压力流状态下雨水管道流量计算研究

随着社会经济的快速发展,城市雨水排除问题日益突出,原有雨水管道设计计算理论不断面临实践的挑战,亟待更新。理论分析表明,目前常用的雨水设计流量计算公式仅适用于重力流状态下的雨水管道设计,而并不适用于压力流状态。针对此问题,基于连续性方程和最大雨强公式,提出了适用于压力流状态的雨水管道流量计算新方法,改进了此种状态下雨水管道的设计,是对目前雨水管道设计计算方法的完善。     

平原地区壅水工况雨水管道的优化设计

根据流体力学原理,探讨壅水雨水管道最优计算方法,并结合工程实例,进行管道最佳管径、坡度的选取。提出壅水管网系统,应充分利用有效水头,以平均水力坡降为重要依据,合理分配各管段水头,由水头、管长确定其最佳管径,以获得既能保证排水安全,又能有效控制雨水管道工程造价的设计成果。     

雨水管道水力计算的计算机程序实例

1 概述 雨水管道水力计算虽不涉及复杂的公式,但即使按均匀流基本公式进行任何一管段的计算,都必须对设计流速、管径、管道坡度等进行多次选择和计算,另外需要考虑管段之间的连接和各种约束条件的限制等,计算工作量较大。当前设计部门水力计算大部分     

排水工程暴雨强度分析

一、自动雨量记录暴雨强度公式原城市排水设计规范规定雨水管道的设计按溢流期推算。但是在水利工程上都采用重现期进行设计,而且很多国家在排水工程雨水管道设计中也按重现期计算。因此为了使雨水管道设计的概念简单明确,且便于     

城镇雨水系统设计标准的探讨

根据水力学理论,对雨水管道排放雨水的水力情况进行了分析,定性地确定了设计地面高程与市政雨水受纳水体最高水位的关系,将水力学管道流量公式与国内传统雨水流量计算公式相结合,进一步推出了相关计算公式,并以武汉市为例,运用该公式提出了武汉市市政雨水系统暴雨重现期P=3年~5年的标准,并阐明了"大管径,小坡降,低流速"设计思路的优势。     

雨水管网设计中数学模型法与推理公式法的对比

分别采用数学模型法和推理公式法对同一雨水管网进行设计计算,比较异同。结果表明,两种方法的理论基础、计算工况都存在显著差异,在城市雨水管网系统规划设计中,应该差别化应用。数学模型法在城市易涝点模拟及评估、成片雨水管网优化设计、雨水调蓄设施和雨水泵站的规划设计等方面有明显优势,但在具体的雨水管道规模设计方面,为不降低现有设计标准,建议采用推理公式法进行计算,数学模型法的应用尚需进一步研究。     

设置调蓄池的雨水管道设计计算

设置雨水调蓄池是城市雨水利用的有效措施,但目前国内还未有设置调蓄池的雨水管道设计计算方法.为此,结合雨水管道设计的推理法和管道空隙容积理论,提出了通过设置雨水调蓄池,使上游雨水全部持续进入调蓄池而延长下游管道的汇流时间t,的合理假设,计算下游雨水管道的降雨历时应包括地面集水时间t1、折减条件下管道流行时间mt2和上游管道的设计流量充满调蓄池的时间t3,从而得到了适用于设置调蓄池的雨水管道设计公式,并将其应用于西北某规划科技园的雨水利用系统的管道设计中,与传统的设计方法相比,提高了系统的雨水调蓄功能,并降低了管道造价.     

雨水管道的概率极限状态水力计算

为提高雨水管道的排水可靠性，将工程结构可靠性理论引入了雨水管道中，提出了雨水管道的概率极限状态水力计算方法，给出了目标可靠指标建议值，并计算出与之相对应的分项系数，形成了基于可靠性的以分项系数表达的概率极限状态水力计算公式。     

雨水管道积泥及水力不确定性对过水能力的影响

考察了雨水管道积泥及水力不确定性对其过水能力的影响,导出了管道积泥后过水能力变化率的计算式。计算表明,既有雨水管道在《城镇排水管渠与泵站运行、维护及安全技术规程》(CJJ 68—2016)允许的疏通前、后的积泥深度情况下,过水能力将分别下降20%以上和近15%。另外,分别导出了管径、糙率单独变化以及两者均变化时新建雨水管道过水能力变化率的计算式。计算表明,对管径为100～1 500 mm的新建雨水管道,在《混凝土和钢筋混凝土排水管》(GB/T 11836—2009)规定的管径允许负偏差情况下,相应过水能力的变化率为-19.9%～-1.8%;当管径的允许负偏差与糙率的常见变化或与管道允许积泥深度组合出现时,均将使过水能力下降的幅度更大,最大值达40%。上述结果表明,按现行的水力设计方法无法实现雨水管道的预期功能。因此,对既有雨水管道,建议减小允许积泥深度,并加强维护与管理;对新建雨水管道,建议修订管径的允许负偏差,并改进水力设计方法。     

压力流条件下的推理公式法研究

在沿海或地势低洼地区,很容易出现管道出水口的内管顶高程低于该处设计洪水位的情况。为了弥补现行的恒定流推理公式法仅依赖均匀流条件的缺陷,采用了一种不再用管底坡降替代水力坡降计算流速,而是直接用水力坡降求解恒定流推理公式的方法,使恒定流推理公式法也能精确计算在压力流条件下的雨水设计流量;同时,该方法还具有同数学模型一样能反映管道沿途各检查井水位的功能,有利于判断管道是否会发生漫溢和地面积水。     

