于管顶与河床垂直距离不易小于0.5m 工作管线不少于两条。工作管线不少于两条。防止淤积的措施防止淤积的措施 提高管内流速，一般

21、采用提高管内流速，一般采用1.21.5m/s,不易小于不易小于0.9m/s，当达不到，当达不到0.9m/s 时，应加定期冲洗措施。时，应加定期冲洗措施。最小管径最小管径200mm。进水井低部设沉泥槽。进水井低部设沉泥槽。折管式倒虹管的上行管与水平线夹角折管式倒虹管的上行管与水平线夹角小于或等于小于或等于300。合流制管道设倒虹管时，应按旱流污合流制管道设倒虹管时，应按旱流污水量校核流速。水量校核流速。管管 桥桥 设置：当管道穿越谷地时，设置：当管道穿越谷地时，可架桥敷设管道。可架桥敷设管道。优点：易于施工、造价低。优点：易于施工、造价低。适用：小流量。适用：小流量。出水口出水口位置：根据排水水

22、质、下游用水情况、水体流位置：根据排水水质、下游用水情况、水体流量、水位变化、波浪等确定量、水位变化、波浪等确定设置：设置：当污水需和水体水流充分混合时，出水口长距当污水需和水体水流充分混合时，出水口长距离伸入水体分散出水。离伸入水体分散出水。污水管渠出水口采用淹没式，管顶标高在常水污水管渠出水口采用淹没式，管顶标高在常水位下。雨水管渠出水口采用非淹没式，其管底位下。雨水管渠出水口采用非淹没式，其管底标高最好在水体最高水位以上以免水体水倒灌。标高最好在水体最高水位以上以免水体水倒灌。形式：一字型、八字型、门字型。形式：一字型、八字型、门字型。v为了维持管网的正常工作，保证安全供水，为了维持管网

23、的正常工作，保证安全供水，必须做好日常的管网养护管理工作，内容包必须做好日常的管网养护管理工作，内容包括：括：建立技术档案；建立技术档案；检漏和修漏；检漏和修漏；水管清垢和防腐蚀；水管清垢和防腐蚀；用户接管的安装、清洗和防冰冻；用户接管的安装、清洗和防冰冻；管网事故抢修；管网事故抢修；检修阀门、消火栓、流量计和水表等。检修阀门、消火栓、流量计和水表等。第一节第一节 给水排水管道系统档案管理给水排水管道系统档案管理 一、给水排水管道系统技术资料管理一、给水排水管道系统技术资料管理v管理现有给水排水管道系统平面图，图上标管理现有给水排水管道系统平面图，图上标明泵站、管线、阀门、消火栓等的位置和尺明

24、泵站、管线、阀门、消火栓等的位置和尺寸。大中城市的管道系统可以按照每一条街寸。大中城市的管道系统可以按照每一条街道一张图纸列卷归档。道一张图纸列卷归档。第一节第一节 给水排水管道系统档案管理给水排水管道系统档案管理 v给水排水管道系统管理所需要的技术资料有：给水排水管道系统管理所需要的技术资料有：管线图，表明管线的直径、位置、埋深以及阀门、管线图，表明管线的直径、位置、埋深以及阀门、消火栓等的布置，用户接管的直径和位置等。消火栓等的布置，用户接管的直径和位置等。管线过河、过铁路和公路的构造详图；管线过河、过铁路和公路的构造详图；阀门和消火栓记录卡，包括安装年月、地点、口阀门和消火栓记录卡，包括

25、安装年月、地点、口径、型号、检修记录等。径、型号、检修记录等。竣工记录和竣工图。竣工记录和竣工图。竣工图竣工图v管线埋在地下，施工完毕覆土后难以看到，管线埋在地下，施工完毕覆土后难以看到，因此应及时绘制竣工图，将施工中的修改部因此应及时绘制竣工图，将施工中的修改部分随时在设计图纸中订正。分随时在设计图纸中订正。v竣工图应在沟管回填土以前绘制，图中标明竣工图应在沟管回填土以前绘制，图中标明给水管线位置、管径、埋管深度、承插口方给水管线位置、管径、埋管深度、承插口方向、配件形式和尺寸、阀门形式和位置、其向、配件形式和尺寸、阀门形式和位置、其它有关管线它有关管线(例如排水管线例如排水管线)的直径和埋

