渠道水力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)(編輯修改稿)
2025-04-15 20:45 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （ 2）不應(yīng)發(fā)生下游水位高于上游。 管頂平接 水面平接 管底平接 第七節(jié) 管段水力學(xué)計(jì)算舉例 例 32 已知設(shè)計(jì)管段長(zhǎng)度 L為 240m；地面坡度 I為 ；流量 Q為 40L/s， 上游管段管徑 D為300mm，充滿度 h/D為 ，管底高程為 ，地面高程為 ，覆土厚度為 。 求：設(shè)計(jì)管段的口徑和管底高程。 解：由于上游管段的覆土厚度較大，設(shè)計(jì)管段坡度應(yīng)盡量小于地面坡度以減小管段埋深。 （ 1）令 D=300mm，查圖，當(dāng) D=300mm， Q=40L/s，h/D=， i=＞，不符合減小埋深的原則；令 v=，h/D=＞ ，也不符合要求。 （ 2）令 D=350mm，查圖，當(dāng) D=350mm， Q=40L/s，h/D=， i=＜， v=＞ ，符合要求。 采用管頂平接 設(shè)計(jì)管段上端管底高程 ： += 設(shè)計(jì)管段下端管底高程 ： = 檢驗(yàn) 上游管段下端水面高程 ： + = 設(shè)計(jì)管段上端水面高程 ： + = ，不符合要求，應(yīng)采用水面平接。 （ 3）令 D=400mm，查圖，當(dāng) D=400mm， Q=40L/s，v=， h/D=， i=。與 D=350mm比較，管段設(shè)計(jì)坡度基本相同，管段容積未充分利用，管段埋深反而增加 。另外，管段口徑一般不跳級(jí)增加，所以， D=350mm， i=。 （ 4）管底高程修正：采用水面平接。 上游管段的下端水面高程： + = 設(shè)計(jì)管段的上端管底高程： = 設(shè)計(jì)管段的下端管底高程： = 例 33 已知設(shè)計(jì)管段長(zhǎng)度 L為 130m；地面坡度 I為 ；流量 Q為 56L/s， 上游管段管徑 D為350mm，充滿度 h/D為 ，管底高程為 ，地面高程為 。 求：設(shè)計(jì)管段的口徑和管底高程。 解：覆土厚度為 =。離最小覆土厚度允許值 ，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使設(shè)計(jì)管段坡度小于地面坡度。 （ 1）令 D=350mm，查圖，當(dāng) D=350mm， Q=56L/s，v=， i=，但 h/D=＞ ，不合格。當(dāng) h/D=， v=， i=＞ ，不很理想。 上游管段的水面高程： + = 采用水面平接 設(shè)計(jì)管段的上端管底高程： = 設(shè)計(jì)管段的下端管底高程： = （ 2）令 D=400mm，查圖，當(dāng) D=400mm， Q=56L/s， v=， i=，但 h/D=＞ ，不符合規(guī)定；當(dāng) h/D=， i=， v=，符合要求。管底坡度接近地面坡度 i=。 采用管頂平接 設(shè)計(jì)管段的上端管底高程： += 設(shè)計(jì)管段的下端管底高程： = 上游管段下端水面高程： 檢驗(yàn) 設(shè)計(jì)管段上端水面高程： + = ，雖不符合要求，但可接受（下端管底施工高程 ）。 （ 3）究竟采用 D=350mm， i=，還是采用D=400mm， i=，在前一組答案里下端管底高程是 ，比后一組答案里的高程 ，低 。從本設(shè)計(jì)管段的造價(jià)而論，第一答案可能比第二答案便宜；但是，后面的管段都將落下。假如下游的地區(qū)有充分的坡度，可以采用第一答案，假如在平坦地區(qū)，以后還有很長(zhǎng)的管段以及覆土厚度大于 ，宜采用第二答案。 例 34 已知設(shè)計(jì)管段長(zhǎng)度 L為 190m； Q=66L/s， I為 （上端地面高程 ，下端地面高程），上游管段管徑 D為 400mm，充滿度 h/D為 ，下端管底高程為 ，覆土厚度 。 求：管徑和管底高程。 解：本例的特點(diǎn)是地面坡度充分，偏大。上游管段下端覆土厚度已為最小容許值。估計(jì)設(shè)計(jì)管段坡度將小于地面坡度，其口徑可小于上游管段。 （ 1）令 D=400mm， i=I=， h/D=，查圖得 Q=133L/s＞ 66L/s。 （ 2）令 D=350mm， i=I=， h/D=，查圖得 Q=91L/s＞ 66L/s。 （ 3）令 D=300mm， i=I=， h/D=，查圖得 Q=47L/s＜ 66L/s。 （ 4）可以選用 D=350mm， i=。規(guī)范規(guī)定，在地面坡度變陡處，管道管徑可以較上游小 1或 2級(jí)。下面計(jì)算管底高程。 D=350mm， Q=66L/s， I=，查圖得：h/D≈， v=，合格。 采用管底平接： 設(shè)計(jì)管段上端管底高程 =上游管段下端管底高程= 設(shè)計(jì)管段下端管底高程： = （ 5）如果采用地面坡度作為設(shè)計(jì)坡度，設(shè)計(jì)流速超過(guò)最大流速，這時(shí)管道設(shè)計(jì)坡度必須減小，并且設(shè)計(jì)管段上端檢查井采用跌水井。 第八節(jié) 倒虹管水力學(xué)計(jì)算舉例 例 35 倒虹管進(jìn)水井上游管道中流量 Q=500L/s，口徑 D=1000mm，坡度 i=，流速 v=，充滿度 h/D=，水面高程 +，管底高程177。 。倒虹管出水井下游管道中的各水力學(xué)要素?cái)?shù)值與上游管道相同。 試設(shè)計(jì)直管式倒虹管，并求下游管道管底高程。 （ 1）確定倒虹管口徑 倒虹管中水流流速應(yīng)大于上游管道，以防淤積，故管徑采用 800mm。 查滿流管道水力學(xué)算圖，得：當(dāng) Q=500L/s，D=800mm時(shí)， i=， v=。 （ 2）確定下游管底高程 倒虹管進(jìn)水井上游管段
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