利用雨水管理模型模拟推理公式法设计计算管渠系统

传统雨水管渠系统设计计算采用推理公式法，而雨水管渠系统日常运行模拟中考虑时变降雨、降雨损失变化等情况时，需要采用雨水管理模型。与推理公式法相比，雨水管理模型需要更多的数据输入，且需要适当处理径流系数和集水时间。首先提出了雨水管理模型模拟推理公式法设计计算管渠系统的方法，然后通过算例讨论了推理公式法和雨水管理模型模拟的计算结果。小型算例说明，雨水管理模型可近似再现推理公式法的计算结果。     

雨水调蓄改造旧城区雨水管道系统的探索与研究

城市旧城区的雨水管道系统由于建设年代早、设计标准低,随着城市的发展,许多原有雨水管道系统无法满足排水需要,直接威胁着城市的安全。如何利用现有管道提高排水能力,防止内涝的发生,成为许多城市亟待解决的问题。通过对雨水调蓄削减洪峰流量的分析计算,提出了道路沿线分散串联设置调蓄池的方式,在不进行大改大建的原则下,充分利用原有雨水管道,提高管道的排水能力。分析并介绍了调蓄池的构造和调蓄池容积、池内流行时间t2、蓄水延缓时间t3的计算方法,以及下游管道的水力计算。通过对设置与不设调蓄池管道水力计算结果的比较,说明了调蓄池错峰的效果。     

虹吸式雨水管屋面排水系统施工方法

虹吸式雨水管道系统是利用雨水立管在满流情况下水柱的自由落体对管道系统悬吊管、雨水斗产生抽吸力,使常规靠重力流的雨水变成动力流雨水的管道系统。     

Excel在市政排水管道水力计算中的应用

介绍了排水管渠的水力计算公式,从雨水管道水力计算与污水管道水力计算两方面着手,探讨了运用Excel软件进行水力计算的方法,通过试算分析指出运用Excel软件进行水力计算简单便捷、精确度高。     

有色金属加工厂厂房重力流屋面雨水系统设计探讨

介绍了有色金属加工企业厂房的雨排水特点,对设计时经常采用的量力流雨水系统做了详细介绍,包括选用原则、设计计算、雨水管道及附件等.     

基于SWMM耦合模型的道路行泄通道设计方法与应用

针对现有道路行泄通道的设计方法仅适用于道路单独排水、忽略道路明渠流与管道压力流之间水动力相互作用的问题,提出了一种基于SWMM构建道路明渠流与管道压力流耦合的水力排涝模型,来进行道路行泄通道设计以应对极端降雨事件的方法。并以某山地城市为例,构建SWMM雨水管道水力模型,进行50年一遇降雨情景下的内涝模拟,获得易涝点分布。在此基础上,根据内涝区域的竖向分析和水文分析,结合管道排水能力,设置道路行泄通道系统,构建水力耦合排涝模型。并利用耦合排涝模型优化行泄通道设计参数,对比不同方案下情景模拟结果,获得符合实际情况的行泄通道,最终确定行泄通道设计方案。案例分析表明,基于水力耦合排涝模型的道路行泄通道设计方法,考虑了道路明渠流与管道压力流之间水动力相互作用以及流量交换,反映了极端暴雨条件下道路与管道联合排涝系统的实际运行状态,使得行泄通道的设计更为系统、合理。     

分散串联型雨水调蓄系统在旧排水系统改造中的应用

阐述了雨水调蓄利用的意义,提出了采用分散串联型雨水调蓄池改造旧城区雨水管道系统的方法,可在不进行大改大建的原则下,充分利用原有雨水管道,提高管道的排水能力。     

城市道路雨水生态排水系统规划若干问题研究

全球气候变暖,极端气候频发,凸起式分车带在短时间内加速道路路面径流的形成,雨水口设置缺乏科学性,负荷较重,采用的雨水设计流量计算方法单一,降雨重现期的设计标准未与上游建筑物或小区统筹考虑等因素,是造成城市道路雨水排水系统无法及时排除雨水的重要原因。以构建生态排水环境为目的,通过规划的调控与指导作用,从采用改良的锯齿上凸式和下凹式分车带,雨水口采用线形排水与点排水相结合的设置方式人手,以近10～20年气象水文资料为计算基础,采用推理公式改进法、过程线方法和计算机模型法等多种雨水径流量计算方法,规划统筹考虑上下游雨水管道降雨重现期的设计标准,使得雨水管道系统的各项设计更接近当今的气候特征,解决现存城市道路雨水积水问题,构建道路雨水生态排水系统。     

淹没出流雨水管道应对内涝设计探讨

采用SWMM模型进行水动力模拟,研究淹没出流时水位、坡度、管径对内涝的影响,并结合伯努利方程进行雨水管道压力流理论分析。结果表明,河道水位上升严重制约雨水管道排涝能力。淹没出流时管道坡度的增加不但导致施工造价增加,而且基本不能提高管道排涝能力;增大管径会导致施工造价增加,但可有效提高管道排涝能力。淹没出流时影响管道排涝能力的主要是上下游水位差、管径及管道粗糙系数。因此,建议城市排涝应合理控制河道水位;在难以保证自由出流的地区,应增大雨水管道管径应对城市内涝。     

Excel用于排水管网的设计及优化

采用以Excel为数据库的编程方法对排水管网进行了优化设计。Excel可与其他应用软件实现资源共享，支持VBasic编程，便于排水管网优化设计计算。对污水管道采用两相优化理论设计，对雨水管道采用与地面坡度一致法进行优化计算。将污水、雨水、合流制管网及混合管网统一为排水管网，用一套程序同时完成各种体制的排水管网的优化设计计算。