26、深等。的直径和埋深等。v竣工图上的管线和配件位置可用搭角线表示，竣工图上的管线和配件位置可用搭角线表示，注明管线上某一点或某一配件到某一目标的注明管线上某一点或某一配件到某一目标的距离，便于及时进行养护检修。距离，便于及时进行养护检修。第一节第一节 给水排水管道系统档案管理给水排水管道系统档案管理 二、给水排水管网地理信息系统二、给水排水管网地理信息系统 地理信息系统地理信息系统(Geographic Information System简称简称GIS)。给水排水管。给水排水管网地理信息系统的功能体现在：网地理信息系统的功能体现在：v 1）实现管网系统档案的数字化管理，建立管网系统中央数）实现

27、管网系统档案的数字化管理，建立管网系统中央数据库。据库。v 2）有效、生动地定位管道、阀门、水表等管网组件。）有效、生动地定位管道、阀门、水表等管网组件。v 3）为管网系统规划、改建、扩建提供图纸及数据依据。）为管网系统规划、改建、扩建提供图纸及数据依据。v 4）为管网施工提供图纸依据。）为管网施工提供图纸依据。v 5）科学高效地进行爆管抢修等事故处理。）科学高效地进行爆管抢修等事故处理。v 6）供管网优化规划设计、实时运行模拟、状态参数校核、）供管网优化规划设计、实时运行模拟、状态参数校核、管网系统优化调度等技术性功能的软件接口。管网系统优化调度等技术性功能的软件接口。管网水压和流量测定管网

28、水压和流量测定v测定管网的水压，应在有代表性的测压点进测定管网的水压，应在有代表性的测压点进行。行。v测压点的选定既要能真实反映水压情况，又测压点的选定既要能真实反映水压情况，又要均匀合理布局，使每一测压点能代表附近要均匀合理布局，使每一测压点能代表附近地区的水压情况。地区的水压情况。v测压点以设在大中口径的干管线上为主，不测压点以设在大中口径的干管线上为主，不宜设在进户支管上或有大量用水的用户附近。宜设在进户支管上或有大量用水的用户附近。v测压时可将压力表安装在消火栓或给水龙头测压时可将压力表安装在消火栓或给水龙头上，定时记录水压。上，定时记录水压。管网水压测定管网水压测定v 测定水压，有助

29、于了解管网的工作情况和薄弱环节。测定水压，有助于了解管网的工作情况和薄弱环节。v 根据测定的水压资料，按根据测定的水压资料，按0.51.0m的水压差，在管的水压差，在管网平面图上绘出等水压线，由此反映各条管线的负荷。网平面图上绘出等水压线，由此反映各条管线的负荷。v 整个管网的水压线最好均匀分布，如某一地区的水压整个管网的水压线最好均匀分布，如某一地区的水压线过密，表示该处管网的负荷过大，因而指出所用的线过密，表示该处管网的负荷过大，因而指出所用的管径偏小。管径偏小。v 由等水压线标高减去地面标高，得出各点的自由水压，由等水压线标高减去地面标高，得出各点的自由水压，即可绘出等自由水压线图，据此

30、可了解管网内是否存即可绘出等自由水压线图，据此可了解管网内是否存在低水压区。在低水压区。管网流量测定管网流量测定v测定时将毕托管插入待测水管的测流孔内。测定时将毕托管插入待测水管的测流孔内。v毕托管有两个管嘴，一个对着水流，另一个毕托管有两个管嘴，一个对着水流，另一个背着水流，由此产生的压差背着水流，由此产生的压差h可在可在U形压差计形压差计中读出。中读出。管网流量测定管网流量测定管网流量测定管网流量测定v水管断面内任一测点的流速水管断面内任一测点的流速h81.1h8.921224.1866.0v224.1866.0ks/81m.9gkL/kg224.1L/kgmhs/m21211任一测点的流

31、速：代入上式得水管断面内，再将值为设。重力加速度，比托管系数；水的密度，的溶液；密度为，通常用四氯化碳配成，压差计中的液体密度；压差计读数，；的流速，水管断面内任一测点vghkv管网流量测定管网流量测定v实测时，须先测定水管的实际内径，然后将实测时，须先测定水管的实际内径，然后将该管径分成上下等距离的该管径分成上下等距离的10个测点个测点(包括圆心包括圆心共共11个测点个测点)，用毕托管测定各测点的流速。，用毕托管测定各测点的流速。v因圆管断面各测点的流速为不均匀分布，可因圆管断面各测点的流速为不均匀分布，可取各测点流速的平均值取各测点流速的平均值Va，再乘以水管断面，再乘以水管断面积即得流量

32、。积即得流量。v用毕托管测流量的误差一般为用毕托管测流量的误差一般为35。管网流量测定例题管网流量测定例题v直径直径700mm水管的水管的11个测点的测定结果如下个测点的测定结果如下表，求该管流量。表，求该管流量。管网流量测定例题管网流量测定例题h/659ms/183m.0477.07.0785.0vD4Qs/477m.0119.281.1nh81.1v332a2a流量等于：平均流速为：第二节第二节 给水管道的给水管道的防腐防腐与维修与维修 v金属管道与水或潮湿土壤接触后，因化学作金属管道与水或潮湿土壤接触后，因化学作用或电化学作用产生的腐蚀而遭到损坏。用或电化学作用产生的腐蚀而遭到损坏。v按

33、照腐蚀过程的机理，可分为没有电流产生按照腐蚀过程的机理，可分为没有电流产生的的化学腐蚀化学腐蚀，以及形成原电池而产生电流的，以及形成原电池而产生电流的电化学腐蚀电化学腐蚀(氧化还原反应氧化还原反应)。v给水管网在水中和土壤中的腐蚀，以及流散给水管网在水中和土壤中的腐蚀，以及流散电流引起的腐蚀，都是电化学腐蚀。电流引起的腐蚀，都是电化学腐蚀。影响电化学腐蚀的因素影响电化学腐蚀的因素v 钢管和铸铁管氧化时，管壁表面可生成氧化膜，腐蚀钢管和铸铁管氧化时，管壁表面可生成氧化膜，腐蚀速度因氧化膜的作用而越来越慢，有时甚至可保护金速度因氧化膜的作用而越来越慢，有时甚至可保护金属不再进一步腐蚀，但是氧化膜必

34、须完全覆盖管壁，属不再进一步腐蚀，但是氧化膜必须完全覆盖管壁，并且附着牢固、没有透水微孔的条件下，才能起保护并且附着牢固、没有透水微孔的条件下，才能起保护作用。作用。v 水中溶解氧可引起金属腐蚀，一般情况下，水中含氧水中溶解氧可引起金属腐蚀，一般情况下，水中含氧越多，腐蚀越严重，但对钢管来说，此时在内壁产生越多，腐蚀越严重，但对钢管来说，此时在内壁产生保护膜的可能性越大，因而可减轻腐蚀。保护膜的可能性越大，因而可减轻腐蚀。v 水的水的pH值明显影响金属管的腐蚀速度，值明显影响金属管的腐蚀速度，pH值越低腐值越低腐蚀越快，中等蚀越快，中等pH值时不影响腐蚀速度，值时不影响腐蚀速度，pH值高时因值

35、高时因金属管表面形成保护膜，腐蚀速度减慢。金属管表面形成保护膜，腐蚀速度减慢。v 水的含盐量对腐蚀的影响是，含盐量越高则腐蚀加快。水的含盐量对腐蚀的影响是，含盐量越高则腐蚀加快。v 流速和腐蚀速度的关系是，流速越大，腐蚀越快。流速和腐蚀速度的关系是，流速越大，腐蚀越快。防止给水管腐蚀的方法防止给水管腐蚀的方法v采用非金属管材，如预应力或自应力钢筋混采用非金属管材，如预应力或自应力钢筋混凝土管、玻璃钢管、塑料管等。凝土管、玻璃钢管、塑料管等。v在金属管表面上涂油漆、水泥砂浆、沥青等，在金属管表面上涂油漆、水泥砂浆、沥青等，以防止金属和水相接触而产生腐蚀。以防止金属和水相接触而产生腐蚀。v阴极保护

36、。根据腐蚀电池的原理，两个电极阴极保护。根据腐蚀电池的原理，两个电极中只有阳极金属发生腐蚀，所以阴极保护的中只有阳极金属发生腐蚀，所以阴极保护的原理就是使金属管成为阴极，以防止腐蚀。原理就是使金属管成为阴极，以防止腐蚀。牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法v使用消耗性的阳极材料，如铝、镁、锌等，使用消耗性的阳极材料，如铝、镁、锌等，隔一定距离用导线连接到管线隔一定距离用导线连接到管线(阴极阴极)上，在土上，在土壤中形成电路，结果是阳极腐蚀，管线得到壤中形成电路，结果是阳极腐蚀，管线得到保护。保护。通入直流电的阴极保护法通入直流电的阴极保护法v埋在管线附近的废铁和直流电源的阳极连接，埋在管线

37、附近的废铁和直流电源的阳极连接，电源的阴极接到管线上，因此可防腐蚀。在电源的阴极接到管线上，因此可防腐蚀。在土壤电阻率高土壤电阻率高(约约2500欧姆欧姆cm)或金属管外或金属管外露时使用较宜。露时使用较宜。维修维修检漏v检漏是管线管理部门的一项日常工作。减少检漏是管线管理部门的一项日常工作。减少漏水量既可降低给水成本，也等于新辟水源，漏水量既可降低给水成本，也等于新辟水源，经济意义是很大的。经济意义是很大的。v水管损坏引起漏水的原因：水管损坏引起漏水的原因：因水管质量差或使用期长而破损；因水管质量差或使用期长而破损；由于管线接头不密实或基础不平整引起的损坏；由于管线接头不密实或基础不平整引起

38、的损坏；因使用不当例如阀门关闭过快产生水锤以致破坏管线；因使用不当例如阀门关闭过快产生水锤以致破坏管线；因阀门锈蚀、阀门磨损或污物嵌住无法关紧等。因阀门锈蚀、阀门磨损或污物嵌住无法关紧等。检漏方法检漏方法v实地观察法实地观察法 是从地面上观察漏水迹象，如排水窨井中有是从地面上观察漏水迹象，如排水窨井中有清水流出，局部路面发现下沉，路面积雪局清水流出，局部路面发现下沉，路面积雪局部融化，晴天出现湿润的路面等，本法简单部融化，晴天出现湿润的路面等，本法简单易行，但较粗略。易行，但较粗略。检漏方法检漏方法v听漏法听漏法v 听漏法使用最久，听漏工作一般在深夜进行，以免听漏法使用最久，听漏工作一般在深夜

39、进行，以免受到车辆行驶和其他杂声的干扰。受到车辆行驶和其他杂声的干扰。听漏棒，使用时棒一端放在水表、阀门或消火栓上，即可从棒听漏棒，使用时棒一端放在水表、阀门或消火栓上，即可从棒的另一端听到漏水声。这一方法的听漏效果凭各人经验面定。的另一端听到漏水声。这一方法的听漏效果凭各人经验面定。检漏仪是比较好的检漏工具。所用仪器有电子放大仪和相关检检漏仪是比较好的检漏工具。所用仪器有电子放大仪和相关检漏仪等。电子放大仪是一个简单的高频放大器、利用晶体探头漏仪等。电子放大仪是一个简单的高频放大器、利用晶体探头将地下漏水的低频振动转化为电讯号，放大后即可在耳机中听将地下漏水的低频振动转化为电讯号，放大后即可

40、在耳机中听到漏水声。也可从输出电表的指针摆动看出漏水情况。相关检到漏水声。也可从输出电表的指针摆动看出漏水情况。相关检漏仪是由漏水声音传播速度，即漏水声传到两个拾声头的时间漏仪是由漏水声音传播速度，即漏水声传到两个拾声头的时间先后，通过计算机算出漏水地点，该类仪器价格昂贵，使用时先后，通过计算机算出漏水地点，该类仪器价格昂贵，使用时需较多人力对操作人员的技术要求高，国内使用很少。优点需较多人力对操作人员的技术要求高，国内使用很少。优点是适用于寻找疑难漏水点，如穿越建筑物和水下管道的漏水。是适用于寻找疑难漏水点，如穿越建筑物和水下管道的漏水。听漏法听漏法电子听漏棒电子听漏棒数字滤波漏水检测仪数字

41、滤波漏水检测仪检漏方法检漏方法v分区检漏法分区检漏法 分区检漏是用水表测出漏水地点和漏水量，一般只分区检漏是用水表测出漏水地点和漏水量，一般只在允许短期停水的小范围内进行。在允许短期停水的小范围内进行。方法是把整个给水管网分成小区，凡是和其他地区方法是把整个给水管网分成小区，凡是和其他地区相通的阀门全部关闭，小区内暂停用水，然后开启相通的阀门全部关闭，小区内暂停用水，然后开启装有水表的一条进水管上的阀门，使小区进水。如装有水表的一条进水管上的阀门，使小区进水。如小区内的管网漏水，水表指针将会转动，由此可读小区内的管网漏水，水表指针将会转动，由此可读出漏水量。出漏水量。水表装在直径为水表装在直径

42、为1020mm的旁通管上。的旁通管上。查明小区内管网漏水后，可按需要再分成更小的区，查明小区内管网漏水后，可按需要再分成更小的区，用同样方法测定漏水量。这样逐步缩小范围，最后用同样方法测定漏水量。这样逐步缩小范围，最后还须结合听漏法找出漏水的地点。还须结合听漏法找出漏水的地点。分区检漏法分区检漏法维修维修清垢清垢v 由于输水水质、水管材料、流速等因素，水管内壁会由于输水水质、水管材料、流速等因素，水管内壁会逐渐腐蚀而增加水流阻力，水头损失逐步增长，输水逐渐腐蚀而增加水流阻力，水头损失逐步增长，输水能力随之下降。能力随之下降。v 根据有些地方的经验，涂沥青的铸铁管经根据有些地方的经验，涂沥青的铸

43、铁管经1020年年使用后，粗糙系数使用后，粗糙系数n值可增长到值可增长到0.0160.018左右，左右，内壁未涂水泥砂浆的铸铁管，使用内壁未涂水泥砂浆的铸铁管，使用12年后年后n值即达值即达到到0.025，而涂水泥砂浆的铸铁管，虽经长期使用，而涂水泥砂浆的铸铁管，虽经长期使用，粗糙系数可基本上不变。粗糙系数可基本上不变。v 为了防止管壁腐蚀或积垢后降低管线的输水能力，除为了防止管壁腐蚀或积垢后降低管线的输水能力，除了新敷管线内壁事先采用水泥砂浆涂衬外，对已埋地了新敷管线内壁事先采用水泥砂浆涂衬外，对已埋地敷设的管线则有计划地进行刮管涂料，即清除管内壁敷设的管线则有计划地进行刮管涂料，即清除管内

44、壁积垢并加涂保护层，以恢复输水能力，节省输水能量积垢并加涂保护层，以恢复输水能力，节省输水能量费用和改善管网水质，这也是管理工作中的重要措施。费用和改善管网水质，这也是管理工作中的重要措施。管线清垢管线清垢v产生积垢的原因：产生积垢的原因：金属管内壁被水侵蚀；金属管内壁被水侵蚀；水中的碳酸钙沉淀；水中的碳酸钙沉淀；水中的悬浮物沉淀；水中的悬浮物沉淀；水中的铁、氯化物和硫酸盐的含量过高；水中的铁、氯化物和硫酸盐的含量过高；铁细菌、藻类等微生物的滋长繁殖等。铁细菌、藻类等微生物的滋长繁殖等。金属管线清垢方法金属管线清垢方法v松软的积垢，可提高流速进行松软的积垢，可提高流速进行冲洗冲洗。v冲洗时流速

45、比平时流速提高冲洗时流速比平时流速提高35倍，但压力倍，但压力不应高于允许值。每次冲洗的管线长度为不应高于允许值。每次冲洗的管线长度为100200m。v用压缩空气和水同时冲洗，效果更好，其优用压缩空气和水同时冲洗，效果更好，其优点是：点是：清洗简便，水管中无需放入特殊的工具；清洗简便，水管中无需放入特殊的工具；操作费用比刮管法、化学酸洗法为低；操作费用比刮管法、化学酸洗法为低；工作进度较其他方法迅速；工作进度较其他方法迅速；用水流或气用水流或气水冲洗并不会破坏水管内壁的沥青涂层水冲洗并不会破坏水管内壁的沥青涂层或水泥砂浆涂层。或水泥砂浆涂层。金属管线清垢方法金属管线清垢方法v水力清管法水力清管

46、法 管垢随水流排出。起初排出的水浑浊度管垢随水流排出。起初排出的水浑浊度较高，以后逐渐下降，冲洗工作直到出较高，以后逐渐下降，冲洗工作直到出水完全澄清时为止。水完全澄清时为止。金属管线清垢方法金属管线清垢方法v气压脉冲射流清管法气压脉冲射流清管法 贮气罐中的高压空气通过脉冲装置贮气罐中的高压空气通过脉冲装置1、橡胶管、橡胶管3、喷嘴、喷嘴6送入需清洗的管道中，冲洗下来的送入需清洗的管道中，冲洗下来的锈垢由排水管锈垢由排水管5排出。排出。该法的设备简单，操作方便，成本不高。进该法的设备简单，操作方便，成本不高。进气和排水装置可安装在检查井中，因而无需气和排水装置可安装在检查井中，因而无需断管或开

47、挖路面。断管或开挖路面。金属管线清垢方法金属管线清垢方法v坚硬的积垢，需用坚硬的积垢，需用刮管法刮管法清除。清除。v 刮管器有多种形式，都是用钢丝绳绞车等工具使其在刮管器有多种形式，都是用钢丝绳绞车等工具使其在积垢的水管内来回拖动。积垢的水管内来回拖动。v 刮管器适用于刮除刮管器适用于刮除小口径水管小口径水管内的积垢。它由切削环、内的积垢。它由切削环、括管环和钢丝刷组成。使用时，先由切削环在水管内括管环和钢丝刷组成。使用时，先由切削环在水管内壁积垢上刻划深痕，然后刮管环把管垢刮下，最后用壁积垢上刻划深痕，然后刮管环把管垢刮下，最后用钢丝刷刷净。钢丝刷刷净。金属管线清垢方法金属管线清垢方法v大口

48、径水管大口径水管刮管时可用刮管时可用旋转法刮管旋转法刮管，安，安装情况和刮管器相类似，但钢丝绳拖动装情况和刮管器相类似，但钢丝绳拖动的是装有旋转刀具的封闭电动机。的是装有旋转刀具的封闭电动机。刮管法刮管法v优点：优点：工作条件较好，刮管速度快。工作条件较好，刮管速度快。v缺点：缺点：刮管器和管壁的摩擦力很大，刮管器和管壁的摩擦力很大，往返拖动相当费力，并且管线不易刮净。往返拖动相当费力，并且管线不易刮净。清管器清管器v 清管器清管器用聚氨酯泡沫制成，其外表面有高强度材料的用聚氨酯泡沫制成，其外表面有高强度材料的螺纹，外形如炮弹，外径比管道直径稍大，清管操作螺纹，外形如炮弹，外径比管道直径稍大，

49、清管操作由水力驱动，大小管径均可适用。由水力驱动，大小管径均可适用。v 优点是成本低，清管效果好，施工方便且可延缓结垢优点是成本低，清管效果好，施工方便且可延缓结垢期限，清管后如不衬涂也能保持管壁表面的良好状态。期限，清管后如不衬涂也能保持管壁表面的良好状态。v 清管时，通过消火拴或切断的管线，将清管器塞入水清管时，通过消火拴或切断的管线，将清管器塞入水管内，利用水压力以管内，利用水压力以23km/h的速度在管内移动。的速度在管内移动。约有约有10的水从清管器和管壁之间的缝隙流出，将管的水从清管器和管壁之间的缝隙流出，将管垢和管内沉淀物冲走。垢和管内沉淀物冲走。v 冲洗水的压力随管径增大而减小

50、。冲洗水的压力随管径增大而减小。v 软质清管器可任意通过弯管和阀门。软质清管器可任意通过弯管和阀门。酸洗法酸洗法v将一定浓度的盐酸或硫酸溶液放进水管内，将一定浓度的盐酸或硫酸溶液放进水管内，浸泡浸泡1418h以去除碳酸盐和铁锈等积垢，再以去除碳酸盐和铁锈等积垢，再用清水冲洗干净，直到出水不含溶解的沉淀用清水冲洗干净，直到出水不含溶解的沉淀物和酸为止。物和酸为止。v这种方法的缺点是酸洗后，水管内壁变为光这种方法的缺点是酸洗后，水管内壁变为光洁，如水质有侵蚀性，以后锈蚀可能更快。洁，如水质有侵蚀性，以后锈蚀可能更快。维修维修涂料涂料v 管壁积垢清除以后，应在管内衬涂保护涂料，以保持管壁积垢清除以后